Monitorieng air moisture with laser absorption spectroscopy

Contrôle de l'humidité de l'air par spectroscopie d'absorption laser

Naceur-Eddine Khélifa (1) , P. Pinot (1)

1 LCM - Laboratoire commun de métrologie LNE-CNAM

Determination of air density and the quantitative estimates of water vapour adsorbed or desorbed by the surface of mass standard, remain the principals sources of uncertainties when weighing mass standard made from stainless steel or super alloy. The classical method, for air density determination, use the so called CIPM-1981/91 formula and the measured air parameters. An other approach is based only on the results of comparisons, realized successively in air and in vacuum, between special artefacts. The distribution and the state of water molecules inside the chamber of mass comparator influence the results of weighing. Also, the instruments used for air moisture measurement are either, not very sensitive (capacitive hygrometer) or disturbing for environment (dew-point hygrometer). To control that, a proposal method is given and observations of water vapour behaviour inside the enclosure for different conditions are reported. Keywords. mass metrology, air density, water vapour

La détermination de la masse volumique de l'air et l’évaluation de l’adsorption- désorption de la vapeur d’eau par la surface des artefacts restent aujourd'hui les principales sources d'incertitudes lors des pesées d’un étalon de référence en acier inoxydable ou en super alliage. Pour la masse volumique de l’air ambiant, la méthode classique consiste à utiliser la formule dite CIPM-1981/91. L’autre approche consiste à déduire la masse volumique de l’air humide à partir des seuls résultats de pesées faites successivement dans l’air et sous vide primaire d’artefacts de géométries bien adaptées. Dans les deux cas, la distribution et l’état des molécules d’eau à l’intérieur de l’enceinte du comparateur de masses influencent les résultats des pesées. Ce travail a permis de montrer que les instruments utilisés pour mesurer l'hygrométrie sont, soit insuffisamment sensibles par rapport au besoin (hygromètre capacitif pour suivre l'évolution de la fraction molaire de vapeur d'eau dans une enceinte fermée), soit perturbants pour l’environnement (hygromètre à point de rosée). Aussi, nous donnerons quelques observations préliminaires sur le comportement de la vapeur d’eau dans l’enceinte, certes médiocre du point de vue de l’étanchéité au vide, au cours du temps et pour différentes conditions expérimentales.

Mots clés: métrologie; étalons de masse; vapeur d'eau; humidité relative; température de rosée

Domaines: Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]

Naceur-Eddine Khélifa, P. Pinot. Contrôle de l'humidité de l'air par spectroscopie d'absorption laser. MONITORING AIR MOISTURE WITH LASER ABSORPTION SPECTROSCOPY, Jun 2007, Lille, France. pp.4. ⟨hal-00143867⟩