Capteurs spéciaux EGE-Elektronik GmbH

Capteurs de débit – Technologie et application

Sondes

Les éléments de mesure dépendant de la température sont installés dans la tête de la sonde. La tête de la sonde et la partie jointe filetée / montée sont fabriquées d'une seule pièce en acier inoxydable sur de nombreux capteurs. Ceci garantit l'étanchéité absolue et une résistance à la compression élevée. Des matériaux spéciaux sont utilisés dans les milieux corrosifs, en particulier les milieux oxydants, du fait que l'acier inoxydable présente une résistance limitée à la corrosion dans de telles applications.
Dans les applications standard, les sondes peuvent être montées indépendamment du sens d'écoulement du fluide. Dans tous les cas, il convient de s'assurer que la tige du capteur est complètement entourée par le fluide à contrôler. Veuillez noter que pour des sections transversales plus petites, la tête du capteur rétrécit la section transversale du tube. Il en résulte un débit plus élevé.
Pour éviter les dysfonctionnements causés par des configurations d'écoulement instables, aucun raccord qui modifierait la section transversale de l'écoulement ou la direction de l'écoulement ne doit être monté directement devant ou derrière la sonde. La valeur de référence pour la section d'entrée / sortie est d'environ 4 à 8 fois le diamètre du tuyau.


Montage

Les sondes à court filetage du type STK... conviennent en particulier pour l'installation dans des pièces en T. Leur longueur est conçue de telle sorte que la pointe du capteur soit complètement immergée dans le fluide sans toucher le côté opposé.
Les sondes ayant un long filetage de type ST... conviennent pour de plus grands diamètres de tube ou avec des raccords vissés plus longs. Tous les filetages normalisés des sondes sont des filetages pour tubes en G conformes à la norme DIN ISO 228 et à la norme BSP. Pour l'étanchéité, des joints d'étanchéité plats, un ruban d'étanchéité en PTFE ou des dispositifs d'étanchéité liquides peuvent être utilisés. À des pressions supérieures à 30 bar ou des couples de serrage élevés, un joint d'étanchéité plat non métallique peut être endommagé. Dans ce cas, un retrait doit être appliqué pour empêcher toute déviation latérale du joint d'étanchéité sous des charges élevées. Des joints d'étanchéité en PTFE doivent toujours être utilisés avec cette technique. Pour les applications sous haute pression, des joints métalliques doivent être utilisés. Les joints d'étanchéité des sondes sont en matériau AFM 34. Des versions spéciales dans d'autres matériaux comme le fer doux, le cuivre ou le PTFE sont disponibles sur demande.


Sondes EX

Les sondes pour les environnements présentant des risques d'explosion de gaz et de poussières sont conçus et conformes à ATEX 100a et sont actionnés grâce à un commutateur approuvé de la série SZA..., SEA... ou SS 400.

 

 

Dans les systèmes ouverts ou à poches d'air, la sonde doit être montée dans une colonne humide (1). Dans le cas d'un montage latéral (2), les dépôts et des poches d'air n'altèrent qu'à peine la fonction de la sonde lorsqu'elle est complètement immergée dans le fluide. Le montage par le bas (3) assure également la fonction de contrôle même en présence de poches d'air dans le tuyau. Cependant, le niveau du fluide à contrôler ne doit pas descendre au-dessous du bord supérieur de la pointe de la sonde. Le montage par le haut n'est possible que si le tuyau ne présente pas de poches d'air ou de gaz.



Filetages NPT

Des filetages NPT peuvent aussi convenir comme alternative pour toutes les variantes comprenant un filetage G1/2 ou G3/4. Les filetages NPT sont coniques et doivent être vissés dans une pièce complémentaire adaptée. Il y a deux types de filetage NPT. Le filetage NPT conforme à ANSI B 1.20.1 n'assure pas de lui-même une étanchéité satisfaisante et requiert l'utilisation d'un moyen d'étanchéité complémentaire, par exemple une bande d'étanchéité en PTFE. Il n'est pas possible ici d'utiliser des joints d'étanchéité plats. Le filetage NPT conforme à ANSI B 1.20.3 assure de lui-même une étanchéité satisfaisante et ne requiert aucun moyen d'étanchéité complémentaire. Lorsque ce type de filetage est utilisé, il faut faire particulièrement attention au type de métal à utiliser pour les deux parties du filetage, de manière à éviter le grippage du métal lorsque les pièces sont vissées. Sauf exigences particulières, les filetages NPT ne sont pas livrés en tant que filetage auto-étanche selon la norme ANSI B 1.20.1.


