Le contrôle de l'hydrogène dissous dans les alliages d'aluminium liquide est une exigence critique pour l'industrie de l'aluminium. Les producteurs d'aluminium et les fonderies du monde entier réalisent des investissements importants en biens d'équipement, consommables et ressources humaines afin de garantir que la teneur en hydrogène dissous se situe dans des limites acceptables.

Si le niveau d'hydrogène est trop élevé, lors de la solidification, il existe un potentiel de formation de cavités / pores. Inversement, un niveau modéré d'hydrogène peut être souhaitable dans certaines conditions, afin de lutter contre la porosité de retrait. À ce titre, il existe un niveau optimal d'hydrogène qui devrait idéalement être établi et contrôlé pendant la coulée. Bien que l'hydrogène dissous soit critique, la formation de pores est également influencée par plusieurs autres facteurs, le plus important étant la propreté du bain, c'est-à-dire le niveau d'inclusions telles que les oxydes métalliques.

Les techniques de mesure de l'hydrogène telles que le « test de pression réduite » fournissent une indication de l'effet combiné de la teneur en hydrogène et de la propreté du métal. Cependant, pour pouvoir analyser spécifiquement la teneur en hydrogène, il est nécessaire de la mesurer directement. De plus, afin de contrôler la teneur en hydrogène, il est nécessaire de la mesurer avec précision en temps réel.

Ci-dessus, une section imperméable de céramique conductrice d'ions hydrogène (vert) est revêtue d'électrodes métalliques sur les deux faces. La concentration d'électrons est plus élevée du côté droit que du côté gauche en raison de la plus grande concentration d'hydrogène. Cela entraîne une charge négative du côté droit par rapport au côté gauche.

Si la tension à travers la céramique est connue et que la concentration d'hydrogène d'un côté est connue (la concentration d'hydrogène de « référence »), alors la concentration d'hydrogène de l'autre côté peut être calculée. Ce type d'arrangement est appelé une « cellule de concentration d'hydrogène ».

Afin de pouvoir utiliser une cellule de concentration d'hydrogène pour mesurer l'hydrogène, la concentration d'hydrogène de référence doit être connue. Une « référence à l'état solide » brevetée (matériau solide qui génère une concentration d'hydrogène connue) est scellée dans le capteur pour effectuer cette référence. L'électrode exposée à la référence à l'état solide est donc l'« Électrode de Référence » et l'électrode exposée au gaz mesuré est l'« Électrode de Mesure ».

Le schéma ci-dessous montre la disposition de la sonde lors de la mesure de la concentration d'hydrogène dans l'aluminium en fusion. À l'extrémité de la sonde se trouve une barrière de diffusion poreuse. L'hydrogène dissous dans le bain sort de la solution et le gaz hydrogène se forme dans la chambre de mesure comme indiqué. L'électrode de mesure d'une cellule de concentration d'hydrogène est exposée à ce gaz. La tension de la cellule de concentration d'hydrogène est mesurée, et comme la concentration d'hydrogène de référence est connue, la concentration de gaz hydrogène dans la chambre de mesure est calculée.

Les données dans le Hycal sont stockées dans un format protégé de sorte que seules les données validées puissent être importées dans le logiciel PC, assurant ainsi la sécurité de l'archivage des données.

Le logiciel est très simple à utiliser. Toutes les données provenant de plusieurs analyseurs et sondes peuvent être recherchées via le code de la coulée et le numéro de lot, le numéro de sonde, etc., puis filtrées. Un rapport graphique (illustré ci-dessous) ou un rapport de type feuille de calcul peut être généré.