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MANUEL D’INSTRUCTIONS CHAINE DE THERMISTANCES Modèle TH-C Roctest Limitée, 2012. Tous droits réservés. L’installation et l’utilisation de ce produit peuvent parfois s’avérer dangereuses ; elles doivent être faites par du personnel qualifié seulement. Les instructions contenues dans ce manuel sont fournies à titre indicatif et sont sous réserve de modifications. La Société n’assume aucune responsabilité quant au dommage qui pourrait résulter de l’installation ou de l’utilisation de ce produit. Tel.: 1.450.465.1113 • 1.877.ROCTEST (Canada, USA) • 33 (1) 64.06.40.80 (Europe) • www.roctest.com • www.telemac.fr E1133E-21112012 TABLE DES MATIÈRES 1 2 3 4 5 PRODUIT ................................................................................................................. 1 1.1 Description générale ......................................................................................... 1 1.2 Principe d'opération........................................................................................... 1 INSTALLATION ....................................................................................................... 1 PROCÉDURE DE LECTURE................................................................................... 2 3.1 Poste de lecture MB-3TL................................................................................... 2 3.2 Ohmmètre ......................................................................................................... 2 3.3 Système d'acquisition de données SENSLOG .................................................. 2 3.4 Vérification rapide des lectures ......................................................................... 3 CONVERSION DES LECTURES DE RÉSISTANCE ............................................... 3 4.1 Approximation polynomiale ............................................................................... 3 4.2 Autre relation..................................................................................................... 4 DÉTECTION DE PANNES....................................................................................... 4 5.1 Lecture instable ................................................................................................. 4 5.2 Aucune lecture .................................................................................................. 5 i E1133E-21112012 TH-C 1 PRODUIT 1.1 DESCRIPTION GÉNÉRALE Roctest fabrique une chaîne de thermistance pour mesurer la température à différentes profondeurs. La chaîne de thermistance est un câble multiconducteur avec des capteurs de température individuels répartis le long du câble. Les chaînes sont conçues pour enfouissement direct. Le câble est flexible même à basse température. Chaîne de thermistance modèle TH-C La chaîne est constituée de thermistances intégrées dans un câble en PVC. L’emplacement du capteur est renforcé pour mieux protéger mécaniquement le montage. L'encapsulation est souple, afin de compenser la pression et la déformation de l'isolant du câble. Cette compensation est nécessaire pour être submersible. La thermistance utilisée dans la chaîne présente une bonne stabilité. La valeur de température peut être obtenue à partir d'un instrument de lecture portatif ou d’un système enregistreur de données complètes. 