Modèles de brides

Des raccords de tuyaux normalisés sont nécessaires en particulier dans les industries chimiques, pharmaceutiques et alimentaires. Les sondes pour une utilisation dans ces secteurs industriels sont livrées avec des raccords à brides conformes à la norme DIN ou ASME. La sonde et la bride forment une liaison résistant à la corrosion effectuée par soudage à l'arc en atmosphère protectrice au laser ou en présence de gaz inerte.


Raccords vissés dans l'industrie alimentaire

Pour des raisons d'hygiène, les applications dans les industries alimentaires et pharmaceutiques ont des exigences mécaniques et électroniques particulières pour les capteurs.
Des sondes munies de raccords comme les Triclamp sont conformes à la norme sanitaire 3-A 28-03. En raison des changements de température impliqués, les cycles de nettoyage ordinaires CIP et SIP demandent une précaution particulière en matière de l'électronique du capteur. Les matériaux constituant les capteurs pour ces applications sont principalement les aciers spéciaux 1.4404 et 1.4435. Des raccords personnalisés comme les brides GEA-Varivent ou APV sont disponibles, ainsi que d'autres matériaux métalliques particuliers.


Sondes extra longues

Les capteurs de débit sont disponibles en longueurs de vis de 25 mm à 300 mm. Pour une utilisation dans les environnements présentant des risques d'explosion, ces capteurs sont composés de deux parties si la longueur totale excède 110 mm, assemblées en milieu protégé de la corrosion par soudure au laser. La longueur de la sonde doit être choisie de sorte que la pointe se trouve dans une zone aux caractéristiques d'écoulement stables.

Les capteurs longs sont utilisés dans les applications suivantes:

– détection de faibles vitesses d'écoulement dans les tubes à grande section transversale.

– montage du capteur avec une bride à vis normalisée.

– utilisation de manchons de soudage extra longs si la tuyauterie est entourée par une isolation supplémentaire.

 

La profondeur d'immersion « L » est définie comme étant la distance entre la surface d'étanchéité et l'extrémité de la pointe du capteur. Les longueurs normalisées disponibles sont les suivantes: L = 80 et 120mm; 80, 110 et 140 mm en zone Ex.


Capteurs en ligne

Les capteurs en ligne sont insérés directement « L » dans la canalisation. Cette configuration ne présente aucune broche protubérante dans l'écoulement. Les capteurs en ligne EGE SD de la série 500 conviennent pour des débits de 0,5 ml/min à 6 l/min. Ces capteurs se distinguent par des tubes de mesure lisses, une faible perte de pression et une réponse rapide aux variations de débit. De nombreuses options de connexion sont disponibles.


Stabilité chimique des boîtiers de capteur

La stabilité chimique des matériaux utilisés doit être vérifiée individuellement pour l'application envisagée. Il n'y aura normalement pas de problème si la sonde et le tuyau sont faits du même matériau. Dans tous les cas, il est préférable que le boîtier de capteur soit fait d'un matériau plus noble que celui de la tuyauterie.

Le presse-étoupe du capteur ST... est en laiton plaqué au nickel. Dans les applications où des agents de nettoyage fortement alcalins sont utilisés, le matériau PVDF est préférable pour le presse-étoupe.

Les aciers inoxydables appartiennent au groupe des alliages chrome-nickel, comprenant d'autres composants par exemple, le molybdène ou le titane. La proportion des divers composants d'alliage est importante pour la résistance à la corrosion dans le fluide. Par conséquent, il y a un grand nombre de matériaux référencés numériquement dans la norme DIN EN ISO 7153-1:2000. L'acier inoxydable 1.4571 (VA4) est utilisé dans de nombreux domaines d'application en raison de sa bonne résistance à la corrosion. Il est utilisable dans les installations de production d'eau, les systèmes de climatisation, dans l'industrie laitière, la transformation de la viande, l'industrie de la pêche, l'industrie des boissons, la production de vin et les installations de cuisine. Les aciers inoxydables ont une stabilité réduite dans une atmosphère chlorée ou appauvrie en oxygène. Dans de telles applications, les alliages spéciaux ont donné de bons résultats.

