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Qu’est-ce que le cuivre ?

Le cuivre est un élément dont le numéro atomique est 29, représenté par le symbole Cu.

Il est largement utilisé comme matériau pour les câbles électriques, les composants électroniques, les générateurs, les cellules solaires et les refroidisseurs en raison de sa très bonne conductivité électrique et thermique. Le cuivre a également un point de fusion relativement bas. Il peut être moulé en différentes formes en le versant dans un moule après l’avoir fondu.

C’est un matériau très durable, car il résiste à la rouille et est chimiquement stable. Il est donc largement utilisé dans les domaines où la durabilité est requise. Par exemple, dans les matériaux de construction, les navires, les pièces automobiles, les conduites d’eau, les appareils de chauffage et les refroidisseurs.

Le cuivre est également utilisé dans l’industrie alimentaire et les équipements médicaux, car de l’oxyde de cuivre se forme à sa surface et peut tuer les bactéries et les virus.

Utilisations du cuivre

Voici quelques-unes des utilisations typiques du cuivre :

1. L’équipement électrique et électronique
   Il est utilisé dans le câblage et les circuits imprimés, les bobines de moteurs et de transformateurs, etc.
2. Les matériaux de construction
   Il est utilisé dans les murs extérieurs et les matériaux de couverture, l’intérieur des bâtiments, les poignées de porte et les mains courantes, etc.
3. Les composants automobiles et marins
   Il est utilisé dans les pièces de moteur, les tuyaux du système de refroidissement, les hélices de bateau et le câblage électrique, etc.
4. L’équipement médical
   Il est utilisé comme surfaces pour outils chirurgicaux et équipements médicaux, etc.
5. L’équipement de transformation des aliments et de cuisson
   Il est utilisé comme composant pour les marmites, poêles, plats à four, etc.
6. La fabrication
   Il sert également dans le domaine de la fabrication. Par exemple en tant que feuilles de cuivre, pièces de machines, tuyaux et canalisations, matériaux de construction, etc.

Types de cuivre

Il existe différents types de cuivre, y compris des alliages. En voici quelques-uns :

1. Le cuivre exempt d’oxygène

Le cuivre exempt d’oxygène est un cuivre purifié par élimination de l’oxygène. L’oxygène nuit à la conductivité électrique du cuivre, c’est pourquoi il est préférable d’utiliser du cuivre exempt d’oxygène. Celui-ci dispose d’une conductivité électrique élevée lorsque le cuivre est utilisé comme matériau pour les fils électriques et les composants électroniques.

2. Le cuivre à poils durs

Il s’agit d’un cuivre dont la résistance est accrue en raison de la présence d’infimes quantités d’impuretés. Ces impuretés sont constituées de fines particules telles que l’oxyde de cuivre et le fer de cuivre. Ceux-ci augmentent sa résistance en rendant le cuivre composé de fines particules cristallines.

3. Le phosphate de cuivre

Ce cuivre présente une conductivité électrique et une résistance à la corrosion élevées, car l’oxygène est éliminé par l’ajout d’acide phosphorique. Ce dernier peut se dissoudre dans le cuivre et le solidifie. Ainsi, les impuretés telles que l’oxyde de cuivre et l’oxyde de fer sont éliminées.

4. Autres

Outre ce qui précède, il existe le bronze, le cuivre blanc, le maillechort, le laiton, le bronze d’aluminium, le cuivre de titane et le cuivre chromé.

Propriétés du cuivre

1. La conductivité thermique

Le cuivre est l’un des métaux ayant une excellente conductivité thermique. Il peut transférer l’énergie thermique rapidement et uniformément. Cela permet de transférer rapidement la chaleur depuis sa source et de limiter les biais thermiques ainsi que les disparités de température. La chaleur dans les équipements électroniques et les systèmes de refroidissement peut ainsi être distribuée uniformément et refroidie efficacement.

2. La conductivité électrique

Le cuivre conduit bien les courants électriques, ce qui permet une transmission efficace des signaux électriques et de l’énergie. Ceci est une propriété importante dans les circuits électriques tels que les équipements électroniques et le câblage électrique. L’excellente conductivité électrique du cuivre réduit les pertes de signaux et de puissance électriques.

3. Non magnétique

Le cuivre pur est non magnétique et n’est pas attiré par les aimants. Cette propriété est due à sa structure atomique et à la disposition de ses électrons.

Cependant, les propriétés magnétiques du cuivre peuvent changer si la structure cristalline du cuivre est modifiée, comme dans les alliages de cuivre, ou si des impuretés sont présentes. Par exemple, dans les alliages cuivre-nickel et cuivre-manganèse, l’ajout d’impuretés de nickel et de manganèse au cuivre le rend magnétique.

4. La résistance à la corrosion

Le cuivre est très résistant à la corrosion. Il présente une résistance à l’oxydation et à la corrosion dans de nombreuses conditions environnementales. Cela est dû au film d’oxyde qui se forme à la surface de celui-ci.

La surface du cuivre est généralement recouverte d’une fine couche de film d’oxyde (oxyde de cuivre). Celle-ci s’auto-répare et protège la surface du cuivre en régénérant un nouveau film d’oxyde. Ce film est formé par la réaction des ions de cuivre à l’intérieur du cuivre avec l’oxygène et l’humidité extérieurs.

5. La malléabilité et ductilité

Le cuivre est un métal malléable et ductile. Ces propriétés découlent des propriétés de la structure cristalline du cuivre et des liaisons entre ses atomes.

La malléabilité est la propriété du cuivre de modifier sa structure cristalline et de se ramollir lorsqu’il est chauffé. Il est normalement relativement dur à température ambiante, mais lorsqu’il est chauffé à des températures élevées, les espaces entre les cristaux augmentent, ce qui ramollit le cuivre. Cela permet de le remodeler facilement. Cette propriété peut être utilisée pour forger ou laminer facilement le cuivre.

