Transmetteurs de pression

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Ils se déclinent sous différentes versions pour convenir aux raccords de pression et aux connecteurs électriques, aux méthodes de mesure, aux signaux électriques de sortie et aux certifications (CE, EX, ferroviaire et maritime). La technologie de pointe et la précision de fabrication des transmetteurs garantissent qu'ils fonctionnent parfaitement. Ceci est particulièrement important pour les applications qui requièrent une stabilité à long terme, une résistance aux vibrations, une compatibilité électromagnétique, une résistance aux chocs ou une insensibilité à la température.

Que sont les transmetteurs de pression?

Les transmetteurs de pression sont des manomètres électroniques et sont utilisés pour mesurer et surveiller la pression. Le terme de transmetteur de pression est également souvent utilisé pour les transducteurs de pression ou les capteurs de pression. Il ne s'agit toutefois pas d'un synonyme, car le terme de capteur de pression au sens étroit ne décrit qu'une partie du transmetteur de pression.

De quoi est composé un transmetteur de pression?

Un transmetteur de pression se compose d'un capteur qui utilise un principe physique pour convertir la pression ou un changement de pression en un signal électrique. En outre, un transmetteur de pression contient une électronique de mesure qui traite le signal du capteur et le convertit en un signal de sortie électrique normalisé. Le signal de sortie est fourni au niveau de la connexion électrique. La pression sur le capteur est appliquée via le raccord de pression (également appelé raccord de processus). Le capteur et l'électronique sont logés dans un boîtier qui, d'une part, protège ces deux composants sensibles des influences de l'environnement et, d'autre part, les relie au raccordement électrique et au raccord de pression.

Quels sont les critères de sélection d'un transmetteur de pression?

Les critères de sélection d'un transmetteur de pression sont la plage de mesure appropriée, la précision requise et le signal de sortie souhaité. Cependant, un autre critère très important est l'adéquation du transmetteur de pression à l'application souhaitée. La plage de mesure, la précision et le signal de sortie sont des paramètres relativement faciles à déterminer. En revanche, pour déterminer quel type de transmetteur de pression convient à une application spécifique, il est nécessaire d'avoir une certaine expérience et d'examiner attentivement différents aspects

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Critères de sélection du transmetteur de pression idéal pour votre application

Type de pression: Dans la technologie de mesure de la pression, on distingue la pression absolue, la pression relative et la pression différentielle. La pression absolue fait toujours référence au vide absolu comme point zéro. La mesure de la pression relative est la mesure de la pression différentielle entre un fluide et la pression ambiante ou atmosphérique (environ 1 bar). Un autre article explique les différences en détail.

Plage de mesure: Il s'agit de la plage de pression comprise entre la pression minimale (à laquelle le signal de sortie sort 0 %) et la pression maximale (à laquelle le signal de sortie sort 100 %). La différence entre les valeurs minimale et maximale est appelée l'étendue de mesure et sert de référence pour presque toutes les spécifications de précision dans la technologie de mesure de la pression. En règle générale, la plage de mesure des transmetteurs de pression est normalisée par rapport à une unité de mesure de pression spécifique, par exemple bar, mbar ou psi. En plus de l'étendue de mesure, il faut également tenir compte des limites de surpression et de pression d'éclatement. Celles-ci sont importantes dans les applications où des pics de pression – même très brefs – peuvent se produire bien au-delà de la plage de mesure. Les relations entre la plage de mesure (plage nominale), la surpression et la pression d'éclatement sont décrites en détail dans un autre article

Classe de précision: Dans la pratique, il a été démontré que la définition de la classe de précision requise ou de l'incertitude de mesure admissible du capteur de pression est un grand défi. D'une part, la classe de précision comprend divers aspects ou paramètres de l'incertitude de mesure, qui n'ont pas la même signification dans la plupart des applications.

D'autre part, il est également souvent difficile de déterminer le degré de précision dont la mesure a réellement besoin du côté de l'application. Une plus grande précision entraîne presque toujours un impact massif sur le coût du produit. Par conséquent, il est important de bien peser ce qui est obligatoire lors du choix de la classe de précision. Vous trouverez de plus amples informations sur l'exactitude et la précision des mesures de pression dans d'autres articles

