月: 2023年3月

Qu’est-ce qu’un fusible réarmable ?

Les fusibles réarmables sont des composants électroniques qui peuvent être utilisés de manière répétée tout en agissant comme des fusibles pour éviter les surintensités.

Ils sont également appelés fusibles réarmables PTC ou CTP, ou également polyfusibles. Ce sont des thermistances PTC en polymères conducteurs qui se distinguent des fusibles de base par leur principe de réarmement. Les fusibles interrompent le circuit en brisant la chaîne du courant suite à un échauffement, lorsqu’il est par exemple traversé par une surintensité.

En revanche, les fusibles réarmables limitent le courant en augmentant la température à l’intérieur de l’élément en raison d’une surintensité, ce qui augmente la résistance. De nombreux produits sont plus petits que les fusibles, ce qui permet d’économiser de l’espace, et leur structure est moins susceptible de se briser et plus résistante aux chocs et aux vibrations.

Utilisations des fusibles réarmables

Les fusibles réarmables sont utilisés pour protéger les circuits soumis à des surintensités répétitives. Ils sont également utilisés pour les courts-circuits délibérés dans les montages à haute densité. Voici quelques exemples d’applications des fusibles réarmables :

• Petits moteurs et alimentations à découpage
• Récepteurs satellites
• Alarmes incendie
• Tapis électriques
• Équipements de télécommunications tels que les smartphones et les tablettes
• Ordinateurs

Cependant, les fusibles réarmables utilisent des composants électroniques et ne sont donc pas adaptés aux circuits à courant élevé. Les fusibles à élément fusible sont utilisés, par exemple, dans les fusibles limiteurs de courant pour la protection des circuits à haute tension.

Principe des fusibles réarmables

Les fusibles réarmables sont constitués d’un polymère conducteur pris en sandwich entre des feuilles d’électrodes métalliques. Les fils sont soudés pour se connecter à la feuille d’électrode – le même principe que les thermistances PTC, qui ont la propriété d’augmenter la résistance avec l’augmentation du courant.

Les polymères conducteurs sont constitués de particules conductrices telles que le carbone ou le nickel dispersées dans un polymère isolant. La résistance peut être ajustée en variant la quantité et le matériau. Les variations de résistance peuvent atteindre des valeurs de 10 000 à 1 000 000 fois supérieures.

Si la température interne du fusible réarmables augmente en raison d’une surintensité, la valeur de la résistance augmente, limitant ainsi le courant. Contrairement aux fusibles classiques, les fusibles réarmables ne sautent pas et le flux de courant revient à la normale lorsque la température interne diminue. Ils peuvent donc être utilisés de manière répétée.

Lorsque la valeur du courant augmente et que la température change, la valeur de la résistance a la propriété d’augmenter rapidement. Ce phénomène est dû à la fusion du polymère conducteur. Cependant, la réactivité peut être faible lors d’augmentations minimes du courant.

Comment choisir un fusible réarmable ?

Les fusibles réarmables sont sélectionnés en fonction de la tension nominale, du courant nominal et de la méthode de montage.

1. Tension nominale

La tension nominale est la hauteur de la tension à laquelle un fusibles réarmables résistera à l’utilisation. S’il est utilisé au-delà de la tension nominale, il risque d’endommager ou de griller le circuit.

En général, les produits d’une tension d’environ 72 V en CC sont largement disponibles. Des produits ayant une tension nominale plus élevée de 240 V CA sont également disponibles sur le marché. Par conséquent, si des produits ayant une tension de résistance de 400 V système ou plus sont nécessaires, ils doivent être commandés spécialement.

2. Courant nominal

Le courant nominal est la hauteur du courant auquel un fusible réarmable peut résister. Si le courant nominal est dépassé, une valeur de résistance plus élevée limite la valeur du courant.

En général, de nombreux produits sont vendus avec un courant nominal de quelques ampères. Les produits commerciaux sont limités à un maximum d’environ 20 A.

3. Méthode de montage

La méthode de montage est le mode d’emploi d’installation du fusible réarmable. Des produits de montage en surface et de montage sur borne enfichable sont disponibles.

Montage en surface
Le montage en surface est une méthode de montage dans laquelle le fusible est fixé à la carte avec de la soudure notamment, et présente l’avantage de prendre moins de place que le montage sur borne enfichable. Toutefois, de nombreux éléments électroniques montés en surface sont de petite taille et le soudage à la main nécessite des connaissances et des compétences appropriées.

Souvent, certains fabricants ne garantissent pas les performances du montage à la main.

Montage par bornes enfichables
Le montage par bornes enfichables est une méthode de montage dans laquelle les fils sont enfichés dans le circuit imprimé. Le circuit imprimé comporte des trous de montage des fils de connexion pour faciliter le montage des composants, et le montage s’effectue en insérant les fils de connexion dans ces trous. En outre, il est courant de souder les trous de montage pour fixer le composant en place.

Le montage par bornes enfichables permet de monter facilement les composants, mais nécessite beaucoup d’espace. Toutefois, si vous prévoyez de monter les composants manuellement, il est plus sûr de choisir le montage par bornes enfichables.

Qu’est-ce qu’un transformateur audio ?

Un transformateur audio est un transformateur utilisé pour amplifier le son dans un équipement audio.

Ils sont généralement situés à l’étage de sortie d’un amplificateur et sont chargés d’effectuer la conversion et le filtrage nécessaires du signal de sortie de l’amplificateur avant qu’il ne soit envoyé aux haut-parleurs. De nombreux produits sont conçus pour minimiser les effets du bruit et d’autres champs électromagnétiques.

Par conséquent, ils sont souvent utilisés pour transmettre des signaux micro-analogiques sur de longues distances, tels que les signaux des microphones.

Utilisations des transformateurs audio

Les transformateurs audio sont utilisés pour améliorer les équipements audio. Ils sont utilisés à l’entrée des amplificateurs et peuvent être utilisés pour amplifier les signaux audio. Le choix du transformateur audio a un impact significatif sur la qualité du son, en particulier dans les amplificateurs asymétriques et push-pull.

