Brevet FR2405529A1 — publié le 19790504

La présente invention a pour objet un dispositif de détection des risques de condensation de vapeur d'eau sur la paroi d'une enceinte contenant de l'air, qui peut être utilisé notamment pour déterminer Si l'on est dans de bonnes conditions pour réaliser le dépôt d'une peinture sur la paroi d'une enceinte. On sait, en effet, qu'avant d'appliquer une peinture sur une paroi, il est nécessaire de vérifier au préalable qu'il n'y a pas de pellicule non adhérente sur la paroi à peindre, comme par exemple, une pellicule d'eau, qui serait néfaste à l'obtention d'une adhérence satisfaisante de la peinture sur la paroi. Aussi, lorsqu'on veut procéder à la peinture de la paroi interne d'une enceinte telle qu'une conduite forcée, il convient tout d'abord de s'assureur qu'il n'y a aucun risque de condensation de Vapeur d'eau sur la paroi à peindre afin de vérifier que les conditions sont bonnes pour réaliser l'application d cette peinture. La présente invention a précisément pour objet un dispositif de détection des risques de condensation de vapeur d'eau sur la paroi d'une enceinte contenant de l'air, qui présente notarn ment l'avantage de posséder une bonne fiabilité, de pouvoir etre réalisé sous la forme d'un appareil portatif et autonome, ne nécessitant que très peu d'entretien, et de pouvoir etre utilisé de ce fait facilement par un personnel non specialisé dans la mesure pour vérifier que les conditions sont bonnes pour procéder à la peinture d'une paroi. Le dispositif, selon l'invention, de détection des risques de condensation de vapeur d'eau sur la paroi d'une enceinte contenant de l'air se caractérise en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer la température de ladite paroi et des moyens pour mesurer la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte. Le dispositif tel que caractérisé ci-dessus permet ainsi de comparer la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte å la température de la paroi de l'enceinte et de détecter en conséquence s'il peut se produire ou non une condensation de vapeur d'eau sur la paroi de cette enceinte, cette condensation étant effective lorsque la température de ladite paroi est inférieure à la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte. Selon l'invention, -les moyens pour mesurer la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte peuvent être constitués par un capteur de température de rosée de type connu comme par exemple un capteur à chlorure de lithium. Selon l'invention, les moyens pour mesurer la température de la paroi de l'enceinte peuvent etre constitués par un capteur de température d'un type classique. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens pour mesurer la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte sont constitués par des moyens pour élaborer un signal analogique dit premier signal, représentatif de l'humidité de l'air présent dans ladite enceinte, des moyens pour élaborer un signal analogique dit deuxième signal, représentatif de la température de l'air présent dans ladite enceinte, et des moyens pour élaborer à partir desdits premier et deuxième signaux un signal dit troisième signal, représentatif de la température de rosée de l'air présent dans ladite enoeinte. Dans ce mode de réalisation préférentiel du dispositit de l'invention, ce dernier comprend en outre avantageusement des moyens pour élaborer un signal, dit quatrième signal, représentatif de la température de ladite paroi et des moyens pour com- parer lesdits troisième et quatrième signaux. Dans ce mode de réalisation, les moyens pour élaborer ledit premier signal sont constitués, de préférence, par un capteur d'humidité relative de l'air présent dans ladite enceinte, comme par exemple un condensateur à couche mince de diélectrique organique dont la constante diélectrique varie en fonction de humidité de l'air et les moyens pour élaborer ledit deuxième signal sont constitués par un capteur de température. Ce mode de réalisation préférentiel du dispositif de l'invention se révèle particulièrement avantageux car la mise en oeuvre d'un capteur d'humidité relative et d'un capteur de température de l'air présent dans ladite enceinte permet de déterminer avec une grande précision la température de rosée de l'air, tout en étant d'une utilisation moins délicate que les capteurs du type à chlorure de lithium qui, bien qu'ils donnent directement la valeur de la température de rosée, présentent