Histoire
Les manomètres à capsule sont une forme particulière de manomètre à membrane. Le fabricant allemand Bernhard Schäffer a inventé le manomètre à membrane et a obtenu un brevet prussien en 1849.
Structure et mode d'action
Deux ressorts à lames, soudés ou brasés ensemble sur le bord pour former une capsule de mesure de pression, constituent l'élément de mesure de la capsule. On obtient ainsi un espace de pression fermé. La pression entre par la tubulure du ressort, généralement vissée, fixée sur le capteur de pression à capsule. L'augmentation de la pression à l'intérieur du boîtier de mesure de pression à capsule le fait se dilater et il en résulte un déplacement du ressort proportionnel à la pression. Celui-ci est transmis à un mécanisme d'aiguille monté directement au-dessus du ressort de la capsule. Le mouvement linéaire du ressort de la capsule est converti en un mouvement de rotation par un mécanisme à aiguilles et affiché sur l'échelle (cadran) par la déviation de l'aiguille de l'appareil de mesure.
En plaçant plusieurs boîtes à ressort de capsule les unes derrière les autres, on augmente la course du ressort. Cela permet d'obtenir une plus grande précision d'affichage et de mesurer des pressions très basses.
Pour des raisons de construction et parce que cela est souhaité, la surpression relative est mesurée par rapport à l'extérieur du capteur de pression à capsule. Ainsi, d'un point de vue physique, ce principe de mesure est toujours une mesure de pression différentielle entre ces deux pressions.
Pour mesurer la pression atmosphérique barométrique, on peut utiliser des manomètres à ressort de capsule, appelés baromètres. Dans cette variante, l'intérieur du ressort de la capsule est enfermé dans une dépression définie et la pression atmosphérique changeante agit sur l'extérieur du ressort de la capsule. La différence entre ces deux pressions est alors mesurée et affichée. Pour des raisons de coûts, les manomètres barométriques actuels sont généralement numériques/électroniques.
Particularités
Les capsules à ressort peuvent être utilisées pour des plages d'affichage comprises entre 4 mbar et 600 mbar (exceptionnellement jusqu'à 1000 mbar). Pour les manomètres à capsule avec des pièces en contact avec le fluide en alliage de cuivre/laiton, à partir de 16 mbar, on utilise souvent aussi des systèmes à capsule unilatérale, soudés sur une plaque de base. En règle générale, les manomètres à capsule en acier inoxydable disposent toujours d'une capsule de mesure de pression avec des membranes traditionnellement soudées entre elles.
Mouvements à aiguilles
Le rapport de transmission des mouvements des aiguilles est adapté à la course des ressorts de la capsule. Ce sont des composants de mécanique de précision de haute précision qui doivent répondre à une série d'exigences particulières : ils doivent être robustes, résister à l'usure et aux frottements et pouvoir fonctionner indépendamment de leur position. Les sièges des roulements des arbres des segments et des axes des aiguilles sont en maillechort et/ou en laiton ou en acier inoxydable et sont fabriqués avec une très bonne qualité de surface. Cela permet de garantir un fonctionnement soyeux de l'aiguille, de minimiser les fermetures et d'augmenter ainsi la durée de vie de l'appareil.
Boîtier
Les boîtiers protègent toutes les pièces internes du manomètre contre les effets mécaniques et les salissures. Les boîtiers pour manomètres à capsule à ressort sont fabriqués en acier inoxydable ou en plastique ABS.
Application
Les manomètres à capsule sont les plus sensibles parmi les instruments de mesure de pression à affichage. En raison des matériaux à paroi mince de l'élément de mesure et de l'aiguille, ils sont très sensibles aux vibrations de l'installation et aux pulsations du milieu de mesure. Mais ils permettent de mesurer en toute sécurité des pressions très basses. Ils conviennent pour tous les fluides sous pression gazeux et secs qui n'attaquent pas le matériau des pièces en contact avec le fluide et ne se cristallisent pas.
Gammes de mesure : 0...25 mbar à 0...1000 bar, -25...0 mbar à -1000...0 mbar ainsi que des étendues de manoeuvre sous vide.
Diamètre du boîtier : DN 50, 63, 100 et 160.
Classes de précision : Cl. 1,6 et pour DN 100 en option Cl. 1,0
Domaines d'application
- Construction de machines et d'installations
- Approvisionnement en énergie
- Installations de pompage
- Industrie chimique et pétrochimique
- Surveillance des filtres
Limites de l'application
Les manomètres à capsule ne sont PAS adaptés aux fluides liquides, cristallisants ou très visqueux. Un raccordement au process avec une bride n'est pas techniquement réalisable de manière judicieuse. L'installation de dispositifs de contact ou le montage de séparateurs n'est pas possible.