Le choix du bon transformateur peut améliorer la clarté et l’équilibre du son. Ils sont également utilisés pour envoyer le signal de sortie de l’amplificateur aux haut-parleurs.

Il est placé entre l’alimentation, le circuit de l’étage de sortie et le haut-parleur, pour convertir et filtrer le signal de sortie. Il améliore l’efficacité et la précision du haut-parleur et rend la texture du son plus réaliste.

Il est parfois utilisé dans les circuits d’amplification pour le filtrage et l’adaptation de l’impédance. En particulier dans les amplificateurs tampons et les amplificateurs de microphone, ils contribuent à la stabilité du signal et à la qualité du son.

Principe des transformateurs audio

Les transformateurs audio sont des transformateurs destinés à la transmission de signaux audio. Un transformateur est un dispositif de transmission de l’énergie électrique par l’intermédiaire d’un circuit magnétique, qui transmet l’énergie par le couplage magnétique de deux bobines.

Dans les transformateurs audio, le signal audio est introduit dans la bobine d’entrée et le signal transformé est extrait de la bobine de sortie. Lorsque le signal audio traverse la bobine d’entrée, il génère un flux magnétique dans la bobine. Lorsque ce flux magnétique atteint la bobine de sortie, il est à nouveau converti en signal électrique.

Dans les transformateurs audio, les propriétés magnétiques des composants jouent un rôle important. En particulier, la qualité du matériau du noyau du transformateur et des enroulements a un impact sur la qualité du son. De plus, les enroulements des transformateurs peuvent être spécifiquement conçus en termes d’inductance et de capacité afin de garantir une conversion du signal audio de meilleure qualité.

Types de transformateurs audio

Il existe plusieurs types de transformateurs audio, chacun étant utilisé pour des applications différentes en fonction de ses caractéristiques. Les transformateurs audio typiques sont les suivants.

1. Transformateurs de sortie

Utilisés dans l’étage de sortie des amplificateurs pour transmettre des signaux à haute tension ou à haute intensité aux haut-parleurs. Des transformateurs de grande taille et de forte puissance sont souvent utilisés.

2. Transformateur d’entrée

Utilisé dans l’étage d’entrée des amplificateurs pour amplifier les signaux de faible niveau. Il est souvent fabriqué avec des matériaux de haute qualité pour assurer une transmission claire du signal audio.

3. Transformateurs d’adaptation

Connectés entre les transformateurs d’entrée et de sortie pour assurer une bonne adaptation de l’impédance. Ces transformateurs sont utilisés pour améliorer la qualité de la transmission du signal et réduire le bruit et la distorsion.

4. Transformateur de puissance CA

Les transformateurs de puissance CA sont des transformateurs utilisés pour alimenter les amplificateurs. Il est installé dans le but d’éliminer le bruit de l’alimentation en courant alternatif, entre autres. Il peut améliorer la qualité du courant fourni à l’amplificateur.

5. Transformateur enfichable

Les transformateurs enfichables sont des transformateurs utilisés pour le câblage des équipements audio. Ils sont souvent petits, peu coûteux et utilisés dans une large gamme d’applications.

Comment choisir un transformateur audio ?

Pour choisir un transformateur audio, il faut tenir compte de l’application, de l’impédance, de la qualité souhaitée et de la taille.

Tout d’abord, le type de transformateurs audio est sélectionné en fonction de l’application. L’impédance est ensuite définie. Lors de la sélection d’un transformateur de sortie ou d’entrée, il est important que l’impédance du transformateur corresponde à l’impédance des étages de sortie et d’entrée de l’amplificateur.

La qualité de la sélection fait également l’objet d’une attention particulière. Le choix de produits fabriqués à partir de matériaux et de technologies de haute qualité améliorera la qualité du son.

La taille et la forme sont également des facteurs importants. Si une taille plus petite est requise ou si une forme spéciale est nécessaire, il convient de choisir un transformateur approprié.

Qu’est-ce qu’un résolveur ?

Un résolveur est un type de codeur et un capteur permettant de mesurer des angles de rotation.

Parmi les dispositifs qui détectent l’angle de rotation, les résolveurs sont particulièrement adaptés à la lecture des changements dans le champ magnétique par induction électromagnétique et la détection  de l’angle de rotation. L’information sur la rotation lue par le résolveur est émise sous la forme d’un signal électrique, qui peut être renvoyé à l’équipement rotatif auquel le résolveur est fixé.

Utilisations des résolveurs

Les résolveurs sont principalement utilisés dans les équipements industriels. Ils ne sont pas utilisés dans les produits blancs ou les installations commerciales. Les servomoteurs sont la principale cible pour la mesure des angles de rotation.

Pour que les servomoteurs fonctionnent avec précision, un retour d’information doit être fourni en détectant, par exemple, la vitesse du moteur. Les résolveurs sont utilisés en combinaison avec ces servomoteurs pour un positionnement de haute précision.

Depuis quelques années, ils peuvent être utilisés dans les véhicules électriques. Ils peuvent être appliqués au contrôle de la conduite des véhicules électriques et à la direction assistée électrique pour fournir un contrôle avancé du moteur. Les résolveurs permettent d’économiser de l’énergie et d’assurer un contrôle précis, et leur utilisation dans les automobiles est donc de plus en plus répandue.

Principe des résolveurs

Le principe de base d’un résolveur est presque le même que celui d’un transformateur. Il se compose de deux noyaux autour desquels sont enroulées des bobines.

La rotation modifie la position relative des noyaux primaire et secondaire, ce qui entraîne un désalignement entre le primaire et le secondaire. Le principe du résolveur est de détecter l’angle de rotation en mesurant la valeur du courant alternatif. Par exemple, lorsque l’angle de rotation est de 0°, les positions relatives des noyaux restent les mêmes et il n’y a pas de décalage de la tension d’entrée-sortie ; à 180°, la phase de la tension d’entrée-sortie est inversée.

