Qu'est-ce qu'un analyseur de conductivité
Un analyseur de conductivité rend compte en continu de la capacité de l'eau à conduire un courant électrique, et ce chiffre tient lieu de teneur totale en ions dissous sans jamais nommer un ion. C'est la façon habituelle de surveiller une filière de traitement d'eau : la mesure baisse à mesure qu'un déminéralisateur travaille, remonte lorsqu'un lit s'épuise, et distingue un condensat propre d'un condensat qui fuit bien avant que quoi que ce soit d'autre ne le remarque.
L'analyseur est un couple, pas un boîtier. Un régulateur en armoire porte l'électronique, l'afficheur, les sorties et les relais ; une électrode dans l'eau fait la mesure. L'électrode est définie par une constante de cellule, terme géométrique qui relie sa conductance à une conductivité, et par le matériau dont elle est faite, qui décide de sa tenue à l'eau et de la vitesse à laquelle elle s'encrasse. Ces deux propriétés fixent ensemble l'étendue que le couple peut mesurer.
La mesure n'a pas de sens sans sa température. La conductivité augmente avec la température de façon presque proportionnelle et selon ce qui est dissous : les appareils ramènent donc chaque mesure à une température de référence avant de l'afficher, et cette correction n'est pas facultative sur un procédé dont la température d'eau varie. Ce qui distingue un analyseur d'un autre, c'est généralement l'exactitude de cette correction, l'étendue des constantes de cellule qu'il accepte, et sa capacité à déduire aussi les grandeurs liées - solides dissous, résistivité ou salinité - à partir de la même mesure.
Comment mesure un analyseur de conductivité
La cellule à contact est la disposition classique : deux électrodes de surface et d'écartement fixes en contact avec l'eau, avec une tension alternative appliquée afin que la mesure ne polarise pas les électrodes. La constante de cellule est cette géométrie, et c'est elle qui permet à un même instrument de couvrir une plage allant de l'eau ultrapure à une saumure concentrée en changeant l'électrode plutôt que l'électronique. Les faibles constantes conviennent aux faibles conductivités, là où le courant est minuscule et où l'eau est proche d'un isolant.
Une cellule à contact présente deux faiblesses aux extrêmes. Dans une eau très propre, le signal est assez faible pour que la capacité du câble et l'encrassement comptent, et dans une eau sale ou concentrée, les électrodes s'encrassent et se polarisent. La cellule inductive, ou toroïdale, répond au second cas : deux bobines sont enrobées de sorte que l'eau elle-même forme le couplage entre elles, et aucun métal ne touche l'échantillon. Elle ne mesure pas bien l'eau pure, et c'est le bon choix pour les boues, les pâtes et les solutions concentrées où une cellule à contact s'encrasserait en quelques jours.
La sonde de température fait partie de la mesure et non du confort. Les appareils appliquent une compensation qui ramène chaque mesure à une référence commune, normalement vingt-cinq degrés, et le coefficient utilisé dépend des ions présents. Lorsque la composition est inconnue, un coefficient général est appliqué et l'erreur résiduelle est acceptée comme faisant partie de l'incertitude. Une mesure annoncée sans sa température de référence et sans son coefficient n'est comparable ni à une limite ni à un autre instrument.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Type de cellule | Une cellule à contact avec électrodes mouillées, ou une cellule inductive qui ne met aucun métal dans l'eau | La capacité de l'instrument à mesurer l'eau ultrapure, et sa survie dans un flux encrassant ou corrosif. C'est la première décision. |
| Constante de cellule | La géométrie de l'électrode, qui fixe la bande de conductivité que le couple peut résoudre | La plage de travail. Une constante choisie pour une eau concentrée est insensible dans l'eau pure, et inversement. |
| Matériau de l'électrode | Acier inoxydable, graphite, ou une matière plastique technique, avec un corps adapté au milieu | La tenue de l'électrode à la chimie et à la température, et la fréquence de nettoyage. Un matériau qui se corrode modifie la constante de cellule à mesure qu'il s'use. |
| Sonde de température | Le type de capteur logé dans l'électrode, et sa compatibilité avec ce que le régulateur attend | La possibilité d'appliquer la compensation. Un régulateur et une électrode dont les capteurs ne concordent pas ne peuvent pas produire une mesure corrigée. |
| Grandeurs déduites | La conductivité seule, ou la conductivité avec les solides dissous, la résistivité ou la salinité | La capacité d'un même instrument à servir un second usage, comme l'affichage d'une résistivité sur une boucle d'eau pure. Les grandeurs déduites découlent d'un facteur supposé et non d'une mesure séparée. |
| Sorties et relais | Sorties analogiques, relais d'alarme et de régulation, et possibilité de séquencer un cycle de nettoyage | Si la mesure pilote l'installation ou se contente d'en rendre compte. Un relais qui commande une vanne n'est pas la même exigence qu'un relais qui allume une lampe. |
| Montage et raccordement | Montage en armoire, mural ou sur tuyauterie pour le régulateur ; immersion, traversée ou insertion pour l'électrode ; longueur et raccordement du câble | La présence de l'électrode dans le flux ou dans une dérivation où elle peut être isolée. L'installation décide de la part d'entretien réalisable sans arrêter le procédé. |
L'électrode se choisit avant le régulateur. Un régulateur évolué associé à une mauvaise constante de cellule a une plage de travail plus étroite qu'un régulateur simple associé à la bonne.
