La pression souvent exprimée en Pascal (Pa) ou en Bar est une valeur importante en industrie. Sa mesure permet par exemple de surveiller les niveaux de remplissage d’un fluide ou d’un gaz dans une partie du process industriel, de détecter les fuites, surveiller l’état des filtres ou connaitre les débits d’un liquide à l’intérieur d’une conduite. Il existe à ce jour plusieurs techniques en industrie pour calculer ou suivre la pression, notamment le capteur ou la technique mécanique. Découvrez ici les méthodes les plus utilisées pour mesurer cette valeur.
La méthode électrique de mesure de pression
Cette méthode consiste à se servir de capteurs ou transmetteurs de pression pour suivre les variations de la pression. Ces appareils à base électrique sont très répandus dans les process industriels depuis l’arrivée de l’automatisation dans le secteur. Ils sont généralement composés d’une jauge sensible à la pression du gaz ou du fluide à mesurer.
Pour faire afficher la valeur de la pression en Pa ou en Bar, ils transforment la force exercée par le fluide ou le gaz sur la jauge en un signal électrique. Dans le milieu de l’industrie, ces appareils de mesure de pression peuvent suivre les variations d’une pression absolue, d’une pression relative ou d’une pression différentielle. On distingue trois types de capteurs :
- le capteur de pression piézorésistif,
- le capteur de pression à couche mince,
- le capteur de pression à couche épaisse.
Le capteur de pression piézoresistif
Le corps de base de ce type de capteur est généralement constitué d’une puce en silicium alimentée en énergie électrique. Cette puce ou couche active est composée d’éléments sensibles et résistifs qui détectent la moindre variation de la pression dans le process. La valeur des résistances spécifiques varie en effet en fonction de la pression du fluide ou du gaz sur la base de l’appareil de mesure.
La puce en silicium n’est cependant pas en contact direct avec l’intérieur du process, car les deux sont séparés par une membrane en acier inoxydable. C’est grâce à un liquide spécial (l’huile de silicone ou de paraffine) mis entre elle et la membrane que la pression du process lui est transmise. Le capteur de pression piézoresistif est caractérisé par une bonne stabilité sur le long terme et une haute précision de mesure. Il est en effet sensible à partir de quelques millibars.
Le capteur de pression à couche mince
La couche active encore appelée membrane de mesure de ce capteur est mince et en acier inoxydable. Les cellules de mesure ou éléments sensibles résistifs sont disposées sur cette couche métallique qui les sépare de l’intérieur du process. La détection de la pression du fluide ou du gaz à l’intérieur du process s’effectue donc directement à partir de cette membrane mince.
Il n’y a pas d’éléments séparateurs et ceci permet de réduire le risque de pollution que représente l’huile de transmission. Ce type de capteur est surtout prisé en industrie en raison de sa grande résistance aux pics de pression ainsi qu’aux pressions d’éclatement. Il peut même servir à mesurer des pressions extrêmement élevées en cas de vibrations élevées ou sous chocs.
Le capteur de pression à couche épaisse
Ce capteur également utilisé pour mesurer la pression en industrie est doté d’une couche épaisse de céramique. Elle peut être selon le modèle disposée sur une couche active ou en dessous de cette dernière. Dans le second cas, un mince disque en céramique est placé au-dessus de la couche active.
La détection de la pression dans le process s’effectue par le biais de cette couche qui est non seulement sensible, mais également résistive. Une variation de la pression du fluide ou du gaz mesurée fait également varier la résistance de cette couche active.
En effet, la technologie à couche épaisse en céramique consiste à interconnecter 4 résistances pour former un pont de Wheatstone. Sous l’action d’une quelconque pression, une grande compression se produit dans la région des bords de la couche active. Les résistances situées au centre de cette couche subissent alors l’allongement le plus élevé. Ce type de capteur convient pour la mesure d’une pression relative ou absolue.
La technique mécanique de mesure de pression
Cette technique de mesure de la pression d’un fluide ou d’un gaz avec des appareils mécaniques est aussi très répandue dans le secteur industriel de nos jours. L’un des appareils les plus connus et utilisés est le tube de bourdon qui est souvent la base des manomètres anéroïdes.
Lorsque ce tube initialement en forme de C est soumis à une pression, il change de forme et a tendance à décrire un arc. Lorsque la pression diminue, il tend à revenir à sa forme initiale. Ce mouvement du tube est transmis via une liaison mécanique à un système d’engrenages relié à une aiguille. Celle-ci, placée devant un cadran, dévie selon le mouvement du tube et indique le niveau de pression dans le process industriel.