Dans un résolveur, la partie qui tourne avec l’objet est appelée le rotor et la partie avec une bobine intégrée est appelée le stator. Si le rotor est concentrique avec le stator, une sortie égale est obtenue pour chaque rotation du rotor. En revanche, une forme elliptique fournit une sortie deux fois plus importante et une forme triangulaire, une sortie trois fois plus importante.

L’amplification du signal de sortie peut donc être contrôlée par la forme du rotor. Les résolveurs ont donc l’avantage de pouvoir être utilisés dans des environnements défavorables grâce à leur structure simple composée d’un noyau et d’une bobine.

Autres informations sur les résolveurs

1. Comment utiliser les résolveurs ?

Les signaux émis par le résolveur sont convertis en angle de rotation et en vitesse angulaire de rotation par le RDC (Resolver Digital Converter), qui les convertit en signaux numériques pouvant être traités par l’unité centrale.

Le RDC peut également compenser les variations de fabrication des résolveurs lors de la numérisation du signal d’angle de rotation. Le traitement arithmétique effectué sur les servomoteurs et les moteurs utilisés dans les véhicules est généralement une commande PID. La quantité d’énergie à fournir au moteur est déterminée en comparant la vitesse cible avec l’angle de rotation et la vitesse angulaire de rotation détectés par le résolveur.

Pour augmenter la précision du positionnement et du contrôle, la différence de temps entre la détection de l’angle de rotation et la détermination de la quantité d’énergie doit être réduite au minimum, ce qui dépend de la limite supérieure de la fréquence de fonctionnement de l’unité centrale.

2. Avenir des résolveurs

Les résolveurs ont une configuration de base simple, mais ils sont coûteux. Il est coûteux non seulement en termes de coûts des composants, mais aussi de maintenir une production stable de résolveurs avec une garantie de haute précision. Les résolveurs ont plusieurs enroulements de stator, et il est important que tous les fils de cuivre soient enroulés de manière uniforme. Toute variation dans le bobinage affectera le signal de sortie et entraînera une réduction de la précision de la détection de la position.

Ces dernières années, les capteurs magnétiques ont été adoptés comme alternative aux résolveurs. Il existe différents types de capteurs magnétiques, mais la plupart sont des capteurs magnétiques qui utilisent l’effet magnétorésistif. L’effet magnétorésistif est un phénomène dans lequel la résistance électrique change en fonction de l’intensité et de la direction d’un champ magnétique externe. Les capteurs magnétiques sont choisis parmi les dispositifs suivants en fonction de leur utilisation :

• Dispositifs AMR (effet de magnétorésistance anisotrope)
• Dispositifs GMR (effet de magnétorésistance géante)
• Dispositifs TMR (effet de magnétorésistance tunnel).

Les avantages des capteurs magnétiques sont qu’ils peuvent être intégrés dans les bagues de roulement et qu’ils ne nécessitent pas de circuits de traitement des signaux tels que le RDC. Ils devraient être plus petits, plus légers et moins chers.

Qu’est-ce qu’un détecteur de radiations ?

Un détecteur de radiations est un appareil qui détecte et mesure les radiations de manière indirecte, en utilisant les réactions physiques et chimiques causées par l’interaction entre les radiations et la matière.

L’homme ne peut pas percevoir directement les rayonnements avec ses sens. C’est pourquoi l’ionisation et l’excitation provoquées par le rayonnement sont utilisées pour la détection et la mesure. Par exemple, des ions et des électrons libres sont générés, ou des ondes électromagnétiques telles que la fluorescence, puis convertis en signaux de courant. Sur la base de ce signal de courant, la dose de rayonnement peut être affichée sur un compteur ou rendue audible.

Les autres utilisations sont nombreuses, notamment celles basées sur l’émission d’électrons, celles utilisant la production de chaleur, l’utilisation pratique de l’activation des matériaux neutroniques et les détecteurs basés sur la détection du rayonnement Cherenkov.

Utilisations des détecteurs de radiations

Les détecteurs de radiations sont largement utilisés dans les sites de décontamination des radiations, les chantiers navals et les usines. Comme il existe différents types de radiations – alpha, gamma, bêta et rayons X – et que les doses qu’elles émettent vont de fortes à faibles, les détecteurs eux-mêmes doivent être soigneusement sélectionnés en fonction de la situation.

La mesure des débits de dose dans l’air donne une vue d’ensemble de la quantité de rayonnements qui circulent dans l’espace. La détection des rayonnements émis par la surface d’un objet permet également de savoir si l’objet est contaminé et d’identifier la source de contamination. Les détecteurs de rayonnements sont également utilisés pour mesurer la dose de rayonnements à laquelle une personne a été exposée.

Principe des détecteurs de radiations

Il existe deux grands types de détecteurs de rayonnements : ceux qui utilisent l’effet ionisant des rayonnements sur les molécules de gaz et ceux qui utilisent l’excitation des électrons dans les matériaux, principalement les solides et les liquides.

Les premiers sont appelés détecteurs de gaz et les seconds détecteurs de scintillation.

1. Détecteurs de gaz

Dans les détecteurs de gaz, le détecteur est rempli d’un gaz, tel qu’un gaz inerte ou de l’air. Lorsque le rayonnement le traverse, les molécules s’ionisent pour produire des cations et des électrons. L’ionisation de ces molécules de gaz est utilisée pour mesurer la quantité de rayonnement. Il existe différents types de détecteurs d’attente, tels que les boîtes d’ionisation, les compteurs GM et les compteurs proportionnels.

