投稿者: yako77

Qu’est-ce qu’un hygromètre ?

Un hygromètre est un appareil qui mesure et affiche l’humidité de l’air.

Il existe plusieurs indicateurs d’humidité, mais celui que nous utilisons tous les jours est l’humidité relative (%HR). L’humidité relative est le rapport entre la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air mesuré et la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir à cette température.

Outre l’humidité relative, il existe d’autres paramètres tels que le rapport de mélange (kg/kg), l’humidité absolue (g/m^3), la pression de la vapeur d’eau (Pa), la température du point de rosée (°C) et la fraction molaire (mol/mol). Les hygromètres peuvent être classés en deux grandes catégories : les hygromètres analogiques et les hygromètres numériques. Les types analogiques comprennent les hygromètres secs et humides, les hygromètres à cheveux et les hygromètres bimétalliques, dont les plus anciens sont utilisés depuis environ 1500. En principe, ils n’utilisent pas d’électricité. Ils sont sujets à des erreurs et nécessitent un entretien et des conditions de mesure.

Les hygromètres électroniques numériques sont des capteurs à base de semi-conducteurs qui sont souvent associés à un capteur de température pour former un ensemble température/hygromètre. Ils sont utilisés dans les applications industrielles en raison de leur petite taille et de la facilité d’enregistrement des données.

Utilisations des hygromètres

Les hygromètres sont utilisés depuis longtemps pour l’observation météorologique publique et d’autres applications. Les hygromètres à cheveux sont utilisés dans les musées et les galeries d’art car ils ne nécessitent pas d’électricité.

Les hygromètres industriels sont utilisés dans les endroits où l’humidité est sensible, comme dans les serres en plastique et dans la culture des champignons dans l’agriculture, ainsi que dans les usines médicales et pharmaceutiques.

Récemment, les thermo-hygromètres sont utilisés pour prévenir les coups de chaleur. Dans certains endroits, ils sont déployés à l’intérieur, là où les gens sont actifs, comme dans les grands gymnases, les salles de classe et les maisons de retraite. Ils sont également installés dans les climatiseurs et les humidificateurs et sont responsables du contrôle automatique de l’équipement.

Principe des hygromètres

Différents principes sont utilisés pour mesurer l’humidité. Tout d’abord, il existe deux grands types de principes, selon qu’ils sont analogiques ou numériques.

1. Les hygromètres analogiques

Les hygromètres analogiques ont souvent une utilisation quotidienne.

Hygromètre sphérique humide et sec
Les hygromètres sphériques humides et secs se composent de deux thermomètres en verre juxtaposés, dont l’un est entouré d’une gaze humide. Sous les thermomètres se trouve un récipient qui stocke de l’eau. La gaze absorbe l’humidité de ce récipient et permet à l’humidité de s’évaporer au niveau du thermomètre enveloppé.

L’évaporation de l’eau entraîne une perte de chaleur de vaporisation, de sorte que la température affichée (température de bulbe humide) du thermomètre entouré de gaze est plus basse. L’humidité est calculée à partir de cette différence de température. Certains produits disposent d’une table de conversion entre les deux thermomètres, ce qui permet de lire l’hygromètre à partir de la différence entre le thermomètre sans gaze (température sèche) et la température humide.

Si les deux thermomètres ont le même chiffre, le tissu mouillé n’est pas sec et il n’y a pas de chaleur de vaporisation, c’est-à-dire que l’humidité est de 100 %.

Hygromètre à cheveux
L’hygromètre à cheveux utilise l’élasticité du fil de nylon et des cheveux humains, qui change avec l’humidité, pour déplacer l’aiguille. L’aiguille est agrandie selon le principe de l’effet de levier et son mouvement est enregistré sur un rouleau de papier.

Comme la mesure est effectuée sans électricité, il n’y a pas de risque d’incendie, c’est pourquoi ces hygromètres sont utilisés dans les musées.

Les hygromètres bimétalliques
Les hygromètres bimétalliques utilisent un ressort métallique comme base, auquel est attaché un produit chimique sec ayant un taux de rétraction différent, qui absorbe facilement l’humidité, et la forme du ressort change en fonction de l’humidité. Utilisé dans les hygromètres muraux à aiguille.

2. Les hygromètres numériques

Les hygromètres numériques sont largement utilisés dans les applications industrielles.

Type à résistance électrique
Le type à résistance électrique utilise un élément d’humidité dont la résistance électrique change en fonction de l’humidité relative. Il est impossible de mesurer à une faible humidité inférieure à 20 % rh en raison d’une erreur importante, et l’élément se détériore à cause des températures élevées.

Type capacitif
Le type de capacité utilise les variations de la capacité électrique stockée dans un condensateur. La quantité d’humidité adsorbée ou libérée par le film polymère du condensateur est proportionnelle à l’humidité relative de l’air. Contrairement au type de résistance électrique, les mesures peuvent être effectuées à partir d’une humidité relative de 0 %.

Hygromètre à point de rosée (optique)
L’air à mesurer est projeté sur un miroir réfrigéré et l’embuage du miroir est détecté par la réflexion de la lumière. La température du point de rosée est la température à laquelle le miroir commence à s’embuer. De plus, l’humidité relative peut être calculée séparément avec la température de l’air. C’est actuellement la méthode la plus précise pour mesurer l’humidité.

Autres informations sur les hygromètres

Remarques sur la mesure de l’humidité

Il est important de noter que les différents types d’hygromètres ont des plages d’erreur différentes. La précision est importante pour la mesure, mais la facilité de mesure est également essentielle. Dans la vie quotidienne, la facilité est plus importante que la précision, tandis que pour une utilisation industrielle, il est nécessaire de choisir une méthode de mesure dont la plage d’erreur permet d’atteindre l’objectif.

Par conséquent, lors du choix d’un hygromètre, veillez à bien vérifier la plage de mesure et la plage d’erreurs possibles.

Qu’est-ce qu’un paratonnerre ?

Les paratonnerres sont des structures qui protègent les équipements électriques et les personnes contre la foudre.

Ils sont constitués de métal en forme d’aiguille et sont installés verticalement sur le sol. Dans le secteur des réseaux électriques, ils sont principalement installés dans les sous-stations extérieures, etc.

