月: 2023年8月

Qu’est-ce qu’une pompe à liquide ?

La pompe à liquide est un terme générique désignant les pompes utilisées pour l’alimentation et le transfert de liquides.

Dans la nature, les liquides se déplacent de haut en bas, mais les ces pompes peuvent les déplacer de bas en haut ou de conteneur à conteneur.

Des pompes de tailles et de performances diverses sont utilisées à des fins très variées, depuis les pompes de ravitaillement des ménages jusqu’aux grandes lignes de production des usines, en passant par les conduites de drainage.

Utilisations des pompes à liquide

Les pompes à liquide sont utilisées dans un certain nombre d’endroits, notamment :

• Les pompes de lubrification domestiques (manuelles et électriques)
• Les équipements utilisés dans les expériences chimiques
• Les utilisations médicales (par exemple, perfusion intraveineuse, machines de dialyse, machines cœur-poumon artificiel)
• Le transfert de liquides dans les chaînes de production alimentaire
• Le transfert de liquides dans les lignes de production pharmaceutique
• Les installations de traitement de l’eau et des eaux usées
• Les installations de traitement des eaux usées
• Les systèmes de transfert des eaux usées des usines

Les pompes présentant les caractéristiques optimales sont sélectionnées en fonction du but de l’utilisation. Par exemple, pour les équipements médicaux où une certaine quantité de liquide est injectée en un certain temps, ou pour les lignes de production pharmaceutiques et alimentaires où une injection précise de volume fixe est requise dans un processus défini.

Principe des pompes à liquide

Le principe de fonctionnement de base consiste à pomper un liquide en répétant les processus d’aspiration et de refoulement.

Ces pompes peuvent être classées selon leur construction en deux types principaux : les pompes non-volumétriques et les pompes volumétriques.

1. Les pompes non volumétriques

Cette pompe a une structure dans laquelle le liquide est déplacé par la rotation d’une roue à l’intérieur d’une enceinte. Elle présente les caractéristiques suivantes :

• Un débit continu peut être créé par une rotation à grande vitesse.
• Les pressions d’aspiration et de refoulement sont relativement faibles.
• Elles sont capables de pomper de grands volumes de liquide, mais le débit fluctue en fonction de la nature du liquide.

2. Les pompes volumétriques

Cette pompe a une structure dans laquelle le liquide est déplacé en changeant le volume d’un compartiment à l’intérieur de l’enceinte. Elle présente les caractéristiques suivantes : 

• Des pressions d’aspiration et de refoulement élevées peuvent être atteintes.
• Il est possible de régler avec précision la pression de refoulement et le débit.
• Les volumes de pompage sont relativement faibles.

Les pompes à volute, les pompes à débit axial et les pompes à débit semi-axial sont classées parmi les pompes non volumétriques. Les autres types de pompes aspirent et refoulent par mouvement linéaire des pièces internes (pompes à piston, pompes à piston plongeur, pompes à membrane) et aspirent et refoulent par rotation des pièces internes (pompes à engrenages, pompes rotatives, pompes à palettes).

Qu’est-ce qu’un luminancemètre ?

Un luminancemètre est un appareil de mesure de la luminance, une unité de luminosité perçue par l’homme.

Il s’agit d’un dispositif permettant de mesurer la luminance d’une source lumineuse ou d’un objet sur lequel la lumière est réfléchie par une source lumineuse. Il est principalement utilisé dans le développement et l’inspection d’appareils d’éclairage et d’affichages.

La mesure utilise un élément appelé photodiode, qui transmet un signal électrique en réponse à l’intensité de la lumière. Il existe des luminancemètres capables de mesurer la luminance en fonction de la couleur. Chacune des trois couleurs primaires de la lumière est mesurée par spectroscopie et séparément pour déterminer la luminance de chaque couleur.

Utilisations des luminancemètres

Les luminancemètres sont utilisés pour mesurer l’ampleur de la sortie des sources lumineuses, dans le développement et l’inspection des écrans. Ils peuvent également servir dans les dispositifs qui utilisent la luminance pour effectuer des mesures sans contact.

L’évaluation quantitative de la luminance permet de fixer des normes de mesure stables. Par exemple, dans les éclairages dont la luminosité est perçue par l’homme

Lors du choix d’un luminancemètre, il est nécessaire de tenir compte de la précision de la mesure, de la compatibilité avec la couleur et d’autres sorties, ainsi que de la capacité de mise au point de l’objectif fixé.

Principes des luminancemètres

1. La détection de la lumière

Un luminancemètre se compose d’un objectif, d’une surface d’imagerie, d’une ouverture, d’un filtre de correction et d’un élément de détection.

Pendant la mesure, la lumière à mesurer est dépeinte à travers la lentille sur la surface de formation d’image à l’intérieur du luminancemètre. Seule la lumière se trouvant dans la zone de mesure est extraite de l’image formée par l’ouverture.

La lumière est ensuite corrigée par un filtre de correction pour atteindre la plage de luminosité réellement perçue par l’homme. Ensuite, la luminance peut être mesurée à l’aide d’un détecteur doté d’une photodiode intégrée.

Un réseau de diffraction est installé entre l’ouverture et le filtre de correction. La lumière par la suite émise par l’ouverture est divisée spectralement en chacune des trois couleurs primaires de la lumière. La détection est possible en mesurant chacun de ces spectres à l’aide d’un élément détecteur.

2. Le réglage de la mise au point

Si la longueur focale de l’objectif n’est pas appropriée et n’est pas au point par rapport à la source lumineuse à mesurer, la plage à mesurer par le capteur sera large. De ce fait, la luminance de la source lumineuse risque de ne pas être mesurée correctement.

C’est pourquoi, lors de l’utilisation d’un luminancemètre, il est primordial de maintenir constante la distance entre celui-ci et la source lumineuse à mesurer. Il est aussi important d’incorporer un dispositif de réglage de la mise au point en tant qu’accessoire, afin que la position de la mise au point, une fois réglée, ne se déplace pas.