Chambre d’ionisation
Dans une chambre d’ionisation, les cations et les électrons sont attirés respectivement par les électrodes et convertis en signaux électriques pour la mesure. Le nombre de cations et d’électrons ionisés par l’énergie du rayonnement est directement converti en un signal électrique. L’intensité du signal est presque proportionnelle à l’énergie du rayonnement. En d’autres termes, il est possible de déterminer l’énergie du rayonnement. Cependant, l’inconvénient est que la sensibilité est faible car l’ionisation est directement observée.

Compteurs GM
Dans un compteur GM, un gaz est chargé de la même manière que dans une chambre d’ionisation, mais une haute tension est appliquée entre les électrodes de sorte que les électrons produits par l’ionisation se déplacent à grande vitesse et ionisent d’autres molécules de gaz. Cela permet d’obtenir un signal fort.

Par conséquent, une impulsion est passée entre les électrodes pour chaque ionisation. Un signal fort est obtenu, mais l’inconvénient est qu’aucune information sur l’énergie du rayonnement n’est disponible car le signal est une impulsion.

Compteurs proportionnels
Dans un détecteur rempli de gaz, si la tension appliquée entre les électrodes est modérément ajustée, l’ionisation par les radiations est suivie par l’ionisation d’autres molécules de gaz, produisant un signal fort, qui est également proportionnel au nombre de molécules initialement ionisées. Les compteurs proportionnels sont utilisés pour effectuer des mesures dans ces conditions.

2. Détecteur à scintillation

Les détecteurs à scintillation utilisent l’effet des radiations sur les électrons en orbite autour du noyau, ensuite transférés vers une orbite extérieure, ce que l’on appelle l’excitation. Un exemple d’instrument est le radiomètre à scintillation.

Un matériau qui a la propriété d’émettre de la lumière par excitation du rayonnement est appelé scintillateur. Les cristaux d’iodure de sodium (NaI) sont utilisés comme scintillateurs à cristaux solides. Lorsque le rayonnement est absorbé par un scintillateur, l’excitation électronique rend les atomes instables, puis les ramène à leur état stable d’origine. Au cours de ce processus, les atomes émettent de l’énergie sous forme de lumière.

Cette faible lumière est amplifiée par un tube photomultiplicateur et convertie en courant électrique pour la mesure. Le nombre de photons émis étant proportionnel à l’énergie du rayonnement, les détecteurs à scintillation peuvent déterminer l’énergie du rayonnement.

Les cristaux de NaI étant hygroscopiques, ils sont scellés pour éviter qu’ils ne soient exposés à l’air. D’autre part, une fenêtre d’incidence est prévue à l’endroit où le rayonnement pénètre dans le détecteur. La fenêtre incidente est constituée d’un métal très fin à très faible numéro atomique, comme le béryllium ou l’aluminium, d’une épaisseur d’environ 100 µm.

Comment choisir un détecteur de radiations

Lors du choix d’un détecteur de radiations, il est important de vérifier les points suivants :

1. Type de rayonnement

Il existe différents types de rayonnements : alpha, bêta, neutron, gamma et rayons X. La structure et le principe d’un détecteur de radiations déterminent le type de radiations qui peut être détecté et la sensibilité attendue, il est donc important de choisir un détecteur en connaissant ces facteurs.

2. Valeur affichée

Le choix doit reposer sur la question de savoir si la valeur affichée (par exemple, s’il s’agit d’un simple comptage ou d’un équivalent de dose de 1 cm) est adaptée à l’utilisation prévue.

3. Perméabilité aux rayonnements

La compréhension de la perméabilité du rayonnement permet de travailler en toute confiance, car le rayonnement doit atteindre le site d’ionisation (scintillateur gazeux ou solide) pour être détecté. Par exemple, les radiamètres à scintillation au NaI sont destinés à mesurer les rayons gamma et les rayons X. En effet, ils ne peuvent pas détecter les rayonnements qui ne sont pas transmissibles par le gaz ou le solide. En effet, ils ne peuvent pas détecter les rayonnements qui ne peuvent pas traverser la fine fenêtre métallique (rayonnements alpha et bêta) car ils doivent être scellés autour d’un scintillateur, qui est hygroscopique.

Certains compteurs GM sont capables de mesurer le rayonnement bêta, d’autres non. Le rayonnement bêta peut être mesuré avec le type de compteur qui possède une grande fenêtre et utilise du mica très fin pour la fenêtre. Les rayons bêta peuvent traverser cette fenêtre de mica. Les compteurs GM, qui peuvent mesurer à la fois les rayonnements bêta et gamma, sont munis d’un couvercle métallique qui doit être retiré pour les mesures bêta. En effet, les rayons bêta ne pénètrent pas le capuchon métallique.

Autres informations sur les détecteurs de radiations

1. Objectif de la mesure des rayonnements

Les mesures de rayonnement ont deux objectifs principaux :

• Mesurer la dose de rayonnement spécifique à un champ de rayonnement, comme le type et l’énergie du rayonnement ou le nombre de particules, afin de la contrôler lors de la manipulation des rayonnements.
• Mesurer la dose absorbée, qui s’exprime en multipliant la dose de rayonnement dans le champ de rayonnement par un coefficient résultant de l’interaction entre le rayonnement et le matériau, afin de comprendre ou d’utiliser efficacement les effets physiques, chimiques et biologiques produits par le rayonnement.

La gestion de la radioprotection est une extension de cette dernière. Pour évaluer les effets des rayonnements sur le corps humain, une dose efficace est calculée sur la base de cette dernière dose absorbée. Y est ajoutée une évaluation des effets biologiques de chaque type de rayonnement et de la sensibilité de la partie du corps exposée aux rayonnements.

2. Détecteurs de rayons X de haute énergie à scintillation

Les détecteurs à scintillation utilisant des cristaux scintillants solides sont utilisés pour mesurer les rayons X de haute énergie et même les rayons gamma de plus haute énergie. La particularité d’un détecteur de rayons X est que le scintillateur reçoit et détecte efficacement les rayons X proportionnellement à leur énergie.