Il existe également des parafoudres en tant qu’équipement de protection mais ils ne sont pas synonymes de paratonnerre. Les paratonnerres empêchent la foudre de frapper les personnes et les bâtiments, tandis que les parafoudres protègent les équipements électriques situés à proximité du point d’impact de la foudre contre tout dysfonctionnement.

Utilisations des paratonnerres

Les paratonnerres sont installés pour prévenir les dommages causés aux équipements électriques et aux personnes par la foudre. Les bâtiments dans lesquels ils sont installés sont les suivants :

• Immeubles de grande hauteur et autres structures.
• Zones résidentielles de faible hauteur et zones avec des bâtiments.
• Zones de stockage dangereuses et réservoirs de stockage dangereux.

Ils sont principalement installés sur les toits des bâtiments. Ils sont également souvent installés sur les réservoirs de stockage de matières dangereuses afin de prévenir les fuites et les incendies causés par la foudre. Les paratonnerres sont reliés au poteau de mise à la terre par des conducteurs capables de supporter des courants élevés et sont installés de manière à ce que les coups de foudre soient déviés sous terre.

Principe des paratonnerres

Les paratonnerres sont fabriqués en acier inoxydable ou en titane. En effet, ils sont très conducteurs et peuvent résister à la corrosion causée par les vents violents et la pluie.

Les nuages d’orage ont des charges positives et négatives, les charges positives étant réparties au sommet du nuage et les charges négatives à la base. Le principe est le suivant : si une charge positive est distribuée à l’extrémité du paratonnerre, la charge négative au bas du nuage d’orage et la charge positive du paratonnerre sont attirées et les coups de foudre sont guidés vers le paratonnerre.

Comme les charges positives sont stockées dans les objets situés directement sous le nuage d’orage, des charges positives sont inévitablement stockées à l’extrémité du paratonnerre. Il n’est donc pas nécessaire de prendre des mesures artificielles pour stocker des charges positives sur les paratonnerres.

De plus, le paratonnerre doit être solidement relié à la terre car la charge induite par le paratonnerre doit être évacuée en toute sécurité vers le sol.

Autres informations sur les paratonnerres

1. Paratonnerres et paratonnerres PDCE

Les paratonnerres sont généralement installés sur les toits des bâtiments. Au Japon, la foudre est concentrée en juillet-août. Cela s’explique par le fait que les cumulonimbus chargés ont tendance à se développer en été en raison des courants d’air ascendants.

En général, les paratonnerres sont installés sur les grands bâtiments mais, s’il n’y a pas de grands bâtiments dans les environs, les paratonnerres peuvent être installés sur des maisons individuelles. D’autre part, les paratonnerres sont installés dans le but de guider les coups de foudre, ce qui réduit les dégâts mais ne peut pas les éliminer complètement.

Depuis quelques années, il existe donc des paratonnerres de protection et d’extinction de la foudre (PDCE) qui ont pour but d’éviter les coups de foudre. Pour ce faire, l’on utilise la différence de charge électrique entre le pôle négatif du nuage d’orage et le pôle positif du sol. En orientant le sommet du paratonnerre vers le pôle négatif, la foudre qui passerait normalement à travers le paratonnerre évite celui-ci et tombe plus facilement sur le sol.

2. Normes d’installation des paratonnerres

Au Japon, la loi sur les normes de construction exige l’installation d’un équipement de protection contre la foudre sur les bâtiments de plus de 20 mètres de haut et sur les structures telles que les cheminées, les tours publicitaires et les tours de vol de plus de 20 mètres de haut. Toutefois, cette loi ne s’applique pas aux bâtiments si les conditions environnantes ne présentent pas de risque pour la sécurité.

La loi sur les services publics d’électricité prévoit des inspections périodiques et des règles de sécurité pour la production d’énergie photovoltaïque et les générateurs, y compris les paratonnerres. Il est notamment stipulé que la résistance de mise à la terre installée dans l’équipement de protection contre la foudre doit être inférieure ou égale à 10 Ω.

Qu’est-ce qu’un étau machine ?

Un étau machine est un gabarit que l’on fixe sur une table ou une machine pour maintenir l’objet en place afin qu’il ne bouge pas lors de l’usinage de tôles, etc.

Ils sont principalement utilisés pour le fraisage, le meulage à l’aide d’une meuleuse et le perçage à l’aide d’une perceuse. Les étaux machines sont utilisés pour fixer précisément et solidement les axes X, Y et Z et augmenter la précision de l’usinage.

Toutefois, comme de puissantes charges sont appliquées pendant l’usinage, il faut veiller à ne pas se soulever lors de l’utilisation des étaux machines. Il est également important d’en choisir un compatible avec la machine à usiner, comme une fraiseuse ou un centre d’usinage.

Utilisations des étaux machines

Les étaux machines sont utilisés pour fixer des objets dans les centres d’usinage et les fraiseuses. Dans la plupart des cas, ils sont fixés par serrage sur une table, etc. Certains modèles sont fixés à un mandrin électromagnétique pour l’usinage de précision, tandis que d’autres sont équipés d’une fonction qui les empêche de se soulever pendant l’usinage.

De plus, de nombreux autres modèles utilisent des matériaux adaptés à l’application, comme les étaux machines en fonte pour résister aux travaux puissants. Une large gamme de tailles est disponible, de la plus petite à la plus grande, pour s’adapter à l’objet à traiter.

Principe des étaux machines

Des vis ou des arbres permettent de serrer et de fixer l’objet sur la table ou l’équipement. Les deux principales méthodes de fixation sont le serrage par poignée et le serrage par clé.

Les étaux machines sont généralement fixés à la table, mais dans certains cas, ils sont fixés au-dessus des fraiseuses à l’aide d’un mandrin électromagnétique. Il existe également des étaux machines hydrauliques, qui peuvent être fixés par une puissante force hydraulique, ainsi que des étaux machines pneumatiques, qui fixent l’objet par pression pneumatique.

La direction d’usinage est généralement unidirectionnelle, mais avec des modèles tels que les étaux à panneaux inclinés, les étaux bidimensionnels où l’étau lui-même tourne et les étaux tridimensionnels, il est également possible de définir soi-même la direction d’usinage.

1. Type de poignée

Dans le type à poignée, l’objet est serré dans l’étau machine, puis fixé en tournant la poignée.