Autres informations sur les luminancemètres

1. L’étalonnage de l’échelle

Pour étalonner le luminancemètre, il faut utiliser un réflecteur diffus ou une plaque transmissive diffuse. Leur la distribution lumineuse doit se révéler uniforme en luminance et obéir à la loi du cosinus. Une ampoule standard d’intensité lumineuse avec une température de distribution de 2856 K est généralement utilisée comme source lumineuse.

Si l’éclairement sur la surface diffuse est E, le facteur de réflexion de la surface diffuse est ρ et la distribution lumineuse de la réflexion obéit à la loi du cosinus, la luminance L (cd/m2) de la surface réfléchissante peut être exprimée par la formule suivante

L = ρ E / π

Un luminancemètre peut être étalonné dans n’importe quelle direction tant que l’angle de vue de la mesure peut être contenu dans la surface réfléchissante. La sortie celui-ci peut être calibrée à partir de L calculé à partir de E et ρ, qui peut être calculé à partir de l’intensité lumineuse I (cd) d’une ampoule standard et de la distance S (m) entre l’ampoule et la surface réfléchissante.

La mesure de la réflectance n’étant pas aisée, il est raisonnable de supposer que la luminance calculée avec une surface réfléchissante de bonne qualité est exacte d’environ ±3-5 %.

2. La vérification avant la mesure

Tout d’abord, il faut vérifier que le luminancemètre est correctement étalonné et qu’il est suffisamment adapté à l’angle de vue à mesurer.

Ensuite, il faut vérifier que l’alimentation électrique de l’installation d’éclairage est réglée à la tension spécifiée et que les appareils d’éclairage sont correctement installés et câblés. Le champ de vision de la mesure, la position des instruments de mesure et la relation entre les points de mesure sont étudiés au moyen d’un dessin en perspective.

3. Les précautions à prendre lors de la mesure

La source lumineuse doit être allumée pendant au moins 5 minutes pour les ampoules et 30 minutes pour les lampes à décharge avant de commencer les mesures. La tension d’alimentation doit être mesurée aussi près que possible de la source lumineuse.

Le système de luminance nécessite une exposition suffisante avant la mesure, car un temps d’exposition (environ 5 minutes) est nécessaire pour la stabilisation.

Avec les luminancemètres à commutation de sensibilité, il faut veiller à éviter autant que possible les lectures d’échelle dans la plage 0~1/4.

Qu’est-ce qu’un capteur de distance ?

Les capteurs de distance sont des capteurs permettant de mesurer des distances.

Récemment, ils ont été utilisés pour la conduite automatique de véhicules et de machines industrielles ainsi que pour prévenir les collisions avec des objets détectés dans des systèmes de sécurité avancés. Il existe trois principaux types de capteurs de distance : LiDAR (optique), à ondes millimétriques et à ultrasons.

La plupart des capteurs utilisent un mécanisme connu sous le nom de TOF (Time of Flight). Selon celui-ci, un signal est envoyé pour chaque méthode et la distance est mesurée à partir du moment où le signal est reçu en retour de l’objet mesuré.

Utilisations des capteurs de distance

L’utilisation des capteurs de distance diffère selon la méthode utilisée.

1. La méthode LiDAR

La méthode LiDAR est une méthode à haute résolution et donc à haute précision de reconnaissance de position et de forme. Elle est utilisée dans les opérations automatiques. Dans celles-ci, elle est fixée sur un avion ou un drone pour mesurer la forme 3D du terrain et est utilisée pour reconnaître la forme des objets qui se trouvent devant elle.

Elle sert également dans les dispositifs de sécurité qui permettent aux véhicules à guidage automatique de reconnaître la distance qui les sépare des obstacles et dans les dispositifs qui reconnaissent la forme et les dimensions des produits pour le tri automatique.

2. Les systèmes à ondes millimétriques

Les systèmes à ondes millimétriques ont une distance de mesure relativement grande et sont résistants aux changements environnementaux. Ils sont utilisés dans les capteurs de mouvement qui détectent les objets en mouvement. Par exemple, les êtres humains, dans un rayon limité, ainsi que dans les fonctions de sécurité.

On peut également les retrouver dans les régulateurs de vitesse adaptatifs et les systèmes de freinage avec réduction des dommages en cas de collision pour faciliter la conduite du véhicule. Les moniteurs d’angle mort sont aussi basés sur ce système. Ces derniers détectent les objets approchant par l’arrière et fournissent une aide au changement de voie sur les autoroutes.

3. Les systèmes à ultrasons

Le système à ultrasons est un système peu coûteux. Cependant, la distance de détection est plus courte que les autres méthodes, à savoir environ 10 m.

Comme il peut être introduit à faible coût, il convient pour les détecteurs de mouvement. Ces derniers allument des lumières à l’approche d’une personne et pour la détection de marchandises sur des convoyeurs. Ils servent aussi à la détection les obstacles lors du stationnement des véhicules.

4. Les caméras stéréo

Les caméras stéréo peuvent également être classées dans la catégorie des capteurs de distance car elles peuvent calculer des distances à partir d’images. Elles sont combinées aux capteurs de distance à ondes millimétriques, qui excellent dans la mesure des distances. Ainsi, elles sont parfois utilisées dans les systèmes d’aide à la conduite des voitures qui utilisent les images ainsi que la distance pour prendre des décisions.

Principe des capteurs de distance

De nombreux capteurs utilisent un mécanisme de détection appelé TOF (anglais : Time of Flight). Un signal est envoyé pour chaque méthode et la distance est mesurée à partir du moment où le signal réfléchi est reçu de l’objet à mesurer.