L’expansibilité est la propriété de s’allonger et de s’étirer lorsqu’on le tire. Le cuivre a une structure cristalline lisse et dense. Cela signifie que les atomes entre les cristaux ont tendance à glisser lorsque des forces de traction sont appliquées. En d’autres termes, le cuivre s’allonge donc facilement lorsqu’on lui applique des forces de traction.

6. La solubilité

La grande fusibilité (solubilité) du cuivre avec d’autres métaux signifie que le cuivre peut être facilement allié ou assemblé à d’autres métaux et qu’une large gamme d’alliages de cuivre est produite.

Le laiton, par exemple, est l’un des alliages de cuivre les plus courants, composé principalement de cuivre et de zinc. Les propriétés du laiton varient en fonction du rapport entre le cuivre et le zinc, mettant à profit la conductivité électrique et thermique du laiton, sa résistance à la corrosion et son usinabilité.

Les alliages cuivre-nickel sont également constitués des composants principaux que sont le cuivre et le nickel. Les propriétés varient en fonction de la teneur en nickel. Les alliages cuivre-nickel présentent diverses propriétés telles qu’une bonne résistance à la corrosion, des propriétés magnétiques et une grande solidité.

Autres informations sur le cuivre

Autres propriétés du cuivre

Le cuivre présente également les propriétés suivantes :

La soudabilité
Il présente d’excellentes propriétés de soudage lorsqu’il est associé à d’autres métaux, ce qui le rend adapté à ces opérations.

La résistance à l’usure
Le cuivre est résistant à l’abrasion et présente une grande résistance au frottement et à l’usure.

Les faibles propriétés de frottement
Le cuivre présente une résistance au frottement relativement faible. Cela signifie que moins de lubrifiant et de graisse peuvent être nécessaires.

La résistance à la chaleur
Le cuivre résiste aux températures élevées et offre des performances stables dans les environnements à haute température et dans les situations où un traitement à haute température est nécessaire.

Les propriétés antibactériennes
Les surfaces en cuivre empêchent la croissance des bactéries et des virus.

La recyclabilité
Le cuivre récupéré dans les déchets ou les produits en fin de vie. Il peut donc être réutilisé.

L’esthétique
Le cuivre a une teinte rougeâtre brillante et est un métal esthétiquement agréable.

La perméabilité au champ magnétique
Le cuivre est l’un des métaux ayant une grande perméabilité au champ magnétique. Il s’agit d’une mesure de la quantité de flux magnétique qu’un matériau laisse passer à travers un champ magnétique. En général, les métaux ont des propriétés qui les entravent, mais le cuivre dispose d’une perméabilité très élevée à celui-ci. Cela permet au flux magnétique de traverser relativement facilement le champ magnétique.

En raison de sa forte perméabilité au champ magnétique, le cuivre est un matériau utilisé, par exemple, dans les dispositifs magnétiques et les capteurs de champ magnétique tels que les électro-aimants et les bobines de transformateurs. Mais également comme matériau de base dans les inductances électromagnétiques et les transformateurs. Toutefois, la perméabilité du cuivre à ce champ est inférieure à celle d’autres matériaux magnétiques (par exemple le fer et le cobalt). Par conséquent, ces derniers peuvent être plus appropriés que le cuivre lorsqu’une perméabilité magnétique élevée est requise.

Qu’est-ce qu’un compteur proportionnel ?

Les compteurs proportionnels sont un type de détecteur de rayonnement. Ils détectent les rayonnements en mesurant la quantité d’électrons (courant) produite par l’ionisation des molécules de gaz lorsque des particules énergétiques traversent un gaz.

Les instruments de mesure des rayonnements dont le principe est similaire sont la chambre d’ionisation et le compteur GM (Geiger-Müller), mais ils diffèrent par l’ampleur de la tension appliquée pour mesurer le courant. Les chambres d’ionisation fonctionnent dans une plage de tension inférieure à celle des compteurs proportionnels, tandis que les compteurs GM fonctionnent dans une plage de tension supérieure à celle des compteurs proportionnels.

Utilisations des compteurs proportionnels

Les compteurs proportionnels détectent les rayonnements tels que les rayons X, les rayons α, les rayons β, les rayons γ ainsi que les neutrons, et en mesurent le nombre et l’énergie. En raison de leur structure simple et de leur production relativement aisée, ils sont souvent utilisés comme détecteurs dans la recherche universitaire et dans d’autres domaines.

Ils sont généralement utilisés pour mesurer la dose dans l’air, en particulier pour la détection des neutrons et la détection de la contamination par les rayonnements bêta. Les compteurs proportionnels pour les rayons X sont aussi parfois incorporés comme détecteurs dans les mesureurs d’épaisseur de film à fluorescence X pour la mesure sans contact, par exemple, de l’épaisseur d’un placage, en raison de leur fenêtre d’incidence plus large et de leur efficacité supérieure à celle des détecteurs à semi-conducteurs.

Principe des compteurs proportionnels

Les compteurs proportionnels sont généralement des récipients cylindriques en aluminium remplis d’un mélange de gaz inertes tels que l’argon, l’hélium ou le néon, le méthane ou le butane, et fonctionnent en appliquant une haute tension à des fils tendus à l’intérieur du tube. La cuve cylindrique est munie d’une fenêtre d’incidence par laquelle le rayonnement pénètre dans le tube.

Lorsque le rayonnement incident traverse le gaz, celui-ci est ionisé le long de son parcours et produit des électrons et des cations. Les électrons produits sont appelés électrons primaires. Les électrons primaires sont accélérés par le champ électrique dans le tube et ionisent à nouveau le gaz, et ces électrons ionisés provoquent une nouvelle ionisation, ce qui entraîne une augmentation explosive du nombre d’électrons, un phénomène connu sous le nom d’ “amplification du gaz”. Les électrons amplifiés passent dans un fil du tube et sont détectés sous la forme d’une impulsion électrique.

Le nombre d’électrons amplifiés étant proportionnel à l’énergie du rayonnement incident, le détecteur est appelé “tube compteur proportionnels”. Le taux d’amplification des électrons dépend du type de gaz et de la tension appliquée, mais si le gaz et la tension sont connus, l’énergie du rayonnement incident peut être mesurée.

