月: 2023年4月

Qu’est-ce qu’un connecteur étanche ?

Les connecteurs étanches sont des connecteurs imperméables qui empêchent l’eau de pénétrer dans les points de connexion électrique à l’aide de connecteurs et empêchent les problèmes tels que les courts-circuits entre les bornes de se produire même si le connecteur est exposé à l’eau.

Ils se composent principalement d’un corps de connecteur et d’une garniture en caoutchouc pour combler l’espace. Afin d’empêcher l’eau de pénétrer dans le connecteur, les connecteurs mâle et femelle sont accouplés par pression, sans espace entre les connecteurs mâle et femelle, de sorte que le connecteur est plus difficile à retirer que les connecteurs non étanches.

Certains produits sont dotés d’un levier sur le connecteur pour améliorer la fiabilité de l’étanchéité et d’autres d’un mécanisme permettant d’abaisser le levier après l’accouplement des connecteurs mâle et femelle, de sorte que le connecteur ne puisse pas être retiré à moins que le levier ne soit à nouveau relevé. Les connecteurs étanches sont utilisés dans les endroits où l’étanchéité à l’eau et à la poussière est nécessaire, qu’il s’agisse d’objets utilisés sous la pluie, comme les voitures et les motos, ou de navires et de machines-outils.

Utilisations des connecteurs étanches

Les connecteurs étanches sont utilisés lorsque de grandes quantités de connexions électriques doivent être réalisées et que la résistance à l’eau et à la poussière est requise. Ils sont par exemple utilisés dans les produits stockés sous la pluie ou utilisés sous la pluie, comme les voitures et les motos.

Ils sont également utiles dans d’autres applications, telles que les machines-outils, qui utilisent de grandes quantités d’huile de coupe, sont constamment exposées à un environnement humide et produisent de grandes quantités de copeaux et dans les produits qui peuvent être constamment exposés à l’eau de mer, tels que les navires. Ils sont également souvent utilisés dans les machines utilisées dans les salles blanches, telles que les machines pour les semi-conducteurs.

Il existe des normes pour les performances d’étanchéité des connecteurs étanches, et différents produits ont des normes d’étanchéité différentes, il est donc nécessaire de bien les vérifier en fonction de l’application pour laquelle ils sont utilisés.

Principe des connecteurs étanches

Les connecteurs étanches se composent généralement du corps du connecteur, qui s’accouple avec le dispositif d’accouplement, et d’une garniture en caoutchouc qui remplit l’espace pour empêcher la pénétration de l’eau. La garniture en caoutchouc est montée comme un bouchon pour remplir le trou non seulement sur la surface d’accouplement du connecteur, mais aussi sur la surface de connexion avec chaque fil entrant dans le connecteur.

Lorsque les fils et les bornes sont sertis, les bouchons en caoutchouc sont souvent enroulés et sertis ensemble. Les côtés mâle et femelle contiennent une garniture similaire et, lorsque les connecteurs sont accouplés, la garniture élimine l’espace entre eux et maintient un joint étanche à l’air. C’est pourquoi les connecteurs étanches se caractérisent par le fait qu’ils sont plus difficiles à détacher fermement une fois accouplés que les connecteurs non étanches.

Certains produits sont dotés d’un levier sur le connecteur, qu’il faut physiquement soulever ou abaisser pour éviter qu’il ne se détache sous l’effet des vibrations après l’accouplement.

Types de connecteurs étanches

Il existe plusieurs types de connecteurs étanches, en fonction de la méthode de connexion.

1. Type à engagement permanent

Les connecteurs étanches à engagement permanent peuvent être achetés dans les centres de rénovation. Ils sont principalement utilisés dans des équipements tels que les motos et les voitures. Les connecteurs étanches à enclenchement permanent sont très étanches grâce à la garniture en caoutchouc à l’intérieur.

Ils peuvent être installés comme un menuisier du dimanche, mais comme les connecteurs mâles et femelles sont accouplés sans espace pour les rendre étanches, il faut un peu de finesse pour désengager le connecteur une fois qu’il a été engagé. Dans le pire des cas, si le connecteur est retiré de la mauvaise manière, le connecteur lui-même se cassera, ce qui empêchera de démontrer ses propriétés d’étanchéité, il faut donc être prudent.

