Défis liés à la conception des capteurs d'humidité

L'humidité est la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Bien qu'elle soit invisible à l'œil humain, nous pouvons la ressentir. Elle peut même sembler plus chaude que la température réelle. Et ceux qui ont voyagé dans différentes régions du globe, en particulier près de l'équateur, savent que l'air peut être chaud et lourd, et donner cette sensation de moiteur et de vapeur. L'inconfort n'est pas dû uniquement à la température mais à l'humidité relative. Avec une humidité relative atteignant plus de 80 %, même si la température n'est réellement que de 23 °C, nous aurons l'impression qu'il fait 26,6 ° C. L'humidité joue un rôle important dans nos activités quotidiennes. Qu'il s'agisse directement de votre confort personnel (conserver les aliments au frais et faire fonctionner le système CVC par temps chaud) ou de situations plus critiques et potentiellement mortelles, comme s'assurer qu'un bébé prématuré dispose de l'humidité supplémentaire dont il a besoin pour les soins néonatals et sa croissance. La capacité de contrôler précisément notre environnement est une attente standard dans une grande partie du monde à l'heure actuelle, et elle serait tout simplement impossible sans la mise en place de capteurs. 

Chez TE Connectivity (TE), nos capteurs combinés d'humidité et de température offrent un temps de réponse de premier ordre, des mesures précises et des performances durables même lorsqu'ils sont exposés à des changements et des conditions extrêmes. Dans les faits, nous sommes au premier rang pour faire progresser la technologie des capteurs vers des solutions numériques, sans fil et combinées qui aident à rendre les applications plus intelligentes et plus efficaces. Voici un aperçu de quelques-uns des plus grands défis auxquels sont confrontés les ingénieurs concepteurs et de la manière dont le capteur combiné d'humidité et de température HTU2x de TE a été conçu pour relever ces défis.

Qu'il fasse chaud, froid, humide ou sec, les applications requièrent la même efficacité du système sur toutes les plages d'humidité et de température pour obtenir les performances les plus fiables. Cela signifie que, quelles que soient les conditions environnementales extérieures, le capteur doit toujours fonctionner de manière optimale. Une réponse linéaire est essentielle. Quelles que soient les variations de température et d'humidité, la précision et la stabilité des mesures doivent rester les mêmes avec un capteur. Cette caractéristique est essentielle dans les applications où l'environnement est sensible aux changements, comme dans l'industrie ou les appareils électroménagers. Par exemple, le capteur doit être conçu pour offrir une mesure précise en donnant une réponse linéaire et l'hystérésis la plus faible. Un bon exemple est celui des systèmes CVC, où le système régule la température et l'humidité ambiantes pour votre zone de confort, peu importe qu'il fasse chaud l'été ou qu'il pleuve l'hiver à l'extérieur. Les capteurs d'humidité passent par des phases de variation majeure de l'humidité relative, saison après saison, et il doivent conserver leur réponse linéaire. Le système doit s'adapter aux différentes saisons qui pourraient avoir un impact sur le confort de votre maison ou de votre bureau. La courbe de réponse linéaire du capteur HTU2x permet au système CVC de conserver les mêmes performances quelles que soient les conditions.

Pour certaines applications il est indispensable d'être en mesure de détecter toutes les variations environnementales et de réagir rapidement, afin de garantir les meilleures performances globales du système. Un temps de réponse rapide est indispensable dans les industries. Il ne suffit pas d'avoir des mesures précises : les capteurs doivent également détecter rapidement les changements environnementaux et déclencher l'action nécessaire dans l'application afin de conserver les niveaux souhaités. Par exemple, les ballons météorologiques sont les chevaux de bataille des prévisions météorologiques modernes. Il est presque impossible de prédire le temps qu'il fera sans connaître les conditions de la haute atmosphère. Les conditions peuvent être belles et calmes au niveau de la mer, mais à 5 486 mètres (18 000 pieds), il est possible qu'un système de tempête faible se transforme rapidement en quelque chose de plus dangereux. En envoyant régulièrement des escadrons de ballons pour mesurer les conditions de la haute atmosphère, les météorologues peuvent garder un œil sur les tempêtes qui se préparent. 

Après une exposition à des conditions extrêmes, les performances d'un système ne doivent pas être compromises. La faible hystérésis est une capacité clé. Même après des événements de condensation importants, le capteur doit conserver des performances de mesure précises. À titre d'exemple, le cycle de séchage d'un appareil s'arrête automatiquement lorsque le taux d'humidité revient à son point d'origine. La faible hystérésis lui permet d'arrêter le cycle de séchage à temps lorsque le contenu « intérieur » est sec sans l'endommager. Prenons un autre exemple avec le système CVC. Même après avoir été exposé à un taux d'humidité extrêmement élevé au cours d'une longue période pendant les saisons d'automne et d'hiver, ce système fonctionne exactement de la même manière pendant les étés chauds.

Grâce à son temps de réponse rapide, le capteur HTU détecte avec précision l'humidité relative dans les différentes couches atmosphériques. Cela permet de prévoir les changements météorologiques et d'éviter toute situation alarmante telle que l'envoi de fausses informations lorsqu'il traverse un nuage. Un autre exemple pertinent est celui des applications pour appareils électroménagers. Lorsque vous ouvrez la porte du réfrigérateur en été, de l'air chaud pénètre dans le frigo, provoquant de la condensation et une augmentation de l'humidité relative, ce qui entraîne du givre ou des brûlures de congélation sur la paroi intérieure. La structure de la matrice d'humidité de TE permet d'obtenir des temps de réponse inégalés dans l'industrie, de l'ordre de 2 secondes. Le temps de réponse rapide permet au système de réagir immédiatement en temps réel pour éviter un tel scénario. En d'autres termes, il empêche la formation de gel, ce qui signifie que le cycle de dégivrage est plus court, permettant ainsi une meilleure efficacité énergétique.

À l'heure actuelle, les équipementiers proposent des offres innovantes avec des solutions intelligentes telles que des capteurs, mais ils doivent intégrer ces solutions dans leur processus de fabrication sans que celai ait des conséquences négatives. Le capteur HTU de TE permet une intégration dans un boîtier standard entièrement calibré et une intégration sur une carte de circuit imprimé sans aucune contrainte. Si vous cherchez à mettre à niveau ou à faire évoluer la prochaine génération de votre système vers une application plus intelligente sans changer radicalement votre processus d'assemblage, essayez le capteur HTU de TE, qui est compatible avec les processus d'assemblage CMS standard.