Isolation Cellules Oxygène

  • Auteur de la discussion jpleroux
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J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour,

Pour la plongée sous marine, l'utilisation de recycleur (appareil à respirer en circuit fermé => pas de bulles), nous utilisons des Cellules Oxygènes reliées soit à un afficheur de PpO2 (pression Partielle d'oxygène) ou un Ordinateur (même chose qu'un afficheur mais qui calcul la décompression en plus).

Le plus souvent, les cellules (x3) sont directement reliés à l'afficheur.
Dans certains cas, pour la redondance, il y a 2 afficheurs (où ordi) reliés aux mêmes cellules (en parallèle donc).
Le soucis de ce type de montage, c'est que si une cellule où un afficheur a un soucis (court-circuit, résistivité accrue par mauvais conductibilité ...), cela a un impact sur le 2e afficheur.

Donc, mon idée serait d'utiliser des optocoupleurs type SFH615A entre les cellules et l'afficheur.
Donc pour 3 cellules et 1 afficheur => 3 optos et 6 optos pour 2 afficheurs.

N'étant pas vraiment électronicien, j'aimerai votre avis sur ce montage permettant d'isoler les cellules et l'afficheur/ordi :wink:

Merci
JP


PS: une cellule Oxygène, c'est 11mV (neuve) à l'air (21% Oxy) et quand elle est sous les 8mV on les change. Ensuite, à 100% Oxy et 1b de pression, elles sont autour des 50mV. Dans pratiquement tous les afficheurs/ordi quand elles sont à 2.55v, elles sont saturées (valeur maxi).
Plus d'infos :
https://www.cpalb.fr/IMG/pdf/comprendre_les_capteurs_o2.pdf
ou

http://www.advanceddivermagazine.com/articles/sensors/sensors.html
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
un opto coupleur ne fera que compliquer le probleme et ne sera pas une solution

pour mesurer le courant de ta cellule il faut bien se brancher dessus , et le truc qui mesure peut perturber si il est defectueux ... un opto coupleur ne peut pas transmettre un courant avec precision , il ne peut que transmettre un signal codé , il faut donc entre la cellule et l'optocoupleur un circuit electronique , qui poura avoir ses defaut

pour moi la seule solution pour vraiment assurer la fiabilité c'est d'avoir une cellule par afficheur

enfin il faudrait connaitre le prix des cellule , pour savoir si il est utile d'ajouter des moyen de croiser les communication entre afficheur et cellule
 
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
Bonjour,
une cellule c'est 180€ si mes souvenirs sont bons. Ajouter de l'electronique dans un recycleur, bof, beaucoup d'accidents sont dus à des recycleurs trafiqués, là c'est le MF1 qui cause.
Maintenant au tours de l'electronicien, pour ma part je bufferiserais la sortie de la cellule avec 2 amplis suiveurs (ampli op montés en gain unitaire) un par afficheur et roule ma poule. Les optos sont, pour moi, une mauvaise solution car la linéarité n'est pas garantie
@+
xavier
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
a tu des liens sur le fonctionnement de ces cellules ? on dirait que ça produit du courant tant qu'il y a de l'oxygene et qu'elle ne sont pas epuisé comme une pile ... ne serait il pas possible d'augmenter leur durée de vie en les mettant dans une boite d'azote quand on ne les utilise pas
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #5
Bonjour,
une cellule c'est 180€ si mes souvenirs sont bons. Ajouter de l'electronique dans un recycleur, bof, beaucoup d'accidents sont dus à des recycleurs trafiqués, là c'est le MF1 qui cause.
Maintenant au tours de l'electronicien, pour ma part je bufferiserais la sortie de la cellule avec 2 amplis suiveurs (ampli op montés en gain unitaire) un par afficheur et roule ma poule. Les optos sont, pour moi, une mauvaise solution car la linéarité n'est pas garantie
@+
xavier
Bonsoir,

Le prix d'une cellule O2 est actuellement autour des 85€.
Sinon, coté accident c'est très très peu et c'est le E4 Tech/recycleurs qui parle :wink: ... mais les rumeurs ont la "dent dure" :)