En résumé, comme il est en plastique, il est légèrement moins résistant aux intempéries.

2. Type à fiche

Les connecteurs étanches en métal sont souvent utilisés pour des applications industrielles. Ils sont très faciles à monter et à démonter car les fiches mâles et femelles s’emboîtent à l’aide de vis.

La construction métallique les rend solides et fiables, et ils peuvent être utilisés à l’extérieur sans problème. Les modèles montés sur panneau sont également souvent utilisés pour les éléments qui pénètrent dans les machines ou les panneaux de commande.

Ils sont préinstallés à l’arrière, etc., et peuvent être facilement connectés en serrant les vis et en s’accouplant. Les connecteurs étanches de ce type sont également appelés “subventions de câble”.

Autres informations sur les connecteurs étanches

Importance des connecteurs étanches

Le raccordement d’un grand nombre de fils un par un dans des zones où la résistance à l’eau et à la poussière est requise prend beaucoup de temps. De plus, si tous les fils se trouvent à un endroit susceptible d’être démonté ou réparé à l’avenir en raison d’un dommage ou d’un court-circuit causé par l’exposition à l’eau, il sera impossible de démonter ou de réparer l’ensemble de l’unité sans la démonter.

C’est pourquoi il est courant d’utiliser un composant appelé “connecteur” pour diviser le fil en sections appropriées et les connecter comme un seul fil en accouplant les connecteurs. Les connecteurs étanches sont utiles dans les endroits extérieurs où de l’eau ou de la poussière peuvent pénétrer.

Qu’est-ce qu’un aspirateur antidéflagrant ?

Les aspirateurs antidéflagrants sont des aspirateurs industriels qui servent à aspirer la poussière et d’autres matériaux mélangés à des substances inflammables. Ils sont notamment utilisés dans des zones à risque d’explosion.

L’utilisation de ces aspirateurs peut empêcher les mélanges d’exploser ou de s’enflammer pendant l’opération.

Seuls les aspirateurs certifiés par un laboratoire d’essai national accrédité peuvent s’appeler aspirateurs antidéflagrants. Il existe différents types de méthodes de récupération : la sèche, l’humide, l’électrique et celle à air. La taille de l’aspirateur est choisie en fonction du lieu d’utilisation et de la capacité d’aspiration souhaitée.

Utilisations des aspirateurs antidéflagrants

Ils sont utilisés dans un grand nombre de secteurs. Notamment l’industrie automobile, l’aérospatiale, le secteur des carburants, la chimie, la pharmacie, l’armée et l’alimentation.

Les substances inflammables peuvent exploser au contact de l’air au-delà d’une certaine concentration et doivent donc être manipulées avec précaution. Les substances inflammables comprennent les céréales, la farine, les amidons et les matières animales, ainsi que les métaux légers, le charbon et les textiles.

Les poussières métalliques, par exemple, sont générées lors de l’usinage de pièces dans les industries automobile et aéronautique. Ces aspirateurs sont donc utilisés pour les collecter en toute sécurité.

Principe des aspirateurs antidéflagrants

Ils empêchent la génération de chaleur par l’aspiration tout en refroidissant. Ils suppriment ainsi l’augmentation de la température qui pourrait provoquer une explosion. Ils empêchent également le contact entre l’air et l’objet. Pour ce faire, ils créent un vide lors de l’aspiration et utilisent de l’acier inoxydable hautement conducteur ou des matériaux similaires dans le filtre, empêchant ainsi l’apparition d’électricité statique.

En somme, un clapet anti-retour empêche le reflux des substances inflammables aspirées, minimisant ainsi le risque d’explosion. Dans le type sec, la substance à aspirer peut l’être sans humidité. Le type humide permet d’aspirer des liquides et des substances contenant de l’eau. Toutefois, il ne peut pas être utilisé pour des substances visqueuses ou des substances qui s’agglutinent sous l’effet de la force.