Comment choisir un analyseur de conductivité
| Décision | Ce qui la tranche | Ce qu'il faut demander |
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| La bande de conductivité | De l'eau ultrapure à une fraction de microsiemens jusqu'à une saumure concentrée | Ce seul point tranche entre une cellule à contact et une cellule inductive et fixe la constante de cellule. Tout le reste en découle. |
| Le degré de saleté ou de corrosion de l'eau | Condensat propre, eau de refroidissement, eaux usées, pâte ou flux acide | La vitesse d'encrassement décide entre une cellule à contact nettoyée souvent et une cellule inductive qui tolère le milieu. |
| La stabilité de la température | Une boucle régulée, ou un flux dont la température suit la météo | Une température variable fait de l'entrée de compensation le facteur limitant l'exactitude plutôt que la cellule. |
| Ce que la mesure pilote | Un affichage pour un opérateur, une boucle de régulation, ou un dossier de conformité | La régulation et la conformité poussent les exigences vers les sorties, les relais et un étalonnage documenté, et non vers la résolution. |
| La nécessité d'une seconde grandeur | Les solides dissous, la résistivité ou la salinité à partir de la même sonde | Une grandeur déduite est commode et porte avec elle le facteur de conversion supposé, lequel doit être énoncé si la mesure doit être défendue. |
| L'emplacement possible de l'électrode | Directement dans la conduite, dans une dérivation, ou plongée dans une cuve | Une dérivation est ce qui rend l'étalonnage possible sans arrêter le procédé, et cela se décide à la conception plutôt qu'après. |
| L'environnement et le chemin de câble | Armoire intérieure, armoire extérieure, et distance jusqu'à l'électrode | Un long chemin de câble affecte une cellule à faible constante plus que l'instrument, et le raccordement doit convenir à l'électrode. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être établi sur une description de service et affiné une fois les lacunes comblées.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un analyseur de conductivité, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un analyseur de conductivité |
| Conductimètres de procédé | La même mesure physique présentée comme un instrument d'armoire ou de terrain plutôt que comme un analyseur alimentant un système de contrôle. Lorsque la mesure doit piloter l'installation et être enregistrée, c'est la forme analyseur qui est retenue ; lorsqu'un opérateur doit simplement pouvoir la voir, un conductimètre suffit. |
| Analyseurs de TDS | Affichent les solides dissous totaux, c'est-à-dire une mesure de conductivité convertie par un facteur supposé plutôt qu'une mesure séparée. La conversion tient pour une eau et dérive pour une autre, ce qui explique que la conductivité brute soit normalement la grandeur à spécifier. |
| Analyseurs de salinité | Affichent la teneur en sel sur une échelle définie pour l'eau de mer. Ce sont les bons instruments pour un service marin ou estuarien et les mauvais pour une eau industrielle, où la relation entre conductivité et teneur en sel n'est pas celle que l'échelle suppose. |
| Analyseurs de pH | Mesurent l'acidité indépendamment de la teneur en ions : une solution neutre peut donc être pure ou fortement salée. Les deux sont complémentaires plutôt qu'alternatifs, et une même limite de qualité d'eau contraint souvent les deux. |
| Analyseurs d'oxygène dissous | Mesurent un gaz dissous plutôt que la teneur en ions. La conductivité les concerne néanmoins, car la salinité qu'elle implique est l'une des entrées qui convertissent leur mesure en concentration. |
| Analyseurs de qualité de l'eau | Réunissent la conductivité et d'autres paramètres dans un même appareil ou une même armoire. Lorsque la conductivité est la grandeur régulée, on utilise un analyseur dédié, et l'appareil multiparamètre couvre le reste du tableau. |
La frontière à trancher en premier est de savoir si la grandeur est voulue comme une concentration ionique, comme des solides dissous ou comme une salinité, car les trois découlent de la même mesure par des hypothèses différentes.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- La bande de conductivité à couvrir, avec les valeurs les plus basses et les plus hautes attendues en service normal
- La composition et la température de l'eau, y compris toute tendance à l'encrassement ou à la corrosion
- La nécessité d'une cellule à contact ou inductive, et la constante de cellule si elle est déjà fixée
- La sonde de température montée dans l'électrode, et sa compatibilité avec le régulateur
- La nécessité d'afficher aussi les solides dissous, la résistivité ou la salinité
- Les sorties analogiques, les relais et tout cycle de nettoyage exigé par l'installation
- L'enregistrement ou la mise en réseau de la mesure, et sur quel protocole
- Le mode de montage du régulateur et de l'électrode, la longueur de câble, et la présence éventuelle d'une dérivation
- Quantité, port de destination et date de livraison requise