L'ampli op "suiveur" est une idée aussi, par contre il faut l'alimenter avec une source externe :(
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #6
a tu des liens sur le fonctionnement de ces cellules ? on dirait que ça produit du courant tant qu'il y a de l'oxygene et qu'elle ne sont pas epuisé comme une pile ... ne serait il pas possible d'augmenter leur durée de vie en les mettant dans une boite d'azote quand on ne les utilise pas
Ben tu penses que beaucoup y ont pensé .... mais non ça ne marche pas, c'est un générateur de courant ... chimique :wink:

Pour le lien, j'en ai mis 2 regardes dans mon 1er post :)
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #7
un opto coupleur ne fera que compliquer le probleme et ne sera pas une solution

pour mesurer le courant de ta cellule il faut bien se brancher dessus , et le truc qui mesure peut perturber si il est defectueux ... un opto coupleur ne peut pas transmettre un courant avec precision , il ne peut que transmettre un signal codé , il faut donc entre la cellule et l'optocoupleur un circuit electronique , qui poura avoir ses defaut

pour moi la seule solution pour vraiment assurer la fiabilité c'est d'avoir une cellule par afficheur

enfin il faudrait connaitre le prix des cellule , pour savoir si il est utile d'ajouter des moyen de croiser les communication entre afficheur et cellule
Oui, je comprends bien l'idée ... mais c'est pas le fonctionnement actuel, d'autant qu'il y a pas mal d'autres facteurs de problèmes possibles => les cables, l'oxydation, la connectique ...

Une petite précision quand même, il faut savoir que les afficheurs/ordinateurs ont une fonction "calibration" qui "compensent" l'usure des cellules et donc indirectement leur dérive.

Je suis curieux de voir/mesurer le comportement des optos pour mieux comprendre :)
 
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
Bonsoir,
alors je m'incline.
par contre il faut l'alimenter avec une source externe :(
ben ton opto aussi! De plus une diode commence à conduire vers 0,5 V donc avec tes 50mV tu vas être court, il va falloir polariser, ajouter une tension pour être juste après le seuil de conduction, la diode de l'opto, donc alim exterieure. De plus cette alim doit être très stable puisque sa variation pourra être interprétée par l'ordinateur
@+
Xavier
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #9
Bonsoir,
alors je m'incline.

ben ton opto aussi! De plus une diode commence à conduire vers 0,5 V donc avec tes 50mV tu vas être court, il va falloir polariser, ajouter une tension pour être juste après le seuil de conduction, la diode de l'opto, donc alim exterieure. De plus cette alim doit être très stable puisque sa variation pourra être interprétée par l'ordinateur
@+
Xavier
Ben non, pour l'opto ... ça dépend du modèle => regardes celui que j'ai mis en réf :wink:

Par contre, bien vu pour la diode, j'avais pas pensé à ça :(
Sinon une cellule O2, c'est une pile et c'est assez linéaire quand on regardes les datasheet ....

Bon, faut que je trouve un compromis sur l'électronique alors pour obtenir un minima de "isolation" des afficheurs ...

Merci
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
Ben tu penses que beaucoup y ont pensé .... mais non ça ne marche pas, c'est un générateur de courant ... chimique :wink:

Pour le lien, j'en ai mis 2 regardes dans mon 1er post :)
justement c'est un generateur chimique qui marche avec l'oxygene qui oxyde le plomb d'une electrode ... si on le met dans de l'azote pur il n'y a plus d'oxygène et l'usure s’arrête

même principe que les pile zinc air pour appareil auditif ... tant qu'elle sont bouché par une etiquette elle se conservent longtemps mais ne produisent pas de courant ... quand on enleve l'etiquette ça produit mais l'usure commence

je me demande même si les pile zinc air ordinaire ne pourraient pas servir de capteur d'oxygène , faible durée de vie , mais tellement faible prix qu'on peut en utiliser plusieur et les changer souvent
 
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
@moissan: c'est quand même l'équipement dont dépends ta vie, donc le bricolage incertain....
@jpleroux: bon effectivement tu ne connais pas trop l'électronique. Ton transistor n'est générateur de courant que si il est alimenté. La cellule présente une tension qui est générée par le courant traversant une résistance, donc l'ordinateur attend une tension. Si ton transistor en sortie d'opto n'est pas polarisé, tu n'auras pas de courant.
Donc sans alimentation auxiliaire, no way!
Un montage suiveur n'est pas sensible aux variations de tension d'alimentation, donc c'est, AMHA, la meilleure solution
@+
Xavier
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
bricolage incertain ... donc SFH615A eliminé ... aucune solution pour que ça marche

quand je vois comment est fait le capteur dans le premier lien , je le trouve deja un peu de type bricolage dans son etat d'origine , et je pense qu'il n'est pas stupide de chercher a faire mieux

augmenter le nombre de capteur en ne les mettant pas en commun entre 2 afficheur est la solution la plus fiable , mais couteuse si la durée de vie est limité ... prolonger la vie des capteur en les mettant dans l'azote entre les plongé serait une solution pour avoir plus de capteur sans depanser trop
 