1.2 PRINCIPE D’OPÉRATION Le cœur de la TH-C est une thermistance miniature. Les changements de température influent sur la résistance de l'appareil, suivant une loi décrite plus loin dans ce manuel. Note: La thermistance standard utilisée dans le capteur TH-C est 3 kΩ. 2 INSTALLATION Lors de l'installation du TH-C, des précautions doivent être prises pour assurer un bon contact thermique entre le capteur et le matériau. Lorsque l'installation se fait dans un trou de forage, celui-ci doit être remblayé complètement. La procédure de remplissage doit dépendre de la précision de mesure requise. Quand une très grande précision est requise, par exemple + / -0,1 ° C ou plus, le trou de forage doit être remblayé avec un matériau similaire au sol avoisinant. Le matériau peut être placé en couches, ou mélangé avec de l'eau, puis on le verse dans le trou de forage. Dans les autres cas, un coulis de ciment peut être utilisé pour remblayer le trou de forage. Page 1 E1133E-21112012 TH-C 3 PROCÉDURE DE LECTURE Différentes procédures de lecture peuvent être utilisées pour obtenir la température de la résistance de la sonde. 3.1 POSTE DE LECTURE MB-3TL L'unité de lecture MB-3TL lit la thermistance, puis convertit la valeur de la résistance en température et affiche la température en ° C, pas e n ohms. Brancher le câble dans les prises sur le panneau avant de la MB-3TL. Raccorder les pinces crocodiles sur le câble de raccordement au câble TH-C selon le brochage fourni avec l'appareil. Le brochage et la mise en page sont sujets à modification en fonction du nombre de thermistances. Relier la douille de protection sur le devant du MB-3TL au blindage du câble avec le seul câble de raccordement. Le câble de raccordement ne doit jamais être court-circuité quand il est relié au panneau avant de l'appareil de lecture. Pour plus de détails sur les lectures du MB-3TL, vous référer au manuel d’instruction de ce poste. 3.2 OHMMÈTRE Un ohmmètre peut également être utilisé pour surveiller la jauge TH-C. Mettre à zéro l'ohmmètre en reliant ensemble les deux fils de connexion. Mesurer la résistance entre les fils de thermistance (voir le schéma fourni avec l'appareil). Convertir la lecture en ohms en température à l'aide des tables de conversion ou équation polynomiale appropriées pour le type de thermistance. 3.3 SYSTÈME D’ACQUISITION DE DONNÉES SENSLOG Le TH-C peut également être lu à l'aide d'un système d'acquisition de données SENSLOG. Celui-ci lit une sortie Vout, puis le convertit en ohms selon la relation suivante: A RT = R25 ⋅ − B Vout où RT = résistance en ohms R25 = résistance en ohms à 25°C qui dépend du type de thermistance utilisé (2000, 3000 or 10 000 Ω) A, B = facteur de conversion dépendants du type de thermistance Vout = tension de sortie en volts Type de thermistance A 2 kΩ Ω 6.25 3 kΩ Ω 4.17 Page 2 10 kΩ Ω 1.25 E1133E-21112012 TH-C B 3.0 2.0 0.6 Facteurs de conversion suivant le type de thermistance Exemple: Avec Vout = 1.00 V R25 = 3 000 Ω (thermistance de 3 kΩ) 4.17 On obtient RT = 3000 ⋅ − 2.0 = 6 510 Ω 1.00 3.4 VÉRIFICATION RAPIDE DES LECTURES Sur le chantier, avant même de convertir les lectures brutes en mesures exploitables, plusieurs vérifications peuvent être faites pour détecter des mauvaises lectures. - Comparer les lectures avec les précédentes. Sont-elles du même ordre? Changent-elles doucement ou brutalement? Considérer les facteurs extérieurs pouvant affecter les lectures comme les activités de construction, les excavations ou l’élévation de remblais. - Dans tous les cas, nous recommandons de prendre plusieurs lectures pour confirmer les mesures. Ainsi, la répétabilité des mesures peut-elle être appréciée et les mauvaises lectures écartées. 