Les boîtes d’ionisation fonctionnent selon un principe similaire à celui des compteurs proportionnels, mais elles fonctionnent à une tension plus faible et n’amplifient donc pas le gaz. Les compteurs proportionnels ont donc l’avantage d’être plus sensibles que les boîtes d’ionisation. En revanche, les compteurs proportionnels présentent l’inconvénient de ne pas pouvoir mesurer le nombre d’électrons primaires avec autant de précision qu’une chambre d’ionisation et d’avoir une résolution énergétique inférieure.

Qu’est-ce qu’une meuleuse de surface ?

Les meuleuses de surface, comme leur nom l’indique, sont des meuleuses qui rectifient les surfaces planes des pièces à usiner.

Elles sont le plus souvent utilisées dans les opérations d’usinage. La rectification plane est une méthode qui augmente la planéité d’une pièce en appliquant sa surface à une meule en rotation.

C’est la méthode de rectification la plus répandue car elle fonctionne avec une large gamme de produits.

Utilisations des meuleuses de surface

Les meuleuses de surface sont généralement employées pour la finition de pièces, telles que l’acier trempé, qui présentent principalement des géométries planes. La quantité de travail qui peut être rectifiée est bien moindre qu’avec le fraisage et d’autres méthodes de coupe plane.

Sur une meuleuse de surface de type table carrée à broche horizontale, une coupe est effectuée lorsque la table est inversée en se déplaçant d’un côté à l’autre. Toutefois, la coupe est de 0,01 à 0,2 mm lors du meulage d’ébauche et d’un maximum de 0,01 mm lors du meulage de finition, généralement de l’ordre de 0,005 mm. Malgré tout, le meulage avec une meule permet de finir la surface avec une grande précision.

Principe des meuleuses de surface

Dans une meuleuses de surface, une meule en rotation entre en contact avec la surface de la pièce pour éliminer les irrégularités de surface et les corps étrangers. La finition de la rectification plane dépend des conditions de rectification suivantes :

1. Nombre de tours de la meule

Le nombre de tours de la meule est déterminé par la vitesse périphérique. En général, une meuleuse de surface atteint une vitesse périphérique de 1 200 à 1 800 m/min.

La vitesse périphérique maximale de fonctionnement, c’est-à-dire la vitesse maximale à laquelle une meule peut être utilisée en toute sécurité, est stipulée par la loi sur la santé et la sécurité au travail. La vitesse de la meule doit être réglée de manière à ne pas dépasser cette vitesse périphérique.

La vitesse de la meule affecte à la fois la meule et la pièce à usiner. Trois caractéristiques peuvent être observées lorsque la vitesse de la meule est augmentée : l’usure de la meule est réduite, la quantité de pièce broyée est augmentée et la température de surface de la meule est réduite.

2. Vitesse d’avance de la pièce

La vitesse d’avance de la pièce est la même que la vitesse d’avance de la table. Elle varie en fonction du matériau et de la dureté de la pièce ainsi que de la rugosité de surface requise, mais elle est généralement fixée à 30 000-50 000 mm/min pour la rectification de finition.

3. Profondeur de coupe de la meule

La profondeur de coupe de la meule dans le matériau détermine la quantité de matière enlevée en une seule opération. Si la profondeur de coupe est faible, la résistance au meulage est faible et la meule s’use moins. Il en résulte une belle finition de la pièce.

Si la profondeur de coupe est élevée, la quantité de matière enlevée est plus importante, mais la finition est plus grossière. Les grandes profondeurs de coupe entraînent également une réduction de la durée de vie de la meule, il convient donc d’être prudent.

Types de meuleuses de surface

Les meuleuses de surface sont classables en plusieurs catégories en fonction de la forme de la table sur laquelle la pièce est posée et de la forme de la broche de la meule sur laquelle la meule est posée.

1. Classification selon la forme de la table

Selon la forme de la table, les machines sont classées en deux catégories : les tables carrées et les tables rotatives. Si l’on compare le type de table carrée et le type de table rotative, la surface de contact entre la meule et la pièce est plus petite pour le type de table carrée. Cela permet un meulage de précision, bien que l’efficacité de l’usinage soit plus faible.

Le type de table rotative présente une plus grande surface de contact entre la meule et la pièce à usiner, ce qui se traduit par une plus grande efficacité de meulage. La meule est généralement sélectionnée pour sa faible cohésion et sa grande taille de grain. Cependant, la surface de meulage a tendance à être moins efficace car la vitesse de rotation varie en fonction de la position de meulage.

La méthode de meulage appropriée est sélectionnée en fonction de la plage de meulage de la pièce par rapport à la largeur de la meule et de la finition de surface requise.

2. Classification selon la direction de l’axe de la meule

Les meules de type table carrée sont classées en trois types en fonction de la forme de l’axe de la meule : le type à axe horizontal, dans lequel la broche de la meule est horizontale par rapport au sol ; le type à axe vertical, dans lequel la broche de la meule est perpendiculaire au sol ; et le type à portique, qui comporte une pièce coulissante permettant de déplacer la tête de la broche de la meule à l’horizontale.

Le type de table carrée à axe horizontal meule la surface de la pièce à l’aide de la surface extérieure de la meule. Un meulage de haute précision est possible. Selon la manière dont la table est déplacée par rapport à l’axe de la meule, il est possible d’effectuer un meulage en plongée, un meulage en travers et un meulage en biais.

Le type de table carrée à axe vertical est une méthode de meulage avec une grande surface entre la meule et la pièce à usiner. Il s’agit donc d’une méthode de meulage utilisée lorsque la surface de la pièce à usiner est importante. Il existe de nombreux types différents pour une même meuleuse de surface, chacun avec ses avantages et inconvénients. Il est important de sélectionner la meuleuse la plus adéquate à la rectification visée.

Qu’est-ce qu’un moteur hydraulique ?

Un moteur hydraulique est un dispositif qui utilise l’énergie hydraulique pour générer une force de rotation.