2. Type de serrage à clé

Avec le type de serrage à clé, l’objet est serré dans l’étau machine et l’arbre est fixé dans le trou de la rainure latérale en tournant la clé et en déplaçant la pince mobile. Il faut veiller à ce que l’objet soit serré dans une position légèrement lâche et à ce que l’arbre soit correctement inséré dans le trou de la rainure.

Lorsque les boulons à barre sont serrés, l’arbre agit comme un point d’appui pour pincer et fixer l’objet. Si le boulon est serré alors que l’arbre n’est coincé que dans le trou de la rainure, cela peut entraîner un dysfonctionnement.

Types d’étaux machines

Les principaux types d’étaux machines sont les suivants :

1. Étaux machines mécaniques

Ils utilisent la force de préhension d’une vis ou d’une poignée pour fixer l’objet. Il s’agit du type du type le plus courant. En principe, ils est actionné manuellement.

2. Étaux machines pneumatiques

Les étaux machines pneumatiques sont des étaux qui utilisent la pression de l’air pour maintenir la pièce à usiner. Ils utilisent la pression de l’air pour ouvrir et fermer l’étau et pour régler la force de serrage, ce qui permet de fixer la pièce rapidement et de manière fiable. Ils conviennent donc à une utilisation où la contamination par l’huile est un problème, dans les lignes d’usinage automatisées et à grande vitesse.

3. Étaux machines hydrauliques

Les étaux machines sont des étaux qui utilisent la pression hydraulique pour maintenir la pièce à usiner. La pression hydraulique est utilisée pour ouvrir et fermer l’étau et pour ajuster la force de serrage, ce qui permet de maintenir la pièce en place en toute sécurité. Ils conviennent donc aux applications nécessitant des forces de serrage élevées et un contrôle précis.

Les étaux machines pneumatiques et hydrauliques nécessitent des circuits pneumatiques et hydrauliques, alors que le tournage de la vis et l’actionnement de la poignée requis pour les étaux mécaniques ne sont pas nécessaires. C’est pourquoi ils sont devenus de plus en plus populaires ces dernières années, en réponse à la tendance à l’économie de main-d’œuvre et à l’automatisation.

Qu’est-ce qu’un disjoncteur ?

Un disjoncteur est un dispositif électrique capable d’interrompre un circuit traversé par un courant accidentel.

Les disjoncteurs pour basse tension comprennent les disjoncteurs de câblage pour la détection des surintensités et les disjoncteurs différentiels pour la détection des courants de fuite. Les disjoncteurs pour la haute tension sont utilisés conjointement avec des relais de protection, car ils ne sont pas équipés pour détecter les courants accidentels.

Utilisations des disjoncteurs

Les disjoncteurs de câblage sont également utilisés comme disjoncteurs de sécurité dans les ménages ordinaires. Un disjoncteur est essentiellement un dispositif qui interrompt un circuit en général, mais les disjoncteurs de câblage installés dans les tableaux de distribution des ménages sont appelés disjoncteurs de sécurité.

L’installation de disjoncteurs a pour but de protéger les circuits et les personnes contre les courants accidentels tels que les courts-circuits et les défauts de mise à la terre. Ils peuvent provoquer des chocs électriques et des incendies et sont donc toujours installés dans les appareils électriques et les tableaux de distribution.

Principe des disjoncteurs

Les disjoncteurs de câblage sont généralement de type électromagnétique thermodynamique, qui utilise la déformation des bimétaux provoquée par les surintensités. Lorsqu’une surintensité circule, le bilame produit de la chaleur et se déforme, ce qui provoque l’arrachement du pêne et l’interruption du circuit.

Les disjoncteurs électromagnétiques thermodynamiques peuvent être rétablis en remettant manuellement le loquet en place après que le bilame se soit refroidi et ait repris sa forme initiale. Les disjoncteurs surveillent le courant dans le circuit et s’interrompent en cas de différence de circulation. En effet, les valeurs de courant entrant et sortant sont égales si le circuit est normalement isolé.

La différence entre les courants sortant et entrant est appelée courant de fuite et est détectée par le champ magnétique du transformateur de courant à phase zéro intégré dans le disjoncteur. Les disjoncteurs à vide sont principalement utilisés comme disjoncteurs pour les tensions élevées. Les disjoncteurs à vide sont des disjoncteurs qui sont désamorcés en appliquant un vide aux parties d’ouverture et de fermeture des contacts.

Lorsqu’un circuit porteur de courant est ouvert, il se produit un phénomène de décharge connu sous le nom d’arc électrique. À haute tension, la décharge de l’arc ne peut pas être interrompue et la zone de contact brûle. L’extinction de la décharge d’arc s’appelle l’extinction, et chaque disjoncteur haute tension possède une fonction qui permet d’éteindre les décharges d’arc à haute tension.

Types de disjoncteurs

Les disjoncteurs qui protègent contre les courants de court-circuit à haute ou très haute tension ont pour fonction d’éteindre les arcs, comme décrit ci-dessus. En fonction de leur mécanisme d’extinction d’arc, les types suivants sont disponibles

1. Disjoncteurs aériens (ACB)

Les disjoncteurs aériens sont généralement utilisés pour les disjoncteurs basse tension, car ils peuvent être étanchés dans l’air sans problème. Les disjoncteurs basse tension courants tels que les disjoncteurs de sécurité entrent dans la catégorie des disjoncteurs aériens.

2. Disjoncteurs à gaz (GCB)

Disjoncteur qui éteint l’arc en pulvérisant un gaz inerte sur les contacts lors de l’ouverture du circuit. Le gaz hexafluorure de soufre (SF6) est utilisé comme gaz inerte, mais comme le SF6 est également un gaz à effet de serre, c’est un disjoncteur qui doit être utilisé avec prudence.

3. Disjoncteurs à huile (OCB)

Ces disjoncteurs utilisent de l’huile isolante pour éteindre les arcs électriques. Ils sont peu utilisés aujourd’hui car leur rigidité diélectrique est inférieure à celle du vide. Dans le passé, des polychlorobiphényles (PCB) et d’autres substances étaient utilisés comme huile isolante, mais la production de PCB est désormais interdite.

4. Disjoncteurs à vide (VCB)

Disjoncteur qui éteint un arc électrique en appliquant un vide aux contacts d’ouverture et de fermeture. Les disjoncteurs à vide constituent le principal type de petits disjoncteurs à haute tension. Ils ont peu d’actionneurs et sont faciles à entretenir.

