La mesure de la température est possible par plusieurs moyens. Nous utilisons couramment des thermomètres pour mesurer la température. Cependant, pour les mesures de précision, où même une petite variation de température est obligatoire, nous utilisons des appareils de mesure avancés tels que les thermocouples. Les thermocouples sont des appareils de mesure capables de détecter de très légères variations de température. Ils sont donc largement utilisés dans les applications où la précision est primordiale. Cependant, comme tout appareil de mesure, l'efficacité des thermocouples se détériore avec le temps lorsqu'ils sont utilisés en continu. À ce stade, le thermocouple doit être recalibré.
Qu'est-ce que l'étalonnage d'un thermocouple ?
Un thermocouple est essentiellement un capteur qui détecte les changements de température. Un thermocouple est composé de deux fils de métaux différents soudés à une extrémité et libres à l'autre. Lorsqu'ils sont soumis à une différence de température, ils produisent une tension, créant une différence de potentiel à la jonction. Cette tension à la jonction est mesurée et corrélée à la température. Les thermocouples sont robustes et résistants. Ils peuvent supporter une large gamme de températures. Cependant, comme la mesure de la température dépend de la tension, il est nécessaire de réaliser l'étalonnage du thermocouple à intervalles réguliers afin de s'assurer que l'appareil peut reconnaître correctement la tension. Le processus d'étalonnage consiste à comparer la précision de mesure du thermocouple à une référence connue et standard.
Comment étalonner un thermocouple ?
L'étalonnage des thermocouples nécessite un équipement spécialisé. Il existe principalement trois façons de calibrer un thermocouple. Étalonnage thermodynamique à point fixe : l'étalonnage thermodynamique à point fixe est la méthode la plus précise pour calibrer un thermocouple. Cette méthode consiste à comparer les relevés de température du thermocouple aux points de température fixes mondialement reconnus d'éléments et de composés courants dont l'état physique change. Par exemple, le point de congélation d'un métal comme l'étain est de 231,928 degrés Celsius selon l'ITS-90 ou l'échelle internationale de température développée en 1990. En maintenant la jonction de référence de thermocouple à 0 degré Celsius, la force électromotrice thermique (EMF) du thermocouple est mesurée pendant la transition à point fixe où les matériaux métalliques passent de l'état solide à l'état liquide. Cette EMF est ensuite comparée à des graphiques de mesure standard afin de déterminer la précision de mesure du thermocouple. L'étalonnage thermodynamique à point fixe est la méthode la plus précise pour étalonner un thermomètre. Méthode du bain agité ou du four : le choix entre le bain agité et le four dépend des exigences de température. Lorsque la température atteint le niveau souhaité, le thermocouple à étalonner est utilisé pour mesurer la température avec un thermocouple dont la précision est connue. Si le thermocouple doit être étalonné, les deux thermocouples afficheront des lectures différentes. Cette méthode est également utilisée en laboratoire, mais elle est moins précise que l'étalonnage thermodynamique à point fixe. Calibrateur à bloc : la méthode Calibrateur à bloc utilise une machine à bloc sec. Les sondes thermocouples sont insérées dans le bloc sec. Le bloc métallique est ensuite refroidi ou chauffé à une température spécifique, et les lectures du thermocouple sont mesurées. Si le thermocouple indique la même température que celle réglée dans le bloc sec, il n'a pas besoin d'être étalonné. Toutefois, si vous constatez un écart, un étalonnage peut être nécessaire.
Dois-je étalonner les thermocouples ?
Les thermocouples sont des composants essentiels d'un système qui mesurent avec précision une propriété physique. Ces dispositifs doivent fonctionner sans compromis, car une erreur ou une lecture erronée peut avoir des conséquences catastrophiques. Dans l'industrie, les thermocouples peuvent être soumis à des températures variables tout au long de la journée pendant des mois. En général, il est recommandé de calibrer chaque thermocouple une fois par an. Cependant, pour les thermocouples utilisés en permanence, le calibrage doit être effectué à des intervalles plus courts. Avec une utilisation constante, l'efficacité du thermocouple se détériore avec le temps. Il est donc important de procéder à un étalonnage pour garantir le bon fonctionnement du thermocouple. De plus, certaines entreprises ou applications exigent un certificat d'étalonnage en raison de la réglementation.
À quelle fréquence dois-je calibrer un thermocouple ?
La fréquence d'étalonnage dépend en réalité de l'utilisateur. De nombreux thermocouples sont calibrés une fois par an, mais des calibrages plus fréquents peuvent être obligatoires en fonction des conditions d'utilisation du thermocouple. Des conditions telles qu'une exposition étendue à des températures élevées, des conditions environnementales difficiles ou des chocs thermiques ou mécaniques peuvent affecter la précision du thermocouple.
Comment savoir quand un thermocouple a été étalonné pour la dernière fois ?
Il n'existe aucun moyen infaillible de déterminer la dernière révision d'un thermocouple à partir de son apparence physique. Cependant, les industries tiennent un registre des pièces qui ont été étalonnées et de celles qui doivent faire l'objet d'un entretien & service futur. Les thermocouples doivent être étalonnés lors de :
- Leur cycle d'étalonnage arrive à échéance.
- Leurs performances sont remises en question.
- Ils sont soumis à des conditions de fonctionnement imprévues ou inhabituelles.
Les thermocouples doivent être remplacés lors de :
- Le thermocouple présente un circuit ouvert.
- Un thermocouple non mis à la terre présente une faible isolation électrique par rapport à la gaine ou au boîtier.
- Si le thermocouple est endommagé par des forces mécaniques.
- La gaine est endommagée par la corrosion ou l'oxydation.
- Lors de l'étalonnage, un écart de précision hors des spécifications techniques est identifié.
Certifications de qualité des thermocouples
En cas de changement de température, un thermocouple standard fournit une lecture correspondant à ce changement. Cependant, comment pouvons-nous vérifier que ce que nous voyons est fiable ? Pour résoudre ce problème, nous adhérons aux normes internationales mises en place pour fournir une référence pour les mesures. ISO et NIST font partie des normes les plus reconnues utilisées pour évaluer les performances des thermocouples. Chez Omega Engineering, nous fournissons des services d'étalonnage conformes aux normes internationales. Omega utilise divers bains de fluide, fours et étalonneurs pour effectuer des étalonnages de la température sur une large plage de températures. Chaque source de chaleur est équipée d'une norme indépendante traçable NIST. Contactez-nous pour nous faire part de vos besoins en matière d'étalonnage de thermocouples et bénéficiez d'un service haut de gamme et d'une qualité de travail inégalée.
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