l'inconvénient de nécessiter une énergie plus importante pour leur fonctionnement, notamment en raison de la nécessité de les asservir en température. Par ailleurs, l'emploi de tels capteurs présente de plus l'avantage de permettre de mesurer la température de rosée de l'air présent dans l'enceinte, sans tenir compte des variations éventuelles de pression de l'air présent dans cette enceinte. On rappelle, -en effet, que dans la gamme de températures -50 à + 50aC, l'humidité relative H est définie indépendamment de la pression avec une approximation meilleure que 0,2X comme le rapport entre les pressions de vapeur saturante p5 de l'air, d'une part. à la température du point de rosée Tra et d'autre part, a' la température de l'air T, soit Aussi, lorsqu'on connait la température de l'air T et son humidité relative H, cette relation permet de déterminer facilement la température de rosée de l'air par l'intermédiaire de la courbe ps(t). Toutefois, le fait que cette courbe ne soit pas linéaire implique I'emploi de moyens électroniques de traitement comportant un organe de calcul, comme par exemple un microprocesseur pour élaborer à partir desdits premier et deuxième signaux émis respectivement par le capteur d'humidité relative et par le capteur de température, ledit troisième signal représentatif de la température de rosée de l'air ambiant. Les moyens électroniques de traitement précités pour élaborer ledit troisième signal représentatif de la température de rosée de l'air ambiant sont, de préférence, conçus de manière à tenir compte d'une erreur éventuelle introduite par le capteur d'humidité relative de l'air ambiant. En effet, en raison de la non linéarité des courbes d'humidité, une imprécision du capteur d'humidité peut conduire lors de l'évaluation de la température de rosée de l'air ambiant à une erreur pouvant atteindre par exemple 60C lorsque 1 'humidi- té relative varie de 5 autour de la valeur en % donnée par le capteur d'humidité. Toutefois, il convient de noter que cette erreur sur la température de rosée varie en sens inverse de l'humidité relati ve et que, par conséquent, elle est plus importante lorsque l'humidité relative est faible, soit lorsque l'écart entre la température de 1' air et la température de rosée est important. Bien que dans des conditions d'humidité relative faible la température de paroi de 1' enceinte ait de fortes chances d'entre suffisamment au-dessus de la température de rosée de l'air pour qu'il n'y ait aucun risque de condensation sur la paroi de l'enceinte, il est préférable de tenir compte de cette cause d'erreur et de l'évaluer. Aussi, les moyens électroniques de traitement comportant un organe de calcul sont conçus de manière à calculer 1 'erreur introduite sur la température de rosée par un écart de 5 sur la valeur en X de humidité relative. Dans ce but, les moyens électroniques permettent de déterminer directement la température de rosée à partir des valeurs de l'humidité relative et de la température de l'air données par les capteurs, puis de déterminer la température de rosée à partir de la valeur de la température de l'air donnée par le capteur eut dlune valeur d'humidité relative de 5 X inférieure à celle donnée par le capteur1 de comparer ensuite les résultats obtenus pour calculer l'erreur sur la température de rosée et de tenir compte de cette erreur dans l'élaboration dudit troisième signal afin que ce dernier soit représentatif de la température de rosée augmentée de l'erreur calculée. Ainsi, en oomparant ce troisième signal au quatrième signal représentatif de la température de paroi de l'enceinte, on tient compte d'une certaine marge d'incertitude, ce qui permet de détecter avec une grande sécurité les risques de condensation de vapeur d'eau sur la paroi de l'enceinte. Les différents capteurs utilisés dans le dispositif de l'invention, sont choisis de manière à obtenir la meilleure precision. De préférence, le capteur d'humidité relative de l'air présent dans l'enceinte est constitué par un condensateur comportant une couche mince de diélectrique organique dont la constante diélectrique varie en fonction de l'humidité de l'air. Un tel capteur d'humidité comporte,par exemple, une couche de diélectrique en polymère organique d'une épaisseur d'lp,qui est susceptible d'absorber les molécules d'eau à travers de fines électrodes de métal L'eau cause des changements diélectriques dans la couche polymère et affecte ainsi la capacité du condensateur. Etant