Les modèles secs et humides à double usage peuvent être utilisés à la fois pour l’aspiration sèche et l’aspiration humide. Ils peuvent aussi aspirer en même temps quel que soit l’état de l’objet à aspirer. Les autres modèles, quant à eux, peuvent être sélectionnés en fonction de l’état de l’objet à aspirer avant l’utilisation.

Qu’est-ce qu’un moteur antidéflagrant ?

Parmi les machines qui utilisent l’électricité, les machines et équipements électriques utilisés dans les usines sont extrêmement dangereux car ils manipulent des tensions élevées telles que 100 V CA et 200 V CA. Les étincelles générées par ceux-ci peuvent enflammer les gaz et les poussières. En particulier dans les atmosphères explosives ou dangereuses ou dans les zones très poussiéreuses.

Par conséquent, des accidents tels que des explosions et des incendies peuvent se produire.

Du matériel électrique antidéflagrant peut donc être particulièrement utile dans ces endroits ou environnements dangereux. Les moteurs, qui sont souvent utilisés dans les usines, ne font pas exception à la règle.

Les moteurs antidéflagrants sont donc des moteurs qui peuvent être utilisés en toute sécurité dans ces atmosphères dangereuses.

Basés sur une norme connue sous le nom de “Factory Electrical Equipment Explosion-Proof Guideline”, ils sont conçus et fabriqués de manière à pouvoir être utilisés en toute sécurité. Notamment dans des environnements dangereux comme les usines chimiques et pétrochimiques.

Ils peuvent également être utilisés pour d’autres situations à l’extérieur.

Utilisations des moteurs antidéflagrants

Ces moteurs sont largement utilisés dans les pompes, les soufflantes et d’autres machines industrielles. Ils sont si directement liés à l’industrie qu’il n’est pas exagéré de dire qu’il n’existe pas d’usine ou d’établissement qui n’en utilise ou n’en possède pas.

Cependant, comme ils fonctionnent à des tensions et des courants élevés, ils peuvent se révéler dangereux. Notamment lorsqu’ils sont exposés à des gaz inflammables, à de grandes quantités de vapeur ou de poussière, ou si de la vapeur s’infiltre à l’intérieur et provoque une explosion.

De même, si le moteur est utilisé à l’extérieur, il peut devenir dangereux en raison de la pénétration de la pluie, etc.

Ils sont largement utilisés dans les usines qui manipulent des substances dangereuses inflammables, comme dans l’industrie pétrochimique. Ils le sont également dans les usines qui manipulent d’autres substances inflammables.

Les moteurs antidéflagrants sont parfois utilisés à l’extérieur, en réponse au risque de pénétration de la pluie.

Principe des moteurs antidéflagrants

Les moteurs antidéflagrants ne se contentent pas d’avoir un intérieur étanche ou isolé. Il en existe trois types en fonction de la construction du moteur.

Le premier est le “moteur antidéflagrant à sécurité renforcée”. Ces moteurs sont construits de manière à ne pas devenir une source d’inflammation et peuvent être utilisés dans des environnements à risques.

Ils sont également connus sous le nom de “moteurs antidéflagrants à pression interne” et sont protégés contre les gaz inflammables par l’injection constante (purge) de gaz inertes à l’intérieur du moteur. Par exemple, l’azote ou l’air. Cela garantit que la pression interne est toujours supérieure à la pression ambiante. Ainsi, il n’y a aucun risque que des gaz inflammables pénètrent à l’intérieur. Par conséquent, l’équipement peut être utilisé sans problème même dans les atmosphères à risques.

Toutefois, ce type de moteur nécessite une purge de gaz, ce qui implique la présence d’un équipement à cet effet.

Enfin, il y a le “type antidéflagrant”. Ces moteurs ont une construction spéciale. De ce fait, si des gaz inflammables pénètrent à l’intérieur et provoquent une explosion, le boîtier ou le couvercle ne sera pas endommagé. L’explosion ne deviendra donc pas une source d’allumage.

Le choix de l’un ou l’autre de ces moteurs n’est pas facile à faire et doit être déterminé en fonction de l’environnement dans lequel ils seront utilisés.

Si l’atmosphère est potentiellement dangereuse, la fréquence et la durée des gaz inflammables à l’origine du danger doivent déterminer le type de moteur à acheter et à utiliser.