1. La méthode LiDAR

Les systèmes LiDAR utilisent la lumière laser, qui peut être visible, ultraviolette ou proche de l’infrarouge. La distance est calculée en transmettant un faisceau laser de signaux pulsés et en détectant le temps nécessaire à la réception de la lumière réfléchie par l’objet mesuré.

Il possède une haute résolution, peut détecter même des objets de petite taille et se caractérise par une grande précision de ± quelques millimètres. En revanche, il ne convient pas pour mesurer des objets à travers lesquels la lumière pénètre ou dans des environnements poussiéreux. Elle ne convient pas non plus pour les mesures dans des endroits où les conditions de luminosité changent de manière complexe.

2. La méthode des ondes millimétriques

Les systèmes à ondes millimétriques sont des systèmes qui utilisent des ondes électromagnétiques correspondant à des ondes millimétriques. Les méthodes aux ondes de ce type comprennent la méthode des impulsions et la méthode FMCW. Celle des impulsions transmet des ondes radio pulsées et calcule la distance. Elle détecte simultanément le temps nécessaire pour recevoir les ondes radio réfléchies par l’objet mesuré.

Quant à la méthode FMCW, elle transmet des ondes radio dont la fréquence varie dans le temps. Elle calcule la distance à partir de la fréquence de battement (différence de fréquence) générée par l’interférence entre les signaux transmis et réfléchis. Les systèmes à ondes millimétriques peuvent mesurer de grandes distances, ont une précision de ±0,1 mm et résistent aux environnements lumineux et poussiéreux.

Toutefois, elles ne conviennent pas aux matériaux qui absorbent facilement les ondes radio, notamment les matières plastiques, les vêtements et les matériaux non métalliques.

3. Les méthode des ultrasons

Dans la méthode ultrasonique, des ondes ultrasoniques pulsées sont émises. La distance est calculée par celle-ci en détectant le temps nécessaire pour recevoir les ondes ultrasoniques réfléchies par l’objet mesuré. Les avantages de cette méthode sont qu’elle est peu coûteuse à mettre en œuvre et qu’elle peut être utilisée dans les liquides et les solides ainsi que dans l’espace.

Les inconvénients sont que la distance mesurable est courte, environ 10 m, et que seuls des objets d’une certaine taille peuvent être mesurés. De plus, les ondes sonores ne sont pas adaptées aux matériaux absorbant le son et ne conviennent pas pour mesurer les éponges et les mousses.

4. Les caméras stéréo

Les caméras stéréo utilisent deux caméras pour photographier l’objet à mesurer et acquérir des informations de position. Le système utilise celui d’arpentage à trois points basé sur les informations de position des deux caméras et la distance entre les caméras. Cela rend possible la détection la distance par rapport à l’objet mesuré.

Les caméras stéréoscopiques présentent également l’inconvénient de rendre difficile la collecte de données d’image sur des routes sombres. Un autre de leurs inconvénients est qu’elles réduisent la précision de la détection en cas de contre-jour éblouissant.

Autres informations sur les capteurs de distance

Exemples familiers d’utilisations des capteurs de distance

Les capteurs ToF sont utilisés comme capteurs de distance dans les smartphones. Les informations sur la distance mesurée sont utilisées pour améliorer la précision de la fonction autofocus des appareils photo des smartphones.

La distance entre le sujet et l’appareil photo peut ainsi être calculée avec une grande précision, même dans des environnements sur lesquels il était auparavant difficile de faire la mise au point. Cela a permis d’améliorer considérablement les performances de la fonction autofocus. Il est dorénavant possible de mesurer la distance entre la caméra et n’importe quelle partie de l’image. On s’attend alors à ce que les images de la caméra qui n’étaient auparavant capturées qu’en 2D puissent être traitées en tant que données 3D.

L’utilisation de cette technologie améliorera considérablement la précision de la reconnaissance des objets dans les images. Son adaptation aux domaines de la réalité virtuelle (technologie VR) et de la réalité augmentée (technologie AR) suscite donc de grands espoirs.

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

Les ondes ultrasoniques sont des vibrations de l’air d’une fréquence de 20 kilohertz ou plus. Il s’agit de sons qui ne peuvent pas être ressentis par l’homme.

Pour produire de telles ondes ultrasoniques, il est nécessaire de faire vibrer un objet à une fréquence élevée ainsi que de l’air autour de celui-ci. Les éléments piézoélectriques (céramiques piézoélectriques) sont couramment utilisés.

Cette technique repose sur la propriété (effet piézoélectrique) d’un élément piézoélectrique qui, lorsqu’il est soumis à une tension, s’étire ou se contracte en fonction de sa polarité.

Lorsqu’une tension alternative est appliquée à partir d’électrodes connectées à l’élément piézoélectrique, celui-ci vibre à grande vitesse en raison de l’effet piézoélectrique. Il peut ainsi générer des ondes ultrasonores.

Utilisations des générateurs d’ultrasons

Les générateurs d’ultrasons sont utilisés dans un large éventail d’utilisations, allant des situations quotidiennes aux domaines industriels.

Par exemple, ils peuvent être utilisés pour des liquides contenant des particules liquides et solides. Leur rôle dans ces derniers est de produire des émulsions ou de préparer des échantillons et des pigments.

Le nettoyage de composants mécaniques et électroniques par des ondes ultrasoniques est fréquemment employé dans les secteurs universitaire et industriel. Il permet d’éliminer de minuscules contaminants qui ne peuvent être enlevés par simple essuyage avec des produits chimiques.

Dans des situations familières, les générateurs à ultrasons ont pour rôle d’atomiser le liquide et générer un brouillard dans les humidificateurs.

Principe des générateurs d’ultrasons

L’élément piézoélectrique utilisé dans les générateurs d’ultrasons est un type de matériau céramique. Ce dernier est composé d’oxyde de titane, d’oxyde de baryum ainsi que d’autres matériaux cuits et durcis à haute température.