donné que la couche polymère est très fine, l'indication est très rapide, de l'ordre d'environ 1 seconde. Par ailleurs, les variations de la constante diélectrique étant pratiquement indépendantes de la température extérieure, I'emploi d'un tel capteur d'humidité présente l'avantage de ne pas nécessiter des moyens supplémentaires de compensation de températures. Les capteurs de température de l'air présent dans l'enceinte et de température de la paroi de l'enceinte sont, de préférence, constitués par des capteurs à résistance électrique en platine. On peut, toutefois, utiliser d'autres types de capteurs, comme par exemple, des thermistances. Afin d'améliorer la précision des mesures données par le capteur de température de la paroi de l'enceinte, le dispositif comprend, de préférence, des moyens pour appliquer ledit capteur sur la paroi de l'enceinte et pour établir un contact thermique entre ledit capteur et ladite paroi par I'intrmédialr d'une pastille en métal bon conducteur de la chaleur, par exemple, par 1'intermédiaire d'une pastille de cuivre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit donnée à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin unique annexé qui représente schématiquement en coupe verticale le dispositif de l'invention. Le dispositif représenté sur cette figure comprend un boîtier I muni d'ouvertures dans lesquelles sont montés un capteur de température 2 destiné à mesurer la température de la paroi de l1enceinte, un capteur de température 3 destiné à mesurer la température de I'air présent dans l'enceinte et un capteur d'humidité 4 pour mesurer l'humidité relative de l'air present dans l'enceinte, ces capteurs étant positionnés dans les ouvertures du boîtier de façon à dépasser à l'extérieur du boîtier afin de pouvoir effectuer les mesures correspondantes. Le boîtier 1 repose sur des pieds magnétiques 5 montés sur la paroi du boîtier par l'intermédiaire d'une suspension élastique 6 fixée à la paroi du boitier par une entretoise de fixation 7, chaque pied magnétique 5 étant assemblé à une suspen sion élastique 6 au moyen d'une tige filetée 8 et d'un écrou 9. Le capteur de température d'air ambiant 3 constitué par exemple par un capteur à résistance électrique en platine, est placé dans un.support- -10 et monté dans l'ouverture correspondante du boîtier par l'intermédiaire d'un embout d'adaptation 11, la partie du capteur située à l'extérieur du boîtier étant pro tégée par un capot de protection 12 percé de trous. Le capteur d'humidité de l'air ambiant 4 est monté de façon amovible dans l'ouverture correspondante du boîtier 1 par l'intermédiaire d'un support 13 muni d'une collerette dans laquelle vient s'engager une vis de fixation 14. La partie du capteur 4 extérieure au boîtier est munie également d'un capot de protec tion 15 fixé au support 13 du capteur par l'intermédiaire d'un écrou moleté 16 et d'un ressort 17. Ce capteur d'humidité est constitué par un condensateur a' couche mince de diélectrique organique dont la constante diélectrique varie en fonction de l'humidité et il comprend des moyens électroniques qui délivrent en sortie une tension de 0 à 100 mV proportionnelle au degré hygronétrique de O à 100%. Il est monté de façon amovible dans le boltier de manière a pouvoir etre étalonné puis contrôlé, par exemple, au moyen de solutions saturées de Cl Li et de SO4K2 qui présentent la particu larité de maintenir au-dessus du liquide une atmosphère d'humidité relative connue : 13Xpour le C1 Li et 97rua pour le SO4K2. Le capteur 2 de température de la paroi de l'enceinte est monté dans un support 19 et son extrémité située à l'extérieur du boîtier est en contact avec une pastille 18 de métal bon conducteur de la chaleur par exemple une pastille de cuivre qui est collée sur le support 19 ; le support 19 peut coulisser à l'intérieur d'un manchon de raccordement 20 monté dans l'ouverture cor respondante du boîtier et fixé sur la paroi de ce dernier par des vis 21. A l'intérieur du manchon de raccordement 20, un ressort 22 est monté entre le support 19 du capteur de température 2 et ce manchon de raccordement 20 de manière åpousser le support 19, le capteur 2 et la pastille 18 à'l'extérieur du boîtier 1. Ce mode de montage du capteur 2 de température de paroi permet ainsi d'appliquer de façon satisfaisante sous l'action du ressort 22 le capteur sur la paroi, et d'établir un bon contact thermique entre le capteur 2 et la paroi de l'enceinte (représentée