Qu’est-ce qu’un centre d’usinage à deux colonnes ?

Un centre d’usinage à deux colonnes est un type de centre d’usinage qui est contrôlé automatiquement par des commandes CNC.

Ils sont classés parmi les plus grands centres d’usinage et se composent d’une broche, d’une table, d’une colonne, d’une unité de commande numérique et d’un changeur automatique d’outils. Ils sont appelés ainsi parce que la structure supportant la broche, qui fait tourner l’outil de coupe, a la forme d’un portique lorsqu’elle est vue de l’avant de la machine.

Cette structure permet d’augmenter la largeur et la longueur de la table de chargement de l’objet à découper, ce qui permet de découper des produits de grande taille dans des conditions difficiles. En raison de leur grande taille, ils ne sont utilisés que dans un nombre limité de centres d’usinage.

Les centres d’usinage à deux colonnes étant des équipements de grande taille, il n’y a qu’un nombre limité de fabricants qui les produisent au Japon. D’autre part, la demande augmente pour les équipements de semi-conducteurs de plus grande taille et pour la production de moules pour les véhicules électriques.

Utilisations des centres d’usinage à deux colonnes

Les centres d’usinage à deux colonnes actuellement en service au Japon peuvent traiter des produits d’une taille maximale de 12 m de longueur, 4 m de largeur et 1 m de hauteur et sont donc principalement utilisés pour les produits de grande taille.

Grâce à leur précision de positionnement et de coupe extrêmement élevée, elles sont utilisées pour l’usinage d’éléments rotatifs d’équipements de production d’énergie éolienne et hydraulique, d’équipements de production d’énergie nucléaire, de pièces structurelles d’avions, de grandes chambres à vide pour les équipements de fabrication de semi-conducteurs, de chambres pour les équipements de fabrication de FPD tels que les cristaux liquides et les EL organiques, de pièces pour les moteurs de grands navires et de pièces pour les industries automobile et aérospatiale. La machine est utilisée pour l’usinage de pièces destinées aux industries automobile et aérospatiale.

Principes des centres d’usinage à deux colonnes

La structure d’un centre d’usinage à deux colonnes se compose d’une table au sol sur laquelle la pièce est chargée, de colonnes de chaque côté, de rails transversaux reliant les colonnes du dessus et d’une broche qui se déplace sur les rails transversaux.

Bien que de grande taille, il convient à la coupe de précision car il peut se positionner avec une grande précision, de l’ordre de 2µ, et peut être utilisé pour une variété d’opérations d’usinage en changeant l’attachement de la broche. Cependant, l’équipement lui-même est très coûteux et les coûts d’usinage sont également élevés.

Types de centres d’usinage à deux colonnes

Il existe différents types de centres d’usinage à portique, en fonction de la manière dont chaque partie de la machine se déplace. Chacun des types suivants diffère en termes de rigidité, c’est-à-dire la direction dans laquelle la précision est augmentée, et est principalement choisi en fonction de la direction axiale dans laquelle la précision est souhaitée.

1. Type de traverse fixe

Il s’agit du type le plus courant, dans lequel la colonne est fixe, la broche se déplace de gauche à droite sur le rail transversal, la broche elle-même se déplace de haut en bas et la table se déplace perpendiculairement au rail transversal.

2. Type à déplacement sur le rail transversal

Ce type a une colonne fixe, la broche se déplace de gauche à droite sur le rail transversal et le rail transversal se déplace de haut en bas. La table se déplace de la même manière que dans le type à traverse fixe.

3. Type de portique

Ce type a une table fixe et la colonne se déplace le long de la table. Le déplacement du rail transversal peut être fixe ou mobile.

Structure des centres d’usinage à deux colonnes

Un centre d’usinage à deux colonnes se compose des éléments suivants

1. La broche

L’outil de coupe est monté et sa rotation est contrôlée. Les centres d’usinage à portique utilisent une broche de numéro 50 pour faire face aux travaux de coupe intensifs, et disposent d’une tige plus grande que le numéro 40 souvent utilisé dans les centres d’usinage.

