La mesure de la pression est une technologie fondamentale dans la surveillance des conditions de process dans les cuves et les conduites. Étant donné que les produits diffèrent par leurs propriétés, différents principes de mesure de pression sont appliqués : pression absolue et relative, pression hydrostatique et pression différentielle.
Dans la mesure de pression absolue et relative, la pression de process déforme une membrane. Cette force est transmise par une huile incompressible vers une cellule de silicium où elle est transformée en signal électrique. La différence se situe dans le point de référence : la pression absolue est mesurée par rapport au vide, tandis que la pression relative est mesurée par rapport à l'air ambiant. La mesure de niveau hydrostatique dépend du poids de la colonne de liquide. À mesure que le niveau de remplissage augmente, la gravité entraîne une hausse de la pression sur la membrane du capteur proportionnellement à la hauteur et à la densité du produit. Dans la mesure de pression différentielle, deux valeurs de pression sont enregistrées, généralement dans une cuve fermée. Le transmetteur calcule la différence pour déterminer le niveau ou la pression à l'intérieur de la cuve.
Regardez la vidéo pour découvrir comment fonctionne la mesure de la pression.
Principaux avantages de Cerabar, Ceraphant, Deltabar, Deltapilot et Waterpilot
- Mesure continue de la pression et du niveau pour les liquides et les gaz
- Précision de mesure élevée et stabilité à long terme
- Construction robuste pour les conditions de process difficiles
- Gamme de capteurs diversifiée pour une intégration système flexible
- Fiabilité éprouvée dans un grand nombre d'applications industrielles
Chaque jour, des cuves sont remplies et vidées des produits les plus divers via des conduites. On peut citer par exemple l'eau potable, les jus de fruits, les hydrocarbures et carburants, les acides ou les saumures. Étant donné que ces produits peuvent avoir des propriétés complètement différentes, il existe différents principes de mesure pour les mesurer. Par exemple, la mesure de pression par pression absolue ou relative, la pression hydrostatique et également la pression différentielle.
Les origines scientifiques de la mesure de la pression remontent au milieu du 17e siècle. Pour les besoins de l'irrigation, Galileo Galilei a testé des pompes afin de surmonter les différences d'altitude. Evangelista Torricelli a mené des recherches avec des colonnes de mercure et découvert l'état de vide. Blaise Pascal a eu connaissance de ces expériences et a poursuivi les recherches et déterminé le poids de l'air. Pascal a appelé cette force pression et pour lui rendre hommage, l'unité SI pour la pression porte son nom. La pression est le résultat d'une force agissant sur une surface.
Les appareils de mesure de la pression peuvent être utilisés pour détecter les pressions absolues et relatives et pour déterminer les variables de pression et les niveaux dans les cuves. Tout d'abord, examinons de plus près le mode de fonctionnement de cette méthode de mesure en prenant l'exemple de la pression absolue et relative.
Les pressions peuvent être mesurées en continu dans une conduite remplie d'un liquide. Penchons-nous sur la différence entre un capteur de pression absolue et relative, en prenant l'exemple d'une cellule de mesure céramique. Dans une cellule céramique, un matériau conducteur est appliqué sur un substrat céramique, formant ainsi un condensateur. Lorsqu'une pression est appliquée, la membrane se déforme et entraîne une variation de capacité.
La cellule absolue est un système fermé qui mesure par rapport au vide ; dans un environnement atmosphérique, la pression atmosphérique est indiquée. Dans une cellule relative, une ouverture dans le substrat permet une compensation de la pression entre l'environnement atmosphérique et l'intérieur de la cellule.
La cellule mesure des valeurs de pression par rapport à la pression ambiante. En milieu atmosphérique, la pression atmosphérique n'est pas indiquée. En mesure de pression hydrostatique, le liquide dans la cuve agit sur la membrane de process du capteur. La gravité entraîne une augmentation de la pression lorsque la colonne de liquide, c'est-à-dire le niveau de remplissage de la cuve, augmente. La colonne de liquide est proportionnelle au niveau de remplissage et à la densité du produit.
Dans une cuve ouverte, la pression est compensée en permanence par rapport à l'air ambiant. Par conséquent, le gaz dans la zone supérieure de la cuve n'affecte pas la mesure du niveau. Cependant, en plus de la pression de la colonne de liquide, la pression atmosphérique agit également sur le capteur. Dans la compensation de la pression atmosphérique, le capteur est appelé capteur de pression relative. Voyons de plus près comment est construit un tel capteur. La cellule de mesure par contact, qui utilise la technologie silicium, a été spécialement développée pour la mesure de niveau hydrostatique. Des résistances sont déposées sur un élément silicium sous forme de pont de Wheatstone.
Lorsque la pression est appliquée, la membrane process est déformée et il en résulte une variation de résistance. Dans le capteur, l'huile incompressible transmet la pression de la membrane process à l'élément silicium, où elle est analysée. Lors de la mesure de la pression différentielle dans une cuve fermée, la pression atmosphérique n'a aucun effet sur la mesure de niveau. Outre la pression de la colonne de liquide, la hauteur de pression au-dessus du niveau est également mesurée. Les deux valeurs sont envoyées au transmetteur par des capillaires remplis d'huile. Le transmetteur calcule la différence entre les deux pressions et en déduit le niveau dans la cuve.
Les instruments sous pression d'Endress + Hauser simplifient la mesure de pression et de niveau dans les applications standard, mais aussi dans les applications présentant des températures et pressions élevées, ou encore celles impliquant des produits corrosifs et abrasifs. Nous avons la solution adaptée pour toutes les applications. Endress+Hauser.