Cette caractéristique le distingue des détecteurs de gaz, qui ne peuvent pas capter les rayons X de haute énergie. De plus, le temps qui s’écoule entre le moment où les rayons X pénètrent dans le détecteur et celui où ils sont convertis en un signal électrique et émis est très court. Cela le rend adapté aux mesures lorsqu’il y a un grand nombre de photons de rayons X incidents. Dans le domaine de la recherche, des détecteurs de rayons X de haute énergie à détection de position ont également été mis au point. Ils utilisent les avantages du type à scintillation pour obtenir une image bidimensionnelle des rayons X.

Qu’est-ce qu’une pompe doseuse ?

Une pompe doseuse est un dispositif qui pompe de manière répétée un volume défini et fixe de liquide.

Elles conviennent pour le dosage précis de produits chimiques et d’autres liquides. Les pompes doseuses qui pompent des produits chimiques et d’autres liquides doivent être résistantes à la corrosion et sont donc construites à partir de matériaux résistants à la corrosion. L’électricité ou l’air comprimé sont généralement utilisés comme source d’entraînement.

Utilisations des pompes doseuses

Les pompes doseuses sont utilisées pour le soutirage de liquides dosés. Voici quelques exemples d’utilisations des pompes doseuses :

• Lignes de production de produits pharmaceutiques et chimiques.
• Dosage de produits chimiques et processus de stérilisation dans l’agriculture et l’élevage.
• Ajout de produits chimiques stérilisants dans les stations d’épuration des eaux.
• Pour le traitement de neutralisation dans les stations d’épuration des eaux usées.

Elles sont principalement utilisés dans l’industrie dans le cadre du processus de fabrication. L’équipement est également largement utilisé dans les infrastructures telles que les stations d’épuration des eaux et les stations de traitement des eaux usées.

Dans le secteur médical, les pompes doseuses nécessitent un contrôle très précis du volume de liquide, car les erreurs affectent directement la vie humaine.

Principe des pompes doseuses

Les pompes doseuses se divisent en deux grandes catégories : les pompes à piston et les pompes rotatives.

Les mécanismes à mouvement alternatif sont conçus pour pomper un liquide par le mouvement alternatif d’un piston. Le liquide peut être pompé jusqu’à concurrence du volume du piston. L’avantage est que le liquide peut être pompé à haute pression.

Les mécanismes rotatifs pompent le liquide en faisant tourner une roue ou un dispositif similaire. Le liquide ne peut être pompé que dans la limite du volume de la roue et du corps. La structure est simple et peut être utilisée pour une large gamme de liquides.

Types de pompes doseuses

Différents types de pompes sont utilisés pour les pompes doseuses.

1. Pompes à piston

Il s’agit d’un type de pompe à mouvement alternatif dans laquelle le plongeur, un piston en forme de tige, se déplace d’avant en arrière. Elle peut pomper des quantités mesurées de liquide en continu et à haute pression.

2. Pompes à piston

Une pompe à piston est un type de pompe dans laquelle le liquide est pompé par le mouvement alternatif d’un piston. Elle se caractérise par l’utilisation de joints et de soupapes du côté du piston pour pomper le liquide. Elle peut être utilisée à haute pression et présente l’avantage d’un rendement élevé.

3. Pompes à membrane

Il s’agit d’un type de pompe à mouvement alternatif qui pompe le liquide en utilisant le mouvement alternatif d’une membrane élastique telle que la résine. Elle se caractérise par l’absence de joint et est souvent utilisée dans les applications de transfert de produits chimiques.

Elle présente l’inconvénient de produire des pulsations et un débit uniquement lorsque la membrane fonctionne. Pour les débits instantanés élevés, le diamètre de la tuyauterie doit être augmenté pour correspondre au débit de pointe. Le débit pulsé peut être contré en introduisant des chambres à air ou des accumulateurs en aval de la pompe ou en installant plusieurs unités en parallèle, avec les phases décalées.

Le débit est ajusté en modifiant la largeur de course et la fréquence. Différentes sources d’entraînement sont utilisées, principalement motorisées et électromagnétiques. La première utilise un inverseur, tandis que la seconde utilise une commande électronique pour modifier la vitesse de course.

Les pompes à membrane ultra-compactes utilisant des éléments piézoélectriques (éléments piézoélectriques) sont appelées micropompes. Elles peuvent traiter des débits infimes de quelques µL/min.

4. Pompes à vis

Type de pompe rotative qui pompe un liquide en faisant tourner un rotor fileté à l’intérieur de la pompe. Elle se caractérise par des pulsations extrêmement faibles.

5. Pompes à engrenages

Il s’agit d’une pompe dans laquelle deux engrenages s’engrènent et ne pompent le liquide qu’à hauteur du volume des engrenages et du corps. Elle se caractérise par de faibles pulsations lorsque le débit est élevé dans une certaine mesure. Les pulsations apparaissent lorsque le débit est réduit et que le nombre de tours diminue. Le débit est ajusté en contrôlant la vitesse de rotation à l’aide d’un variateur de vitesse.

6. Pompes à palettes

Il s’agit d’un type de pompe rotative qui pompe le liquide uniquement dans le volume de l’aube en forme de roue et du corps. Les palettes peuvent être installées légèrement excentrées par rapport à la pompe.

7. Pompes à tube

Cette pompe pousse continuellement le liquide dans un tube au moyen de plusieurs rouleaux fixés à un rotor rotatif. Elle possède des performances quantitatives élevées et un mécanisme simple. Elle sert à pomper des liquides pour les instruments d’analyse et à ajouter des produits chimiques.

Elle est capable de pomper de petites quantités de produits chimiques à un taux de quelques µL/min. Le débit est ajusté en contrôlant la vitesse du rouleau à l’aide d’un inverseur.

8. Pompes à seringue

Cette pompe pousse une seringue à une vitesse constante et peut fournir des débits infimes sans aucune pulsation. Cependant, il s’agit d’un processus discontinu qui ne permet pas de fournir un débit continu. Elle est utilisée pour des utilisations médicales et autres.