2. Le banc

Le banc est la partie qui supporte la base du centre d’usinage, avec une surface de guidage pour guider la table.

3. La table

Surface sur laquelle est posée la pièce à usiner, avec des rainures pour maintenir et fixer la pièce à usiner avec des écrous en forme de T. La table est suffisamment large pour accueillir la pièce à usiner. La table est suffisamment large pour accueillir des pièces de plus de 2 m de long et une grue est souvent utilisée pour retirer et fixer les pièces.

4. La colonne

Il s’agit d’une entité en forme de colonne reliée au banc et s’étendant verticalement, et c’est l’élément qui supporte la broche. La principale caractéristique du type à portillon est que la colonne est soutenue par deux colonnes qui forment un portillon.

5. Panneau de commande

Le pupitre de commande est utilisé pour faire fonctionner la machine-outil, par exemple pour créer des programmes NC ou pour faire fonctionner la machine manuellement à l’aide de poignées.

6. Rail transversal

Rail qui supporte la broche et qui peut être divisé en deux types : les types mobiles, dans lesquels le rail transversal se déplace de haut en bas, et les types fixes, dans lesquels la broche se déplace de haut en bas.

Qu’est-ce qu’un inducteur variable ?

Un inducteur (bobine) est un composant électronique.

Il est fabriqué en enroulant un fil de cuivre autour d’un noyau de fer. Lorsqu’un courant passe à travers le fil de cuivre dans l’inducteur et que la quantité de courant varie, une force électromotrice induite est générée. Cette force est appelée inductance et est exprimée en unités de Henry (H).

Un inducteur variables est un dispositif dont l’inductance peut être modifiée en plaçant un petit pilote ou une tige de réglage sur le dessus du dispositif et en tournant un bouton pour faire glisser le noyau de fer interne vers le haut et vers le bas.

Utilisations des inducteurs variables

Les inductances sont généralement utilisées dans de nombreux produits électriques, mais un exemple familier est le transformateur de courant alternatif.

Les chargeurs de smartphones et les adaptateurs de PC convertissent les alimentations domestiques de 100V CA en 5-12V CC, et ces composants sont utilisés dans les transformateurs qui réduisent la tension.

Comme ils transmettent des fréquences élevées, ils sont également utilisés dans divers appareils sans fil (WiFi et puces IC sans contact) et dans les fours à micro-ondes. Ils sont également utilisés dans de nombreux ballasts de lampes fluorescentes et divers produits électriques, et sont particulièrement indispensables pour redresser les circuits électroniques.

Les inducteurs variables ont un champ d’utilisation limité et ont souvent été utilisés, par exemple, dans les circuits de réglage des tuners automobiles, mais sont aujourd’hui moins utilisés en raison de la numérisation des circuits.

Principe des inducteurs variables

Le principe de base du fonctionnement des inducteurs variables est le même que celui des inducteurs fixes. Lorsqu’un courant continu est appliqué à la bobine, un champ magnétique est généré dans le noyau de fer, qui devient alors un électro-aimant.

Lorsqu’une tension est initialement appliquée ou lorsque la tension est réduite, un courant induit circule instantanément dans les fils mobiles. L’énergie électrique est alors stockée sous la forme d’un champ magnétique.

Une fois qu’un champ magnétique d’une certaine intensité a été généré, un courant continu circule, comme dans un fil de cuivre ordinaire. En revanche, lorsqu’un courant alternatif circule dans une bobine d’induction, un champ magnétique de magnitude variable est généré dans le noyau de fer.

Lorsque le champ magnétique change, une force électromotrice induite est générée dans la direction opposée au courant, ce qui provoque une résistance (inductance). Si un courant alternatif continue de circuler, une force électromotrice induite dans le sens opposé est toujours générée, de sorte que le courant continue d’avoir des difficultés à circuler.

Dans le cas d’une bobine d’induction, le courant continu peut passer sans problème, mais le courant alternatif présente une caractéristique qui le rend difficile à écouler en raison de la résistance générée.

Il s’agit donc d’un composant électronique aux caractéristiques opposées à celles d’un condensateur, qui laisse passer le courant alternatif mais pas le courant continu.

Qu’est-ce que la pâte d’argent ?