L’une des caractéristiques de cet élément est que lorsqu’une pression est appliquée à l’extérieur, une tension est générée dans l’élément. D’autre part, ce dernier se dilate et se contracte lorsqu’une tension lui est appliquée.

La raison pour laquelle une tension est générée lorsqu’une pression est appliquée à un solide est due à la distorsion de la structure cristalline du solide causée par la pression.

Des ions positifs et négatifs sont disposés dans le solide et les forces extérieures déforment la position de ceux-ci. Cela provoque un biais de charge dans le solide.

Il en résulte une polarisation électrique et la génération d’une tension dans le solide.

Inversement, on peut comprendre qu’une tension est appliquée et que le champ électrique entraîne un déplacement de la position des ions. Il modifie ainsi la structure cristalline et l’épaisseur du solide.

Lorsqu’une tension alternative à haute fréquence est appliquée à cet élément piézoélectrique, l’élément se dilate et se contracte à grande vitesse. Cela génère rapidement des ondes longitudinales (son) qui sont émises sous forme d’ultrasons.

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

Un homogénéisateur à ultrasons est un appareil qui homogénéise (homogénéise) des particules et un liquide en irradiant le liquide contenant les particules avec des ondes ultrasoniques.

Ces particules peuvent être des solides ou des gouttelettes dans un liquide. Les ultrasons génèrent de très petites bulles (de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de micromètres) dans le liquide. Lorsque ces bulles éclatent, des turbulences sont générées dans la solution.

Ces turbulences ont un impact sur les particules, écrasant et fragmentant les grosses particules. Elles les dispersent en vue de l’homogénéisation. Même lorsque le mélange est difficile avec une agitation mécanique normale, il est possible de préparer des suspensions homogénéisées et des liquides émulsifiés plus stables.

Utilisations des homogénéisateurs à ultrasons

Les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés dans diverses utilisations car ils permettent de produire des liquides homogénéisés très stables (suspensions et émulsions).

1. La production alimentaire et laitière

Dans l’industrie alimentaire et laitière, les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés pour la production de dispersions et d’émulsions afin d’obtenir une qualité stable. 

2. La fabrication de cosmétiques

De même, dans la fabrication de produits cosmétiques. Une émulsification très stable permet de produire des crèmes, des lotions, etc. de grande qualité.

3. Autres

Ils sont également efficaces pour réguler la stabilité et la viscosité des dispersions et des suspensions de céramiques, de pigments, de minéraux, etc. Les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés non seulement dans la fabrication, mais aussi dans la recherche et le développement en biologie et en microbiologie. Par exemple, pour la perturbation des tissus cellulaires et des virus, ainsi que pour le prétraitement de l’extraction de l’ADN et des protéines. Ils sont également fréquemment utilisés pour la suspension et l’émulsification dans la recherche sur les matériaux.

Principe des homogénéisateurs à ultrasons

1. La production d’ultrasons

Les composants clés d’un homogénéisateurs à ultrasons sont l’oscillateur et le transducteur. L’oscillateur produit un signal électrique qui fait vibrer verticalement l’extrémité du transducteur (appelée pointe ou cornet) à une vitesse d’environ 20 000 fois par seconde.

Lorsque la pointe transmet les vibrations dans le liquide, celles-ci sont transmises à travers le liquide sous forme d’ondes ultrasoniques.

2. La cavitation

Les ondes sonores étant des ondes longitudinales, elles se déplacent dans le liquide. Elles créent ainsi à plusieurs reprises des zones de haute et de basse densité dans le liquide. Les zones de densité extrêmement faible se transforment en bulles de vide. Le phénomène qui produit ces bulles est la cavitation (cavitations). 

3. La rupture, la dispersion et l’homogénéisation

De fortes turbulences sont générées au moment de l’éclatement des bulles, ce qui a pour effet de déchirer ou d’écraser par collision les particules agglomérées. De ce fait, les particules présentes dans le liquide deviennent plus fines et plus homogènes. C’est ainsi que l’on obtient l’homogénéisation, c’est-à-dire, en provoquant de manière répétée des turbulences fines et fortes par le biais de la cavitation.

Caractéristiques des homogénéisateurs à ultrasons

Les caractéristiques des homogénéisateurs à ultrasons et les points à prendre en compte lors de leur utilisation sont les suivants :

1. Le risque relativement faible de contamination par des matières étrangères

Certains homogénéisateurs mécaniques conventionnels présentent de nombreuses surfaces de contact avec l’échantillon liquide. par exemple, des billes, des lames ou des surfaces de broyage pour l’écrasement physique. De plus, comme il y a contact physique avec les particules pour effectuer le broyage, il y a un risque élevé d’endommagement de la zone de contact.

En comparaison, les homogénéisateurs à ultrasons ont une surface de contact relativement petite et ne sont pas endommagés par le contact physique. Cela réduit effectivement la possibilité que des corps étrangers tels que des débris pénètrent dans le liquide (contamination).

2. Les faibles coûts d’entretien et de gestion

Étant donné qu’aucune force physique n’est exercée sur la zone de contact pour écraser la matière, il y a moins de détérioration de l’équipement due à la friction. Cela a pour résultat de réduire les coûts d’entretien et de gestion de l’équipement.

3. L’adaptation à l’objectif d’homogénéisation de la distribution granulométrique

Dans la phase finale de l’homogénéisation, la particulation se fait presque entièrement par collision des particules entre elles. Les particules sont donc souvent disposées selon une forme proche de celle d’une sphère et le produit fini est une dispersion de particules bien définies. Il est donc mieux adapté à l’intention d’aligner la distribution de la taille des particules. 

4. Il peut provoquer une dégradation excessive des composants

En raison de leur énergie élevée, les ultrasons peuvent provoquer une perturbation excessive des composants du liquide. Par exemple, dans le cas d’échantillons biologiques, les cellules se désintègrent.

