Calibration procedure for the development of an embedded capacitive sensor
Résumé
Durability of a structure is defined in a set of technical specifications based on direct or indirect test methods. In this article, we are interested in the development of a capacitive sensor to be embedded in a reinforced concrete structure in order to obtain water content gradients, as very important indicator for the development of most pathologies, in particular the corrosion of reinforcements. This involves designing a punctual sensor to track water content by measuring dielectric permittivity over time. Indeed, previous studies [1,2] showed that permittivity is linearly dependent on water content, but prior calibration is required to relate the permittivity of the medium to the measurement of the sensor. Standard liquids have been selected for their dielectric permittivity values that cover the range of permittivity values of intact or degraded, dry or saturated concretes. A numerical study allowed the sizing of the geometry of the sensor’s electrodes. The first results of calibration tests in liquids with three selected electrode geometries are consistent with the data in the literature. These curves, in standard liquids of which permittivity valures are well known, constitute a calibration basis that will then be exploited and extended for measurements in concrete.
La notion de durabilité d'un ouvrage se traduit par un ensemble de spécifications techniques basées sur des méthodes d'essais directes (destructives) ou indirectes (non destructives). Dans cet article, on s’intéresse au développement d’un capteur capacitif à noyer dans une structure en béton armé afin de déterminer les gradients de teneur en eau, information essentielle vis-à-vis du développement de la plupart des pathologies, en particulier la corrosion des armatures. Il s’agit ainsi de concevoir un capteur ponctuel pour suivre la teneur en eau en mesurant la permittivité diélectrique au cours du temps. En effet, des études précédentes [1,2] ont montré que la permittivité est linéairement dépendante de la teneur en eau volumique, mais un étalonnage préalable est nécessaire pour relier la permittivité du milieu à la mesure du capteur. Des liquides étalons ont été sélectionnés pour leurs permittivités diélectriques qui couvrent la gamme de variation de la permittivité des bétons sains ou dégradés, secs ou saturés. Une étude numérique a permis le dimensionnement de la géométrie des électrodes du capteur. Les premiers résultats des essais d’étalonnage dans des liquides avec trois géométries d’électrodes sélectionnées sont cohérents avec les données de la littérature. Ces courbes, dans les liquides étalons dont on connait la permittivité, constituent une base de calibration qui sera ensuite exploitée et étendue pour les mesures dans du béton.
Domaines
Informatique [cs]| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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