Qu’est-ce qu’un manomètre ?

Un manomètre est un appareil qui mesure la pression d’un fluide, tel que l’air ou l’eau.

La pression est mesurée principalement en mesurant l’ampleur de la déformation du corps élastique à l’intérieur du manomètre sous l’effet de la pression. Différents principes ont été développés pour mesurer l’ampleur de la déformation, notamment le tube de Bourdon, le diaphragme et le soufflet.

Il existe différents types de pression, tels que la pression constante, la pression fluctuante et la pression pulsante. Selon la manière dont le point zéro est pris, il existe la pression absolue, la pression manométrique et la pression différentielle. Il est donc nécessaire de sélectionner un manomètre approprié en prêtant attention au type de pression à mesurer et à la méthode d’affichage de la pression fournie par le manomètre.

Par ailleurs, les manomètres qui mesurent la pression positive sont appelés manomètres, tandis que ceux qui mesurent la pression négative sont appelés vacuomètres.

Utilisations des manomètres

Les manomètres sont utilisés dans les équipements sous pression, par exemple dans les usines, les conduites d’usine et les maisons. Les manomètres doivent être choisis en fonction de l’environnement et des espaces dans lesquels ils doivent fonctionner.

Voici quelques exemples de manomètres utilisés :

• Vérification du volume de vapeur dans les chaudières pour la production de vapeur dans les usines.
• Vérification du volume restant dans les réservoirs de gaz carbonique pour la carbonatation dans les restaurants.
• Mesure de la pression dans les compresseurs

Principe des manomètres

Les manomètres mesurent la pression en lisant la déformation d’un corps élastique appelé élément sensible à la pression. Selon le type d’élément sensible à la pression, on distingue trois types : le tube de Bourdon, le diaphragme et le soufflet.

1. Tube de bourdon

Lorsqu’une pression est appliquée à un tube métallique appelé tube de Bourdon, le tube de Bourdon se déplace en réponse à la pression. Les manomètres à tube de Bourdon mesurent la pression en mesurant la quantité de déplacement. La pression peut être mesurée sans nécessiter d’énergie externe telle que l’électricité. Les manomètres à tube de Bourdon peuvent être subdivisés en plusieurs types : polyvalents, généraux, compacts, scellés et à injection de glycérine. Le tube de Bourdon est largement utilisé, mais en raison du faible diamètre du tube, il ne peut pas être utilisé tel quel dans le cas de fluides ou de solides très visqueux.

2. Type à membrane

Les manomètres à membrane mesurent la pression en la convertissant en un signal électrique à travers une membrane utilisant un élément dont la résistance change en fonction de la pression. Selon que des semi-conducteurs, des jauges de contrainte ou des films minces sont utilisés comme élément, les caractéristiques telles que la durée de vie et la résistance à la chaleur varient. Il est possible de mesurer la pression avec une grande précision car la mesure est effectuée à l’aide de signaux électriques. Le type à membrane convient également aux fluides corrosifs ou très visqueux.

3. Type à soufflet

Les manomètres à soufflet mesurent la pression en convertissant la quantité de déplacement d’un cylindre à soufflet avec des plis externes sous pression en une quantité de pression. Le type de tube à soufflet a une grande sensibilité à la pression et convient donc pour mesurer des pressions relativement faibles.

Comment utiliser les manomètres

Les manomètres sont utilisés en les fixant à la tuyauterie dans laquelle circule le fluide dont la pression doit être mesurée. Pour les manomètres analogiques, la position de l’aiguille est lue directement sur la face avant de l’échelle, comme pour les autres instruments de mesure analogiques à aiguille. Dans le cas des manomètres numériques et des capteurs de pression, la valeur indiquée est lue directement.

Les manomètres sont généralement raccordés directement à des tuyaux ou à d’autres équipements. C’est la raison pour laquelle il faut tenir compte de leur manipulation. Si le manomètre est défectueux, par exemple, il peut laisser échapper du liquide ou provoquer des blessures dues à une fuite de liquide s’il est retiré involontairement. Lors du retrait, etc., la pression dans la tuyauterie doit être réduite. De plus, du liquide peut rester dans la tuyauterie ou à l’intérieur du manomètre après son retrait, ou une petite quantité de ce liquide peut s’écouler lors de son retrait. Selon le fluide mesuré, il peut être nécessaire de les manipuler avec précaution.

Dans de nombreux cas, la tuyauterie est dérivée pour installer des manomètres, ou des tuyaux de dérivation sont installés pour la mesure. Lors de la conception ou de la fabrication d’un nouvel équipement ou d’une nouvelle machine contenant une tuyauterie qui manipule de tels fluides, il est conseillé d’installer à l’avance un tuyau de dérivation pour le manomètre ou de le bloquer s’il n’est pas utilisé immédiatement. Ceci afin de minimiser le travail nécessaire lorsque l’équipement ou la machine est arrêté ultérieurement et que le manomètre est raccordé.

Sélection des manomètres

Divers manomètres sont disponibles sur le marché, en fonction de l’usage auquel ils sont destinés. Quelques méthodes de sélection sont énumérées ci-dessous.

• Type de fluide utilisé
  Air, huile, eau, azote, oxygène, acétylène, propane, réfrigérants, etc.
• Pression manométrique ou pression absolue ?
  Nous vivons normalement sous une pression atmosphérique d’environ 0,1 MPa. La pression mesurée à 0 Pa sous la pression atmosphérique est appelée pression manométrique, tandis que la pression mesurée à 0 Pa sous vide est appelée pression absolue. La pression manométrique est parfois appelée PaG et la pression absolue PaA.
• Plage de pression utilisée
  Pression maximale et minimale que le manomètre peut supporter, et si la pression mesurée est inférieure à la pression atmosphérique jusqu’au vide.
• Méthode de mesure des manomètres
  Le type de fluide, la plage de pression et la précision qui peuvent être utilisés sont dans une certaine mesure déterminés par la méthode, comme le type Prudhomme Kan, le type à membrane, etc.
• Précision de mesure requise
• Taille des manomètres
• S’il existe déjà un tuyau de dérivation ou un tuyau similaire pour le montage du manomètre, le type de joint de raccordement et la méthode de montage de l’unité principale

Qu’est-ce qu’un calibrateur de pression ?

