Photometre

Le photomètre s'utilise principalement pour mesurer l'éclairement. En se basant sur l'unité d'éclairement, le photometre qui s'utilise exclusivement à cette fin s'appelle aussi un luxmètre. Or, vous pouvez aussi utiliser un photomètre pour déterminer la proportion de substances étrangères ou la concentration de mélanges connus de substances qui atténuent l'intensité de la lumière. Ce type de dispositifs qui est équipé d'un récipient pour échantillons, est aussi appelé turbidimètre. Les critères de sélection d'un photomètre dépendent principalement de l'utilisation qui en sera faite : pour mesurer l'éclairement ou comme instrument de mesure pour déterminer les propriétés d'un liquide.

Pour l'oeil humain, il est plus difficile de saisir des détails, des couleurs et des structures spatiales dans l'obscurité grandissante. Par conséquent, un éclairage adapté à la situation est important pour percevoir des situations dangereuses. En outre, il augmente la capacité de concentration au travail et dans les tâches d'apprentissage, que ce soit dans le domaine privé ou public. La lumière joue aussi un rôle décisif dans le développement et la croissance des plantes et dans la durabilité de certaines substances. Dans les directives de santé et de sécurité au travail, les règlementations de prévention des accidents et les normes techniques, une valeur minimum d'intensité lumineuse pour de nombreuses zones est prescrite ou recommandée. Pour garantir le respect de ces valeurs d'éclairement, on utilise un dispositif qui mesure en lux. Par exemple, la mesure pour les bureaux ou les établis se fait sur la surface de la table, et pour les tableaux ou panneaux, on mesure sur leur surface. L'éclairement est une valeur qui dépend de la zone qui indique la quantité de flux lumineux qui se reflète sur une surface. Un lux correspond à un lumen par mètre carré.

Plage de mesure du photomètre
Par temps ensoleillé, la lumière naturelle atteint des valeurs beaucoup plus élevées que celles qui sont requises pour les tâches visuelles et pour la plupart des processus techniques et naturels. Pour évaluer la plage de mesure nécessaire, il est important de déterminer si, avec le photomètre, vous souhaitez uniquement vérifier les valeurs minimales requises, ou enregistrer aussi des valeurs élevées de lumière diurne pour certaines évaluations. Pour les mesures en intérieur, une plage de mesure de 2.000 ou 10.000 lux est généralement suffisante. Cependant, pour les mesures de lumière diurne en extérieur, la plage de mesure doit être de 100.000 lux ou plus.

La précision du photomètre
La précision de la mesure de nombreux dispositifs est de 3 ou 5 pour cent de la valeur de mesure. Si cette incertitude est trop élevée pour votre tâche de mesure, vous devriez choisir un dispositif avec une meilleure résolution. En outre, gardez à l'esprit que le capteur et le filtre de certains photomètres sont étalonnés pour des sources de lumière définies. Ces dispositifs mesurent, avec une plus grande précision, l'éclairement de ces sources de lumière déterminées. Au moment de mesurer l'éclairage dans des zones résidentielles et de travail, la sensibilité spectrale de la photodiode doit s'adapter à la sensibilité de luminosité de l'oeil humain. À cette fin, la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) définit l'efficience lumineuse des différentes longueurs d'onde des zones sombres et brillantes d'un observateur normal.

Mesure de la couleur de la lumière
Certains photomètres qui mesurent l'éclairage enregistrent, en plus de l'éclairement, les coordonnées de couleur de la lumière incidente. Les valeurs colorimétriques peuvent être indiquées sous la forme de trois couleurs primaires dans des modèles de couleur additive de trois parties. Les valeurs sont alors indiquées, par exemple, sous la forme de valeurs X, Y et Z selon l'espace de couleur CIE-XYZ ou sous la forme de valeurs de rouge, vert et bleu, selon l'espace de couleur CIE-RGB. Beaucoup de ces photomètres, en plus d'indiquer les valeurs numériques pour les couleurs primaires correspondantes, montrent aussi la distribution de la couleur graphiquement, sur un écran couleur.