La pâte d’argent est un adhésif conducteur composé de particules d’argent dispersées dans de la résine.

La soudure est utilisée comme méthode de liaison conductrice, mais avec celle-ci, la température doit être portée à près de 250°C et les pièces en résine à coller risquent d’être endommagées par la chaleur.

En revanche, la pâte d’argent peut être frittée à des températures aussi basses que 100°C, ce qui réduit les dommages causés au matériau. Elle est souvent utilisée pour conduire et fixer des composants électroniques tels que des condensateurs au substrat sous-jacent.

Utilisations de la pâte d’argent

La pâte d’argent peut être frittée à basse température et est largement utilisée pour les cartes de circuits imprimés des appareils électroniques, les électrodes d’affichage et les composants piézoélectriques. Ces dernières années, la demande de cartes de circuits imprimés flexibles (cartes de câblage imprimées flexibles) a augmenté, et la pâte d’argent est utilisée pour créer du câblage sur un film de résine. Les cartes de câblage peuvent être fabriquées à un coût inférieur à celui de la stratification d’une feuille de cuivre.

Dans les cellules solaires à colorant, qui attirent l’attention en tant que nouvelle génération de cellules solaires, le câblage est traité à l’aide de pâte d’argent sur du verre afin d’améliorer encore la conductivité du verre conducteur transparent.

Principe de la pâte d’argent

La pâte d’argent est une méthode permettant d’obtenir une conductivité en utilisant une réaction de durcissement provoquée par le chauffage d’une résine pour mettre en contact les particules d’argent qu’elle contient.

1. La résine

La résine utilisée pour la pâte d’argent est principalement à base d’époxy, et la relation entre sa structure et ses propriétés a été analysée, et le développement d’agents de durcissement a également progressé. La réaction de durcissement des résines époxy procède d’une réaction de polymérisation entre l’époxy et l’agent de durcissement, ce qui permet la création d’une structure tridimensionnelle solide.

Lorsque des amines sont utilisées comme agents de durcissement, la polymérisation se produit par la réaction entre les amines et les groupes époxy ou entre les groupes amino et les groupes hydroxyle. L’état liquide initial passe à l’état de gel sous l’effet de la chaleur, puis, après un certain temps, à l’état de caoutchouc et enfin à l’état de verre.

La série de réactions de durcissement se termine lorsque le passage à l’état de verre est achevé. La température à laquelle se produit le passage à la forme vitreuse est appelée température de transition vitreuse.

2. Les particules d’argent

En tant que mécanisme conducteur, les particules d’argent de taille micrométrique entrent en contact les unes avec les autres et l’électricité circule à travers elles. Pour assurer une bonne connexion électrique entre les particules, on utilise généralement des particules d’argent en forme de flocons plats plutôt que des particules sphériques.

En chauffant, les particules d’argent sont incorporées dans les changements structurels moléculaires tridimensionnels de la résine époxy. Sous l’effet de la chaleur, l’ensemble du matériau se rétracte en durcissant, ce qui permet aux particules d’argent d’entrer en contact les unes avec les autres et d’acquérir ainsi une conductivité. En plus des particules d’argent, il existe également des pâtes d’or et de nickel.

Types de pâtes d’argent

Il existe de nombreux types de résines adhésives et de particules conductrices à mélanger, et une grande variété d’adhésifs conducteurs a été développée et vendue sur le marché. Le choix doit tenir compte des performances, de l’utilisation, du coût et de l’utilisation.

Les résines utilisées comprennent les résines époxy, phénoliques, acryliques, uréthaniques et à base de silicone. Pour les applications de connexion de composants électroniques, les systèmes époxy durcissant par réaction à la chaleur sont les plus courants.

Les adhésifs époxy se caractérisent par un excellent pouvoir adhésif sur les métaux, une résistance élevée à la chaleur et un faible retrait volumétrique pendant le durcissement. D’autre part, les particules conductrices d’argent sont largement utilisées comme particules conductrices. L’argent est couramment utilisé dans les matériaux électroniques en raison de sa conductivité stable, de sa résistance à l’oxydation, de sa bonne stabilité de stockage et de sa conductivité thermique élevée.

