Le problème du statu quo – Une situation pas si fluide que ça
Vous devez donc obtenir une mesure précise de la température d'un fluide qui circule dans un tuyau.
C'est une situation à laquelle sont confrontés de nombreux professionnels, des brasseurs artisanaux et fabricants de crème glacée dans l'industrie des Aliments et boissons aux chercheurs et fabricants dans le domaine aérospatial.
Mais quelle est la meilleure façon de procéder ?
Notre équipe d'ingénieurs (dirigée par le directeur de l'ingénierie Ken Leibig) s'est attelée à répondre à cette question étonnamment complexe.
Mesure de la température dans les tuyaux – Le statu quo
Quelles sont vos options ?
Ken et son équipe ont commencé par comparer les différentes façons de mesurer la température d'un liquide circulant dans un tuyau ou à l'intérieur d'un réservoir, en tenant compte des avantages et des inconvénients de chacune d'entre elles sur le plan du rapport coût/performance.
Ils ont rapidement découvert que les options disponibles n'étaient, pour faire simple, pas très intéressantes.
Capteurs de surface
La première méthode que vous pourriez essayer pour mesurer la température d'un liquide circulant dans un tuyau ou à l'intérieur d'un réservoir consiste à utiliser un capteur de surface. Les capteurs de surface sont pratiques, faciles à installer et disponibles dans toutes sortes de formes et de tailles. Vous pouvez les coller à l'extérieur d'un tuyau, les boulonner sur un tuyau ou, si vous n'utilisez pas d'acier inoxydable, les fixer à l'aide d'un aimant à l'extérieur d'un tuyau.
Les capteurs de surface présentent toutefois un inconvénient majeur : leurs performances. Ils sont très imprécis et ont des temps de réponse lents, car ils mesurent la température de la surface du tuyau et non la température du fluide lui-même. ">
Ainsi, si l'on considère les capteurs de surface du point de vue du rapport coût/performance, ils sont peu coûteux mais aussi peu performants, et ne sont donc pas idéaux pour de nombreux types d'applications.
Immersion Sensors
La deuxième méthode pour mesurer la température d'un fluide circulant dans un tuyau, et la méthode actuellement utilisée dans la plupart des applications industrielles, consiste à utiliser un capteur à immersion. Ces capteurs nécessitent l'installation de sondes à l'intérieur du tuyau, afin que le capteur puisse entrer en contact direct avec le fluide. De ce fait, ces types de capteurs sont invasifs pour le système.
Les capteurs à immersion offrent une grande précision et de bons temps de réponse, à condition de ne pas utiliser de puits thermométrique. Mais les capteurs à immersion présentent de nombreux risques. Comme ils sont immergés dans le tuyau ou le réservoir, ils peuvent être endommagés par le débit, la haute pression, les coups de bélier, la fréquence de sillage ou les liquides caustiques et abrasifs. Et les sondes de capteurs endommagées peuvent présenter un risque élevé de contamination.
Les coûts d'installation des capteurs à immersion sont également assez élevés. Et il ne s'agit pas seulement du coût du capteur lui-même : de nombreux autres facteurs doivent être pris en compte dans le coût d'un capteur à immersion. Vous devez tenir compte du coût initial de conception du système et du capteur, qui comprend le calcul de la profondeur d'immersion correcte, la vérification que la sonde est bien centrée dans le flux de fluide, le calcul de la fréquence de sillage et tous les schémas associés à la mise en œuvre d'une sonde à immersion.
Ensuite, vous devez installer et tester la sonde. Si la sonde présente des accumulations ou si elle est endommagée en raison d'un débit élevé ou de liquides caustiques, vous devez alors envisager des mesures d'entretien consistant à arrêter votre processus, à retirer la sonde, à gérer les temps d'arrêt indésirables et à effectuer des étalonnages sur la sonde.
Et si vous décidez de déplacer cette sonde vers un nouvel emplacement parce que son emplacement actuel n'est pas satisfaisant, vous devez alors recommencer tout le processus : installation, test, entretien & service et temps d'arrêt.
Il est évident que les capteurs à immersion peuvent être assez coûteux sur leur durée de vie. Si l'on considère le rapport prix/performance, ils sont donc coûteux, mais très performants.
En fait, les capteurs à immersion sont depuis longtemps considérés dans le monde industriel comme un « mal nécessaire » : précis, mais avec pas mal d'inconvénients.
Présentation du HANI : une avancée technologique majeure
Existe-t-il une troisième option ? Ken et l'équipe d'Omega Engineering ont relevé le défi.
Le résultat de leurs efforts : le capteur de température à collier HANI™.
Le HANI, qui signifie « Haute précision, non invasif », est une technologie révolutionnaire qui change complètement la donne en matière de mesure de la température des fluides à l'intérieur d'un tuyau. Ce capteur de température réalise ce que peu de gens pensaient possible : il se fixe directement à l'extérieur du tuyau et mesure la température du fluide à l'intérieur du tuyau avec autant de précision et les mêmes performances élevées que les capteurs invasifs à immersion, mais sans les risques, l'entretien & service et les coûts liés aux temps d'arrêt.
Fonctionnement
De la sortie de l'emballage à la mise en service, l'installation des capteurs HANI prend environ 10 secondes : il suffit d'enrouler la sangle du capteur autour du tuyau souhaité et de tirer sur le mécanisme de verrouillage rapide, qui règle automatiquement la tension en fonction du diamètre du tuyau. (L'un de nos clients brasseurs l'a décrit comme « littéralement la chose la plus facile que j'ai jamais faite »). Il n'est pas nécessaire de couper, souder, percer ou arrêter la production pour installer ou déplacer un capteur HANI. Une fois monté, vous pouvez commencer à obtenir des mesures de température très précises, comparables à celles d'une sonde à immersion.
HANI est le seul capteur de température actuellement disponible sur le marché qui utilise un capteur de flux thermique à couche mince pour faciliter le calcul de la température. Grâce à cela et à notre algorithme exclusif, le capteur Omega HANI offre une précision (±0,9 °F) et des temps de réponse (t63 = 5 sec) comparables à ceux des capteurs de température RTD à immersion, ce qui en fait le seul capteur non invasif du marché capable de le faire. De plus, HANI est moins cher que les autres capteurs de température non invasifs.
HANI vs autres capteurs de température – Un gagnant incontestable
Avec les capteurs de surface, vous sacrifiez les performances au profit de la facilité d'installation et des faibles coûts.
Les capteurs à immersion, qui sont l'option préférée pour la plupart des applications industrielles, ont des coûts élevés et présentent des risques de contamination pour obtenir les performances souhaitées. Ils sont le « mal nécessaire » du monde industriel.
Mais ce n'est plus le cas.
Le HANI, qui combine la facilité d'installation des capteurs de surface et la précision des capteurs à immersion, offre le meilleur des deux mondes. Comme Ken aime à le dire : « Le HANI s'installe comme un capteur de surface, mais fonctionne comme un capteur à immersion ».
Lisez cet article pour en savoir plus sur la manière dont les ingénieurs d'Omega ont inventé la toute première technologie de capteurs de température non invasifs et à haute précision.
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