Dans certaines applications, les capteurs de pression sont exposés à des températures très élevées qui peuvent nuire à la fiabilité des mesures. Les autoclaves utilisés dans les industries chimiques et alimentaires pour stériliser le matériel et les fournitures constituent certainement l’une de ces applications exigeantes.
Les autoclaves sont des chambres de pression utilisées dans un large éventail d’industries pour diverses applications. Ils se caractérisent par des températures élevées et des pressions différentes de celle de l’air ambiant. Les autoclaves médicaux, par exemple, permettent de stériliser le matériel en détruisant les bactéries, les virus et les champignons à une température de 134 °C. L’air emprisonné dans la chambre de pression est retiré et remplacé par de la vapeur chaude. La méthode la plus courante s’appelle le déplacement vers le bas : la vapeur pénètre dans la chambre et remplit les zones supérieures en poussant l’air plus froid vers le bas. L’air est ensuite évacué par un drain équipé d’un capteur de température. Le processus se termine une fois que l’air est évacué et que la température a atteint 134 °C à l’intérieur de l’autoclave.
Des mesures précises à hautes températures
Dans les autoclaves, les capteurs de pression sont utilisés pour la surveillance et la validation des processus. Étant donné que les capteurs de pression standards sont généralement étalonnés à des températures ambiantes, ils ne peuvent théoriquement pas fournir des mesures fiables dans les conditions chaudes et humides des autoclaves. Cependant, STS a récemment été contacté par une entreprise de l’industrie pharmaceutique pour étudier l’implémentation d’un capteur capable d’offrir une précision de 0,1 % à une température de 134 °C, sur une plage de mesure de -1 bar à +5 bars.
Bien que les capteurs de pression piézorésistifs soient sensibles à la température, les erreurs de température peuvent être compensées afin d’optimiser les capteurs à différentes conditions. Sans cette optimisation, un capteur de pression standard offrant une précision de 0,1 % à température ambiante ne serait pas en mesure de garantir le même niveau de précision à 134 °C dans un autoclave.
Ainsi, les applications à températures élevées qui requièrent un capteur de pression très précis nécessitent un appareil calibré en conséquence. Mais la calibration d’un capteur de pression n’est qu’un des impératifs d’optimisation. L’entreprise qui nous a contactés pour l’implémentation d’un capteur en autoclave nous a soumis un autre défi : en plus du capteur de pression, tous les éléments de mesure (y compris l’électronique) doivent être positionnés à l’intérieur de l’autoclave et doivent pouvoir résister à des températures de 134 °C. Grâce à la grande modularité de nos dispositifs de mesure, nous sommes parvenus à assembler un appareil de mesure offrant la précision souhaitée de 0,1 % à 134 °C et dont l’ensemble des éléments peuvent résister aux conditions extrêmes d’un autoclave.
En résumé : Bien que les capteurs de pression piézorésistifs soient sensibles aux changements de température, avec le bon savoir-faire ils peuvent être optimisés pour répondre aux exigences d’applications spécifiques. Les capteurs peuvent être étalonnés en conséquence, et l’ensemble du dispositif de mesure peut être conçu pour résister aux environnements les plus extrêmes.