Photomètre pour mesures mobiles ou fixes
Le contrôle de l'éclairage des postes de travail et des routes mesure normalement avec un photomètre portable. Nous vous recommandons d'utiliser un photomètre à installation fixe là où il est nécessaire, là où une lumière excessive peut provoquer de sérieux dégâts, ou lorsqu'une gamme limitée d'éclairement permet d'obtenir d'excellents résultats. Aussi bien pour les photomètres portables que pour ceux à installation fixe, il existe des versions avec fonction d'enregistrement des données. Les dispositifs à installation fixe offrent géneralement la possibilité de contrôler les systèmes d'effet d'ombre ou les sources de lumière artificielle, ou d'activer des alarmes optiques ou sonores au moyen de sorties de relais ou de contrôle lorsque certaines valeurs sont atteintes.

Avec un photomètre, vous pouvez déterminer dans quelle mesure un milieu entrave le passage de la lumière. Pour cela, on compare l'éclairement sans perte d'intensité par la substance avec l'éclairement après pénétration du milieu. Un exemple d'utilisation est le test de transmission de lumière des verres et des plastiques transparents pour la lumière de certaines longueurs d'onde. Ces valeurs sont importantes pour les lentilles de lunettes, les lunettes techniques et les verres d'immeubles résidentiels et industriels, entre autres. Pour ces mesures, le photomètre doit être conçu pour que les longueurs d'onde soient filtrées ou pour permettre le réglage des différentes plages de longueurs d'onde. Dans le cas des liquides transparents, la valeur de l'atténuation de la lumière est généralement en rapport direct avec les autres propriétés du mélange de substances.

Méthodes et valeurs de mesure d'un photomètre pour la mesure de la turbidité
Le photomètre utilise un capteur de lumière pour mesurer de façon optique l'intensité de la lumière qui pénètre dans une substance. Pour réduire l'influence des absorptions, qui dépendent de la couleur, dans les substances colorées, on utilise généralement une source de lumière infrarouge avec une plage de longueur d'onde d'environ 860 nanomètres. L'émetteur et le récepteur de lumière peuvent être placés dans le photomètre de plusieurs façons. Dans tous les cas, la cellule photovoltaïque mesure l'intensité de la lumière, aussi bien avec que sans la substance objet de la mesure, pour prendre en compte l'influence du récipient de l'échantillon.

Mesure de la lumière transmise - Méthode 0°
La mesure du rayonnement qui pénètre dans l'échantillon en ligne droite est connue sous le nom de turbidimétrie. Cette méthode est parfaitement adaptée aux substances extrêmement troubles. La source de lumière et le capteur de lumière sont situés de part et d'autre de l'échantillon. Les valeurs mesurées sont généralement indiquées dans l'unité FAU (Formazin Attenuation Units = Unités d'Atténuation de Formazin) conformément à la norme EN 7027-1. Une plage de mesure habituelle va de 40 à 4.000 FAU.

Mesure de la lumière diffusée latéralement - méthode de 90°
La méthode qui détecte la lumière diffusée latéralement par l'échantillon, s'appelle néphélométrie. Cette mesure sert souvent à mesurer des substances ayant une légère turbidité. L'unité réceptrice est placée perpendiculairement par rapport à la source de lumière et détecte uniquement la lumière diffusée latéralement. La valeur est donnée dans l'unité NTU (unité de turbidité néphélométrique) conformément à EN 7027-1. Les valeurs sont généralement comprises entre 0,05 et 400 NTU. Il existe des unités spéciales, par exemple, pour la mesure de la turbidité de la bière en EBC en Europe et en ASBC aux USA.

Mesure de la lumière rétrodiffusée - méthode de 180° et mesures multiangles
Dans certaines applications, la lumière réfléchie est aussi mesurée dans la direction de la source de l'éclairage. Pour ces mesures, les unités émettrice et réceptrice se mettent directement l'une à côté de l'autre. Certains photomètres sont aussi équipés de plusieurs capteurs. Cela permet, par exemple, de mesurer la lumière transmise et la lumière diffusée à 90° de côté dans un seul dispositif. En fonction de l'intensité de la turbidité, celle qui est appropriée est automatiquement sélectionnée parmi les deux valeurs mesurées. Dans d'autres instruments, la lumière diffusée dans différents côtés est mesurée simultanément et est évaluée dans son ensemble.