Cependant, c’est généralement la situation dans laquelle les homogénéisateurs à ultrasons sont plutôt utilisés pour la désintégration des cellules. Il est donc important de prendre connaissance de leur usage. Lorsque les cellules sont éliminées, des enzymes protéolytiques sont utilisées pour décomposer le tissu conjonctif et les éliminer.

5. La chaleur est générée

La chaleur est générée pendant l’utilisation, ce qui peut être une source de dénaturation des protéines dans les échantillons biologiques. Par conséquent, le temps de traitement et les intervalles d’irradiation doivent être optimisés et refroidis.

Qu’est-ce qu’un compteur de résistance de surface ?

Un compteur de résistance de surface est une machine permettant de mesurer la résistance des produits antistatiques. Différentes mesures peuvent être effectuées à l’aide de sondes optionnelles et de plaques en acier inoxydable. Les objets isolants sont constamment chargés d’électricité statique. Cette dernière les détériore et peut entraîner des défauts de mise à la terre et des chocs électriques. En mesurant la résistance de surface et la valeur de la résistance d’isolement, il est possible de prévoir la détérioration de l’objet à long terme. Il est également possible de mesurer la quantité d’eau contenue dans les peintures à base d’eau et le béton. Principalement ceux qui contiennent de l’eau et durcissent en raison de la perte de cette dernière pendant le séchage. Ceci est particulièrement important dans le processus de formation de film connu sous le nom de “choco”, où le solvant de l’eau se volatilise et forme un film.

Utilisations des compteurs de résistance de surface

Les compteurs de résistance de surface sont utilisés pour mesurer l’environnement de travail. C’est-à-dire, principalement pour les contrôles périodiques dans les salles blanches où sont fabriqués les composants électroniques. Ils peuvent également servir pour le contrôle des processus et le contrôle de la qualité. La raison étant que’ils permettent de déterminer le taux d’humidité à la surface des produits à l’aide des valeurs de résistance. Ils peuvent donc être utilisés pour vérifier les conditions de séchage des peintures et du béton. De nombreux modèles portables utilisent des sondes pour mesurer la résistance entre deux points de surface ou pour mesurer la résistance de jonction avec la terre. La première résistance est mesurée en plaçant deux sondes sur la surface. La seconde, quant à elle, en plaçant une sonde et en touchant la surface avec l’autre sonde.

La résistivité de surface peut également être mesurée en plaçant un compteurs de résistance de surface sur la surface sans sondes. De plus, la résistance volumique peut être mesurée en plaçant une plaque d’acier inoxydable sur une plaque isolante. Puis, en plaçant une extrémité de la sonde sur la plaque d’acier inoxydable et l’autre extrémité sur l’objet à mesurer.

Principe des compteurs de résistance de surface

Le principe du testeur de résistivité de surface est dérivé des circuits électriques. Cela signifie que la valeur du courant appliquée par le testeur de résistivité et traversant l’objet est mesurée et calculée à partir de la tension appliquée et de la quantité de courant.  Mais également que la tension entre les sondes est calculée à partir de la valeur du courant traversant l’objet, en fonction de l’objectif de la mesure. Il convient donc de noter que lorsque l’humidité de l’air dépasse 60 %, la valeur mesurée peut être différente en raison de l’humidité de l’air. Il existe alors également des compteurs de résistance de surface qui mesurent provisoirement la température et l’humidité. Outre les valeurs de résistance, certaines jauges de résistivité de surface portent également la mention “conducteur”, “matériau antistatique” ou “isolant”. Cela facilite la détermination de la valeur.
Ces compteurs peuvent être mesurés en saisissant l’objet avec une sonde ou une pince crocodile, ou alors en le plaçant simplement sur l’électrode annulaire au dos de l’appareil. L’électrode annulaire au dos permet de détecter uniquement le courant circulant sur la surface et donc de mesurer la résistance de la surface. La poussière sur la sonde ou sur l’électrode annulaire au dos de l’appareil empêche une mesure précise. Il faut donc les nettoyer en les essuyant avec de l’alcool.

Qu’est-ce qu’un appareil de mesure de point de fusion ?

Un appareil de mesure de point de fusion est un dispositif qui permet de chauffer un échantillon solide rempli dans un tube capillaire se trouvant dans une solution. Il sert à observer visuellement le changement d’état de l’échantillon. Il se compose essentiellement d’un récipient en verre, d’un thermomètre, d’un tube capillaire, d’un solvant, d’un dispositif de chauffage et d’une loupe. L’échantillon peut être observé tout en regardant le thermomètre. L’évaluation de la relation entre la température et l’échantillon devient ainsi réalisable.

Les appareils de mesure de point de fusion sont principalement utilisés pour mesurer les points de fusion et de décomposition. Ils le sont également pour analyser la pureté des échantillons.

Utilisations des appareils de mesure de point de fusion

Comme leur nom l’indique, ils peuvent être utilisés pour mesurer le point de fusion d’échantillons solides. De plus, ils peuvent également servir à observer la façon dont un échantillon se contracte ou se décompose.

La mesure du point de fusion d’une substance permet d’évaluer la résistance à la chaleur de l’échantillon. On se réfère à elle pour identifier des substances après une synthèse organique, car les points de fusion d’une même substance sont presque identiques. En revanche, si l’échantillon contient des impuretés, il y aura un écart par rapport au point de fusion de la substance pure. Cette propriété peut être utilisée pour vérifier la pureté du réactif.

Principe des appareils de mesure de point de fusion

C’est un appareil qui permet de chauffer progressivement une petite quantité d’échantillon en solution. Il rend réalisable la visualisation simultanée de la température et du changement d’état de l’échantillon. La fusion ou la décomposition de l’échantillon peut être observée et le point de fusion ou de décomposition peut être mesuré.