Des particules sphériques ou en forme de flocons sont utilisées pour les particules conductrices d’argent, et il en existe différents types en fonction de la taille des particules et de la quantité d’argent dans le mélange, selon les performances.

Autres informations sur la pâte d’argent

Conductivité thermique de la pâte d’argent

La conductivité thermique de l’argent seul est très élevée (429 W/mK), mais la résine utilisée ne dépasse pas 1 W/mK, de sorte que la conductivité thermique globale des pâtes d’argent à base d’époxy est d’environ 30 à 50 W/mK. Pour augmenter cette conductivité thermique, il est nécessaire d’augmenter la teneur en particules d’argent. Cependant, cela réduit la teneur en résine, ce qui entraîne une diminution significative de la force d’adhérence, et les coûts de fabrication posent également problème.

En somme, si la taille moyenne des particules d’argent est trop petite des problèmes se posent. Tels que l’impossibilité d’assurer un chemin de conduction thermique et la difficulté de frittage si la taille moyenne des particules d’argent est trop grande. C’est pourquoi ces dernières années des pâtes d’argent à haute conductivité thermique ont été développées en introduisant des nanoparticules d’argent.

En effet, les nanoparticules d’argent lient les particules d’argent entre elles, créant ainsi de nombreuses voies de conduction de la chaleur. Des produits présentant une conductivité thermique d’environ 240 W/mK ont été fabriqués.

Qu’est-ce qu’un moniteur d’oxygène ?

Un moniteur d’oxygène est un instrument de mesure utilisé pour mesurer la concentration d’oxygène dans l’air.

Il est parfois également appelé capteur d’oxygène ou compteur d’oxygène. Les moniteurs d’oxygène sont nécessaires car l’oxygène est une substance essentielle à la vie humaine.

La surveillance des niveaux d’oxygène est particulièrement cruciale dans les postes de travail confinés, qui sont susceptibles de manquer d’oxygène. De nombreux secteurs scientifiques et industriels ont également besoin d’un contrôle précis de la concentration d’oxygène en termes de contrôle des processus et de maintenance des équipements. En fonction des exigences du secteur scientifique et industriel, des systèmes de mesure sont disponibles pour une large gamme de conditions de mesure.

Parmi les exemples typiques, on peut citer les capteurs à zircone, qui sont utilisés pour le contrôle des produits dans la fabrication des semi-conducteurs, les économies d’énergie dans les automobiles, etc. et la purification des gaz d’échappement. Pour plus d’informations sur les moniteurs d’oxygène, voir le schéma ci-dessous.

Utilisations des moniteurs d’oxygène

Les moniteurs d’oxygène sont utilisés à deux fins principales : pour prévenir le manque d’oxygène et pour contrôler la concentration d’oxygène.

1. Surveiller les niveaux d’oxygène afin de prévenir la privation d’acide

Le contrôle de l’oxygène joue un rôle extrêmement important dans le maintien des activités vitales dans les espaces clos. En effet, on dit que si la concentration en oxygène tombe en dessous de 15 %, les gens ont des difficultés à respirer ; en dessous de 7 %, les fonctions cérébrales sont altérées ; et en dessous de 4 %, c’est la mort qui survient. L’équipement peut être portable ou fixé au mur.

2. Contrôle de la concentration d’oxygène dans les processus industriels

Dans certains procédés industriels de traitement thermique, comme dans l’industrie chimique, les céramiques et les métaux, les niveaux d’oxygène doivent être maintenus à un faible niveau. Les processus de combustion dans les fours industriels nécessitent également une surveillance et un contrôle des concentrations d’oxygène afin d’optimiser l’efficacité de la combustion et le processus d’oxydoréduction.

Les moniteurs d’oxygène destinés à ces applications industrielles peuvent être exposés à des réactions chimiques intenses dans des environnements à haute température. Ils doivent donc être résistants aux environnements difficiles.

Principes des moniteurs d’oxygène

Les deux principaux principes de fonctionnement des moniteurs d’oxygène sont le “type de cellule galvanique” et le “type d’électrolyte solide en zircone”. D’autres types comprennent le “type magnétique” et le “type de spectroscopie laser à semi-conducteur à longueur d’onde réglable”.

