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Comment la technologie NDIR de Micro-Hybrid redéfinit la détection des gaz réfrigérants

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La détection des gaz réfrigérants exige des performances fiables, tant pour les faibles concentrations de fuites que pour les niveaux d'exposition élevés.

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La technologie de capteurs NDIR de Micro-Hybrid repose sur une conception optique innovante à réflexions multiples qui permet de mesurer avec précision l’ammoniac et d’autres fluides frigorigènes, même dans des capteurs de petite taille. Il en résulte une alternative stable à la détection électrochimique pour les applications exigeantes de réfrigération et de sécurité industrielle.

Dépasser les limites des technologies électrochimiques et catalytiques
La surveillance des gaz réfrigérants dans le refroidissement industriel est essentielle pour la sécurité du personnel et l’efficacité des installations. Alors que la détection optique infrarouge est bien établie pour les réfrigérants fluorés modernes (HFC, HFO), l’ammoniac (NH₃) a longtemps été l’un des gaz les plus difficiles à mesurer à l’aide d’une technologie infrarouge compacte. De ce fait, une grande partie du marché s’est appuyée sur la détection électrochimique.

Les capteurs électrochimiques se sont largement imposés en raison de leur disponibilité et de leur familiarité. Cependant, leurs limites sont bien connues. Leur fonctionnement repose sur des électrodes, des membranes et des réactions chimiques continues, ce qui les rend intrinsèquement sensibles au vieillissement, à l’humidité, à la contamination, à l’empoisonnement et aux interférences entre gaz. La sensibilité croisée, en particulier, est difficile à éliminer complètement et doit souvent être gérée à l’aide de stratégies de compensation.

Pourquoi le NH₃ a-t-il posé des difficultés à la technologie NDIR ?
La technologie NDIR repose sur un principe de détection fondamentalement stable et est largement utilisée pour diverses bandes d’absorption des fluides frigorigènes. Cependant, l’ammoniac présente des défis optiques uniques par rapport aux fluides frigorigènes standard. Le NH₃ présente une absorption relativement faible autour de sa bande d’absorption pertinente, proche de 10,5 µm, tandis que les sources infrarouges compactes ne fournissent qu’un rendement optique limité dans cette région spectrale. Dans les conceptions optiques conventionnelles à trajet rectiligne, la combinaison d’une faible intensité de la source et d’une absorption limitée du NH₃ peut entraîner des signaux trop faibles pour permettre une détection fiable au sein de géométries de capteurs compactes.

Une nouvelle approche optique
Micro-Hybrid surmonte ces limites grâce à une conception optique avancée à réflexions multiples. Cette approche augmente considérablement la longueur de trajet optique effective tout en conservant un format compact. L’amélioration du signal qui en résulte permet une détection fiable sur l’ensemble des bandes d’absorption spécifiques aux fluides frigorigènes — y compris la région difficile de l’NH₃ à 10,5 µm — sans recourir à des réactions chimiques, à des températures de fonctionnement élevées ou à des boîtiers de capteurs volumineux.

Au-delà de l’ammoniac, la technologie NDIR Micro-Hybrid prend en charge la mesure d’une large gamme de gaz réfrigérants utilisés dans les systèmes de refroidissement commerciaux et industriels. Cela inclut les réfrigérants fluorés courants tels que les HFC et les HFO, ainsi que les réfrigérants naturels, notamment le CO₂ et les hydrocarbures. Chaque gaz possède des bandes d’absorption infrarouge caractéristiques, ce qui permet une mesure optique ciblée grâce à un émetteur, un chemin optique, une configuration de filtre et un détecteur adaptés. Les développeurs de systèmes disposent ainsi d’une base flexible pour créer des solutions de détection des fuites et de surveillance des processus sur de multiples plateformes de réfrigération.

Une nouvelle référence en matière de performances
La plateforme de capteurs NDIR ainsi obtenue offre des caractéristiques de performance difficiles à atteindre avec les technologies électrochimiques :

Large plage de mesure : 0 à 30 000 ppm, permettant la détection de traces et adaptée aux environnements industriels à forte concentration.
Haute sensibilité : limite de détection ≤ 30 ppm au point zéro.
Réponse rapide : T90 < 30 secondes pour une surveillance en temps réel.
Haute résolution : résolution numérique de 1 ppm.
Priorité à la précision : une grande précision de mesure est essentielle pour les systèmes de détection de gaz, où la fiabilité des alarmes prime sur la simple maximisation de la durée de vie opérationnelle.
Excellente stabilité : dérive à long terme ≤ ±450 ppm par an.
Forte linéarité : ≤ ±300 ppm sur toute la plage de mesure.
Répétabilité fiable : ≤ ±150 ppm.

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