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
Oui mais quand le capteur t'est livré, il est réputé être dans les tolérances.
En fait, tu confie ta vie à ces capteurs. Quand tu l'utilise en surface pour mesurer le taux d'oxygène du Nitrox, c'est lui qui confirme ton mélange et qui définit la profondeur max à laquelle tu as droit, et quand c'est en plongée comme le fait jpleroux dans le recycleur, c'est lui qui te dit si tu as la bonne proportion d'oxygène pour la profondeur à laquelle tu te trouve.
Tu es obligé d'avoir une confiance raisonnée dans ton ensemble de capteurs (j'ai pas dit aveugle).
@+
Xavier
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #14
bon effectivement tu ne connais pas trop l'électronique. Ton transistor n'est générateur de courant que si il est alimenté. La cellule présente une tension qui est générée par le courant traversant une résistance, donc l'ordinateur attend une tension. Si ton transistor en sortie d'opto n'est pas polarisé, tu n'auras pas de courant.
Donc sans alimentation auxiliaire, no way!
Un montage suiveur n'est pas sensible aux variations de tension d'alimentation, donc c'est, AMHA, la meilleure solution
@+
Xavier
Oui Xavier, je ne connais pas grand chose en Electronique ... et j'aimerai beaucoup ....

Donc OK, Exit l'opto ... donc l'Aop en suiveur semble le meilleur compromis actuellement :wink:
sur FB, il y a un ami qui me parle d'un montage (qu'il ne retrouve pas) avec une diode et une résistance ???

Merci
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
la tension fournie par la cellule est assez faible ... le moindre circuit passif entre la cellule et l'afficheur diminuera la precision

un montage avec ampli op peut être conçu pour transmettre le signal sans perte de précision et ne jamais perturber le capteur quel que soit ce qui se passe sur la sortie de l'ampli op

donc il faut mettre a coté du capteur 2 ampli op qui envoient le signal vers les 2 afficheur

problème si l'ampli op n'est pas alimenté il ne transmet rien ... si il n'y a qu'une alimentation une panne coupe les 2 afficheur : il faut donc que chaque ampli op soit alimenté par la même source que l'afficheur concerné ... et que le schéma autour de l'ampli op soit conçu pour ne pas perturber le capteur en cas de panne d'alimentation

si l'afficheur était bien conçu il devrait déjà avoir cette qualité de ne pas perturber le capteur en cas de panne ... mais pour le savoir il faudrait le schéma de l'afficheur
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #16
Ben la majorité des afficheurs/ordi que j'ai démonté sont fait avec des ampli-op pour l'acquisition des cellules.
Ils ont presque tous la masse des cellules en commun ....

J'ai déjà commencé à bosser avec une base d'arduino + Aop pour faire ce type d'afficheur.

Mais ma demande est surtout lié au fait qu'un de mes clients me demande d'installer sur une machine 2 afficheurs/ordis sur les 3 mêmes cellules .... et que je sais que ça ne sert à rien si il y a un problème sur une cellule/afficheur car l'autre sera impacté ...

Donc, comme l'électronique n'est pas mon rayon de compétence, j'essaye de demander .....
Pour autant, je sais bien que c'est pas simple :wink:

Merci
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
la presence d'un aop ne garanti pas la non perturbation du signal en cas de panne : pour avoir cette qualité il faut une resistance bien placé en serie : il faut donc voir le schema , ou faire des essai : brancher 2 afficheur et couper l'alimentation de l'un et verifier que ça ne change pas l'affichage de l'autre

attention il faut que la tension d'alimentation interne tombe vraiment completement a zero pour etre sur de la non perturbation , et il faut attendre "un certain temps" pour que les condensateur se vident

test le plus radical : brancher le capteur sur un afficheur normalement alimenté , et brancher sur le capteur un 2eme afficheur qui est non alimenté depuis longtemps : si le 2eme afficheur ne perturbe pas on peut penser qu'il ne perturbera jamais