L’énergie hydraulique est essentiellement fournie par une pompe de même type ou un dispositif similaire. De nombreux produits sont conçus pour permettre une rotation inverse en changeant la direction de l’huile.

Le volume est faible par rapport à la puissance et des conceptions compactes sont possibles. Comme l’huile ne fait que s’écouler, la structure est simple et peut être réduite. De plus, comme de grandes forces peuvent être produites avec un petit volume, ces moteurs sont utilisés dans des situations où de grandes forces sont nécessaires.

De plus, la plupart des pièces constitutives sont en métal et peuvent être utilisées dans des endroits où les températures, l’humidité et les niveaux de poussière sont élevés. Ces moteurs sont donc souvent utilisés dans les machines de construction lourdes et peuvent également l’être sous l’eau. Leur structure simple les rend faciles à réparer en cas de panne.

Utilisations des moteurs hydrauliques

Les moteurs hydrauliques sont utilisés dans une grande variété d’applications. En voici quelques exemples :

1. Les machines de construction

Les moteurs hydrauliques sont utilisés comme source d’entraînement dans les machines de construction telles que les bulldozers et les grues à chevrons. Ces machines effectuent des tâches lourdes telles que l’excavation du sol ou le transport de matériaux de construction. Les moteurs hydrauliques génèrent un couple et une puissance élevés, ce qui améliore leur efficacité de travail.

2. Les machines agricoles

Dans l’industrie agricole, les moteurs hydrauliques sont souvent utilisés pour actionner des machines telles que les tracteurs et les moissonneuses-batteuses. Dans les tracteurs, les moteurs hydrauliques sont utilisés pour entraîner des accessoires tels que les cultivateurs et les remorques. Dans les moissonneuses-batteuses, les moteurs hydrauliques sont également importants dans les opérations de récolte pour entraîner les mécanismes de moissonnage et de décorticage du grain.

3. Les avions et navires

Les moteurs hydrauliques légers et à couple élevé sont souvent utilisés dans les avions et les navires. Dans les avions, ces moteurs peuvent être utilisés pour entraîner le déploiement et la rétraction des volets d’ailes et du train d’atterrissage.

Dans les navires, les moteurs hydrauliques sont également utilisés pour contrôler les gouvernails et alimenter les grues. Les gouvernails des navires nécessitent des forces importantes et un contrôle précis, pour lesquels les moteurs hydrauliques sont les mieux adaptés.

Principe des moteurs hydrauliques

Les moteurs hydrauliques sont des dispositifs qui convertissent l’énergie de pression d’un liquide en force mécanique de rotation. Le moteur hydraulique est alimenté en huile par une pompe ou un convertisseur de pression. L’huile fournie crée les forces hydrodynamiques nécessaires au moteur hydraulique.

Les moteurs hydrauliques ont des composants internes. Les plus courants sont les pistons, les engrenages et les rotors. Ces composants sont chargés de recevoir le flux de fluide et de générer la force de rotation.

Lorsque le moteur hydraulique est alimenté en fluide, celui-ci est sous pression. Cette pression entraîne les composants de fonctionnement et génère une force de rotation. Le mécanisme de fonctionnement spécifique dépend alors du type de moteur hydraulique. Toutefois en général, la pression pousse souvent les pistons et fait tourner les engrenages.

Types de moteurs hydrauliques

Les moteurs hydrauliques comprennent les moteurs à pistons, à engrenages et à palettes.

1. Les moteurs à piston

Il s’agit d’un dispositif qui génère une force de rotation au moyen d’un piston situé à l’intérieur. La pression du liquide provoque un mouvement de va-et-vient du piston, qui est converti en force de rotation par un mécanisme interne. En raison de leur rendement et de leur couple de sortie élevés, ils sont parfois utilisés dans des systèmes hydrauliques de grande capacité.

2. Les moteurs à engrenages

Ce dispositif génère une force de rotation au moyen d’engrenages disposés à l’intérieur. L’engrenage est mis en rotation par la pression hydraulique et la puissance de rotation est obtenue à partir de l’arbre de sortie. Ils ont une structure compacte et simple et peuvent tourner à des vitesses élevées.

3. Les moteurs à palettes

Ce dispositif génère une force de rotation au moyen d’une roue interne. Cette dernière est mise en rotation par la pression du liquide et tourne à partir de l’arbre de sortie. Il se caractérise par sa durabilité et son fonctionnement silencieux.

Autres informations sur les moteurs hydrauliques

La vitesse de rotation des moteurs hydrauliques

La vitesse de rotation d’un moteur hydraulique est déterminée par le débit d’huile le traversant, le volume de poussée et le rendement volumétrique. Le débit d’huile est fixé par l’unité hydraulique, tandis que les deux autres peuvent l’être à partir des caractéristiques du moteur.

La formule est la suivante : le débit d’huile multiplié par le rendement volumétrique et divisé par le volume de déplacement. Si le débit est connu, la vitesse requise peut être substituée et les caractéristiques du moteur hydraulique calculées. Si le moteur hydraulique est connu, l’unité hydraulique est sélectionnée en calculant le débit qui satisfait la vitesse requise.

En plus de la vitesse de rotation, le couple de sortie du moteur hydraulique doit également être calculé. La formule est la différence de pression à l’entrée/sortie multipliée par le volume de poussée et le rendement mécanique et divisée par 2π.
La différence de pression à l’entrée/sortie est déterminée par les spécifications de l’unité hydraulique, tandis que les deux autres sont déterminées par les caractéristiques du moteur.

Qu’est-ce qu’un oscillateur à ultrasons ?

Un oscillateur à ultrasons est un générateur d’ultrasons composé d’un oscillateur et d’un transducteur.

Lors du nettoyage, il s’intègre à un milieu tel que l’eau ou un agent de nettoyage pour permettre un nettoyage par ultrasons. La fréquence peut être réglée et les conditions du transducteur peuvent être automatiquement ajustées afin d’émettre des ondes ultrasoniques stables et de régler l’intensité du pouvoir nettoyant pour répondre à un large éventail d’applications.