Autres informations sur les disjoncteurs

Différences entre disjoncteurs et coupe-circuits

Il n’y a pas de différence entre les disjoncteurs et les disjoncteurs. Le mot anglais pour disjoncteur est breaker. Breaker est une abréviation et, en anglais, un disjoncteur est appelé circuit breaker. La traduction littérale est disjoncteur électrique.

Qu’est-ce qu’une pompe centrifuge ?

Une pompe centrifuge est un type de pompe centrifuge dotée d’une roue en forme d’hélice à l’intérieur du corps de pompe. Le corps a une forme de volute et est également connu sous le nom de pompe à volute.

Le liquide pénètre dans la roue par l’orifice d’aspiration central et est propulsé vers l’extérieur à grande vitesse par l’action centrifuge de la rotation. Lorsqu’il traverse la chambre de la volute, il est progressivement décéléré et transformé en pression.

Il existe deux types de pompes centrifuges : les pompes à un étage avec une seule roue et les pompes à plusieurs étages avec deux roues ou plus. Le système multicellulaire augmente la pression à chaque étage et est utilisé lorsque des pressions élevées sont requises.

Utilisations des pompes centrifuges

Les pompes centrifuges sont souvent utilisées lorsqu’un débit élevé et une faible pression sont nécessaires. Elles sont largement utilisées dans les utilisations industrielles telles que le drainage, l’alimentation en eau des chaudières, l’alimentation en eau et les eaux usées, ainsi que dans l’exploitation minière et l’industrie chimique. Elles sont également utilisées dans le secteur agricole, par exemple pour l’irrigation, et pour l’alimentation et la vidange des unités de climatisation.

Les pompes centrifuges sont souvent utilisées pour des solutions dont la concentration volumique de solides dans le liquide est inférieure à 20 % et dont la viscosité est relativement faible. De plus, des formes d’aubes améliorées et des matériaux résistant à l’usure et à la corrosion sont utilisés pour le transport d’eaux boueuses, d’eaux usées, de boues et de mélanges de pulpe, de sable et de gravier, de charbon, etc. Une autre utilisation est le transport de poissons et d’oranges avec de l’eau en réduisant le nombre d’aubes pour augmenter la surface d’écoulement.

Principe des pompes centrifuges

Dans une pompe centrifuge, la force centrifuge transmet au fluide l’énergie de la pression et de la vitesse en faisant tourner une roue dans un corps. Le fluide est ensuite décéléré dans le corps en forme de volute et l’énergie de la vitesse est convertie en énergie de pression. Ce phénomène est connu sous le nom de théorème de Bernoulli.

Les roues sont disponibles sous forme d’écoulement radial, qui sont des surfaces courbes bidimensionnelles où le fluide s’écoule dans la direction radiale, et sous forme d’écoulement mixte, qui sont des surfaces courbes tridimensionnelles passant de la direction axiale à la direction radiale de manière incrémentielle. Il s’agit d’un élément important pour convertir efficacement l’énergie de la vitesse en pression.

L’enveloppe est installée de manière à former une chambre en forme de spirale à l’extérieur de la roue. L’augmentation progressive de la section transversale dans le sens de la rotation ralentit graduellement le fluide à grande vitesse éjecté par la force centrifuge de la roue et augmente la pression (pression statique).

La pression générée par une seule roue est limitée. Si des pressions plus élevées sont nécessaires, une pompe à plusieurs étages est utilisée. Dans une pompe à plusieurs étages, le fluide sortant de la première roue est aspiré dans la deuxième roue pour augmenter encore la pression. Cette opération peut être répétée plusieurs fois pour obtenir une pression plus élevée.

Construction de la pompe

La construction de la pompe est étroitement liée au débit et à la hauteur manométrique et constitue un critère de sélection important lors du choix d’une pompe. Les pompes centrifuges se composent d’une roue et d’une volute, ainsi que d’un arbre, de paliers, d’un accouplement d’entraînement et de raccords d’aspiration et de refoulement, d’un dispositif d’étanchéité de l’arbre et, si nécessaire, d’un manomètre, d’un capteur de pression ou d’un pressostat.

Il existe des pompes dotées d’aubes directrices fixes non rotatives disposées à la périphérie de la roue. Elles sont appelées pompes centrifuges ou pompes à turbine et font partie de la famille des pompes centrifuges. Le mécanisme est similaire à celui d’une pompe centrifuge, mais le fluide sortant de la roue est efficacement ralenti lorsqu’il traverse l’aube directrice, ce qui augmente la pression statique et donc le rendement global.

Autres informations sur les pompes à volute

Pompes centrifuges et cavitation

La pompe étant conçue pour convertir un liquide en pression, des problèmes peuvent survenir si des gaz sont introduits dans la pompe ou s’ils sont générés. L’un de ces problèmes est la cavitation.

La cavitation dans les pompes est un phénomène dans lequel la pression du liquide à l’intérieur de la pompe chute rapidement et le liquide se vaporise rapidement lorsqu’il atteint la pression de vapeur saturante. La cavitation dans les pompes centrifuges se produit lorsque la pression statique du liquide diminue en raison de l’augmentation de la vitesse du liquide entrant dans la roue et que la pression statique près de l’entrée tombe en dessous de la pression de vapeur saturante du liquide.

La cavitation répétée endommage la roue, ce qui entraîne l’érosion par cavitation. Des vibrations et du bruit sont également générés et les performances sont réduites. Cela entraîne une détérioration prématurée et la destruction de l’équipement, non seulement de la pompe centrifuge, mais aussi des tubes et des vannes.

La cavitation peut être évitée en modifiant les conditions de fonctionnement, en réduisant la résistance du côté de l’aspiration et en améliorant la forme et la surface de la roue afin que la pression du fluide ne descende pas en dessous de la pression de vapeur saturée.

Qu’est-ce qu’un système de pipetage automatisé ?

Les systèmes de pipetage automatisés sont des appareils qui distribuent automatiquement.

La distribution est le processus qui consiste à mesurer et à distribuer des liquides (par exemple des échantillons ou des produits chimiques) en quantités fixes. Cette opération peut être effectuée automatiquement, par exemple par un robot, afin de garantir un fonctionnement efficace et précis.

Ils sont également appelés systèmes de distribution automatisée de liquides, systèmes de pipetage automatisés ou stations de travail de distribution.