Enregistrement et transfert des données du photomètre
Un photomètre avec enregistrement des données simplifie la mesure et minimise les erreurs de lecture et de transfert. En particulier lorsque des mesures in situ sont effectuées, il est utile d'enregistrer les données dans le dispositif. Si vous souhaitez enregistrer de nombreuses valeurs, il est fondamental de tenir compte de la capacité de la mémoire et de la facilité avec laquelle les données sont récupérées et transférées. Selon les fonctions du photomètre, vous pourrez transférer les valeurs mesurées à un ordinateur ou un Smartphone via câble USB ou Bluetooth.

Analyse avec un photomètre de substances
Sachant que la turbidité augmente avec la concentration des substances dissoutes dans le liquide, un photomètre peut être utilisé pour déterminer la concentration. Si vous avez la certitude qu'un liquide d'une certaine concentration n'a pas d'impuretés dans l'échantillon examiné, la concentration peut directement résulter de la valeur de turbidité, en utilisant des courbes d'étalonnage. S'il est difficile de déterminer la taille des particules ou s'il y a plusieurs impuretés présentes, la propriété de ces substances à réagir avec certains produits chimiques s'utilise pour mesurer certains composants. À cette fin, on utilise des réactifs qui ne réagissent qu'avec la substance qui va être mesurée afin de générer une turbidité supplémentaire caractéristique. Les résultats finaux de ces réactions peuvent être enregistrés et évalués pour une substance spécifique. Le photomètre doit avoir enregistré certaines valeurs pour effectuer ces mesures. Si vous pensez utiliser un photomètre pour effectuer ce type d'analyse, vous devez choisir un dispositif adapté à la mesure de certaines grandeurs. D'autre part, il faut prêter attention aux accessoires de mesure disponibles, à la façon dont le processus de mesure se déroule et à la possibilité d'étalonner le photomètre.

L'eau est la vie. Voici une phrase très connue que personne ne peut réfuter. Or, il n'est pas seulement nécessaire de prêter attention à la quantité et à la distribution de l'eau, mais aussi à sa qualité. L'être humain est entouré d'eau, d'ailleurs, l'eau fait partie de notre corps. Nous trouvons de l'eau dans l'atmosphère, à la surface de la Terre et sous la terre. Elle se présente sous différents états : solide, liquide et gazeux. La première description qu'une personne fait de l'eau est qu'elle est incolore, insipide, inodore, et que c'est un liquide. À notre époque, nous voyons l'eau comme quelque chose de naturel et d'indispensable ; en effet, nous n'imaginons pas la vie sans eau : elle sort du robinet, elle est vendue en bouteille, elle s'utilise dans des processus industriels et dans l'agriculture. Une conséquence négative et alarmante est le mauvais traitement de l'eau, puisqu'elle peut être contaminée par des substances nocives, on en gaspille d'énormes quantités et il n'existe pas non plus suffisamment de stations d'épuration.

Nombreux sont ceux qui ont entendu dire que l'eau peut être douce ou dure, sans réfléchir à ce que cela ne signifie ni aux différences. La dureté est une propriété de l'eau qui est déterminée par la présence de calcium et de magnésium dans l'eau. Il s'agit vraiment d'une caractéristique de qualité qui joue un rôle fondamental au moment d'évaluer la qualité de l'eau dans les foyers, l'industrie et les applications techniques. Le calcium et le magnésium ne sont pas les seuls éléments que l'eau contient, mais ce sont les deux grandeurs qui ont le plus d'influence sur la dureté de l'eau. Ces éléments sont importants pour l'organisme ; d'ailleurs, la présence d'une certaine quantité de magnésium et de calcium dans l'eau est même avantageuse. Certaines parties du corps, comme les dents, les os et les cellules, ont besoin de calcium et de magnésium pour assurer leur résistance et leur bon fonctionnement. Par conséquent, l'eau est une excellente source de nutriments.

D'autre part, l'organisation mondiale de la santé définit la quantité optimale de calcium et de magnésium que l'eau doit avoir, en miligrammes par litre. Les valeurs limites ne doivent pas être dépassées afin d'éviter, par exemple, une accumulation de calcium. Surtout les personnes ayant des problèmes de santé doivent en tenir compte. Une concentration en sel trop élevée dans l'eau peut causer des problèmes, par exemple, dans les articulations. C'est pourquoi, atteindre un degré optimal de minéralisation est une tâche très importante.