4 CONVERSION DES LECTURES DE RÉSISTANCE La température est obtenue à partir de la lecture de résistance à l’aide de l’une des relations suivantes. 4.1 APPROXIMATION POLYNOMIALE L’approximation polynomiale suivante peut être utilisée: T = C0 + C1 X + C2 X 2 + C3 X 3 + C4 X 4 avec X = ln où RT R25 T = température en degrés Celsius RT = résistance en ohms R25 = résistance en ohms à 25°C, qui dépend du type de thermistance utilisé (2000, 3000 or 10 000Ω) C0 = 25.032 C1 = -22.756 C2 = 1.4997 C3 = -0.1196 C4 = 0.0114 Exemple: Avec RT = 5 500 Ω Page 3 E1133E-21112012 TH-C R25 = 3 000 Ω (3 kΩ thermistor) On obtient X = 0.6061 and T = 11.8°C 4.2 AUTRE RELATION De nombreuses relations peuvent être utilisées pour transformer des lectures de résistance en valeurs de température. L’une des plus précises est : T= où 1 A + B ⋅ ln RT + C ⋅ ln 3 RT − 273 .15 T = température en degrés Celsius ln RT = logarithme népérien de la résistance en ohms A, B, C = constantes A, B, C ont été déterminés de façon empirique. Ils dépendent du type de thermistance utilisé (utiliser le tableau ci-dessous). La précision de cette relation est de ± 0.15 °C dans une gamme de -50°C à +150°C. Type de thermistance (du fabricant Dale Electronics) A B C 2 kΩ Ω 1,49896.10-3 2,3781.10-4 1,0668.10-7 3 kΩ Ω 1,4051.10-3 2,369.10-4 1,019.10-7 10 kΩ Ω 1,1303.10-3 2,339.10-4 8,863.10-8 Facteurs de conversion 5 DÉTECTION DE PANNES Vérifier régulièrement les conducteurs du câble. Les capteurs eux-mêmes sont scellés et ne peuvent être ouverts pour inspection. 5.1 LECTURE INSTABLE - Vérifier si les mêmes symptômes apparaissent avec d’autres capteurs. Si c’est le cas, comparer les trajets des câbles ou vérifier le poste de lecture. - Le blindage du câble du capteur est-il bien connecté au poste de lecture? - Vérifier la charge des batteries du poste de lecture. - Le corps du capteur peut être en contact avec le blindage. Mesurer la résistance entre le corps du capteur et le blindage de son câble. - Vérifier l’intégrité du câble. Page 4 E1133E-21112012 TH-C 5.2 AUCUNE LECTURE - Vérifier la charge des batteries du poste de lecture. - Vérifier si les mêmes symptômes apparaissent avec d’autres capteurs. Si c’est le cas, comparer les trajets des câbles ou vérifier le poste de lecture. - Le corps du capteur peut être en contact avec le blindage. Mesurer la résistance entre le corps du capteur et le blindage de son câble. - Vérifier la résistance du câble. Celle-ci peut être estimée : la résistance d’un câble de cuivre de calibre 22 est d’environ 0.07Ω/m. En ayant une idée de la température, la convertir en résistance (en utilisant le tableau à la fin de ce manuel, par exemple) et ajouter deux fois la résistance du câble. - Si la résistance est très élevée ou infinie, le câble est probablement coupé. - Si la résistance est proche de zéro, les conducteurs sont court-circuités. - Si des coupures ou des court-circuits sont localisés, des épissures peuvent être pratiquées selon les procédures recommandées par Roctest – Télémac. Page 5 E1133E-21112012 TH-C ANNEXE 1 TABLEAU DE CONVERSION : VALEUR DE RÉSISTANCE EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE Temp. °C -50 -49 -48 -47 -46 -45 -44 -43 -42 -41 -40 -39 -38 -37 -36 -35 -34 -33 -32 -31 -30 -29 -28 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Lecture en Ohms Thermistance de 2K Thermistance de 3K Thermistance de 10K 67320 63000 59000 55280 51800 48560 45560 42760 40120 37680 35400 33280 31300 29440 27700 26080 24580 23160 21820 20580 19424 18332 17308 16344 