Utilisations des systèmes de pipetage automatisés

Les systèmes de pipetage automatisés sont utilisés pour économiser du temps et des efforts et éviter les erreurs humaines dans des tâches simples telles que le prélèvement de la quantité requise d’un échantillon de liquide ou de poudre et sa distribution dans le récipient souhaité. Ils sont utilisés dans un large éventail de domaines, notamment la recherche, l’alimentation, la clinique (médicale et de laboratoire) et la découverte de médicaments.

1. Sciences médicales et pharmaceutiques

Les systèmes de pipetage automatisés jouent un rôle important dans les secteurs médical et pharmaceutique. La distribution de médicaments et de réactifs exige la livraison rapide de quantités précises. En raison de leur grande précision et de leur stabilité, les systèmes de pipetage automatisés sont indispensables à la production et à la recherche pharmaceutiques.

2. Chimie et biochimie

Les systèmes de pipetage automatisés sont également largement utilisés dans la recherche en chimie et en biochimie. La distribution précise de quantités infimes de réactifs garantit la fiabilité des résultats des réactions et des analyses. La grande efficacité de travail permet également aux chercheurs de traiter davantage d’échantillons et de mener des expériences plus efficaces.

3. Aliments et boissons

Le processus de production d’aliments et de boissons est également très actif. Ils sont utilisés pour des opérations précises de distribution et de mélange d’ingrédients spécifiques, ce qui permet d’obtenir des produits de qualité constante. De plus, l’accélération des lignes de production et l’automatisation des tâches permettent d’accroître la productivité.

4. Analyse environnementale

L’analyse environnementale nécessite la distribution précise de quantités infimes d’échantillons, par exemple pour tester la qualité de l’eau et les polluants atmosphériques. La grande précision et la reproductibilité des systèmes de pipetage automatisés garantissent des résultats d’analyse exacts.

5. Tests et diagnostics médicaux

Les systèmes de pipetage automatisés sont également indispensables pour les tests et diagnostics médicaux. Lors de la distribution d’échantillons biologiques tels que le sang et l’urine, des quantités précises doivent être délivrées rapidement. De même que dans l’analyse environnementale, un fonctionnement précis élimine les erreurs humaines et les pertes de temps.

Principe des systèmes de pipetage automatisés

Les systèmes de pipetage automatisés fonctionnent grâce à une combinaison de mécanismes et de systèmes de contrôle. D’une manière générale, les systèmes de pipetage automatisés se composent de trois éléments : un récipient pour contenir l’échantillon, des éléments d’approvisionnement tels que des seringues et des tubes pour la distribution, et un ordinateur qui contrôle ces mouvements.

Un système de contrôle est intégré à l’appareil, qui effectue la distribution en fonction de paramètres prédéfinis. Le système de contrôle fonctionne en conjonction avec un mécanisme de mesure de haute précision pour mesurer et contrôler avec exactitude le volume de l’échantillon.

Les moteurs, pompes et autres mécanismes de l’appareil sont activés par les composants d’alimentation de la distribution pour aspirer la quantité requise d’échantillon et la distribuer dans le récipient souhaité. Des vannes et des capteurs sont également utilisés dans ce processus pour contrôler la vitesse de l’échantillon, le débit, etc. Cela garantit que l’opération de distribution est effectuée avec un très haut degré de précision et a un effet exceptionnel sur l’efficacité.

De plus, les systèmes de pipetage automatisés peuvent traiter plusieurs échantillons et plusieurs récipients simultanément. L’instrument est équipé de plusieurs canaux, chacun d’entre eux ayant la capacité de distribuer des échantillons individuellement. Cela permet d’augmenter considérablement l’efficacité du travail en traitant plusieurs échantillons en même temps.

Comment choisir un système de pipetage automatisé ?

Il existe différents types de systèmes de pipetage automatisés, en fonction de leurs performances et de leurs caractéristiques. L’idéal est donc de choisir l’appareil qui convient à votre utilisation.

Les trois principaux points à prendre en compte sont la plage de volumes à distribuer, les caractéristiques de l’échantillon à utiliser, ainsi que la précision et la reproductibilité. Définissez le volume à distribuer et vérifiez la plage que l’instrument peut gérer.

Il est également essentiel de déterminer si l’équipement peut traiter correctement l’échantillon, en tenant compte de sa viscosité, de sa corrosivité, de sa température et d’autres caractéristiques, car l’équipement approprié dépend des caractéristiques de l’échantillon à utiliser. Par conséquent, la performance de l’équipement est vérifiée en se référant aux spécifications du fabricant et aux valeurs d’évaluation pour s’assurer que l’équipement est précis et que les résultats de la distribution sont reproduits de manière cohérente.

Qu’est-ce qu’un concentrateur centrifuge ?

Un concentrateur centrifuge est un appareil qui applique une force centrifuge à un échantillon en solution sous pression réduite afin d’évaporer le solvant et de concentrer l’échantillon.

Il se compose généralement d’une chambre de centrifugation, d’une chambre de refroidissement et d’une unité de décompression.

Utilisations des concentrateurs centrifuges

Les concentrateurs centrifuges ont pour caractéristique d’abaisser le point d’ébullition du solvant dans l’échantillon pendant la concentration et d’appliquer une force centrifuge à l’échantillon pour empêcher l’éjection du solvant et la formation de mousse. Cela signifie que la perte d’échantillon due au chauffage ou à l’ébullition peut être réduite, ce qui convient à la concentration d’échantillons pour la microanalyse lorsque de très petites quantités d’échantillon sont utilisées.

Ils sont utilisés pour concentrer l’ADN, l’ARN et les peptides, et pour préparer d’autres utilisations nécessitant une concentration et un séchage. Ils sont également utilisés dans de nombreux domaines pour la concentration de mélanges de solvants et d’eau, l’analyse de résidus, les enquêtes toxicologiques et la criminalistique, la chimie combinatoire, l’analyse alimentaire et l’analyse environnementale.

Principe des concentrateurs centrifuges

Les concentrateurs centrifuges utilisés pour la microanalyse et d’autres utilisations se caractérisent par l’utilisation des “trois états de la matière” pour concentrer les échantillons. Plus précisément, le solvant contenu dans l’échantillon est évaporé sous pression réduite à une température inférieure à celle des conditions atmosphériques, vaporisé et collecté, et l’échantillon est concentré en réduisant la quantité de solvant dans l’échantillon. Par conséquent, la configuration minimale requise pour un concentrateur centrifuge est une chambre centrifuge, une chambre de refroidissement et un dispositif de réduction de la pression tel qu’une pompe à vide.