Les appareils de mesure de point de fusion se composent essentiellement d’un récipient en verre, d’un thermomètre, d’un tube capillaire, d’un solvant, d’un dispositif de chauffage et d’une loupe. Après avoir placé un échantillon solide dans le tube capillaire, celui-ci est placé dans l’appareil de mesure du point de fusion. L’huile de silicone est généralement utilisée comme solvant de chauffage. Pendant que l’huile est chauffée par le dispositif de chauffage, l’échantillon est observé dans le tube capillaire à travers la loupe.

La vitesse à laquelle l’huile est chauffée peut être contrôlée dans une certaine mesure. Il faut veiller à ne pas augmenter la température trop rapidement, ce qui accroîtrait l’erreur de mesure. 

Qu’est-ce qu’une machine de dépôt de film sous vide ?

Les films déposés par évaporation sont des produits dans lesquels des métaux tels que l’aluminium ou des oxydes tels que la silice sont évaporés pour former une fine pellicule sous forme de film.

En modifiant la substance d’évaporation, l’épaisseur du film et le matériau du film, il est possible d’ajouter des fonctions pour répondre à différents besoins. Il existe deux méthodes d’évaporation principales : l’évaporation physique et l’évaporation chimique. La méthode appropriée est choisie en fonction de la substance utilisée et de la méthode de fabrication du produit.

Utilisations des machines de dépôt de film sous vide

Les films déposés par évaporation peuvent se voir attribuer divers rôles en fonction de la composition du matériau de base du film et du film à déposer par évaporation. Par exemple, les machines de dépôt de film sous vide sont des produits dans lesquels une fine pellicule d’aluminium est formée sur le film.

Ces films ont des fonctions telles qu’une barrière à la vapeur d’eau, une barrière à l’oxygène et des propriétés de blocage de la lumière. Les machines de dépôt de film sous vide sont utilisées dans des utilisations telles que les composants électroniques ainsi que d’autres équipements de précision, les étiquettes pour aliments et boissons, les sacs pour confiseries, les sachets pour aliments en autoclave et les compléments alimentaires.

Le film évaporé à la silice est également un produit qui forme une fine pellicule d’oxyde de silicium sur le film. Cela lui confère d’excellentes propriétés de barrière aux gaz, de rétention des arômes et de résistance aux produits chimiques. Ces caractéristiques le rendent utile à des fins d’impression et d’emballage.

Principe des machines de dépôt de film sous vide

Les machines de dépôt de film sous vide est un terme générique pour les produits dans lesquels une substance est évaporée pour former une couche sur un substrat plastique (film). Les métaux (par exemple l’aluminium et la silice) et les oxydes sont utilisés comme substances d’évaporation.

En les fixant sous forme de couche mince à la surface du film, il est possible de leur ajouter de nouvelles fonctions. Par exemple, des propriétés de barrière et de design, sans modifier les propriétés du matériau de base. Il existe deux méthodes de dépôt : le dépôt physique en phase vapeur (PVD) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).

Le dépôt en phase vapeur est une méthode de dépôt de couches minces par des réactions physiques telles que le chauffage ou l’impact. Il comprend des méthodes telles que l’évaporation sous vide et la pulvérisation cathodique. Le dépôt en phase vapeur (CVD), quant à lui, est une méthode d’amincissement des matières premières gazeuses par des réactions chimiques. D’autres méthodes telles que le dépôt en phase vapeur thermique et le dépôt en phase vapeur plasma sont couramment utilisées.

Divers matériaux polymères sont utilisés comme substrats de films, tels que le PE (polyéthylène), le PP (polypropylène) et le PET (polyéthylène téréphtalate), en fonction de l’usage.

Types de machines de dépôt de film sous vide

Il existe différents types de films déposés en phase vapeur. Il est donc important de choisir le type qui convient le mieux à l’utilisation et à l’environnement dans lequel il sera utilisé.

1. Les machines de dépôt de film sous vide en aluminium

Le film déposé par évaporation d’aluminium préserve la fraîcheur et la qualité des produits alimentaires grâce à ses excellentes performances de barrière. Il empêche la pénétration de l’humidité et de l’oxygène depuis l’extérieur. Ses propriétés de blocage de la lumière empêchent également la détérioration des aliments et des produits due à la lumière et à la chaleur.

Il joue un rôle important dans l’emballage des produits alimentaires et pharmaceutiques, où le stockage à long terme et le maintien de la qualité sont nécessaires.

2. Les machines de dépôt de film sous vide en silice

Les machines de dépôt de film sous vide en silice empêchent la perméation de gaz tels que l’oxygène et la vapeur d’eau grâce à ses excellentes propriétés de barrière aux gaz. Cela permet aux produits alimentaires et pharmaceutiques de conserver leur fraîcheur et leur qualité sur une longue période.

Ses propriétés de rétention des odeurs permettent également de conserver l’arôme et le goût des aliments et des produits. De plus, leurs films ont une excellente résistance chimique. Ils sont très résistants aux produits chimiques et pharmaceutiques et sont parfois utilisés pour emballer des produits et des réactifs.

3. Les machines de dépôt de film sous vide au chrome

Une propriété caractéristique des les machines de dépôt de film sous vide au chrome est leur haute réflectivité. Le chrome réfléchit efficacement la lumière visible et infrarouge, ce qui lui confère une brillance et un éclat semblables à ceux d’un miroir.

Cette propriété est un facteur important dans la fabrication des miroirs et des réflecteurs. Elle est largement utilisée dans des domaines tels que les dispositifs optiques et les équipements d’éclairage.

4. Les machines de dépôt de film sous vide en cuivre

Le cuivre est un métal très conducteur et peut transmettre efficacement des signaux électriques. Ce type de machines de dépôt de film sous vide utilisent cette propriété. Elles jouent donc un rôle important dans les connexions électriques et la formation de circuits dans la fabrication de composants électroniques.

De plus, elles répondent également aux exigences de la transmission de données à grande vitesse et de la transmission de signaux à haute fréquence. Elles sont ainsi fréquemment utilisées dans des domaines tels que les équipements de télécommunications et les dispositifs à semi-conducteurs.