Utilisations des oscillateurs à ultrasons

Les oscillateurs à ultrasons sont utilisés pour le nettoyage et d’autres applications qui utilisent les vibrations ultrasoniques.

En particulier, ils sont utilisés pour nettoyer les pièces métalliques, les outils de presse, les pièces hdd, les semi-conducteurs et d’autres fines particules de saleté contaminées par de l’huile. Le nettoyage par ultrasons ne peut toutefois pas être utilisé sur des matériaux qui perdent leur éclat, comme les perles, ou sur des machines de précision, comme les montres et les appareils photo résistants à l’eau.

Principe des oscillateurs à ultrasons

Un oscillateur à ultrasons est un appareil qui produit des ondes ultrasoniques en générant des vibrations par l’intermédiaire d’un oscillateur.

Le transducteur peut être de type électrostrictif, qui se dilate et se contracte sous l’action d’un champ électrique, ou de type magnétostrictif, qui se dilate et se contracte sous l’action d’un champ magnétique, et se caractérise par un rendement de conversion élevé.

Pendant le nettoyage, les vibrations ultrasoniques sont transmises dans le liquide, provoquant un phénomène appelé cavitation, qui génère des bulles remplies de gaz évaporé ou dissous.

Une cavitation importante endommage davantage l’objet, mais peut également nettoyer des salissures difficiles à éliminer. À l’inverse, une petite cavitation cause moins de dégâts et permet de nettoyer sans laisser d’aspérités.

Qu’est-ce qu’un débitmètre volumétrique ?

Un débitmètre volumétrique est un instrument de mesure composé d’un débitmètre avec un godet de mesure intégré, appelé chambre de mesure, et d’un rotor (moteur).

Le débitmètre est parfois décrit comme un compteur PD (Positive Displacement Meter), dérivé de l’expression anglaise, qui fait référence au volume bien défini de la chambre de mesure intégrée au débitmètre.

Les débitmètres volumétriques mesurent le volume de fluide par le nombre de répétitions de remplissage et de vidange de la chambre de mesure.

Utilisations des débitmètres volumétriques

Il existe deux types de débit, le débit instantané et le débit totalisé. Les débitmètres volumétriques conviennent pour mesurer avec précision le débit totalisé.

Ils sont largement employés dans l’instrumentation industrielle et autres utilisations générales car ils offrent généralement une bonne précision de mesure.

De plus, les débitmètres volumétriques sont disponibles sous forme de pistons rotatifs, d’engrenages, de racines et de palettes, en fonction de la forme du rotor. Parmi ceux-ci, le type à piston rotatif convient à la mesure du fioul.

Dans le domaine de la mesure du fioul, les débitmètres volumétriques occupent une place importante dans la mesure du débit pour la vérification des transactions. Ceci depuis que la circulaire de l’Agence nationale des impôts a autorisé l’utilisation de débitmètres volumétriques pour l’évaluation des quantités taxables de produits pétroliers.

En tant que tel, l’objet principal de la mesure est le fluide, bien que les débitmètres à engrenages et les débitmètres Roots puissent également mesurer les gaz.

Principe des débitmètres volumétriques

Le principe général de fonctionnement des débitmètres volumétriques est le suivant : l’énergie du fluide actionne le rotor et le débit est calculé à partir du nombre de tours des moteurs. Caractéristique principale : cela ne nécessite pas d’énergie externe telle que l’électricité.

Dans le cas du système Roots, une paire de rotors en forme de cocon est montée dans un boîtier.

Ces rotors comportent des engrenages (engrenages pilotes) qui s’engrènent l’un dans l’autre, conçus de manière à ce que les rotors ne se frottent pas.

Un petit espace  existe également entre le rotor et la paroi intérieure du boîtier.

Lorsque le fluide pénètre dans le boîtier, le rotor est poussé par le fluide et tourne vers l’extérieur.

Deux chambres de pesée se forment alors alternativement entre le rotor et la paroi intérieure de l’enveloppe (appelées ici respectivement chambre de pesée A et B).

En conséquence, le fluide est évacué vers l’aval par la chambre de pesée A ou B.

Cette séquence de mouvements est équivalente au processus continu de mesure d’une tasse à la fois à l’aide d’un gobelet gradué, et le débit total est déterminé en comptant le nombre de rotations du rotor.

Qu’est-ce qu’un trieur par couleurs ?

Un trieurs par couleurs est une machine qui utilise une caméra CCD, le proche infrarouge (NIR) et une goulotte de caméra pour trier et éliminer les matières bonnes, mauvaises et étrangères des produits récoltés.

La récolte est un mélange de bons produits, prêts à être consommés, et de produits défectueux qui ont été décolorés pour diverses raisons, cailloux, fragments de verre, etc.

En raison de la grande quantité de grains récoltés, il est impossible pour l’œil humain de trier et d’éliminer les produits défectueux et étrangers.

Avec un trieurs par couleurs, seuls les produits défectueux et les corps étrangers détectés par une caméra CCD peuvent être triés par un éjecteur tel qu’une buse à jet d’air.

Les outils de débogage ont diverses fonctions pour aider les développeurs de logiciels à trouver les bogues.

Utilisations des trieurs par couleurs

Les trieurs par couleurs sont principalement utilisés pour trier le riz.

Le riz brun récolté contient un mélange de matières bonnes, mauvaises et étrangères.

Le riz défectueux comprend le riz moisi, tandis que les corps étrangers tels que les cailloux et les fragments de verre sont dangereux car ils ne doivent pas être mis en bouche.

La couleur des produits défectueux diffère, à certains endroits, de celle des bons produits. Les produits défectueux peuvent être détectés par la caméra CCD de la trieuse par couleurs et éliminés en soufflant de l’air par l’éjecteur.

Certains corps étrangers, tels que des fragments de verre, peuvent ressembler à de bons produits. Certaines trieuses par couleurs sont également équipées d’une caméra NIR qui utilise la lumière infrarouge proche pour faire la distinction entre les bons produits et les fragments de verre, ce qui permet d’éliminer les fragments de verre.