Dans les concentrateurs centrifuges, la chambre centrifuge est dépressurisée par un dispositif de décompression pendant que l’échantillon liquide est placé dans la chambre centrifuge. Sous pression réduite, le point d’ébullition de la substance est abaissé et, par conséquent, le point d’ébullition du solvant contenu dans l’échantillon dans la chambre de centrifugation est abaissé. L’évaporation du solvant est donc possible à des températures plus basses que dans les conditions atmosphériques.

Le solvant évaporé passe dans la chambre de refroidissement, où il est refroidi et recueilli. À ce stade, l’échantillon est chauffé, ce qui favorise l’évaporation du solvant et empêche la congélation du solvant qui se produit lors de la dépressurisation. La pression à la surface de l’échantillon dans la chambre de centrifugation est la même que dans la chambre de centrifugation dépressurisée. La force centrifuge appliquée à l’échantillon dans le concentrateur centrifuge crée un gradient de pression à l’intérieur de l’échantillon, où plus l’échantillon est profond, plus la pression est élevée.

Par conséquent, si la pression dans la chambre centrifuge est bien contrôlée, seule la surface de l’échantillon a un point d’ébullition sous pression réduite et seule la surface bout sans faire bouillir l’intérieur de l’échantillon, évitant ainsi l’ébullition eutectique, où l’intérieur bout.

Autres informations sur les concentrateurs centrifuges

1. Concentration des boues par les concentrateurs centrifuges

Les concentrateurs centrifuges sont principalement utilisés dans des domaines tels que la microanalyse, mais depuis quelques années, ils sont également utilisés dans le traitement des boues d’épuration. Parmi les boues d’épuration, les boues du premier bassin de décantation se déposent facilement et peuvent être aisément épaissies par décantation gravitaire.

Cependant, les boues du dernier bassin de sédimentation (en particulier les boues excédentaires) ne se déposent pas facilement, ce qui rend difficile la concentration des boues par décantation par gravité. Par conséquent, les concentrateurs centrifuges sont utilisés comme un type de méthode d’épaississement mécanique des boues (méthode d’épaississement mécanique). Les méthodes d’épaississement mécanique comprennent également les épaississeurs flottants à pression atmosphérique et les épaississeurs à bande filtrante.

2. Structure et fonctionnement des concentrateurs centrifuges pour l’épaississement des boues

Les concentrateurs centrifuges pour l’épaississement des boues épaississent les boues excédentaires par la force centrifuge. Aucune dépressurisation n’est alors effectuée. Les concentrateurs centrifuges pour l’épaississement des boues ont une structure dans laquelle le cylindre extérieur et le cylindre intérieur avec vis tournent autour du tuyau d’alimentation en boues tout en maintenant une différence de rotation constante entre eux.

Cette différence de rotation est fixée, par exemple, entre trois et huit tours, le cylindre intérieur avec la vis tournant légèrement plus lentement. La boue est d’abord introduite dans le cylindre extérieur par le tuyau d’alimentation en boue du concentrateur centrifuge. Avant que la boue ne soit introduite dans le concentrateur centrifuge, des floculants ou d’autres agents sont généralement ajoutés.

Le cylindre extérieur tourne à grande vitesse et la boue est soumise à la force centrifuge, ce qui provoque une sédimentation et une séparation dues à la différence de gravité spécifique entre l’eau et les solides, entraînant l’accumulation de boues épaissies dans le cylindre extérieur. À ce stade, il y a une différence de rotation entre les cylindres intérieur et extérieur, le cylindre intérieur tournant légèrement plus lentement, de sorte que la boue concentrée déposée est raclée et expulsée par une vis fixée au cylindre intérieur et évacuée.

Ce type de concentrateur centrifuge peut, par exemple, être utilisé pour épaissir des boues ayant une concentration de 1 % ou moins jusqu’à une concentration de 4 à 6 %.

Qu’est-ce qu’une caméra industrielle ?

Les caméras industrielles sont des caméras utilisées dans les usines et à des fins de sécurité.

Elles sont parfois également appelées caméras industrielles. Il existe deux grands types de caméras industrielles : les caméras de surveillance et les caméras de vision industrielle. Elles sont souvent utilisées à des fins de surveillance.

Un moniteur est connecté à la caméra et une personne observe visuellement l’objet. Outre la surveillance, les caméras utilisées pour les microscopes numériques sont également des caméras industrielles pour la surveillance.

Les caméras industrielles pour la vision industrielle sont intégrées dans les processus de fabrication de divers produits industriels et reconnaissent les informations à la place de l’homme. Un ordinateur traite les données d’image capturées de différentes manières et produit un résultat d’analyse. Les caméras industrielles pour la vision industrielle sont utilisées, par exemple, pour l’inspection automatique.

Utilisations des caméras industrielles

Les caméras industrielles pour la surveillance sont utilisées dans les caméras de sécurité, les caméras de surveillance, les enregistreurs embarqués, les microscopes numériques, et sont principalement destinées à l’observation visuelle humaine d’objets.

Les caméras industrielles pour la vision industrielle sont principalement utilisées dans les processus de fabrication. Elles sont intégrées dans des systèmes d’inspection, où les images capturées par les caméras industrielles sont analysées par un ordinateur pour le compte de l’homme, par exemple pour déterminer les résultats de l’inspection.

Parmi les nombreuses utilisations, citons l’inspection des défauts et des corps étrangers, la détermination des critères de remplissage des conteneurs de liquides, la lecture des codes-barres et la reconnaissance des caractères dans les secteurs de l’automobile, du médical, de l’électricité et de l’électronique, de la logistique et de l’imprimerie.

Principe des caméras industrielles

Les caméras industrielles, comme les caméras numériques que nous utilisons, se composent d’un objectif et d’un boîtier. La lumière qui pénètre par l’objectif est convertie en données numériques par le capteur d’image situé dans le boîtier de la caméra.

Le capteur d’image peut détecter non seulement la lumière visible, mais aussi les infrarouges, les ultraviolets et les rayons X. Les performances du capteur d’image sont déterminées par la qualité de l’image. Les performances du capteur d’image sont déterminées par la taille, le nombre de pixels et la méthode de numérisation.