5. Les machines de dépôt de film sous vide en or

L’or est un métal précieux dont la conductivité électrique est très élevée. Cela le rend adapté à la transmission de signaux électriques et aux connexions électriques. Ces machines de dépôt de film sous vide sont donc utiles pour les plaquettes de contact, les zones de contact des appareils électroniques et pour le câblage haute définition.

Leur conductivité électrique élevée minimise la perte de signal ainsi que la génération de bruit et favorise la réalisation de dispositifs électroniques de haute performance.

6. Les machines de dépôt de film sous vide en titane

Le film déposé de vapeur de titane est un film mince formé par l’évaporation de ce dernier. Il se caractérise par sa résistance à l’usure et à la corrosion. Les les machines de dépôt de film sous vide en titane sont un métal dur qui résiste aux frottements et aux rayures.

Ils forment également une couche de dioxyde de titane, qui offre une protection contre les agents chimiques et l’environnement. Ils sont donc utiles pour améliorer la durabilité des finitions de surface sur les produits décoratifs et industriels, les composants automobiles et les dispositifs biomédicaux.

De plus, le titane joue un rôle important dans les dispositifs médicaux et les articulations artificielles en raison de sa biocompatibilité et de sa bio-compatibilité élevées.

Qu’est-ce qu’un analyseur de teneur en chlorophylle ?

Un analyseur de teneur en chlorophylle est un instrument simple et non destructif qui permet d’estimer la concentration en chlorophylle.

Dans l’agriculture moderne, l’augmentation des rendements, la protection de l’environnement et la réduction des coûts sont des questions importantes. Elles nécessitent une fertilisation azotée appropriée. Pour sa réalisation, il est nécessaire de comprendre l’état nutritionnel de la culture.

La chlorophylle est un pigment responsable de la photosynthèse des plantes et augmente généralement avec la teneur en azote. Cela se traduit par des feuilles d’un vert plus foncé. Il est donc possible de déterminer l’état nutritionnel des cultures en mesurant la concentration de chlorophylle.

Utilisations des analyseurs de teneur en chlorophylle

Il a été développé dans le cadre du projet SPAD (Soil & Plant Analyzer Development) pour la gestion au champ du riz (riz paddy).

Il peut être utilisé pour toutes les cultures. Les seules conditions étant que la largeur de la feuille soit d’au moins 2 mm, que l’épaisseur de la feuille soit suffisante pour être prise en sandwich entre les sections de mesure et que la quantité de lumière transmise soit suffisante. Une large gamme de plantes peut être mesurée, y compris le riz, d’autres céréales, le coton, les légumes, les fruits, ainsi que les plantes ornementales et les arbres verts.

En raison de sa taille portable, il est utilisé pour mesurer les feuilles des cultures vivantes directement dans le champ et pour la gestion des engrais. Son rôle est d’améliorer la qualité et d’augmenter les rendements.

Principe de l’analyseur de teneur en chlorophylle

Le pic d’absorption de la lumière par la chlorophylle se situe généralement dans la région bleue (400-500 nm) et dans la région rouge (600-700 nm). Quant aux longueurs d’onde d’absorption d’autres pigments, tels que les pigments caroténoïdes, elles se situent également dans la région bleue et leurs pics se chevauchent. En revanche, la lumière dans la région infrarouge au-dessus de 700 nm n’est pratiquement absorbée par aucun pigment.

La différence de densité optique peut donc être mesurée en exposant alternativement l’échantillon à la lumière dans la région rouge (dont la longueur d’onde maximale est d’environ 650 nm) et à la lumière dans la région infrarouge (dont la longueur d’onde maximale est d’environ 940 nm). La densité optique est une valeur logarithmique qui indique le degré d’absorption et de réduction de la lumière.
La partie émettrice de lumière de l’analyseur comprend deux sources lumineuses. La première est une LED dont la longueur d’onde maximale se situe dans la région rouge autour de 650 nm. La seconde est une LED dans la région infrarouge autour de 940 nm. Par la suite, la lumière transmise à travers l’échantillon est convertie en électricité par le photodétecteur (conversion photoélectrique). Sur la base de la différence de densité optique mesurée, une valeur numérique, la valeur SPAD, est calculée et affichée. Elle indique le degré d’absorption de la lumière provenant des DEL dans la région rouge.

Il a été confirmé que la valeur SPAD présente une forte corrélation linéaire avec la concentration de chlorophylle dans le limbe de la feuille. Elle peut donc être utilisée comme indicateur de la concentration de chlorophylle dans l’échantillon.

Points à noter dans l’utilisation de l’analyseur de teneur en chlorophylle

L’analyseur de teneur en chlorophylle est très facile à utiliser pour mesurer la quantité de chlorophylle. Cependant, il y a des limites à la taille des feuilles qui peuvent être mesurées. Si la surface de la feuille est inférieure à 2 mm de longueur et 3 mm de largeur, les mesures ne peuvent pas être effectuées. De plus, les plantes à feuilles épaisses ne peuvent pas être mesurées, car l’épaisseur maximale mesurable est de 1,2 mm. Il est donc recommandé de mesurer les feuilles présentant de nombreuses nervures à plusieurs endroits et d’utiliser la moyenne de ces mesures, car les valeurs varient d’un endroit à l’autre.

Comme alternative au chlorophyllemètre, la chlorophylle peut être extraite de la feuille à l’aide de produits chimiques et mesurée à l’aide d’un spectrophotomètre. Dans ce cas, la méthode dépend de l’emplacement de la chlorophylle à extraire. Les produits chimiques utilisés pour l’extraction sont l’acétone, le méthanol et le diméthylformamide. Si les feuilles sont utilisées telles quelles pour extraire la chlorophylle, c’est le diméthylformamide qui est utilisé. Pour ces méthodes de mesure, les feuilles sont coupées en petits morceaux ou trempées dans les produits chimiques pendant un certain temps, si nécessaire. Par conséquent, les échantillons tels que les feuilles sont prélevés sur les arbres ou les plantes. Ils sont ensuite utilisés uniquement pour les mesures de la chlorophylle. Par conséquent, par rapport à ces méthodes, on peut dire que le chlorophyllemètre mesure la chlorophylle d’une manière “non destructive”.