1. Type à pile galvanique

Une pile galvanique se compose d’une membrane en résine qui laisse passer l’oxygène du monde extérieur, d’électrodes en or (Au) et en plomb (Pb) et d’un électrolyte (solution aqueuse d’hydroxyde de potassium). Les réactions suivantes ont lieu au niveau de chaque électrode

• Anode : Pb + 2OH- → Pb2+ +H2O + 2e-
• Cathode : O2 + 2H2O + 4e- → 4H2O

Les électrons émis à l’anode atteignent la cathode, où l’oxygène de l’air absorbe les électrons émis à l’anode. Ce flux d’électrons (courant) est proportionnel à la concentration en oxygène, de sorte que la concentration en oxygène peut être mesurée en mesurant le courant. Cette réaction se produit spontanément et ne nécessite pas d’alimentation électrique pour piloter le capteur.

2. Système à électrolyte solide en zircone

Cette méthode utilise une cellule en zircone, exploitant le fait que la zircone présente les propriétés d’un électrolyte solide à des températures supérieures à 500 °C. La zircone peut conduire les ions négatifs de l’oxygène. La zircone peut conduire les ions négatifs de l’oxygène (O2-) à l’état solide et les ions sont conduits d’un gaz à forte concentration d’oxygène (dans l’air) vers une atmosphère à faible concentration d’oxygène (par exemple dans un four industriel).

Cette conduction ionique génère une différence de potentiel, et des électrodes sont installées respectivement du côté de la concentration élevée en O2 et du côté de la concentration faible en O2, générant ainsi une force électromotrice. La relation est identique aux électrodes positives et négatives d’une batterie.

• Côté haute concentration en O2 : O2 + 4e- → 2O2-
• Côté faible concentration en O2 : 2O2- → O2 + 4e-

La force électromotrice générée entre les électrodes obéit à l’équation de Nernst (voir ci-dessous), ce qui permet de déterminer la pression partielle d’oxygène à chaque électrode.

• E= (RT/4F) – ln (PA/PB)
• (R : constante des gaz, T : température, F : constante de Faraday, PA : pression partielle d’oxygène à haute concentration (dans l’air), PB : pression partielle d’oxygène à basse concentration).

La température est mesurée par des thermocouples montés sur la zircone. Dans les atmosphères inférieures à 400 °C, le gaz cible est introduit dans l’appareil via un tube d’échantillonnage et la cellule de zircone est chauffée à la température requise à l’aide d’un chauffage au platine ou d’un appareil similaire (méthode d’échantillonnage). En effet, la zircone a besoin d’une température de 500 °C ou plus pour fonctionner comme un électrolyte solide.

Types de moniteurs d’oxygène

Il convient d’utiliser des produits différents pour les moniteurs d’oxygène destinés à prévenir le manque d’oxygène et ceux destinés à maintenir de faibles concentrations d’oxygène dans les processus industriels.

1. Moniteurs d’oxygène destinés à prévenir la carence en oxygène

Les systèmes d’oxygène portables et fixes conçus pour prévenir les carences en oxygène utilisent un système de batterie galvanique. Ce type de système ne nécessite pas d’alimentation électrique pour piloter le capteur.

La durée de vie du capteur est d’environ 2 à 3 ans. Cependant, l’environnement utilisable est limité aux atmosphères proches de l’environnement général, avec une précision de ±0,5% O2. Les appareils sont disponibles en version portable ou murale, et certains sont antidéflagrants.

2. Moniteurs d’oxygène pour utilisations industrielles

Les produits de type zircone conviennent pour mesurer les concentrations d’oxygène dans les processus industriels à haute température tels que les fours industriels, etc. Dans les atmosphères supérieures à 700 °C, on utilise le type à insertion directe, où la partie du capteur est insérée directement dans l’atmosphère.

En revanche, à des températures inférieures à 400 °C, la méthode d’échantillonnage est appropriée : le gaz atmosphérique du four est aspiré par un tube d’échantillonnage ou similaire et la cellule en zircone est chauffée séparément. Le choix doit être fait en fonction de l’application.