La qualité de l'eau se contrôle de façon continue dans les usines de traitement de l'eau et est régulée, en fonction du degré de dureté. Les sources d'eau se composent normalement de différents types d'eau : des eaux de surface et des eaux souterraines, des lacs, des fleuves et des précipitations. Selon la quantité d'eau qui a été en contact avec les pierres (calcaire, plâtre ou dolomie), la quantité de calcium et de magnésium pourra varier. Par conséquent, la valeur de dureté n'est jamais identique et varie selon la zone géographique, le temps, la saison et la quantité de précipitations.

Par exemple, l'eau du robinet qui s'utilise pour les besoins d'un foyer, ne devrait jamais être trop dure, car cela peut causer des problèmes dans les appareils électroménagers et les tuyauteries. On ne peut pas savoir à première vue si l'eau est trop douce ou dure, mais après l'avoir fait bouillir, ou même après une utilisation prolongée (par exemple dans la cuisine ou la salle de bain) cela se manifeste : calcaire (une espèce de cristallisation) sur la surface et une couche fine sur la surface de l'eau du chauffe-eau. C'est un signe de dureté carbonate. Lorsque les carbonates de calcium et de magnésium sont exposés à une température élevée, ils se convertissent en un sédiment dur et insoluble ; d'ailleurs, beaucoup de gens connaissent cet effet. La dureté totale de l'eau se compose de la dureté des carbonates et des non carbonates, et se mesure en mol/m3 ou en mmol/l.

Un degré optimal de dureté n'est pas seulement important pour le corps humain, mais aussi pour tous ces dispositifs qui sont en contact avec de l'eau, comme les lave-vaisselles, les chauffe-eaux, les machines à laver, les tuyaux, les chaudières et les radiateurs. C'est la raison pour laquelle les publicités présentent différents moyens de protèger les machines à laver contre le calcaire et prolonger ainsi leur durée de vie. Même s'il est vrai qu'une quantité trop élevée de calcium et de magnésium peut être préjudiciable, il n'est pas vrai que, plus une eau est douce, mieux c'est. L'eau du robinet avec des valeurs très faibles peut aussi endommager les tuyauteries, par exemple sous forme de corrosion. C'est pour cela qu'il est si important de maintenir l'équilibre.

Connaître le degré de dureté de l'eau est important (vous pouvez utiliser pour cela un photomètre, par exemple) pour régler le fonctionnement des dispositifs et sélectionner la quantité exacte de détergent et le système de filtration et de nettoyage. Il est bien sûr possible d'obtenir une analyse détaillée de l'eau dans un laboratoire, mais, au jour le jour, de nombreuses personnes essayent de régler le degré de dureté de l'eau en cherchant des moyens permettant de combattre le calcaire.

L'utilisation d'un mesureur TDS est un moyen professionnel qui peut aider à cet égard. Mais il donne aussi des informations sur tous les sels dissous dans l'eau. C'est pourquoi il est recommandé de suivre une formation pour se servir correctement de ce type de dispositif. Comme le degré de dureté de l'eau se mesure dans différentes unités selon le pays, il est nécessaire d'analyser les indications du fabricant et les instructions d'utilisation des appareils électroménagers fabriqués à l'étranger. Vous trouverez ci-dessous les données de conversion à partir des degrés de dureté français °F :

En °Clark au Royaume Uni,
En ºDH en Allemagne,
En ppm aux États Unis, et
En °Ж en Russie.

Veuillez prendre en compte que les valeurs ne se convertissent pas de 1 en 1, c'est pourquoi il est nécessaire de les convertir pour obtenir une lecture correcte.

1°DH - 10 mg CaO pro l
1°Clark - 10 mg CaCO3 pro 0,7 l
1°F - 10 mg CaCO3 pro l
1 ppm - 1 mg CaCO3 pro l

Chaque pays a ses propres exigences et valeurs limites pour le degré de dureté de l'eau (contenu en carbonate de calcium dans l'eau) et il devrait être contrôlé avec un instrument de mesure comme, par exemple, un photomètre.