si tous les afficheur et ordinateur que tu peut tester on cette propriété de ne pas perturber quand il sont non alimenté , il est inutile de rajouter un ampli op : branchement direct des 2 sur la sonde

une precaution utile : relier la masse des 2 afficheur ou ordinateur par une connexion solide ... un danger serait que je ne sait quel appareil produise un courant entre la masse des 2 afficheur et que ce courant ne trouve pas d'autre passage que par le cable vers le capteur ... un faible courant fausserait les mesure , un gros courant ferait une panne
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
ce type de capteur m'interresse pour un autre usage : controler l'abscence d'oxygene dans du gaz combustible , méthane ou hydrogène
je trouve ça https://www.draeger.com/fr_ca/Hospi.../Flow-Sensor/Oxygen-Sensor-Capsule#literature
ce type de capteur est donc utilisé dans les hopitaux ... il faut que je passe a l'hopital pour voir quel marque de capteur il utilisent ! il doivent connaitre les meilleur et les moins cher ... il il y a peut être la possibilité de récupérer des capteur en fin de vie réglementaire encore bon pour faire des essai

ça me permettrait de verifier que ce genre de cellule a une durée de vie très longue sans oxygène , puisque dans mon usage le capteur ne vera jamais d'oxygene sauf defaut

j'ai remarqué que sur ton premier lien il deconseillent de debrancher la cellule trop souvent pour cause de mauvaise qualité du connecteur : ce qui me plait dans les cellule draeger c'est un type de connection très simple qui doit supporter les demontage frequent ... donc de mettre la cellule dans une boite d'azote entre les plongée
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #19
la presence d'un aop ne garanti pas la non perturbation du signal en cas de panne : pour avoir cette qualité il faut une resistance bien placé en serie : il faut donc voir le schema , ou faire des essai : brancher 2 afficheur et couper l'alimentation de l'un et verifier que ça ne change pas l'affichage de l'autre

attention il faut que la tension d'alimentation interne tombe vraiment completement a zero pour etre sur de la non perturbation , et il faut attendre "un certain temps" pour que les condensateur se vident

test le plus radical : brancher le capteur sur un afficheur normalement alimenté , et brancher sur le capteur un 2eme afficheur qui est non alimenté depuis longtemps : si le 2eme afficheur ne perturbe pas on peut penser qu'il ne perturbera jamais

si tous les afficheur et ordinateur que tu peut tester on cette propriété de ne pas perturber quand il sont non alimenté , il est inutile de rajouter un ampli op : branchement direct des 2 sur la sonde

une precaution utile : relier la masse des 2 afficheur ou ordinateur par une connexion solide ... un danger serait que je ne sait quel appareil produise un courant entre la masse des 2 afficheur et que ce courant ne trouve pas d'autre passage que par le cable vers le capteur ... un faible courant fausserait les mesure , un gros courant ferait une panne
Ben j'ai pas mal d'essais à faire alors :wink:

La résistance me perturbe car si elle est en série, elle fait chuter l'intensité et en // la tension ...
On parle de mV donc très faible quand même et j'ai peur "d'écraser" le peu qui est délivré par la cellule .... Bref compliqué pour moi :(
 
J
jpleroux
Compagnon
25 Sept 2010
1 825
isère - Bourgoin Jallieu
  • Auteur de la discussion
  • #20
ce type de capteur m'interresse pour un autre usage : controler l'abscence d'oxygene dans du gaz combustible , méthane ou hydrogène
je trouve ça https://www.draeger.com/fr_ca/Hospi.../Flow-Sensor/Oxygen-Sensor-Capsule#literature
ce type de capteur est donc utilisé dans les hopitaux ... il faut que je passe a l'hopital pour voir quel marque de capteur il utilisent ! il doivent connaitre les meilleur et les moins cher ... il il y a peut être la possibilité de récupérer des capteur en fin de vie réglementaire encore bon pour faire des essai

ça me permettrait de verifier que ce genre de cellule a une durée de vie très longue sans oxygène , puisque dans mon usage le capteur ne vera jamais d'oxygene sauf defaut

j'ai remarqué que sur ton premier lien il deconseillent de debrancher la cellule trop souvent pour cause de mauvaise qualité du connecteur : ce qui me plait dans les cellule draeger c'est un type de connection très simple qui doit supporter les demontage frequent ... donc de mettre la cellule dans une boite d'azote entre les plongée
Ben les cellules que l'on utilise dans les recycleurs, ont les change tous les 18 mois par précautions .. le plus souvent on essaye de les recycler dans les analyseurs par avec une pression partielle atmosphérique, la cellule a encore pas mal de temps devant elle.
Par contre, il faut bien penser à faire une calibration à l'air pour avoir la tension de référence.

