Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les fluxmètres thermiques, jusqu'ici réservés à un usage en laboratoire, commencent à être aussi utilisés dans l'industrie. Cet article décrit les différents types de fluxmètres : à gradient, à inertie et à dissipation. Puis il détaille les principes d'étalonnage et les perturbations introduites par les fluxmètres dans l'environnement mesuré. Il conclut en présentant les principales applications industrielles de ces équipements de mesure.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre THUREAU : Professeur des Universités - Président honoraire de la Société française des thermiciens SFT
INTRODUCTION
L’emploi des fluxmètres thermiques qui était resté jusqu’à maintenant du domaine du laboratoire (car certaines versions supposent une mise en place partiellement intrusive pour les parois qui les reçoivent), commence à se répandre dans des applications industrielles.
Pour les versions de contact, les dimensions proposées, notamment les épaisseurs, risquent de perturber le transfert de chaleur précisément là où l’on se propose de le mesurer ; de plus, la nécessité d’étalonner et de contrôler fréquemment chaque fluxmètre, dont les caractéristiques sont souvent instables, tempère la confiance que l’on serait en droit de placer dans un capteur.
La transposition des techniques de la micro‐électronique à la réalisation des fluxmètres devrait faire tomber ces principales critiques, en offrant des capteurs particulièrement sensibles et discrets. En outre, partout où l’on se propose de réguler la température d’une enceinte, le fluxmètre peut souvent délivrer un signal amont par rapport à la température, la modification de température étant la conséquence d’une modification du flux.
La miniaturisation, favorable aux études fines de transfert de chaleur, et l’application aux régulations de température, devraient rapidement banaliser l’emploi de ce type de capteurs thermiques.
Les applications principales sont : étude des matériaux, régulation de température de locaux, surveillance de cuisson, contrôle thermique non destructif, mesures de pertes thermiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1988 par Pierre THUREAU
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Étalonnage des fluxmètres4. Fluxmètres à dissipation ou à méthode de zéro
4.1 Fluxmètre à température asservie
Ce type de fluxmètre [4] convient à la mesure de flux originaires d’une paroi, dissipés extérieurement à la paroi.
Une résistance électrique chauffante superficielle est isolée électriquement et thermiquement par une couche d’isolant relativement mince (figure 10).
La résistance est chauffée de façon que sa température soit égale à celle de la surface voisine qui l’entoure. L’égalité des températures est contrôlée par un montage différentiel de couples thermoélectriques superficiels.
À l’équilibre, la densité de flux échangée à la paroi est identique à la densité de puissance dissipée dans la résistance, pour peu que la paroi soit suffisamment conductrice de la chaleur et épaisse devant les dimensions surfaciques du capteur.
Il est à noter que la perturbation apportée au flux global est dans le rapport des surfaces du capteur et de la paroi.
HAUT DE PAGE4.2 Fluxmètre à méthode de zéro
Le système (figure 11) [6] [9] se compose d’une résistance chauffante superficielle sur laquelle est déposée une paroi auxiliaire comportant un couple thermoélectrique (ou une série de couples) monté différentiellement sur les deux faces, les différents éléments étant isolés électriquement les uns des autres.
Le fluxmètre est disposé sur la paroi où doit s’effectuer la mesure, de façon que la résistance soit située sur la face opposée à la venue du flux.
En l’absence de dissipation dans la résistance, la paroi auxiliaire se comporte comme un fluxmètre à gradient et l’on recueille une f.é.m. proportionnelle au flux qui la traverse (aux réserves près de la dépendance f.é.m.-température des thermocouples).
Si l’on alimente alors la résistance de façon que les couples thermoélectriques enregistrent un gradient nul à la paroi auxiliaire, le flux dissipé à l’emplacement du fluxmètre s’est substitué au flux à mesurer. La mesure de flux se ramène alors à la mesure de la puissance...
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Fluxmètres à dissipation ou à méthode de zéro
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GODEFROY (J.C.),, PORTAT (M.) - * - ONERA, T.P. 23 (1984).
-
(2) - RAVALITERA, BOUTNUIT,, THERY (P.) - * - Société française des thermiciens, mars 1981.
-
(3) - PONCIN (H.) - Thermocinétique impulsionnelle et mesure de la diffusivité thermique. - Chiron Paris (1978).
-
(4) - BRUNJAIL (C.) - * - Société française des thermiciens, mars 1981.
-
(5) - GARDON (R.) - A transducer for the mesurment of heat flow rate. - J. Heat Transfert (USA), p. 396, nov. 1960.
-
(6) - CORDIER (H.) - Une nouvelle méthode de mesure de coefficients locaux de convection. - NT 73, PST Ministère de l’Air (1958).
-
...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
FGP Instrumentation : http://www.fgp-instrumentation.com
HAUT DE PAGE1.2 Fluxmètres à gradient tangentiel
Cicorel SA
HAUT DE PAGE1.3 Capteurs de flux thermique
Captec Entreprise : http://www.captec.fr
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