En plus du riz, des trieurs par couleurs sont également disponibles pour le blé, l’orge et le soja.

Principe des trieurs par couleurs

C’est la différence de couleur qui permet de distinguer les bonnes récoltes des mauvaises et des corps étrangers.

Par couleur, on entend non seulement la “couleur” proprement dite, mais aussi l’information “couleur” infrarouge, invisible à l’œil humain.

Les objets se distinguent par la proportion d’ondes électromagnétiques (lumière dans le cas de la lumière visible) réfléchies ou transmises (réflectance spectrale/transmission spectrale) pour chaque longueur d’onde.

Les produits défectueux peuvent être détectés par des caméras CCD ordinaires parce que la réflectance spectrale et la transmittance spectrale de la partie de la lumière visible sont différentes.

Les corps étrangers transparents, tels que les fragments de verre, peuvent être détectés par une caméra NIR qui détecte le rayonnement proche infrarouge, car la réflectance spectrale et la transmissivité du rayonnement proche infrarouge sont différentes.

La matière première est versée sur un tapis roulant et projetée dans la section optique, qui se compose de plusieurs sources lumineuses LED, de deux caméras CCD et d’une caméra NIR.

En éclairant le matériau avec des sources de lumière LED et en le contrôlant avec les caméras CCD et NIR, il est possible de détecter les différences de réflectance spectrale et de transmission spectrale entre les bons matériaux, les matériaux défectueux et les matériaux étrangers.

En même temps, de l’air est expulsé de la section d’éjection, qui est reliée à la caméra, pour trier les bons produits des produits défectueux et des objets étrangers.

Qu’est-ce qu’une chaudière à vapeur ?

Les chaudières à vapeur font bouillir de l’eau et la restituent sous forme de vapeur chaude.

La plupart des chaudières à vapeur sont employées comme source de chaleur. Elles servent dans un large éventail de domaines, du chauffage intérieur à la stérilisation des aliments. La vapeur étant à l’origine de l’eau, elle présente peu de risques chimiques.

Utilisations des chaudières à vapeur

Les chaudières à vapeur sont principalement utilisées à des fins industrielles mais aussi domestiques. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :

• Stérilisation des aliments dans l’industrie alimentaire.
• Production de vapeur pour la production d’électricité.
• Séchage des produits dans les usines chimiques et les usines de papier.
• Séchage du linge dans les entreprises de nettoyage.
• Rétention de la chaleur dans les sources d’eau chaude et les installations de baignade.
• Isolation thermique de l’électrolyte dans les fonderies électrolytiques.
• Chauffage intérieur et approvisionnement en eau chaude.

Les locomotives à vapeur constituaient un exemple typique car elles disposent également d’une chaudière à vapeur intégrée pour générer la puissance du moteur. Cependant, elles sont devenues rares.

Principe des chaudières à vapeur

Dans la plupart des cas, les chaudières à vapeur produisent de la vapeur en évaporant de l’eau par combustion. La chaudière se compose d’un tambour, d’une unité de combustion, d’un conduit de fumée et d’un système d’alimentation en eau.

1. Le tambour

Le ballon stocke l’eau pure, mélange d’eau et de vapeur pendant le fonctionnement. L’eau pure à l’intérieur est conçue pour retourner. L’eau chauffée par l’unité de combustion est séparée en vapeur et en eau pure à l’intérieur du tambour.

2. L’unité de combustion

L’unité de combustion brûle du combustible. Il est fourni à intervalles réguliers et mélangé à l’air pour la combustion. Elle a pour fonction d’interrompre automatiquement l’alimentation en combustible en cas d’anomalies telles qu’une mauvaise combustion ou un faible niveau d’eau dans le tambour.

3. Le conduit de fumée

Le conduit de fumée est un tuyau permettant d’évacuer l’air après la combustion. Le conduit est équipé d’un ventilateur qui permet de régler le débit d’air en fonction de l’alimentation en combustible. Des dépoussiéreurs et des équipements de désulfuration/dénitration sont installés dans le conduit de fumée si le niveau de poussière et d’oxydes dans les gaz de fumée est élevé.

4. Le système d’alimentation en eau

Le système d’alimentation en eau fournit de l’eau au tambour. Dans la plupart des cas, l’eau est pompée par une pompe d’alimentation. Si l’eau contient beaucoup d’ions métalliques, la chaudière se détériorera, c’est pourquoi un système de purification de l’eau peut être installé.

Autres informations sur les chaudières à vapeur

1. Histoire des chaudières à vapeur à usage professionnel

La vapeur est nécessaire à toutes les industries manufacturières mais elle ne peut pas être transportée sur de longues distances. Les chaudières à vapeur sont donc principalement installées à proximité des installations de demande.

Les papeteries et les usines pétrochimiques consomment de grandes quantités de vapeur, c’est pourquoi des chaudières à vapeur alimentées par des combustibles fossiles ont été installées dans ces usines à partir des années 1970. Dans de nombreux cas, la production d’énergie a été combinée à la production d’électricité afin d’utiliser efficacement la vapeur excédentaire.

Depuis 2000, le nombre de chaudières à vapeur a diminué en raison de la hausse des prix du pétrole et de l’élan social en faveur de la réduction des gaz à effet de serre. Toutefois, comme les usines pétrochimiques génèrent du pétrole et du gaz comme sous-produits, les chaudières à vapeur et les installations de production d’électricité sont toujours utilisées de manière efficace.

2. L’avenir des chaudières à vapeur commerciales

L’eau est un fluide caloporteur très efficace et essentiel pour l’industrie. Et comme la vapeur redevient de l’eau après une fuite, elle a généralement moins d’impact sur le corps humain et l’environnement que les produits chimiques et les substances toxiques. De plus, il s’agit d’une matière première inépuisable dans la nature.