Comment choisir une caméra industrielle

La plupart des caméras industrielles ont des utilisations limitées. Il est donc important d’en choisir une qui réponde aux exigences minimales en matière de performances. Voici trois points essentiels :

1. Nécessité de capturer l’image sur une surface

Comme les caméras grand public, les caméras industrielles peuvent être soit des caméras de zone, qui capturent une image d’une zone spécifique, soit des caméras à capteur linéaire. Les caméras à capteur linéaire n’ont qu’une seule rangée d’éléments, mais en déplaçant l’objet, il est possible d’obtenir une vue d’ensemble du produit.

Pour les objets cylindriques, le produit peut être tourné, et pour les produits plats, l’image du produit entier peut être capturée en déplaçant le produit en parallèle. Pour la surveillance et l’inspection des lignes de production, les caméras à capteur de ligne peuvent remplir ce rôle sans qu’il soit nécessaire de recourir à des caméras de zone.

2. Quel type d’image est nécessaire ?

Le type de caméra industrielle nécessaire dépend des informations sur les couleurs, de la résolution et de la vitesse d’acquisition de l’image requise. S’il s’agit uniquement de déterminer la forme de l’objet, il n’y a aucun problème à obtenir des informations monochromes plutôt que des informations en couleur. Si la résolution est plus élevée que nécessaire, le prix de la caméra sera élevé et la quantité de données augmentera. De plus, si le nombre de produits à inspecter augmente, la quantité de données doit être suffisamment importante pour pouvoir être traitée.

3. Interfaces

Il est également nécessaire de bien comprendre comment les images et les vidéos doivent être capturées. Les interfaces typiques des caméras industrielles sont l’USB, le CameraLink et le Gigabit Ethernet. Ces interfaces diffèrent en termes de vitesse de transfert maximale, mais aussi de longueur de câble.

L’USB, qui est également couramment utilisé dans les PC, peut aller jusqu’à 3 m (USB 3.0), CameraLink jusqu’à 10 m et Gigabit Ethernet jusqu’à 100 m.

Autres informations sur les caméras industrielles

Différences entre les méthodes de balayage des capteurs d’images

Il existe des méthodes de balayage entrelacé et progressif. La méthode entrelacée coupe l’image horizontalement et la divise en étapes paires et impaires.

Elle est utilisée à des fins de contrôle, par exemple pour les caméras de surveillance, car elle permet d’exprimer des mouvements fluides. Les systèmes progressifs affichent les sections divisées en une seule fois.

Comme il excelle à capturer l’instant, il est utilisé pour les utilisations de vision industrielle dans les processus de fabrication.

Qu’est-ce qu’un inducteur de puissance ?

Un inducteur de puissance est un élément de bobine utilisé dans les circuits de puissance parmi les inducteurs.

Ils sont également appelés selfs de puissance. Il existe trois types de construction de base : les enroulements formés par la technologie de laminage, les enroulements sur un noyau en forme de barre et les enroulements sur un noyau en forme de tambour.

Les inducteurs, y compris les inducteurs de puissance, ont une propriété qui permet aux courants continus de passer, mais qui empêche les courants alternatifs de passer. Cette propriété est utilisée pour éliminer le bruit à haute fréquence dans les circuits de conversion de tension.

L’impédance exprime la difficulté à faire passer le courant alternatif, et la formule suivante de l’impédance d’une inductance montre que cette propriété peut être facilement expliquée.

Impédance d’une inductance [Ω]ZL=jωL　
(L : inductance [H] ω : fréquence angulaire [rad/s])

Utilisations des inducteurs de puissance

Les inducteurs de puissance sont utilisés dans de nombreux domaines, tels que l’électroménager, les équipements de télécommunication et les équipements de transport, pour stabiliser la tension d’alimentation des circuits électriques. Les smartphones et les automobiles en sont des exemples.

Le contrôle de la tension de l’alimentation en courant continu est très important pour tous les appareils électroniques. En effet, les appareils électroniques ont une plage de tension d’alimentation qui garantit un fonctionnement normal, et la capacité à fournir la bonne tension à chaque composant a donc un impact sur la stabilité du fonctionnement du circuit et sur la durée de vie de l’équipement.

Les convertisseurs DC-DC sont des circuits de conversion de tension et la fourniture d’une tension stable dépend des performances de l’inducteur de puissance. Il existe deux types de circuits convertisseurs : les circuits convertisseurs buck, qui abaissent la tension, et les circuits convertisseurs boost, qui augmentent la tension. Tous deux contiennent des éléments de commutation, des diodes et des inducteurs de puissance comme composants.

Principe des inducteurs de puissance

Lorsqu’un courant alternatif traverse un inducteur, l’induction électromagnétique génère une force électromotrice induite proportionnelle au taux de variation temporelle de ce courant.

Force électromotrice induite [V]e = -L* (dI/dt)
(L : inductance [H] I : courant [A] t : temps [sec])

Comme la direction de la force électromotrice induite va à l’encontre de la variation du flux d’origine (loi de Lenz), elle est marquée d’un signe moins pour l’indiquer explicitement. Une force électromotrice induite est générée dans le sens contraire à la variation du courant, ce qui rend difficile la circulation du courant alternatif.

La constante de proportionnalité impliquée dans la force électromotrice induite est l’inductance (unité : Henry [H]). Elle est exprimée comme la capacité à convertir l’énergie électrique en énergie magnétique.

Pour augmenter l’inductance, on peut utiliser des méthodes telles que “l’augmentation de la section de la bobine”, “l’augmentation du nombre de spires” et “l’augmentation de la perméabilité magnétique par l’ajout d’un noyau”. Pour les convertisseurs, l’inductance est déterminée en fonction de la fréquence de commutation.

Par rapport aux inducteurs destinés à d’autres utilisations, les inducteurs de puissance se caractérisent par leurs grandes dimensions externes et leur inductance élevée, et sont conçus pour fournir des caractéristiques plus adaptées à une alimentation stable en tension continue.

Comment choisir une inductance de puissance ?

Lors de la sélection d’un inducteur de puissance, il faut d’abord tenir compte de la valeur de l’inductance et du courant admissible qui traverse l’inducteur. De plus, les caractéristiques de forme et de fréquence de l’inductance doivent également être prises en compte pour déterminer le composant optimal. La décision est basée sur le niveau d’efficacité, les caractéristiques de sortie et l’immunité au bruit requis pour le convertisseur DC-DC à concevoir.