Un calibrateur de pression est un instrument utilisé pour l’entretien des manomètres, aussi appelés étalons de pression.

L’étalonnage des manomètres est nécessaire pour assurer la conformité et la traçabilité aux normes et à la législation. Si l’étalonnage n’est pas effectué à intervalles réguliers, la fiabilité est perdue et les données de mesure ne sont pas fiables.

De plus, des erreurs de mesure significatives peuvent se produire si la plage d’étalonnage est nettement en dehors des limites. Il existe un risque d’accident, comme l’endommagement de l’appareil sous pression. Il est donc nécessaire de déterminer si l’étalonnage doit être effectué dans la plage d’étalonnage générale ou dans la plage d’étalonnage du JCSS, et de déterminer le cycle d’étalonnage du manomètre.

Les documents d’étalonnage des manomètres comprennent un certificat d’inspection, un rapport d’inspection, un tableau du système de traçabilité et une copie du certificat d’étalonnage de l’instrument étalon, etc. Dans le cas d’un étalonnage JCSS, un certificat d’étalonnage JCSS ou un certificat d’enregistrement JCSS est délivré pour accompagner l’étalonnage.

Utilisations des calibrateurs de pression

Les calibrateurs de pression sont principalement utilisés dans les domaines industriels. Voici quelques exemples d’utilisation des calibrateurs de pression :

• Maintenance des manomètres et des capteurs de pression.
• Maintenance des équipements de contrôle de la pollution.
• Assurance qualité dans les lignes de développement et de production de produits.

Comme indiqué ci-dessus, ils sont principalement utilisés pour la maintenance des manomètres. Lors de la fabrication des manomètres, les fonctions sont vérifiées à l’aide de calibrateurs de pression.

Principe des calibrateurs de pression

Les manomètres à poids mort, qui sont souvent utilisés comme calibrateurs de pression, reposent sur les principes de pression les plus élémentaires et sont depuis longtemps des calibrateurs de pression fiables. La pression est définie comme la force verticale vers le bas multipliée par la surface de la section transversale.

Les manomètres à poids mort sont mesurés à l’aide d’un cylindre, d’un piston et d’un poids connu sur le piston. Un piston mobile est inséré sans frottement dans le cylindre. Le cylindre contient un fluide sous pression, qui est retenu par la gravité du poids mort par l’intermédiaire du piston.

La pression est calculée et mesurée à l’aide de la force gravitationnelle du poids mort et de la surface de la section transversale, étant donné qu’un équilibre des forces est généré à cet endroit. Afin d’améliorer la précision, les manomètres à poids mort pour gaz peuvent également tenir compte de l’ajustement du piston et du cylindre et de l’environnement.

C’est pourquoi le piston et le cylindre sont soigneusement nettoyés, ce qui peut avoir peu d’effet si le diamètre de l’alésage est important. Toutefois, on peut s’attendre à des performances plus stables avec les manomètres à liquide qu’avec les manomètres à poids mort pour les gaz.

Types de calibrateurs de pression

Le type de calibrateurs de pression le plus couramment utilisé est le manomètre à poids mort. Il existe des manomètres à poids mort pour la pression hydraulique et pneumatique, et le modèle est choisi en fonction du manomètre à étalonner et de l’application. Un autre critère de sélection est de savoir si le manomètre est portable ou fixe.

Les manomètres à poids mort peuvent mesurer la pression mécanique et électrique, mais ne peuvent pas étalonner les équipements qui mesurent des conditions de vide élevé, tels que les manomètres à ionisation. D’autres calibrateurs de pression électroniques sont également disponibles.

Les calibrateurs de pression électroniques ont la capacité d’enregistrer différents types de données en mémoire et sont parfois utilisés pour étalonner des transmetteurs de pression, des pressostats et des transducteurs électropneumatiques/pneumatiques. Les principaux types de manomètres utilisés dans les calibrateurs de pression sont les manomètres numériques et les manomètres mécaniques.

Autres informations sur les calibrateurs de pression

Méthodes d’étalonnage des manomètres

La méthode d’étalonnage utilise un gaz ou un liquide comme moyen de pression, en augmentant et en diminuant la pression de manière répétée et en calculant la valeur d’étalonnage à partir de la valeur moyenne. Les calibrateurs généralement utilisés pour l’étalonnage sont les balances de pression à poids mort et les manomètres numériques.

Il existe deux gammes d’étalonnage : la gamme d’étalonnage générale et la gamme d’étalonnage JCSS (ISO/IEC 17025). La gamme d’étalonnage JCSS est souvent soumise à des normes plus strictes que la gamme d’étalonnage générale. La raison en est que l’étalonnage dans la gamme d’étalonnage JCSS doit être conforme au système de gestion de la qualité ISO/CEI 17025. La compétence technique des installations d’essai et d’étalonnage des manomètres est également évaluée et donc fiable.

L’étalonnage général et l’étalonnage JCSS se distinguent également par le lieu où ils sont effectués. L’étalonnage général est effectué dans un laboratoire d’étalonnage général, tandis que l’étalonnage JCSS est effectué dans le laboratoire d’étalonnage JCSS et dans une zone définie.

Qu’est-ce qu’un microscope de mesure ?

Les microscopes de mesure sont des machines de mesure dimensionnelle qui mesurent les dimensions à partir d’images agrandies par un microscope.

Il se compose d’un microscope optique à grossissement exact et d’une platine XY pour déplacer avec précision la pièce sur une surface plane, y compris un gabarit pour une mesure comparative. Les microscopes de mesure permettent de mesurer sans contact et donc d’observer des contours et des surfaces sans endommager la pièce.