Des informations récentes indiquent que certains grands fabricants se retirent de la fabrication de grandes chaudières à usage commercial. En effet, peu d’entreprises construisent de nouvelles grandes chaudières dans le pays. Les chaudières à vapeur pour la production d’électricité, qui utilisent des combustibles fossiles, sont susceptibles de diminuer à l’avenir dans la perspective de réduire l’émission de gaz à effet de serre. Cependant, la vapeur en tant que fluide caloporteur possède de très bonnes propriétés, il est donc difficile d’imaginer sa disparition à l’avenir.

3. Les chaudières à passage unique et licence de chauffagiste

D’un point de vue légal, les chaudières à passage unique nécessitent un calcul de la surface de transfert de chaleur moins important que les chaudières à tubes de fumée et les chaudières à tubes d’eau pour la même production de vapeur. Par conséquent, si la surface de transfert de chaleur reste inférieure à la valeur standard, elle peut être gérée sans licence de chauffagiste. En raison de cet avantage, certaines entreprises installent et exploitent plusieurs chaudières à passage unique.

Toutefois, en fonction du volume de production de vapeur et de la pression requise par les installations en demande, il n’est pas possible d’utiliser uniquement des chaudières à passage unique dans certaines situations. Le choix de la chaudière appropriée se fait après consultation du fabricant de la chaudière.

Qu’est-ce qu’un gant résistant à la chaleur ?

Les gants résistants à la chaleur sont un type d’équipement de protection qui protège les mains et les bras des travailleurs contre les risques d’exposition à des températures élevées ou basses.

Ils constituent un équipement de protection particulièrement important dans les établissements de recherche confrontés à des environnements chauds et froids et sur les lieux de travail où des matériaux tels que les résines, les métaux et le verre sont fondus, et sont utilisés pour protéger les travailleurs contre les brûlures et les gelures.

Une large gamme de matériaux est disponible, notamment le coton, le silicone, les fibres aramides, l’enduction d’aluminium et le polyuréthane. Ces gants sont sélectionnés en fonction de la température de résistance à la chaleur du matériau et de l’aptitude au travail de l’environnement dans lequel ils sont utilisés.

Utilisations des gants résistants à la chaleur

Les principaux environnements d’utilisation à haute température sont les usines de transformation des aliments, les usines de transformation du verre, les aciéries et les laboratoires. Les environnements à basse température sont utilisés pour le travail dans les congélateurs, dans l’industrie de la pêche et lors de la manipulation d’azote liquide.

Les gants de cuisine utilisés pour la préparation et les gants en caoutchouc silicone résistants à l’huile pour prévenir les brûlures sont utilisés dans les sites de transformation des aliments. Les gants en silicone sont souvent utilisés dans les sites de manipulation des aliments car ils sont résistants à la poussière.

Cependant, ils n’offrent pas une bonne isolation et il est recommandé de les utiliser en combinaison avec des gants intérieurs. Les gants utilisés dans les usines de traitement du verre et les aciéries requièrent des températures de résistance à la chaleur élevées, allant de 500°C à près de 1 000°C. Les gants résistants à la chaleur haute performance avec un procédé de dépôt d’aluminium pour la résistance à la chaleur et aux flammes sont les gants de choix.

Dans l’industrie de la pêche, les gants gants résistants à la chaleur en polyuréthane, dont la résine ne durcit pas même à -60°C, sont couramment utilisés pour le conditionnement de la glace et les travaux par temps froid. Pour manipuler des gaz liquides à très basse température, comme l’azote liquide, on utilise des gants résistants aux très basses températures (-196°C). Ils sont principalement utilisés dans les laboratoires et dans le secteur de la biotechnologie.

Caractéristiques des gants résistants à la chaleur

Les gants résistants à la chaleur ont des caractéristiques différentes en fonction du matériau. Les caractéristiques de chacun d’entre eux sont les suivantes :

1. Matière coton

Le coton est le matériau utilisé pour les gants militaires. Les gants en pur coton, composés à 100 % de coton, absorbent très bien la sueur. Ils sont également résistants à la chaleur et ont un large éventail d’utilisations.

Les gants en coton mélangé à du polyester ou de la rayonne présentent les caractéristiques des fibres autres que le coton, telles que la résistance au froissement et le séchage rapide.

2. Matériau en silicone

Les matériaux en silicone peuvent résister à des températures de 200°C ou plus et sont hydrofuges, ce qui les rend résistants à la poussière et à d’autres contaminants. Ils sont souvent utilisés dans les industries qui manipulent des denrées alimentaires et dans les salles blanches.

3. Fibres d’aramide

Les fibres aramides présentent une excellente résistance à la flamme avec une température de résistance à la chaleur de 370°C, mais elles sont dégradées par les rayons ultraviolets, les acides et les alcalis.

4. Matériaux en polyuréthane

Les matériaux en polyuréthane ont une température de résistance à la chaleur d’environ 150°C et se caractérisent par leur excellente élasticité. Ils se caractérisent également par une excellente résistance au froid.

5. Fibres de silice (fibres inorganiques)

Les fibres de silice (fibres inorganiques) ont une température de résistance à la chaleur de 600°C-800°C et se caractérisent par leur capacité à supporter des températures que les fibres organiques ne peuvent pas supporter.

Autres informations sur les gants résistants à la chaleur

1. Inspection des gants résistants à la chaleur

L’inspection avant utilisation est très importante pour une utilisation correcte des gants résistants à la chaleur. L’équipement de protection peut se détériorer en cas d’utilisation continue et ne plus résister à l’environnement de travail.

Par exemple, les fibres aramides sont des polymères basés sur des liaisons amides et diffèrent dans leur structure chimique des polyamides aliphatiques du nylon, qui sont des polyamides aromatiques. Outre les gants résistants à la chaleur, les fibres aramides sont utilisées dans les renforts de pneus et les gilets pare-balles. Les fibres aramides sont dégradées par les rayons ultraviolets, les acides et les alcalis, et doivent être contrôlées avant utilisation.

L’utilisation de n’importe quelle fibre de haute technologie n’empêche pas la détérioration. Un contrôle et une gestion adéquate avant utilisation sont essentiels pour éviter les accidents, car les zones carbonisées, les résidus d’huile et de détergent provenant du lavage altèrent les propriétés ignifuges.