Utilisations des analyseurs de teneur en chlorophylle

Les chlorophyllomètres sont largement utilisés dans l’agriculture. Ils permettent de déterminer le moment de la récolte et de l’utilisation d’engrais, car les plantes qui poussent dans les champs et les rizières peuvent être mesurées telles quelles. Par exemple, les chlorophyllomètres sont utilisés pour déterminer l’état nutritionnel des plants de riz en utilisant la corrélation entre la teneur en azote du corps de la plante et la teneur en chlorophylle. De cette manière, des valeurs qui ne pouvaient pas être déterminées auparavant peuvent dorénavant être facilement obtenues sur le terrain. Cela, sans prélever des échantillons et elles peuvent être soumises à un prétraitement et à une analyse. Il est également utilisé pour mesurer la teneur en β-carotène ainsi que la teneur typique en chlorophylle. Le riz, qui sert à nourrir le bétail, est récolté et nourri à un moment où sa valeur nutritionnelle est élevée. Une gestion efficace de l’engraissement peut ainsi être réalisable. Cela permet une approche plus objective et numérique que celle qui reposait auparavant sur le jugement individuel, comme l’inspection visuelle.

Qu’est-ce qu’une machine d’essai de charge ?

Une machine d’essai de charge est un dispositif d’essai utilisé principalement pour déterminer la résistance des matériaux.

Pour de nombreux essais réalisés sur cette machine, une éprouvette est préparée. Les machines d’essai de charge appliquent généralement des mouvements verticaux à l’échantillon sous la forme d’une charge. Par exemple, la tension, la flexion, la compression ou le cisaillement, afin de déterminer le comportement du matériau sous charge. C’est-à-dire, la déformation, l’allongement ou la rupture de ce dernier.

Ces machines sont aussi communément appelées machines d’essai universelles par certains fabricants d’équipements d’essai. Les machines d’essai de charge sont principalement utilisées par les entreprises, les instituts de recherche et les universités dans diverses industries, y compris l’industrie minière.

Elles sont utiles pour tester les propriétés mécaniques d’un large éventail de matériaux, notamment les métaux, les non-métaux, les composites, les produits pharmaceutiques, les produits alimentaires, le bois, le cuivre, l’aluminium, les profilés en plastique, les fils et les câbles, le papier, les films, le caoutchouc et les textiles.

Utilisations des machines d’essai de charge

machines d’essai de charge sont fréquemment utilisées dans le contrôle de la qualité, dans la recherche et le développement. Elles servent à vérifier la résistance du soudage, du brasage et du collage, ainsi qu’à étudier les propriétés de certains matériaux.

La demande de technologies de mesure utilisant ces machines par industrie est très variée. Elle inclue les automobiles, les avions, les véhicules ferroviaires, l’alimentation et l’emballage, le textile et l’habillement, les composants électroniques et l’équipement électrique, la construction et l’ameublement, les cosmétiques, l’équipement médical et les produits pharmaceutiques, les sports et la gestion des plantes.

Principe des machines d’essai de charge

Les machines d’essai de charge (machines d’essai universelles) sont principalement électroniques, hydrauliques ou les deux, selon la source d’entraînement.

La machine d’essai de charge comporte deux arbres filetés verticaux dans lesquels coulisse la traverse mobile. Pour les essais de traction, l’échantillon est placé entre la traverse et les mâchoires de la tête mobile. Pour les essais de compression, l’échantillon est placé entre la tête mobile et la table.

La machine d’essai de charge est équipée d’un variateur de vitesse qui contrôle la vitesse des deux arbres filetés verticaux. Lorsque la tête mobile se déplace, la charge appliquée à l’échantillon change. La relation entre l’ampleur de la variation de la charge et l’importance de la déformation peut être enregistrée. Elle fait ainsi l’objet d’un graphique qui donne une indication des caractéristiques de déformation du matériau soumis à la charge.

Structure des machines d’essai de charge

La machine d’essai de charge se compose des cinq éléments principaux suivants :

1. Le cadre de charge

Le cadre de charge est le cadre de support pour l’application de la tension ou de la compression à l’échantillon. Il doit être suffisamment rigide pour supporter la charge d’essai, car la machine peut détecter une légère déformation plastique de l’échantillon.

2. La cellule de charge

La cellule de charge est un capteur qui détecte la charge appliquée à l’échantillon et qui est généralement monté sur la tête supérieure mobile de la machine d’essai. Les cellules de charge sont des capteurs qui utilisent des jauges de contrainte pour détecter l’ampleur de la charge sous la forme d’un signal électrique. Les cellules de charge doivent être étalonnées régulièrement pour garantir des résultats d’essai corrects.

3. Les pinces de verrouillage

Les pinces de verrouillage maintiennent l’échantillon en place de manière à ce que la charge soit appliquée à l’échantillon. Plusieurs fixations peuvent être installées pour permettre de fixer différents types de matériaux et d’échantillons.

4. La détection de la déformation

Par exemple, dans les essais de traction des matériaux, la charge appliquée et l’allongement de l’échantillon doivent être mesurés avec précision. La détection de la déformation permet de déterminer l’ampleur de la déformation avec une précision de 1 µm.

5. L’unité de contrôle

Dans les essais de charge, le taux de variation de la charge appliquée à l’échantillon est également important. L’unité de contrôle veille à ce que la charge soit appliquée conformément aux conditions d’essai. Elle enregistre également la charge appliquée et l’ampleur de la déformation.