La « méthode brevetée de TEWS »
Humidité – L’humidité est définie comme le pourcentage d’eau contenu dans la masse totale d’un élément solide. D’autres termes peuvent être utilisés pour désigner cette notion : humidité du matériau, humidité absolue, teneur en humidité, teneur en eau gravimétrique, etc. Parmi toutes ces définitions de l’humidité, il convient cependant de distinguer tous les termes se rapportant à la teneur en vapeur d’eau dans les gaz, comme humidité de l’air, humidité relative, teneur en vapeur d’eau etc. Les données d’humidité en ATRO se rapportent uniquement à la teneur en eau dans la masse sèche de la substance en question.
Molécules d'eau et champ de micro-ondes résonantes – En surface et dans les pores de la matière solide, les molécules d’eau s’orientent suivant les champs électromagnétiques tout en puisant leur l’énergie dans le champ. Cet effet est utilisé par exemple dans les fours à micro-ondes où la chaleur est produite à l’aide de molécules d’eau oscillantes. L’interaction entre les champs de micro-ondes et les molécules d’eau est également mesurée et, par conséquent, utilisée à des fins techniques. Dans la mesure où les micro-ondes pénètrent profondément dans le produit, cette technique permet de détecter la présence d’eau à l’intérieur comme à la surface d’un objet ou d’une substance.
Tracé de résonance type pour différents taux d’humidité
Résonance par micro-ondes – Lors des mesures d’humidité à l’aide de la méthode TEWS, un capteur produit un champ faible de micro-ondes qui affiche une résonance caractéristique à des paramètres bien définis. En remplissant ou en recouvrant le capteur d’un produit (par ex. poudre ou granulat), la position et la force de la résonance sont modifiées. Ces modifications dépendent essentiellement du volume d’eau présent dans le produit. Les valeurs de résonance sont proportionnelles à l’humidité. Les effets des variations de densité du produit ou de hauteur de jetée du capteur sont compensés. La méthode TEWS permet la réalisation de plusieurs douzaines, voire plusieurs milliers, de mesures par seconde.
Calibrage – Pour afficher les valeurs d’humidité en pourcentage, l’appareil de mesure doit être tout d’abord étalonné. Pour ce faire, des échantillons du produit sont prélevés à des taux d’humidité différents couvrant une fourchette d’applications représentative. L'humidité de ces échantillons est mesurée à la fois par la méthode de résonance par micro-ondes et par une méthode appropriée en laboratoire. Lors du processus de séchage (four de séchage, balance de séchage), l’humidité de l’échantillon est déterminée principalement en fonction de la quantité de poids perdue. La teneur en eau peut également être déterminée à l’aide d’une procédure chimique telle que la titration de Karl Fischer.
Le système utilise les paires de valeurs obtenues suite à la mesure par micro-ondes et en laboratoire pour calculer une courbe de calibrage qui sert ensuite à convertir les valeurs de micro-ondes mesurées en pourcentages d’humidité. Dans certaines conditions, les appareils de mesure peuvent également être étalonnés pour mesurer les densités. Le calibrage n’est requis qu’une seule fois pour chaque produit.
Exemple de graphique de calibrage
Nombre d’échantillons mesurés : 9, Corrélation : 0,99,
Écart moyen : +/- 0,1 %, Méthode de référence de laboratoire : étuve
Avantages de la méthode de mesure :
- Des résultats très rapides, également adaptée à la mesure en ligne.
- Des résultats très précis
- Mesure indépendante de la densité ou de la hauteur de jetée du produit
- Aucun impact des facteurs optiques sur la mesure, comme par exemple les variations de couleur, la structure de la surface du produit, la poussière…
- Mesure de l’humidité en surface et en profondeur
- Mesure non destructrice
- Pas de matériel à usage unique tel que des réactifs, etc.
- Les appareils de mesure ne nécessitent pas d’entretien et sont faciles à utiliser
