Guide ultime pour sélectionner un transmetteur de pression en silicium diffus
Conseils d'experts pour les applications de mesure industrielle
Aperçu
Les transmetteurs de pression sont classés selon leurs technologies de détection, notamment le silicium diffus, la céramique, le silicium capacitif et le silicium monocristallin. Parmi ces technologies, les transmetteurs de pression en silicium diffus sont les plus répandus dans tous les secteurs. Reconnus pour leurs performances robustes, leur fiabilité et leur rentabilité, ils sont idéaux pour la surveillance et le contrôle de la pression dans les secteurs du pétrole et du gaz, de la chimie, de la sidérurgie, de la production d'énergie, de l'ingénierie environnementale, etc.
Ces transmetteurs prennent en charge les mesures de pression relative, absolue et négative, même dans des conditions corrosives, à haute pression ou dangereuses.
Mais comment cette technologie s’est-elle développée et quels facteurs faut-il prendre en compte pour choisir le bon modèle ?
Origines de la technologie du silicium diffusé
Dans les années 1990, NovaSensor (USA) a introduit une nouvelle génération de capteurs en silicium diffusé utilisant des technologies avancées de micro-usinage et de collage du silicium.
Le principe est simple mais efficace : la pression du procédé est isolée par un diaphragme et transférée à travers une huile de silicone scellée vers une membrane en silicone sensible. De l'autre côté, la pression atmosphérique sert de référence. Ce différentiel provoque une déformation de la membrane : un côté s'étire, l'autre se comprime. Des jauges de contrainte intégrées détectent cette déformation et la convertissent en un signal électrique précis.
8 paramètres clés pour la sélection d'un transmetteur de pression en silicium diffusé
1. Caractéristiques du support
La nature chimique et physique du fluide de traitement a un impact direct sur la compatibilité du capteur.
Approprié:Gaz, huiles, liquides propres — généralement traités avec des capteurs standard en acier inoxydable 316L.
Inapproprié:Milieux hautement corrosifs, visqueux ou cristallisants : ils peuvent obstruer ou endommager le capteur.
Recommandations :
- Fluides visqueux/cristallisants (par exemple, boues, sirops) : utiliser des transmetteurs à membrane affleurante pour éviter tout colmatage.
- Applications hygiéniques (par exemple, alimentation, industrie pharmaceutique) : sélectionnez des modèles de diaphragme affleurant à trois pinces (≤ 4 MPa pour un montage sécurisé).
- Médias à usage intensif (par exemple, boue, bitume) : utilisez des diaphragmes affleurants sans cavité, avec une pression de service minimale d'environ 2 MPa.
⚠️ Attention : ne touchez pas et ne rayez pas le diaphragme du capteur, il est extrêmement délicat.
2. Plage de pression
Plage de mesure standard : –0,1 MPa à 60 MPa.
Choisissez toujours un transmetteur dont la pression de fonctionnement est légèrement supérieure à votre pression de travail maximale pour des raisons de sécurité et de précision.
Référence de l'unité de pression :
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100 mètres de colonne d'eau
Pression relative vs. pression absolue :
- Pression manométrique : référencée à la pression atmosphérique ambiante.
- Pression absolue : référencée à un vide parfait.
Remarque : dans les régions de haute altitude, utilisez des transmetteurs de jauge ventilés (avec des tubes de ventilation) pour compenser la pression atmosphérique locale lorsque la précision est importante (
3. Compatibilité de température
Plage de fonctionnement typique : –20°C à +80°C.
Pour les milieux à haute température (jusqu'à 300 °C), tenez compte de :
- Ailettes de refroidissement ou dissipateurs thermiques
- Joints à membrane déportés avec capillaires
- Tube d'impulsion pour isoler le capteur de la chaleur directe
4. Alimentation électrique
Alimentation standard : DC 24V.
La plupart des modèles acceptent 5 à 30 V CC, mais évitez les entrées inférieures à 5 V pour éviter l'instabilité du signal.
5. Types de signaux de sortie
- 4–20 mA (2 fils) : norme industrielle pour la transmission longue distance et résistante aux interférences
- 0–5 V, 1–5 V, 0–10 V (3 fils) : idéal pour les applications à courte portée
- RS485 (numérique) : pour la communication série et les systèmes en réseau
6. Filetages de connexion de processus
Types de threads courants :
- M20×1,5 (métrique)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- M14×1,5
Faites correspondre le type de filetage aux normes de l'industrie et aux exigences mécaniques de votre système.
7. Classe de précision
Niveaux de précision typiques :
- ± 0,5 % FS – norme
- ±0,3 % FS – pour une plus grande précision
⚠️ Évitez de spécifier une précision de ±0,1 % FS pour les transmetteurs en silicium diffus. Ils ne sont pas optimisés pour un travail de haute précision à ce niveau. Privilégiez les modèles en silicium monocristallin pour ces applications.
8. Connexions électriques
Choisissez en fonction de vos besoins d'installation :
- DIN43650 (Hirschmann) : Bonne étanchéité, couramment utilisé
- Prise aviation : installation et remplacement faciles
- Câble d'alimentation direct : compact et résistant à l'humidité
Pour une utilisation en extérieur, sélectionnez un boîtier de style 2088 pour une meilleure résistance aux intempéries.
Considérations relatives aux cas particuliers
Q1 : Puis-je mesurer le gaz ammoniac ?
Oui, mais uniquement avec des matériaux appropriés (par exemple, membrane en Hastelloy, joints en PTFE). De plus, l'ammoniac réagit avec l'huile de silicone ; utiliser de l'huile fluorée comme fluide de remplissage.
Q2 : Qu'en est-il des milieux inflammables ou explosifs ?
Évitez les huiles de silicone standard. Privilégiez les huiles fluorées (par exemple, FC-70), qui offrent une meilleure stabilité chimique et une meilleure résistance aux explosions.
Conclusion
Grâce à leur fiabilité, leur adaptabilité et leur rentabilité éprouvées, les transmetteurs de pression en silicium diffusé restent une solution incontournable dans divers secteurs.
Une sélection rigoureuse basée sur le support, la pression, la température, le type de connexion et la précision garantit des performances optimales et une durabilité à long terme.
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Date de publication : 03/06/2025