Sinon, la différence entre les cellules pour les analyseurs ou hopitaux et celle des recycleurs de plongées, c'est la présence d'une membrane hydrophobe. La réaction endothermique du CO2 dans la chaux produit de la chaleur et de l'eau ce qui fait que la cellule est dans un environnement très humide.
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
Ben j'ai pas mal d'essais à faire alors :wink:

La résistance me perturbe car si elle est en série, elle fait chuter l'intensité et en // la tension ...
On parle de mV donc très faible quand même et j'ai peur "d'écraser" le peu qui est délivré par la cellule .... Bref compliqué pour moi :(
c'est pour ça que la resistance en serie doit etre bien placé dans le schéma

si il y a une resistance de 10kohm vers la masse pour eviter une trop haute impedance quand le capteur est debranché ... si on ajoute une resistance en serie coté capteur on fausse completement la mesure ... mais si on ajoute une resistance en serie coté ampli op on ne provoque aucune erreur car l'ampli op a une haute impedance , et une resistance a cet endroit ne perturbe pas ... mais fait que quelque soit la panne de l'ampli op il ne pourra pas perturber ... tout au plus mettre une resistance de 10kohm en plus sur le capteur , et puisque la charge par la premiere 10kohm est tolerable , une 2eme ne sera pas grave
 
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
Bonjour,
je ne comprends pas bien la logique de Moissan, un suiveur non inverseur a une impédance d'entrée très grande Je ne vois pas l'intérêt de la résistance série sauf si on veut faire un point nodal ou on ne travaillera qu'en courant et non plus en tension. Effectivement dans ce cas on a une immunité encore plus grande, mais au prix d'un ampli supplémentaire. On est face à un générateur de courant transformé en générateur de tension par le biais d'un réseau de résistances, le fait de à nouveau le transformer en générateur de courant à nouveau avec une résistance va lui faire perdre du rendement.
Premier point, quelle est l'impédance de sortie d'un tel capteur? Il suffit de faire ensuite un étage d'entrée ayant une impédance d'au moins 10x l'impédance de sortie (transfert en tension) pour être immune vis à vis de l'étage d'a coté. Il est sur qu'on ne passera pas à coté de montages de test.
Les infos sont dans le premier document: impédance de sortie de l'ordre de 100Ohms et impédance d'entrée conseillée de l'ordre de 10kOhms.
Donc pour moi 2 étages suiveurs non inverseurs cote à cote avec une résistance 10kOhms entre signal et masse pour fixer l'impédance d'entrée
Il ne me semble pas que les AOP meurent en court circuitant leurs entrées mais je vais essayer de trouver des infos.
En fait les infos je les avais, on entre sur une paire de transistors, par la base. Donc effectivement, si il y a destruction du transistor d'entrée par court circuit de la liaison BC, il y a un risque de court circuit en entrée. pour s'en protéger, je suggère une résistance de 1k en série et 10k en impédance d'entrée devant chaque aop. En cas de pépin on aura une variation du courant mais pas de la tension. Montage test à faire.
@+
Xavier
 
Dernière édition:
E
effix
Compagnon
19 Juil 2013
687
Tours
Je viens de relire la proposition de Moissan, à tester! elle tient la route mais je ne l'avais pas compris à la premiere lecture.
 
M
moissan
Compagnon
13 Mar 2012
11 794
FR-16 angouleme
un ampli op monté en suiveur a une haute impedance quand il est sous tension ... mais en cas de coupure d'alimentation l'ampli op peut devenir n'importe quoi , par exemple a cause des son circuit interne de protection contre les surtension

en mettant une resistance en serie on assure la securité ... mais cette resistance serie doit etre placé en aval d'une eventuelle resistance vers la masse

bien sur cette resistance en serie n'est utile que pour etre tranquile avec n'importe quel ampli op ... il est possible que certain aop n'en ait pas besoin et que ça soit bon sans resistance serie

l'eternel probleme c'est qu'un simple essai ne dit pas forcement tout
 
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