Signal de sortie: Pour le signal de sortie, on distingue trois catégories principales: Le signal non amplifié du capteur, les signaux analogiques (standard) et les signaux numériques. La sortie du signal de capteur non amplifié n'est que très rarement souhaitée pour les mesures de pression, contrairement aux mesures de température, qui fournissent très souvent le signal de la résistance PT100/PT1000 directement sans électronique supplémentaire. Si le signal non amplifié du capteur est maintenant émis, l'instrument de mesure de pression n'est pas un transmetteur ou un capteur de mesure au sens strict du terme. On parle alors plutôt d'une cellule de mesure avec un boîtier. On les appelle souvent aussi des transducteurs. Les signaux analogiques sont encore aujourd'hui les plus utilisés dans la technologie de mesure de la pression dans l'industrie, surtout le signal de courant 4 ... 20 mA. L'avantage des signaux analogiques réside toujours dans les coûts nettement inférieurs des transmetteurs de pression et souvent aussi de l'électronique d'évaluation en aval. Cependant, les coûts des transmetteurs numériques et des unités d'évaluation ont considérablement baissé ces dernières années. En outre, la diffusion des systèmes de bus de capteurs tels que IO-Link ou CANopen dans la mesure de la pression augmente rapidement. Les principaux avantages des signaux numériques sont la sécurité accrue contre les erreurs, les possibilités de diagnostic et de paramétrage ainsi que la combinaison de plusieurs paramètres de mesure dans un seul appareil, par exemple la pression et la température. Les pressostats électroniques font également partie des transmetteurs de pression à signaux numériques. Vous trouverez toutes les informations sur les pressostats électroniques dans un autre article.

Capteur: La cellule de mesure est l'élément central du capteur. Dans les transmetteurs de pression, cette cellule est généralement un élément où une variation de la pression entraîne une déformation de la membrane. Cette déformation entraîne à son tour une modification de la résistance électrique sur des éléments résistifs spécialement appliqués. Les technologies de capteurs les plus couramment utilisées sont les capteurs à couche mince sur acier, à couche épaisse sur céramique et piézorésistifs. Dans les capteurs à couche mince sur acier, les résistances sont pulvérisées sur un diaphragme en acier inoxydable. Le principal avantage de ces capteurs de pression est leur excellente stabilité à long terme et leur grande robustesse face aux pics de pression et aux influences de la température, ainsi que la mesure de la pression sur de larges plages de pression allant d'environ 200 mbar à plus de 3 000 bar.

Les capteurs à couche épaisse sur céramique sont basés sur un corps de base en céramique sur lequel les ponts de résistance sont appliqués et ensuite brûlés. La membrane en céramique est considérée comme extrêmement robuste contre presque tous les liquides et gaz corrosifs et est utilisée de préférence lorsque des produits chimiques agressifs doivent être mesurés. Les plages de mesure commencent à environ 100 mbar et vont jusqu'à environ 400 bar.

Raccord de pression/ raccord de process:Le raccord de pression relie le capteur au process dans lequel la pression doit être mesurée. La cellule de mesure à l'intérieur du transmetteur doit être reliée de manière étanche à l'orifice de pression (soudé ou avec des joints en élastomère). Il existe d'innombrables raccords de pression différents sur le marché, dont la géométrie et les dimensions sont spécifiées dans des normes (par exemple, le raccord de manomètre dans la norme DIN EN 837-1). Outre les préférences propres à l'industrie, le facteur décisif dans le choix des raccords est avant tout le type de joint: joint métallique ou joint en élastomère. Les joints métalliques sont soit des filets coniques, soit des cônes d'étanchéité. Chacun d'eux est déformé mécaniquement par sa contrepartie de manière à créer un effet d'étanchéité. Pour des pressions supérieures à 1 000 bars, on choisit généralement des solutions d'étanchéité métalliques. En outre, il existe également des bagues en cuivre et en acier qui assurent une étanchéité similaire à celle des joints en élastomère.

Les joints en élastomère – également appelés joints toriques ou joints profilés – utilisent des filets de montage cylindriques. Dans une rainure, le joint en élastomère est comprimé pendant le montage de manière à créer un effet d'étanchéité. Le matériau élastomère doit être choisi de manière à être compatible avec le fluide mesuré et à assurer l'étanchéité sur toute la plage de température. La plupart des raccords de pression sont conçus de manière à ce que le transducteur de pression soit relié au fluide mesuré par un orifice de canal de pression. Cependant, si la pression ou le niveau doivent être mesurés sur des liquides très visqueux, pâteux ou cristallisants, on utilise des raccords de process affleurants.

La plupart des prises de pression sont conçues de manière à ce que le capteur de pression soit relié au fluide de mesure par un orifice de canal de pression. Toutefois, lorsqu'il s'agit de mesurer la pression ou le niveau de liquides très visqueux, pâteux ou cristallisants, on utilise des raccords de process affleurants. Pour tout savoir sur les capteurs de pression affleurants, consultez notre article de blog.

Connexion électrique: Il y a moins de variété dans la connexion électrique car chaque segment industriel n'utilise que quelques types de connecteurs. En général, on peut dire que les versions avec câble directement sur le transmetteur de pression sont moins utilisées car le câblage est plus complexe que pour les versions avec connecteurs.

Les principaux critères de sélection d'un connecteur approprié sont l'étanchéité aux liquides et à la poussière, la résistance aux vibrations ainsi que le coût de l'appareil de mesure et du câblage, y compris la mise en service. Une exigence particulière pour les transmetteurs de pression peut être l'égalisation correcte de la pression entre l'intérieur du transmetteur et l'environnement: Dans la pratique, de nombreuses connexions électriques peuvent causer des problèmes inattendus lors de la mesure de la pression. Vous trouverez des informations intéressantes sur ce sujet dans un autre article.

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