Lors du choix d’un transmetteur de pression adapté à des applications individuelles, de nombreux critères doivent être pris en compte en plus de la plage de pression à mesurer et de l’étendue des conditions thermiques. La compatibilité des fluides figure parmi ces autres critères : le boîtier et le raccord de process doivent résister aux conditions environnementales, afin que le capteur puisse fonctionner sur le long terme.
Par conséquent, deux considérations importantes s’appliquent dans le choix du matériau : Dans un premier temps, il doit présenter une tolérance chimique au fluide de contact. L’autre facteur est que les considérations préventives jouent également un rôle important. Il convient non seulement de clarifier si le transmetteur de pression restera fonctionnel sur le long terme. Mais il faut également établir si les matériaux utilisés dans le transmetteur de pression lui-même peuvent comporter des risques en cas de contact avec des substances particulières : l’industrie pharmaceutique serait un exemple évident ici. Ensuite, nous préciserons quelles incompatibilités de fluides surviennent avec quels matériaux et quelles peuvent être les solutions.
Compatibilité physico-chimique des fluides avec le matériau d’étanchéité et le câble
Il ne suffit pas d’inclure le matériau du boîtier lui-même dans les considérations liées à la compatibilité des fluides. D’autres éléments du transmetteur de pression entrent également en contact avec le milieu environnant ou le fluide de process, et ces matériaux doivent être envisagés avec soin.
La majorité des transmetteurs de pression sont dotés d’un matériau d’étanchéité composé d’élastomère. Le problème ici est que l’élastomère peut se dissoudre en cas de contact avec des fluides agressifs comme le biodiesel par exemple. Dans ce cas, il convient d’utiliser un capteur affleurant, soudé et dépourvu d’élastomère.
Un autre facteur est le câble qui sert à transmettre les données de mesure. Nous utiliserons ici l’exemple d’une sonde submersible dans une piscine. Pour des raisons d’hygiène, les piscines utilisent de l’eau chlorée. Par défaut, les sondes submersibles utilisent des câbles PE ou PUR. Bien que l’eau chlorée seule ne présente aucun problème pour ces câbles, la vapeur de chlore qui s’élève de cette eau en est un, du fait qu’elle est bien plus agressive que l’eau elle-même. Au bout d’un certain temps, ces câbles deviendront poreux au-dessus du niveau de l’eau (visibles sous la forme d’une décoloration blanche), de sorte que l’eau pourra pénétrer à l’intérieur. Cela entraînera donc également la défaillance du capteur. Pour cette raison, des câbles en téflon seraient utilisés dans ce cas.
Compatibilité physico-chimique des fluides avec les boîtiers
Fluides visqueux
Avec des fluides visqueux, dont les peintures utilisées en guise d’exemple, des dépôts peuvent apparaître dans le canal d’étanchéité. Pour éviter toute contamination, des membranes lisses sans aucun espace mort ni canal de pression ouvert sont requises pour de telles applications, afin que le capteur puisse être débarrassé de tous les résidus.
Fluides abrasifs
Lorsque les transmetteurs de pression entrent en contact avec des fluides abrasifs comme le béton, une simple membrane en acier inoxydable n’offre pas une protection suffisante. Dans ce cas, une membrane revêtue d’une feuille Vulkollan® sera nécessaire.
Liquides galvaniques et acides
Un transmetteur de pression chromé peut être plus adapté d’un point de vue esthétique, mais cela n’apporte rien d’autre en termes pratiques. Lorsqu’un manomètre doté d’un boîtier métallique est utilisé dans un bain de galvanoplastie, au fil du temps, seul un amas de chrome non-fonctionnel subsistera. Même des fluides acides, comme de l’acide sulfurique, réagiront avec ces métaux. Pour cette raison, des boîtiers en plastique sont déployés pour les liquides galvaniques et acides. La solution la plus populaire ici est le PVDF.
Figure 1: Un mauvais choix de matériel peut détruire le transmetteur de pression
Eau de mer
L’eau de mer (selon sa salinité) cause à long terme des piqûres sur les boîtiers en acier inoxydable. Cela explique pourquoi la plupart des capteurs submersibles et capteurs de niveau sont également disponibles dans une version en titane.
Eaux libres / protection contre la foudre
Les éclairs ne peuvent peut-être pas être décrits comme un fluide, mais nous allons quand même les étudier plus en détail. Si la foudre devait frapper directement un capteur, aucune protection contre la foudre ne serait d’une quelconque utilité. En revanche, une protection contre les surtensions peut être recommandée pour les sondes submersibles utilisées en eaux libres. Cela permet d’éviter une tension excessive et tous dommages causés à l’instrument de mesure par un éclair tombé à proximité immédiate. Cela est particulièrement recommandé dans le cadre de mesures à long terme réalisées dans des endroits reculés. Le remplacement d’un appareil défectueux dans de telles conditions s’avérerait probablement beaucoup plus coûteux que la protection contre les surtensions en elle-même.
Compatibilité préventive des fluides
La puce en silicone d’un transmetteur de pression piézorésistif est entourée d’un fluide de transmission. Le choix se porte généralement ici sur de l’huile silicone. Bien que ce fluide n’entre normalement pas en contact avec le milieu environnant, certains aspects doivent néanmoins être pris en compte ici, car après tout, un boîtier défectueux ne peut être totalement exclu. Selon l’application, cela peut avoir de graves conséquences.
Gaz et fluides hautement oxydants
Lorsque des gaz et fluides oxydants entrent en contact avec des huiles ou des graisses, la menace de l’explosion survient. Tous les composants exposés ici au fluide doivent être dépourvus d’huile et de graisse tout comme, de manière préventive, le fluide de transmission.
Industries alimentaire et pharmaceutique
Dans ce cas, l’huile silicone doit être remplacée par une huile adaptée au contact alimentaire afin d’écarter tout risque de contamination nocive pour la santé ou ayant tout autre effet. Citons en exemple de la bière qui serait entrée en contact avec de l’huile silicone : elle ne mousserait plus et plus personne n’en voudrait.
Peintures
Une seule goutte d’huile peut rendre tout un lot inutilisable. Là encore, une alternative doit être trouvée.
Compatibilité des fluides des transmetteurs de pression piézorésistifs : Résumé
Le transmetteur de pression optimal pour une application individuelle dépend de nombreux facteurs. Pour cette raison, il est nécessaire de disposer, du côté du fournisseur, d’une bonne compréhension de l’application respective du client. STS offre toujours à ses clients des conseils axés sur les besoins et qui abordent tous les aspects d’une solution fiable dans les délais les plus courts, même pour des volumes moindres d’appareils.
