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Thermomètres mécaniques dans l'industrie de process

3D modèle d'un instrument bilame

En dépit de la poursuite de l'avance de l'électronique, des instruments de mesure de température mécaniques continuent à jouer un rôle important dans le contrôle de processus industriels. Ils sont fiables et pas de puissance à charge et permettent une vérification (la question de savoir qui est le thermomètre le plus efficace pour chaque application, on ne peut répondre avec une certaine clarification) rapide sur place.

Un coup d'œil sur l'instrumentation de process d'aujourd'hui montre que deux principes de mesure sont principalement utilisés pour le contrôle de la température: l'actionnement du gaz et du bilame.

Le cœur d'un thermomètre à bilame est une bande métallique, dans un tube déformé hélice ou de spirale, également dénommée l'hélice. Il est composé de deux feuilles de métal, avec des coefficients de dilatation, laminés ensemble indissociable. Avec un changement de température, la bande dévie peu près proportionnellement à elle, et en raison de la forme de ressort, un mouvement de rotation en résulte. Tandis que l'une des extrémités de la chaîne de mesure est serré, l'autre tourne l'arbre d'indicateur, habituellement au moyen d'un mouvement de transmission pour un Voyage de pointeur plus lisse.

Le système de mesure d'un thermomètre à gaz se compose d'une tige, d'un capillaire et d'un tube de Bourdon dans un boîtier. Cette unité scellée est remplie sous pression avec un gaz inerte, généralement de l'hélium. Avec toute augmentation ou baisse de température, la pression interne change et ainsi la forme du tube de mesure - conformément à l'effet "Bourdon". La déviation de celle-ci est ensuite transférée au pointeur via un mouvement.

Température de process n'est pas tout

Quels sont les critères joue maintenant un rôle dans la sélection d'un principe de mesure?

Le premier paramètre est la température du processus. Thermomètres bimétalliques fonctionnent dans une gamme typique de -70 ° C ... 600 ° C, thermomètres à gaz, couvrent une gamme de -200 ° C ... 700 ° C.

Cependant, vous devez également prendre la température ambiante en vigueur considération. Il n'a aucune influence sur la mesure des résultats avec les thermomètres bimétalliques, par conséquent, ces instruments peuvent être utilisés avec les conditions extérieures jusqu'à-50 ° C. Ce n'est pas le cas avec les gaz actionné thermomètres: plus le volume de gaz, plus il est difficile de maintenir la classe de précision 13190 EN 1 que les garanties WIKA en tant que fabricant. Pour une mesure précise, le diamètre de la tige doit être suffisamment importante (≥ 8 mm) et la partie active du thermomètre (à savoir le capteur de température rempli de gaz) doit être suffisamment longue (≥ 100 mm).

Cette règle nous indique généralement dans la direction de la "longueur d'insertion". Pour les deux types de thermomètres, la partie active - avec des instruments bimétalliques, c'est la pointe solide et l'hélice - doit être complètement immergée dans le milieu. Sinon, cela pourrait entraîner des erreurs de mesure. Par conséquent, pour une mesure optimale de la température, la longueur d'insertion et le diamètre de la tige doivent être les plus grands possibles.

A la différence des temps de réponse

Un autre paramètre important est la réaction ou le temps de réponse du thermomètre. instruments actionnés à gaz sont rapides: Selon la conception du point de mesure, la valeur peut être lu en toute sécurité après seulement une ou deux minutes. Thermomètres bimétalliques peuvent sembler lent lent en comparaison: Ils ont besoin de beaucoup plus de temps pour s'aligner sur la température du milieu.

Selon le support et la température, la pression de travail et le débit; des processus spécifiques, les instruments de mesure doivent être combinées avec les doigts de gant. Celles-ci ont un effet significatif sur le temps de réponse du thermomètre. Lorsqu'il existe déjà des doigts de gant, leurs dimensions doivent être donnés pour que les capteurs de thermomètre peuvent être correctement conçus. Pour leur longueur, une limite significative doit être observé. La longueur d'insertion fixé pour un thermomètre à bilame est un max. de 1,000 mm, alors que le maximum de gaz actionné thermomètres est 2,500 mm.

Traiter avec vibration

Depuis thermomètres doivent être lisibles sous l'influence des vibrations, le choix des instruments de mesure appropriés est considérablement réduite. Dans de tels cas, les fabricants comme WIKA devraient passer à un thermomètre bimétallique sans un mouvement de transmission à l'intérieur. En conséquence, les composants qui souffrent d'usure sont maintenues à un minimum. Une caisse remplie et une taille nominale inférieure sont également avantageux.

