Le capteur de gaz PTC-01P: Pour une détection sûre du CO2 dans de nombreuses applications
La détection des concentrations de CO2 peut porter sur de faibles niveaux de ppm comme sur des volumes de 100%. Or, dans la pratique, il existe de nombreuses applications pour lesquelles les impératifs de sécurité ou les processus industriels employés exigent de mesurer le CO2. La production de glace carbonique est une activité industrielle qui réunit ces deux éléments, puisqu’elle emploie du CO2 sous pression et en forte concentration. Les travailleurs de ce secteur d’activité doivent dès lors être protégés contre toute fuite de CO2, qu’il s’agisse de concentrations en ppm (exposition à long terme) ou de pourcentages de concentrations (fuites soudaines des équipements sous pression). L’un des moyens de protection correspondants consiste à mesurer les niveaux de gaz dans les zones critiques de production en utilisant des dispositifs fixes ou portables. Dans ce contexte, Pewatron présente le PTC-01P, un capteur de CO2 idéal pour des appareils portables destinés à la mesure des fuites et à de nombreuses applications de détection et d’analyse des gaz.
Son principe de fonctionnement se définit par la mesure différentielle de la conductivité thermique par rapport à l’air. Le CO2, ou tout autre gaz présentant une différence de conductivité thermique suffisamment importante par rapport à l’air, fait en effet davantage varier la valeur de la résistance de mesure que celle de la résistance de référence. Le PTC-01P se compose d’une matrice de capteur MEMS incorporée dans un boîtier TO et qui intègre deux résistances de platine à couche mince. La résistance de mesure réside sur une mince membrane d’isolation électrique et thermique, suspendue au-dessus d’une cavité gravée dans la matrice de silicone. Quant à la résistance de référence, elle est posée directement sur le substrat de silicone, dont elle mesure la température. En présence d’un courant constant chauffant la membrane, la différence de température entre la résistance de référence et la résistance de mesure est en corrélation avec la conductivité thermique du gaz environnant. La résistance de référence est également utilisée pour compenser la dépendance de la conductivité thermique à la température absolue.
Le PTC-01P possède deux caractéristiques clés. La première est la largeur de sa plage de température de fonctionnement, qui va de -40° C à +85° C. En comparaison, les capteurs de CO2 NDIR les plus performants ne fonctionnent qu’entre -20° C et +65° C. Quant à la seconde, elle tient à son temps de réponse très court; celui-ci, seulement limité par les changements dans la résistance de mesure, est de l’ordre de quelques millisecondes. Ainsi, le temps de réponse du capteur dans le dispositif de détection n’est limité que par le trajet qu’effectue le gaz vers le capteur. Le capteur PTC-01P affiche par ailleurs une très faible consommation d’énergie (5 mW), le rendant là encore supérieur à la plupart des capteurs de CO2 NDIR. Enfin, la résolution pouvant être obtenue avec le PTC-01P dépend fortement de l’électronique de conditionnement et de la capacité à mesurer de très petites différences entre la résistance de référence et la résistance de mesure.
