Quels sont les capteurs utilisés dans les détecteurs de gaz ?

Un détecteur de gaz détecte la présence de gaz dans une zone. Lorsque la concentration de gaz dépasse la valeur d'alarme définie par le capteur, le détecteur de gaz émet une alarme sonore, affiche une alarme visible et indique la concentration de gaz mesurée sur l'écran du détecteur de gaz. Les détecteurs de gaz peuvent détecter les gaz combustibles, l'oxygène et les gaz toxiques. Les types de capteurs couramment utilisés dans les détecteurs de gaz sont les capteurs électrochimiques, les capteurs catalytiques, les capteurs à photo-ionisation (PID), les capteurs infrarouges, les capteurs galvaniques et les capteurs à semi-conducteurs.

Capteurs électrochimiques

Un capteur électrochimique permet de détecter des gaz toxiques tels que le CO, le H2S, le NH3, le Cl2, le NO2, le SO2, etc. Un capteur électrochimique fonctionne grâce au gaz qui s'écoule dans le capteur à travers une membrane poreuse jusqu'à une électrode où il est oxydé ou réduit. La quantité de courant produite est déterminée par la quantité de gaz oxydée à l'électrode, ce qui indique la concentration du gaz.

Capteurs catalytiques

Un capteur catalytique permet de détecter les gaz combustibles. Le capteur catalytique se compose de deux bobines de fil de platine, chacune intégrée dans une perle d'alumine reliée électriquement dans un circuit en pont de Wheatstone. La bille active contient un catalyseur qui permet aux composés combustibles de s'oxyder, ce qui chauffe encore plus la bille et modifie sa résistance électrique. La différence de tension qui en résulte entre les billes actives et les billes passives est proportionnelle à la concentration de tous les gaz et vapeurs combustibles présents. Le capteur catalytique a besoin d'un minimum de 12 % d'oxygène dans l'atmosphère pour l'oxydation. Le capteur catalytique peut être empoisonné par des composés tels que les silicones, les acides minéraux, les composés organiques chlorés et les composés sulfurés.

Capteurs de photoionisation (PID)

Un capteur PID détecte la concentration des composés organiques volatils (COV) présents, des gaz et/ou des vapeurs toxiques exprimés en parties par million (PPM). Un capteur PID ne détecte pas spécifiquement un gaz ou un composé. Tous les COV sont affichés comme une valeur commune sur l'écran du détecteur PID. Dans un détecteur PID, le gaz à mesurer est exposé à des photons de haute énergie, généralement dans la gamme des UV. Les molécules de l'échantillon de gaz perdent temporairement un électron dès qu'elles entrent en contact avec le rayonnement électromagnétique. Il en résulte la formation d'ions chargés positivement.

Le gaz est chargé électriquement et les ions génèrent un courant électrique. Ce courant électrique est à la base du signal de mesure du détecteur PID. Le signal de mesure de base est amplifié dans le détecteur PID et converti en une valeur mesurée en ppm. Un détecteur PID détecte tous les gaz dont la valeur IP est inférieure à celle de la lampe dont il est équipé. Pour spécifier la valeur lue sur un gaz particulier, le signal de mesure de base doit être multiplié par le facteur de réponse associé au gaz spécifique. Il s'agit d'un facteur de conversion du gaz mesuré par rapport au gaz sur lequel le compteur PID est étalonné (généralement 100 ppm d'isobutylène).

Capteurs infrarouges (IR)

Les capteurs infrarouges permettent de détecter les hydrocarbures et d'autres gaz actifs dans l'infrarouge, tels que la vapeur d'eau et le CO2. Un capteur infrarouge utilise un rayonnement qui traverse un volume de gaz connu. L'énergie du faisceau du capteur est absorbée à des longueurs d'onde spécifiques en fonction des propriétés du gaz en question. L'énergie de cette longueur d'onde est comparée à une longueur d'onde située en dehors de la plage d'absorption. La différence d'énergie entre ces deux longueurs d'onde est proportionnelle à la concentration du gaz présent.

Capteurs galvaniques

Un capteur galvanique permet de détecter l'oxygène. Un capteur électro-galvanique est un capteur électrochimique qui consomme un combustible pour produire une sortie électrique par réaction chimique.

Capteurs à semi-conducteurs

Un capteur à semi-conducteur permet de détecter l'hydrogène, l'oxygène, l'alcool et les gaz nocifs tels que le CO. Un capteur à semi-conducteur est également utilisé dans les éthylotests. Un capteur à semi-conducteur détecte les gaz par une réaction chimique qui se produit lorsque le gaz entre en contact direct avec le capteur. La résistance électrique du capteur diminue au contact du gaz. Ce changement de résistance est utilisé pour calculer la concentration du gaz.