Dans la première phase d'un nouveau projet n'est souvent pas sûr de l'emplacement final de connexion de la sonde: axial, radial, ou même à l'envers. Celui qui veut se prémunir contre toute incertitude dès le départ devrait prendre un thermomètre avec une tige ajustable et composer. Ainsi, l'affichage peut être ajustée avec précision à l'angle de vue désiré.

"Transmission à distance" des valeurs mesurées

Les thermomètres à gaz offrent la possibilité d'utiliser des capillaires pour accéder à des endroits difficiles d'accès ou pour franchir de longues distances. Grâce à un capillaire très fin avec un diamètre interne de seulement 0.2 mm, les valeurs mesurées peuvent être transmises à distance jusqu'à 60 mètres à l'écran. À l'aide d'une ampoule de contact, les relevés de température peuvent être effectués même sur le tuyau de plus petit diamètre - sans aucun contact direct avec le fluide. Les thermomètres à capillaires sont également excellents pour être placés au centre d'un tableau de bord, d'une armoire de commande ou d'un tableau de commande.

Une fois l'instrument le plus efficace a été identifié pour l'obligation spécifique, la question de savoir comment le connecter au processus doit être clarifiée. C'est pourquoi les différents modèles sont disponibles. Les exemples incluent ayant les fils directement sur le boîtier afin d'absorber les vibrations, et la femelle rotatif ou filets mâles pour le montage sur le doigt de gant. Un raccord à compression, d'autre part, permet à la longueur d'insertion à être fixé à des exigences, à la fois pour les thermomètres avec une tige rigide et les instruments avec un capillaire. En outre, il ya des connexions aseptiques pour les processus sensibles dans les industries alimentaires, bio et pharmaceutiques.

Avec un signal électrique

Aussi paradoxal que cela puisse paraître: dans toutes les industries, l'informatisation continue de la surveillance des processus a donné un nouvel élan à l'utilisation de thermomètres mécaniques - grâce à leur combinaison avec des composants électroniques. Ces instruments offrent des contacts de commutation qui ouvrent ou ferment un circuit électrique en fonction de la position du pointeur. Ils peuvent être utilisés pour diverses fonctions de surveillance, telles que le contrôle et la supervision de processus, ou pour activer une alarme lorsqu'une valeur mesurée est inférieure ou supérieure à une valeur prédéfinie.

contacts sont montés sous le cadran et peuvent être réparties sur toute la gamme d'échelle en utilisant le jeu pointeur.

Le pointeur de l'instrument se déplace librement sur toute la plage d'échelle, indépendamment du réglage. Les contacts peuvent être réglés librement, à l'aide d'une clé amovible, à travers la fenêtre. En raison de conditions d'installation exiguës et de pressions de coûts de plus en plus élevées, la demande pour des instruments dotés d'une fonctionnalité «deux-en-un» augmente. Ceux-ci combinent tous les avantages d'un affichage sur site, libre d'une alimentation externe, avec la nécessité d'une transmission de signal électrique pour la dernière acquisition de données électroniques. Ainsi, les utilisateurs économisent sur un deuxième point de mesure. Ceci est un avantage majeur puisque, comme mentionné, de nombreux points de mesure doivent être conçus en combinaison avec un puits thermométrique.

Offre large pour des solutions individuelles

Les critères énoncés ici pour la sélection du thermomètre indiquent clairement que les solutions disponibles dans le commerce ne donneraient pas un résultat satisfaisant. Presque chaque application aboutit finalement à l'instrumentation individuelle. Pour cette raison, WIKA peut reproduire, par exemple, les différentes hélices bimétalliques 600 pour les différents thermomètres spécifiques à l'application. Et pour les instruments à gaz, il existe une large gamme de composants standard disponibles. Mais son noyau, l'unité de mesure, doit être «adapté» individuellement à chaque condition de fonctionnement. En utilisant un logiciel spécialisé, tous les paramètres (par exemple pression de remplissage, course du tube, compensation bimétallique ou cadran) sont calculés et harmonisés entre eux.

WIKA, fabrique une grande variété d'instruments de température mécaniques qui est essentiel afin de satisfaire les diverses exigences du marché et des particuliers. Pour concilier cela avec des délais de livraison fiables et de haute qualité et sont des cibles ambitieuses pour qui WIKA a optimisé son système de production flexible.

WIKA Instruments Ltd

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