Voir aussi : La radiosonde METEOLABOR SRS400-PTU -
D'un point de vue général, un hypsomètre est un instrument pour mesurer une hauteur. On en trouve pour mesurer la hauteur des arbres, à usage des forestiers, basés sur les propriétés géométriques du triangle
mais celui utilisé pour le radiosondage utilise un principe totalement différent.
Principe
La température d'ébullition de l'eau (et d'autres liquides) dépend de la pression à laquelle est soumise le liquide. On dit communément que l'eau pure bout à 100°C mais il faudrait préciser que c'est avec une pression atmosphérique de 1013 hectopascals, pression standard au niveau de la mer. A 4810m d'altitude, au sommet du Mont-Blanc par exemple, l'eau bout à 72°C, lorsque la pression au niveau de la mer est de 1013hPa.
La température d'ébullition est stable tant qu'il reste de l'eau à évaporer, augmenter la puissance de chauffe ne fait que raccourcir la durée de la phase d'ébullition en accélérant la vaporisation.
L'hypsomètre utilisé en radiosondage par Météo-Suisse jusqu'en 2011 était basé sur ce principe très simple de la mesure de la température d'un faible volume d'eau en ébullition afin d'en déduire la pression atmosphérique et par conséquent l'altitude de la sonde.
Description de l'hypsomètre Météolabor
Il est constitué d'un tube
en verre terminé par un bulbe cylindrique dans sa partie
inférieure. Peu de temps avant le lâcher il est rempli
par une petite quantité d'eau distillée (1cm3) qui
sera portée à ébullition par une résistance
alimentée pendant tout le vol par deux piles de 9V. La
puissance électrique appliquée à l'élément
chauffant est calculée pour atteindre tout juste la température
d'ébullition de façon à économiser
l'eau jusqu'à la fin du vol. En outre, la vapeur d'eau
se condense sur les parois du tube (refroidies naturellement à
cause des températures extérieures très basses
malgré l'excellente isolation du boîtier de la radiosonde)
et l'eau condensée retourne dans le bulbe. Comme la température
d'ébullition diminue avec l'altitude, la quantité
d'énergie nécessaire pour amener l'eau à
ébullition baisse également mais cet avantage est
limité par la baisse de température ambiante dans
le boîtier.Un thermocouple collé dans un renfoncement du cul du bulbe mesure la température de l'eau en ébullition en permanence. La précision de la mesure de pression est directement liée à la précision de la mesure de la température ; à basse altitude la précision requise est de l'ordre du centième de degré.
La gamme de fonctionnement de ce capteur est typiquement de 1100 à 5 hPa avec une précision de l'ordre de 0,1 % sur toute la gamme.
Cet hypsomètre à eau bouillant a été utilisé principalement avec la SRS400-PTU mais on le trouve également en option pour la SRS-C34 (variante SRS-C34/40).
Caractéristiques
Dimensions du tube : longueur totale : 165mm , longueur du bulbe : 18mm , diamètre du tube : 8mm, diamètre du bulbe : 14mm
Tension de chauffage : 18V
Photos