Les microscopes de mesure utilisent généralement des optiques télécentriques dans le système optique. Ces dernières années, certaines spécifications ont adopté un système optique corrigé à l’infini dans la tête optique pour permettre l’observation par interférence différentielle et l’observation simple en lumière polarisée.

Utilisations des microscopes de mesure

Les microscopes de mesure sont utilisés pour la production et le contrôle de la qualité de pièces de machines relativement petites, de pièces d’appareils électroniques et de produits semi-conducteurs. Les microscopes de mesure conviennent à la mesure de petites pièces et de petites surfaces qui sont difficiles à mesurer sans le grossissement du microscope.

Outre la mesure dimensionnelle, le microscope peut également être utilisé pour l’observation à l’aide de lumière polarisée et d’interférences différentielles, par exemple pour détecter des défauts dans les substrats de semi-conducteurs. En raison de la précision du grossissement, il est également utile pour des inspections simples afin de déterminer si un produit est dans les limites de la tolérance au moyen de mesures comparatives à l’aide d’un gabarit.

Les microscopes de mesure peuvent être utilisés à la fois comme machines de mesure et comme microscopes.

Principe des microscopes de mesure

Les microscopes de mesure peuvent être classés en fonction de la méthode d’éclairage.

1. Éclairage par transparence

L’éclairage transmis est utilisé pour les mesures dimensionnelles en transmettant la lumière et en capturant l’ombre d’un objet sous la forme d’un contour. Il est utilisé pour mesurer les contours.

2. Éclairage réfléchi vertical

L’éclairage réfléchi vertical projette la lumière perpendiculairement à la surface d’un objet et utilise la lumière réfléchie pour observer la surface. L’éclairage réfléchi vertical peut être utilisé non seulement pour les mesures dimensionnelles, mais aussi pour l’observation de la géométrie des surfaces.

3. Éclairage par réflexion oblique

L’éclairage par réflexion oblique est une méthode d’éclairage dans laquelle la lumière est projetée à un certain angle par rapport à la surface de l’objet à mesurer. La caractéristique est que le contraste de l’image est accentué, ce qui permet d’obtenir une image tridimensionnelle et nette. Toutefois, les erreurs sont plus susceptibles de se produire lors de mesures dimensionnelles.

Autres informations sur les microscopes de mesure

1. Optique télécentrique

La plupart des microscopes de mesure utilisent une optique télécentrique pour la transillumination. Les microscopes sans optique télécentrique font apparaître les objets proches comme plus grands et les objets plus éloignés comme plus petits.

Ce phénomène est le même pour les caméras que nous utilisons dans notre vie quotidienne. Toutefois, cette caractéristique se traduit par des mesures dimensionnelles où les objets éloignés sont mesurés plus petits par rapport aux différentes parties dans la direction de la hauteur.

Avec les objectifs à optique télécentrique, l’image est floue mais la taille reste la même, même si la mise au point est déplacée dans la direction de la distance à l’objectif et à l’axe optique. Les optiques télécentriques sont indispensables pour les microscopes de mesure dimensionnelle, où les dimensions sont mesurées tout en observant avec le microscope.

2. Parallélisme du microscope de mesure

Les microscopes de mesure mesurent en plaçant l’objet à mesurer sur une platine XY. Par conséquent, le point de mesure peut être situé n’importe où dans la plage de fonctionnement de la platine XY. Cela signifie que la platine XY peut être déplacée jusqu’au point de mesure, quel que soit l’endroit où se trouve l’objet à mesurer sur la platine XY.

Certains angles et diamètres de cercle à mesurer nécessitent un mouvement important de la platine XY, mais le contour de l’objet à mesurer n’est jamais placé parallèlement au mouvement de la platine XY sans ajustement spécial. Il est donc nécessaire de paralléliser le mouvement de la platine XY avec le bord de référence de l’objet à mesurer avant de procéder à la mesure.

Si l’objet à mesurer et la platine XY ne sont pas parallèles, des erreurs importantes peuvent se produire lors de la mesure des angles et du parallélisme. Des calculs sont donc nécessaires pour compenser les résultats de la mesure. Ces dernières années, les fabricants ont développé une gamme d’appareils de mesure qui créent un système de coordonnées sur la platine XY et effectuent des calculs à partir des coordonnées de l’origine et des points de mesure. L’utilisation de ces appareils permet de réduire le temps de travail nécessaire à la mise en parallèle.

3. Champ de vision du microscope de mesure

Il est important que le microscope puisse observer l’objet sous un fort grossissement mais il est également important qu’un large champ de vision puisse être obtenu en même temps. Le champ de vision est la zone qui peut être observée en même temps à l’aide du microscope et est déterminé par le diamètre de l’oculaire.

La taille du champ de vision est appelée nombre de champs de vision, et le champ de vision réel est la surface de l’objet mesuré qui est visible dans le champ de vision. La relation entre le champ de vision réel et le grossissement de l’objectif est la suivante

Champ de vision réel = nombre de champs de vision de l’oculaire / grossissement de l’objectif

Comme le montre la formule ci-dessus, si le nombre de champs de vision de l’oculaire est le même, la plage du champ de vision réel se rétrécit à mesure que le grossissement de l’objectif augmente. Cela montre qu’il existe un compromis entre l’augmentation du grossissement de l’objectif pour agrandir l’objet mesuré et la portée qui peut être vue en même temps.

Pour augmenter le champ de vision réel, il faut augmenter le diamètre de l’oculaire ou réduire le grossissement de l’objectif. Cependant, il y a une limite à la réduction du grossissement de l’objectif en raison du grossissement requis pour les mesures. C’est pourquoi les microscopes de mesure sont équipés d’une platine XY et d’un compteur ou d’un dispositif similaire : il indique l’amplitude du mouvement et mesure la partie de l’objet qui n’est pas visible dans le champ de vision.