2. Exemples d’accidents liés à la combustion

Les gants résistants à la chaleur sont les équipements de protection les plus courants pour la sécurité des travailleurs, mais le port de gants résistants à la chaleur ne permet pas toujours d’éviter les accidents. Les trois principales causes d’accidents seraient les suivantes :

1. La non-reconnaissance des dangers.
2. Les procédures de travail ne sont pas définies.
3. Le manque de formation sur les dangers et les effets nocifs.

Pour éviter les accidents graves, il est important de porter des équipements de protection appropriés et d’effectuer des activités de sécurité quotidiennes. Même s’il existe des équipements de protection tels que des gants résistants à la chaleur, les accidents ne peuvent être évités si les opérateurs et les responsables ne sont pas conscients des dangers, il est donc important de veiller à ce qu’une formation et des conseils en matière de sécurité soient dispensés.

Qu’est-ce qu’un instrument de mesure de charge ?

Un instrument de mesure de charge est un dispositif utilisé pour mesurer la force de traction ou de poussée exercée sur un objet.

Les instruments de mesure de charge les plus courants sont les dynamomètres, les cellules de charge et les capteurs de couple.

Par exemple, les dynamomètres mesurent les forces générées lors de mouvements tels que la poussée et la traction, les cellules de charge sont utilisées comme capteurs de force, tandis que les couplemètres mesurent les forces de rotation et de torsion.

Utilisations des instruments de mesure de charge

Les instruments de mesure de charge quantifient la dureté des matériaux, l’ampleur des forces générées lors de l’utilisation d’un équipement et l’ampleur des forces appliquées à divers objets.

1. Les dynamomètres

Les dynamomètres sont principalement utilisés lorsqu’ils sont tenus à la main et qu’ils exercent une action directe de poussée ou de traction sur l’objet mesuré. Un exemple est la mesure de la force appliquée lors d’actions telles que l’ouverture et la fermeture de fermetures ou de volets.

La fixation d’un dynamomètre sur un support permet d’effectuer des mesures uniformes et reproductibles. Ils sont également utilisés pour des utilisations telles que les tests de dureté et les tests d’ouverture/fermeture de l’objet à mesurer.

2. Les cellules de charge

Les cellules de charge sont principalement utilisées comme transducteurs pour la mesure de la charge, par exemple lorsqu’elles sont montées sur un équipement. La taille et la forme de la cellule de charge utilisée dépendent de l’objet à mesurer et vont de petites à grandes formes.

3. Capteurs de couple

Les capteurs de couple mesurent le couple de rotation et la force de torsion. La mesure est effectuée en tenant l’objet à mesurer ou le couplemètre manuellement et en effectuant un mouvement de serrage ou d’ouverture/fermeture sur l’objet qui n’est pas tenu.

Dans de nombreux cas, ils sont utilisés pour mesurer la force d’ouverture et de fermeture des bouchons ou la force de serrage des vis. D’autres utilisations comprennent la mesure du couple de sortie des moteurs, etc., et du couple de charge des machines tournantes.

Principe des dynamomètres

Les dynamomètres sont utilisés pour mesurer la force générée par la poussée et la traction, le pelage et la friction. Il existe deux types de dynamomètres : les dynamomètres à ressort et les dynamomètres à cellule de charge intégrée.

Les dynamomètres à ressort indiquent mécaniquement la déformation d’un ressort sous l’effet d’une charge. Les cellules de charge quantifient la force mesurée en la convertissant en un signal électrique. Il existe plusieurs méthodes de conversion, le type à jauge de contrainte étant le plus couramment utilisé.

Cette méthode utilise des jauges de contrainte qui mesurent la déformation causée par la force appliquée. Dans d’autres cas, les méthodes piézoélectriques, à couche métallique mince, à capacité et à fibre optique sont également utilisées.

Les dynamomètres mesurent la force dans un mouvement de rotation en détectant les variations de l’angle de torsion de l’arbre en rotation sous la forme d’une différence de phase, qui est convertie en un signal électrique.

Autres informations sur les instruments de mesure de charge

1. Instruments de mesure de charge et cellules de charge

Les instruments de mesure de charge à affichage numérique utilisent des cellules de charge pour détecter la charge. Un capteur de charge est doté de jauges de contrainte fixées à une pièce métallique. La partie métallique du capteur est conçue en fonction de la capacité de charge, et l’ampleur de la déformation du métal causée par la charge est convertie en une variation de la valeur de résistance par l’expansion et la contraction de la jauge de contrainte. Elle est ensuite amplifiée électriquement et convertie en une valeur de charge. La charge amplifiée est affichée sur un compteur à affichage numérique.

Les instruments de mesure de charge utilisant des cellules de charge sont très précis dans l’affichage des valeurs. Toutefois, la partie cellule de charge de l’instrument de mesure de charge doit être manipulée avec précaution car le métal est susceptible de subir une déformation plastique en cas de choc ou de surcharge. Il est important de ne pas faire tomber, heurter ou surcharger la cellule de charge.

2. Jauges de tension

Les jauges de tension sont des instruments de mesure de charge utilisés pour mesurer la tension des courroies de transmission, des chaînes, etc. qui sont tendues pour transmettre la puissance. La tension est la force exercée entre deux points et calculée à partir de la distance entre les deux points, de la charge appliquée perpendiculairement à la direction de la tension et de la “déflexion” de la courroie, etc. causée par cette charge.

Outre les courroies de transmission, la force de tension du papier dans les presses d’imprimerie, la force de tension du fil dans le tissage et la force de tension des plaques d’acier envoyée d’un rouleau de plaques d’acier à une presse sont également mesurées de la même manière. Il existe deux types de jauges de tension : les jauges analogiques et les jauges numériques.

Certaines mesurent simultanément la quantité de déviation, tandis que d’autres tiennent une distance définie en deux points comme mécanisme de mesure et affichent la tension dans leur propre norme. Ce terme peut également faire référence aux dynamomètres numériques et analogiques eux-mêmes.