15444 14596 13800 13052 12352 11692 11068 10484 9932 9416 8928 8468 8032 7624 7240 6876 6532 201100 187300 174500 162700 151700 141600 132200 123500 115400 107900 101000 94480 88460 82870 77660 72810 68300 64090 60170 56510 53100 49910 46940 44160 41560 39130 36860 34730 32740 30870 29130 27490 25950 24510 23160 21890 20700 19580 18520 17530 16600 15720 14900 14120 13390 12700 12050 11440 10860 10310 9796 670500 670500 624300 581700 542200 440800 472000 411700 384800 359800 336500 315000 294900 276200 258900 242700 227700 213600 200600 188400 177000 166400 156500 147200 138500 130500 122900 115800 109100 102900 97110 91650 86500 81710 77220 72960 69010 65280 61770 58440 55330 52440 49690 47070 44630 42340 40170 38130 36190 34370 32660 Temp. °C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 Lecture en Ohms Thermistance de 2K Thermistance de 3K Thermistance de 10K 6208 5900 5612 5336 5080 4836 4604 4384 4176 3980 3794 3618 3452 3292 3142 3000 2864 2736 2614 2498 2388 2284 2184 2090 2000 1915 1833 1756 1682 1612 1544 1481 1420 1362 1306 1254 1203 1155 1109 1065 1024 984 945 909 874 840 808 778 748 720 694 9310 8851 8417 8006 7618 7252 6905 6576 6265 5971 5692 5427 5177 4939 4714 4500 4297 4105 3922 3748 3583 3426 3277 3135 3000 2872 2750 2633 2523 2417 2317 2221 2130 2042 1959 1880 1805 1733 1664 1598 1535 1475 1418 1363 1310 1260 1212 1167 1123 1081 1040 31030 29500 28060 26690 25400 24170 23020 21920 20880 19900 18970 18090 17260 16470 15710 15000 14330 13680 13070 12500 11940 11420 10920 10450 10000 9574 9165 8779 8410 8060 7722 7402 7100 6807 6532 6270 6017 5777 5546 5329 5116 4916 4725 4543 4369 4202 4042 3889 3743 3603 3469 Tableau de conversion (suite page suivante) Page 6 E1133E-21112012 Temp. °C 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 TH-C Lecture en Ohms Thermistance de 2K Thermistance de 3K Thermistance de 10K 668 643 620 597 576 555 535 516 498 480 463 447 432 416 402 388 375 363 350 339 327 316 306 296 286 277 268 260 251 243 236 228 221 214 208 201 195 189 183 178 172 167 162 157 153 148 144 140 136 132 1002 965.0 929.6 895.8 863.3 832.2 802.3 773.7 746.3 719.9 694.7 670.4 647.1 624.7 603.3 582.6 562.8 543.7 525.4 507.8 490.9 474.7 459.0 444.0 429.5 415.6 402.2 389.3 376.9 364.9 353.4 342.2 331.5 321.2 311.3 301.7 292.4 283.5 274.9 266.6 258.6 250.9 243.4 236.2 229.3 222.6 216.1 209.8 203.8 197.9 3340 3217 3099 2986 2878 2774 2675 2580 2488 2400 2316 2235 2157 2083 2011 1942 1876 1813 1752 1693 1636 1582 1530 1479 1431 1385 1340 1297 1255 1215 1177 1140 1104 1070 1036 1004 973.8 944.1 915.2 887.7 861.0 835.3 810.4 786.4 763.3 741.1 719.4 698.5 678.5 659.0 Temp. °C 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 Tableau de conversion Page 7 Lecture en Ohms Thermistance de 2K Thermistance de 3K Thermistance de 10K 128 125 121 118 114 111 108 105 102 99 97 94 91 89 87 84 82 80 78 76 74 72 70 68 67 65 63 62 60 59 57 56 54 53 52 51 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 192.2 186.8 181.5 176.4 171.4 166.7 162.0 157.6 153.2 149.0 145.0 141.1 137.2 133.6 130.0 126.5 123.2 119.9 116.8 113.8 110.8 107.9 105.2 102.5 99.9 97.3 94.9 92.5 90.2 87.9 85.7 83.6 81.6 79.6 77.6 75.8 73.9 72.2 70.4 68.8 67.1 65.5 64.0 62.5 61.1 59.6 58.3 56.8 55.6 640.3 622.1 604.4 587.5 571.0 555.1 540.0 524.9 510.7 496.4 483.1 469.8 457.4 444.9 433.4 421.8 410.7 399.6 389.4 379.2 369.4 360.1 350.8 341.9 333.0 324.6 316.6 308.6 301.1 293.5 286.0 279.3 272.2 265.5 259.3 253.1 246.9 241.1 235.3 229.6 224.2 218.9 214.0 208.7 203.8 199.4 194.5 190.1 185.9