 

Matériaux spéciaux

Le Hastelloy B2 (2.4617) appartient au groupe des alliages au nickel-molybdène à très grande résistance à la corrosion.
Ce matériau se caractérise par une très bonne résistance dans les milieux réducteurs, par exemple, dans l'acide chlorhydrique de n'importe quelle concentration et pour des plages de température étendues. Il peut aussi être utilisé dans des milieux composés de chlorure d'hydrogène ainsi que d'acide sulfurique, d'acide acétique et d'acide phosphorique. La bonne résistance à la corrosion par piqûres, la corrosion caverneuse, la corrosion sous tension induite par le chlore, la fissuration par corrosion, la corrosion brossée, la corrosion par abrasion et la corrosion à l'intérieur de la zone affectée par la chaleur permettent une utilisation dans une vaste gamme d'applications. En présence de composants oxydants tels que les sels de fer ou de cuivre, l'utilisation de ce matériau n'est pas recommandée.

Hastelloy C-22 (2.4602) appartient au groupe des alliages nickel-chrome-molybdène-tungstène à haute résistance à la corrosion. Ce matériau se caractérise par une résistance élevée à la corrosion caverneuse, par piqûres et la corrosion sous tension dans des fluides réducteurs et oxydants. Ce matériau présente une bonne résistance dans divers milieux corrosifs, y compris les oxydants forts comme le chlorure de fer (III) – le chlorure de cuivre (II), les fluides chauds comme l'acide sulfurique, l'acide nitrique, l'acide phosphorique, le chlore (sec), l'acide formique et l'acide acétique. Il montre également une bonne résistance dans le chlore gazeux humide, l'hypochlorite de sodium et les solutions à base de dioxyde de chlore.

Le titane (3,7035) est un métal léger avec des valeurs de résistance mécanique équivalentes à celles des aciers de construction de haute qualité. La bonne stabilité chimique de ce métal est due à la formation d'un film d'oxyde sur sa surface, comme c'est le cas par exemple avec les aciers inoxydables. Si cette couche protectrice est mécaniquement endommagée dans un environnement comprenant de l'oxygène, elle sera renouvelée immédiatement (le titane est résistant même dans de l'eau régale). Le titane n'est pas stable dans des environnements qui ne contiennent pas d'oxygène, ni dans les fluides réducteurs. Le titane convient particulièrement pour une utilisation dans les fluides contenant du chlorure. L'expérience dans les usines de blanchiment de l'industrie chimique et du papier a montré que le titane est le seul matériau assurant une production sans défaillance. Les excellentes propriétés du titane donnent également des résultats optimaux lorsqu'il est utilisé dans les systèmes de refroidissement d'eau de mer et les usines de dessalement. Ce matériau est particulièrement adapté pour le revêtement complémentaire avec d'autres métaux, des cermets, tels que le revêtement B3 (voir le tableau ci-dessous). Ce revêtement complémentaire augmente la stabilité chimique, et donc la durée de vie du matériau constituant le boîtier de capteur.

 


Capteurs haute température

Les capteurs de débit haute température sont constitués de composants résistant à la chaleur et comportent des connexions de câbles avec gaine en FEP.
La plage des températures de fonctionnement de ces sondes spéciales de la série 400 est spécifiée entre + 10 °C et + 120 °C. Une température de 135 °C est également autorisée pendant 10 min au maximum. Les capteurs de débit haute température de la série 500 peuvent être utilisés à des températures de fluides allant jusqu'à 160 °C.

Connexion

Les sondes sont livrées avec un connecteur mâle M12 à 4 fiches ou un câble fixe à 4 conducteurs. Des modèles spéciaux pour les zones dangereuses Ex sont munis d'un boîtier de connexion.
Le câble de connexion entre la sonde et l'amplificateur peut avoir une longueur allant jusqu'à 100 m. Pour des distances supérieures à 30 m et dans des environnements à haut niveau de bruit, un câble blindé est préférable. Dans tous les cas, il faut vérifier si la résistance du câble choisi répond aux exigences de la notice d'utilisation.

Autorisations pour les applications de sécurité

Les capteurs utilisés dans les applications critiques de sécurité doivent être fabriqués et évalués conformément à la norme EN 61508. Les capteurs non étiquetés ne doivent pas être utilisés pour de telles applications.

 

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