La foire aux questions
Comment fonctionne une sonde à oxygène ? Qu’est-ce que l’air de référence ?
Le principe de fonctionnement d’une sonde à oxygène est la comparaison de deux pressions partielles d’oxygène dans deux milieux gazeux séparés. L’oxyde de Zirconium (ZrO2) composant la cellule de mesure présente des défauts du réseau cristallin, c’est-à-dire qu’une partie des sites qui pourraient être occupés par des ions d’oxygène sont lacunaires. Pour que la comparaison de ces pressions partielles soit possible, il est nécessaire d’alimenter la sonde à oxygène avec un gaz dont on connaît la teneur en oxygène (air ambiant : %O2 = 20,9%), c’est ce qu’on appelle l’air de référence.
La propriété de cette céramique est de permettre le déplacement de ces ions d’oxygène à une température supérieure à 600°C. L’élément de mesure devient alors conducteur. La tension ainsi générée exprime un rapport entre la différence relative des concentrations d’oxygène et la température de l’atmosphère de traitement.
Une fois la valeur de la tension (qui varie entre 0 et 1200mV) mesurée, on peut facilement calculer la concentration en oxygène grâce à l’équation de Nernst pour obtenir un %O2 ou alors en connaissant la teneur en CO (soit par analyse, soit par calcul théorique). On peut alors déterminer le potentiel carbone (%C) de son atmosphère de traitement thermique.
Qu’est-ce que l’air de purge (ou nettoyage) et pourquoi toutes les sondes n’en sont pas équipées ?
L’air de purge (ou de nettoyage) est utilisé sur nos sondes pour la mesure du %C (CarboProbe ZI Pro, ZS Pro, ST et ST-E) uniquement pour nettoyer l’élément de mesure en ZrO2 avec un flux d’air frais.
Dans le traitement thermique, l’élément de mesure peut s’encrasser avec des dépôts de suie formée de carbone (dû à l’atmosphère riche en carbone dans laquelle ces sondes sont utilisées). Un apport d’air frais permet de « brûler » les suies et de libérer l’élément de mesure de ce dépôt. Si ce nettoyage n’est pas réalisé à intervalle régulier, la mesure de la sonde sera alors faussée.
Attention : Le brûlage des suies entraîne une hausse significative de la température qui peut détruire l’élément de mesure si elle n’est pas contrôlée (voir le mode d’emploi de la sonde pour plus d’information).
L’air de purge (ou de nettoyage) n’est pas disponible pour les CarboProbe CP, DS, LT et HT. Celles-ci ne peuvent pas être utilisées dans des atmosphères carburantes (avec du carbone). Il n’y a donc pas de dépôts de suie qui puisse être brûlé par le processus de nettoyage. L’air de nettoyage ne peut pas nettoyer d’autres dépôts que ceux en carbone (comme des résidus d’incinération par exemple).
Quelle est la différence entre la mesure du %C (potentiel carbone) et du %O2 (pourcentage d’oxygène) ?
Il n’y a aucune différence dans la mesure de la sonde elle-même !
Toutes les sondes génèrent les mêmes millivolts (mV) qu’elles soient dans une atmosphère riche en carbone ou en oxygène. C’est le calcul qui est fait en aval de la mesure qui permet de calculer soit le %C, dans le domaine du traitement thermique ou le %O2 dans les autres domaines.
Il est à noter que les sondes prévues pour la mesure de l’oxygène (%O2) possèdent des électrodes qui ne résistent pas à des atmosphères carburantes (avec du carbone). C’est la raison pour laquelle ces sondes ne peuvent pas être utilisées dans le domaine du traitement thermique.
Le contraire n’est pas valable, une sonde pour le traitement thermique (%C) peut être utilisée dans un processus de mesure de l’oxygène, mais jusqu’à une température maximale de 1100°C, au-dessus l’électrode en métal va fondre.
Pourquoi certaines sondes sont vendues avec un thermocouple pour mesurer la température ?
L’équation qui permet le calcul du %O2 ou du %C nécessite de connaitre la température à laquelle la mesure est réalisée. Cette température peut être obtenue par un thermocouple à l’intérieur de la sonde ou par un thermocouple présent ailleurs sur le four.
Attention : Si votre four n’est pas homogène d’un point de vue température il est important que la mesure de la température soit faite le plus proche possible de la sonde à oxygène pour éviter des erreurs de calculs du %C ou %O2.
Un thermocouple interne à la sonde est donc idéal pour une mesure précise.
Découvrez nos sondes à oxygènes %O2 et à carbone %C
Pourquoi Econox utilise-t-elle deux systèmes différents en oxyde de zirconium (ZrO2) dans ses sondes à oxygène ?
Historiquement Econox a toujours utilisé une bille en oxyde de zirconium pour la mesure du %C dans les atmosphères du traitement thermique. De nombreuses années plus tard, un autre système a été introduit.
Il apparaît que dans certains cas particuliers l’utilisation d’un ou de l’autre cellule ZrO2 peut donner une durée de vie légèrement plus longue. La force d’Econox est donc de pouvoir vous proposer 2 systèmes si l’un deux devait ne pas donner les résultats attendus.
Quelles sont les longueurs standards des sondes Econox ?
Les sondes pour le traitement thermique possèdent des tubes externes en métal. Les longueurs sont donc fixes entre 350mm jusqu’à 1300mm, pour des raisons évidentes de stock et de fabrication.
Concernant les sondes pour la mesure de l’oxygène, même si les longueurs sont normalement fixes, nous pouvons les adapter en coupant la céramique à la longueur désirée. Il est alors possible de fournir une sonde à la longueur exacte selon le souhait du client.
Pourquoi les sondes Econox ne fonctionnent-elles qu’à partir de 600°C ?
Cette limitation est physique et chimique, en effet la cellule de mesure en oxyde de zirconium (ZrO2) ne devient réactive qu’à partir de 600°C. Ceci est valable pour toutes les sondes du marché utilisant une cellule en oxyde de zirconium.
Quelle est la durée de vie d’une sonde à oxygène ?
L’élément de mesure en ZrO2 des sondes à oxygène a une durée de vie limitée dans le temps. Sa couche superficielle s’altère en fonction des impuretés en suspension dans l’atmosphère de traitement. Pour ces raisons, l’utilisateur est appelé à changer cet élément de mesure dès que la mesure ne correspond plus à ce qui est attendu.
Dépendant de l’utilisation et de l’atmosphère dans laquelle elle est utilisée, la durée de vie d’une sonde peut varier entre 6 mois et 24 mois environ.
Quels sont les avantages de travailler avec Econox ?
Nous sommes une petite société familiale avec la qualité et le client au cœur de notre business. Nous ne sommes pas rattachés à un grand groupe, ce qui nous permet d’être très réactifs dans la résolution de vos problèmes, dans nos délais de livraison, le support ou les demandes particulières que nos clients pourraient avoir.