Conception d'un capteur intelligent pour la détection des vapeurs de styrène dans l'industrie

(Reçu le 30 décembre 1993, révisé le 18 mai 1994, accepté le 13 juillet 1994)

Abstract
The techniques of measurement of toxic gases are nowadays based on the semiconductor type sensors. The modelling and the electronic processing of their signals can be used to improve the accuracy and the efficiency of the measurement. In this paper, an intelligent system using a semiconductor sensor has been designed for the detection of the styrene vapors. A set of the environmental parameters sensors such as the temperature, the pressure and the humidity, is added to the basic sensor and allows a precise detection of the styrene vapors in air. A microcontroller and a communication interface, that are included in the control system and in the data processing system, provide the local intelligence. The linearization routines of the differents sensors are in the memory of the microcontroller. The system made of the sensors, of the amplification circuits, of the microcontroller and of the communication network between the smart sensor and the computer is analysed. A laboratory test of the device is presented and the accuracies and efficiencies of the differents sensors are given.

Résumé
Les techniques fiables de quantification des gaz polluants sont aujourd'hui basées sur l'utilisation des détecteurs à récepteurs chimiques et sur des capteurs à semiconducteurs. La modélisation et le traitement numérique des signaux résultants sont importants pour une mesure efficace et précise dans un milieu donné. Dans cet article, un capteur intelligent, utilisant un détecteur de gaz type semiconducteur a été réalisé pour la détection des vapeurs de styrène. Un ensemble de détecteurs des paramètres environnementaux, tels que la température, la pression et l'humidité, ajoutés au capteur de styrène, permettent de mesurer avec un bon contrôle les vapeurs de styrène dans l'air. Le système de contrôle et de gestion local des données est constitué d'un microcontrôleur et d'une interface de communication. Le microcontrôleur contient dans sa mémoire toutes les fonctions de linéarisation des différents capteurs. Cet ensemble de capteurs, de circuits conditionneurs, de microcontrôleur et d'interface de communication est appelé " capteur intelligent ". Le réseau de communication entre le capteur intelligent et le micro-ordinateur est analysé en terme de traitement de signal. Un exemple d'application au laboratoire est présenté, les sensibilités et les précisions des différents capteurs sont données.