Pour les inducteurs de puissance, le courant continu superposé admissible et le courant d’élévation de température admissible sont spécifiés. Pour les inducteurs :

• Plus le courant continu traversant l’inducteur est important, plus l’inductance est faible.
• Lorsque le courant augmente, la chaleur Joule due à la résistance de l’enroulement augmente.

Par conséquent, non seulement la valeur de l’inductance, mais aussi la valeur du courant admissible sont importantes. Les fabricants produisent une grande variété d’inductances pour un large éventail d’utilisations. Par exemple, un composant avec une grande inductance a de faibles pertes en courant continu et donc un rendement élevé, mais il y a un compromis dans la mesure où les dimensions externes du composant sont plus grandes et où il y a plus de chaleur générée. Ces points doivent également faire l’objet d’une attention particulière.

Idéalement, la valeur de la tension de l’alimentation en courant continu de chaque groupe de circuits à concevoir devrait être maintenue à une valeur constante à tout moment, mais cela est rarement possible dans la réalité. Cependant, il est important de choisir des dispositifs ayant d’excellentes caractéristiques pour éviter les problèmes.

Qu’est-ce qu’un générateur d’horloge ?

Un générateur d’horloge est un circuit qui génère des horloges de fréquences multiples à partir d’un signal d’horloge source unique. La gamme de fréquences typiquement générée va de quelques KHz à plusieurs GHz.

Utilisations des générateurs d’horloge

Les générateurs d’horloge sont principalement utilisés dans les utilisations suivantes :

1. Processeurs

Les générateurs d’horloge sont le plus souvent utilisés dans l’unité centrale, qui constitue le cœur de l’ordinateur, où se trouvent un grand nombre de registres et d’autres éléments de stockage, à chacun desquels est connecté un signal d’horloge généré par le générateur d’horloge.

En fonction de la fréquence du signal d’horloge, la sortie de chaque élément de stockage passe par divers circuits d’opérations logiques et arithmétiques et est introduite dans l’étape suivante des éléments de stockage. Cette structure de circuit est connue sous le nom de circuit synchrone, et le générateur d’horloge déclenche le fonctionnement de ce circuit synchrone et est responsable de la synchronisation.

2. Dispositifs numériques

Les générateurs d’horloge sont utilisés non seulement dans les unités centrales de traitement, mais aussi dans les appareils numériques tels que les téléviseurs, les smartphones et les DVD, ainsi que dans les appareils ménagers en général et les équipements industriels contrôlés par des microcontrôleurs.

L’horloge est chargée de transmettre la synchronisation aux différents appareils électroniques, qui fonctionnent comme un tout en effectuant leurs opérations respectives en fonction de cette synchronisation. Les générateurs d’horloge, qui peuvent faire osciller avec précision des signaux sur une large bande de fréquence, sont des dispositifs indispensables au fonctionnement de divers équipements électroniques.

Ces dernières années, la demande de vidéos et de musique de haute qualité a augmenté, et des générateurs d’horloge coûteux et de haute qualité ont été commercialisés pour répondre à ces besoins. En particulier, lorsque des données sont échangées entre des appareils ayant des fréquences d’échantillonnage différentes, il est nécessaire de synchroniser les appareils à l’aide d’un générateur d’horloge afin d’éviter une contamination par le bruit due à des données manquantes.

Principe des générateurs d’horloge

Un générateur d’horloge se compose essentiellement d’un circuit de résonance et d’un circuit d’amplification.

Les oscillateurs à cristaux sont souvent utilisés comme circuits de résonance. Les oscillateurs à cristaux sont également utilisés dans les horloges à quartz et utilisent l’effet piézoélectrique, par lequel le cristal produit une sortie oscillante avec une fréquence naturelle lorsqu’une tension est appliquée. La fréquence naturelle varie en fonction des caractéristiques physiques du cristal, telles que sa forme et la section de cristal dans laquelle il est taillé, mais un oscillateur ayant la fréquence naturelle requise peut être obtenu en utilisant un cristal synthétique cristallisé à un haut degré de pureté.

La forme d’onde de l’oscillation est une onde sinusoïdale, qui est transformée en onde carrée pour être utilisée dans les circuits numériques des générateurs d’horloge. Dans le générateur, un circuit diviseur de fréquence et un circuit multiplicateur génèrent un signal d’horloge d’une fréquence M/N fois la fréquence d’origine (M et N sont des nombres naturels), qui est amplifié par un circuit amplificateur et émis.

Comment choisir un générateur d’horloge ?

Les générateurs d’horloge se distinguent non seulement par la gamme de fréquences qu’ils génèrent, mais aussi par la tension d’alimentation et le temps de montée/descente de l’onde carrée, qui doivent être choisis en fonction de l’utilisation prévue.

L’un de ces points est la gigue d’horloge. La gigue d’horloge est la fluctuation de chaque onde carrée dans la direction de l’axe du temps et est un indicateur de la manière dont l’horloge continue à transmettre une fréquence ordonnée, elle doit donc avoir une faible gigue.

La gigue peut être mesurée en termes de gigue entre les fronts montants, de gigue entre les fronts descendants, etc., et peut être examinée en fonction de l’utilisation afin d’obtenir un système de meilleure qualité.

Informations complémentaires sur les générateurs d’horloge

Les générateurs d’horloge utilisant des oscillateurs MEMS constituent une technologie émergente. Les MEMS (en anglais : Micro Electro Mechanical Systems) sont des dispositifs qui intègrent de minuscules composants mécaniques, des capteurs, des circuits électroniques, etc. sur un seul substrat et sont créés en appliquant la technologie de microfabrication des semi-conducteurs. MEMS.

Contrairement aux cristaux, qui ont une fréquence intrinsèque, les oscillateurs MEMS présentent l’avantage de pouvoir être programmés à la dernière étape du processus de fabrication, ce qui permet de réduire les coûts et les délais. De plus, l’incorporation d’un capteur de température à l’intérieur permet de supprimer les variations de température mieux qu’avec les cristaux de quartz, et les oscillateurs MEMS sont considérés comme supérieurs aux oscillateurs à cristaux en termes de qualité et de fiabilité.