en traits mixtes sur le dessin) par l'intermédiaire de la pastille en cuivre 18. On précise, par ailleurs, que le dispositif de l'invention est particulièrement adapté à la détection des risques de condensation de vapeur d'eau sur une paroi métallique, car le boitier peut être maintenu lui aussi de façon satisfaisante sur la paroi par l'intermédiaire des pieds magnétiques 5, et contribuer de ce fait à l'établissement d'un bon contact thermique entre le capteur de température et la paroi. Le dispositif comprend également des moyens électroniques tels qu'un microprocesseur, pour traiter les différents signaux émis par les capteurs et des moyens pour alimenter en courant électrique les différents capteurs et le microprocesseur, ces moyens étant constitués par exemple par une batterie Cd-Ni. Tous ces éléments sont disposés à l'intérieur du boîtier 1 et désignés globalement sur la figure par la référence 25. Le fonctionnement du dispositif de l'invention découle directement de la description qui précède. Les différents signaux émis par les capteurs sont traités dans le microprocesseur qui est conçu de façon appropriée pour délivrer en sortie un signal susceptible d'actionner un voyant lumineux lorsque la température de la paroi est inférieure à la température de rosée de l'air présent dans 11 enceinte, et que de ce fait, il se produit une condensation de vapeur d'eau sur la paroi de l'enceinte. De même, les résultats des mesures effectuées par les capteurs ou obtenues a partir du microprocesseur, comme la température de l'air, la température de la paroi de l'enceinte, l'humidité relative de l'air, -et la température de rosée, peuvent être affichés par tout moyen approprié comme par exemple un dispositif a cristaux liquides, de sorte que l'opérateur puisse suivre directement l'évolution des paramètres ayant une influence prépondérante sur la condensation de vapeur d'eau sur la paroi de l'enceinte. Ainsi, le dispositif de l'invention qui présente l'avantage d'entre autonome et peu encombrant, peut être utilisé facilement par un personnel non spécialisé, ce qui le rend particulièrement adapté pour une utilisation sur un chantier en vue de vérifier si les conditions sont bonnes pour procéder à l'application d'une peinture. REYENDICAIIONS 1. Dispositif de détection des risques de condensation de vapeur d'eau sur la paroi d'une enceinte contenant de l'air, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer la température de ladite paroi et des moyens pour mesurer la température de rosée de l'air présent dans ladite en enceinte. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour mesurer la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte sont constitués par des moyens pour élaborer un signal analogique dit premier signal, représentatif de l'humidité de l'air présent dans ladite enceinte, des moyens pour élaborer un signal analogique dit deuxième signal, représentatif de la température de l'air présent dans ladite enceinte, et des moyens pour élaborer à partir desdits premier et deuxième signaux un signal dit troisième signal, représentatif de la température de rosée de l'air présent dans ladite enceinte. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour élaborer un signal dit quatrième signal1 représentatif de la température de ladite paroi et des moyens pour comparer lesdits troisième et quatrième signaux. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens pour élaborer ledit premier signal sont constitués par un capteur d'humidité relative de l'air présent dans ladite enceinte. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit capteur d'humidité relative de l'air présent dans ladite enceinte est un condensateur à couche mince de diélectrique organique dont la constante diélectrique varie en fonction de I'humidité de l'air. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour élaborer ledit second signal sont constitués par un capteur de température à résistance è'lectrique en platine. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la température de la paroi de ladite enceinte sont constitués par un capteur de température à résistance électrique en platine et en ce que le dispositif comprend des moyens pour appliquer ledit capteur sur ladite paroi et établir un contact thermique entre ledit capteur et ladite paroi par l'intermédiaire d'une pastille de métal bon conducteur de la chaleur. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pastille est en cuivre.