Festo propose une large gamme de manomètres différents pour les applications pneumatiques. Indépendamment de la taille et de la conception, la gamme ne comprend que deux principes de base : le manomètre à tube de Bourdon pour une plage de pression allant jusqu'à 25 bar et le manomètre à capsule pneumatique pour une plage allant jusqu'à 0,25 bar.
Les tubes de Bourdon sont des tubes de section ovale courbés en cercle. Lorsqu'une pression est appliquée au tube de Bourdon creux, la section transversale change et le tube se déforme. La contrainte mécanique entraîne la courbure du tube. L'extrémité non fixée du tube est mise en mouvement, l'ampleur de cette déformation étant une mesure de la pression. L'ampleur de ce mouvement est indiquée sur le manomètre par un mécanisme. Les tubes ronds cintrés à un angle d'environ 250° sont utilisés pour des pressions allant jusqu'à environ 60 bars.
Les tubes de Bourdon n'ont qu'une protection limitée contre les surcharges. Pour les mesures particulièrement difficiles, il est possible de monter un diaphragme avant le manomètre, qui sert de dispositif de séparation et de protection. Selon la version, les plages de mesure se situent entre 0 et 4000 bar avec des précisions de mesure (classes de précision) de 0,1 et 4,0 %.
Le manomètre à tube de Bourdon se compose de :
1 Cadran
2 Tube de Bourdon
3 Indicateur
4 Mécanisme
5 Chambre de pression
Les manomètres à ressort à tube sont également utilisés pour afficher la pression négative ou le vide.
La capsule du manomètre se compose de deux membranes rondes et ondulées qui sont reliées de manière étanche à la pression au niveau du bord. La pression agit sur l'intérieur de la capsule. Le mouvement de course ainsi provoqué sur la membrane est transmis au manomètre par l'intermédiaire d'un mécanisme comme un manomètre à pression. Les manomètres à capsule sont particulièrement adaptés aux pressions relativement faibles. La protection contre les surcharges n'est présente que dans une mesure limitée. Les plages d'indication se situent dans un spectre allant de 0 à 0,6 bar dans des classes de précision allant jusqu'à 2,5 %.
Composants d'un manomètre à capsule :
1 Cadran
2 Pôles de la capsule
3 Mécanisme
4 Indicateur
5 Voyant
6 Chambre de pression
Les manomètres proposés peuvent être raccordés pneumatiquement, généralement avec un filetage R ou G ou un raccord enfichable, et ont une échelle en bar et/ou en PSI, avec ou sans indication de couleur. Ils peuvent être montés sur une face avant (manomètre à bride ou manomètre à bride de précision) ou sur un tuyau.
Un manomètre est une méthode permettant de mesurer l'intensité du fluide, du gaz, de l'eau ou de la vapeur dans une machine sous pression afin de s'assurer qu'il n'y a pas de fuites ou de changements de pression qui pourraient affecter les performances du système. Les systèmes sous pression sont conçus pour fonctionner dans une plage de pression spécifique. Tout écart par rapport aux normes acceptables peut sérieusement affecter le fonctionnement du système.
Les manomètres sont utilisés depuis plus de cent ans et ont constamment évolué pour répondre aux besoins de nouvelles applications. La mise en œuvre et l'utilisation des manomètres en ont fait une nécessité, car de plus en plus de systèmes sous pression deviennent opérationnels.
Les variations des manomètres dépendent de l'endroit où ils seront utilisés, avec des tailles, des styles et des matériaux différents conçus pour répondre à des applications spécifiques. Il existe plusieurs façons de classer et de définir les manomètres, notamment en fonction de l'utilisation, du milieu et de la méthode utilisée pour mesurer la pression.
La pression est déterminée par la force perpendiculaire appliquée par unité de surface d'une surface, un calcul qui est déterminé par l'utilisation de différentes techniques et méthodes. La mesure correcte de la pression dépend de la référence par rapport à laquelle la lecture de la pression est mesurée. Les manomètres sont divisés en manomètres hydrostatiques et mécaniques.
Pression hydrostatique: La pression hydrostatique est générée par le poids d'un liquide au-dessus d'un point de mesure lorsque le liquide est au repos. La hauteur du liquide influence la pression hydrostatique. Les propriétés hydrostatiques d'un liquide ne sont pas constantes et sont influencées par la densité du liquide et la gravité (qui déterminent toutes deux la pression hydrostatique).
Pression mécanique: La pression mécanique est mesurée par un soufflet, un diaphragme ou un tube de Bourdon qui convertit la pression du fluide en force.
Dans la discussion sur la pression, il est important de comprendre les autres dynamiques de la pression, à savoir la pression absolue, la pression manométrique, la pression différentielle et la pression atmosphérique. Tout le monde connaît la pression atmosphérique ; elle est évoquée dans les bulletins météorologiques, c'est la pression de l'air qui nous entoure. La pression absolue, différentielle et manométrique sont des méthodes de mesure de la pression.
Les manomètres sont des appareils de mesure courants utilisés pour surveiller la pression dans les pipelines et assurer la sécurité du transport des gaz, des fluides et de la vapeur. Les manomètres permettent d'évaluer les performances des pompes, des systèmes de transport et de divers types de buses de pulvérisation.
Le principal objectif des manomètres est de fournir des informations sur l'état d'un système et de prévenir les dommages aux équipements et les fuites. Un manomètre de haute qualité correctement placé, quel que soit son coût, permet d'économiser du temps et des dépenses.
Comme il existe de nombreux types de manomètres, il serait impossible de décrire la construction de chaque type.
Les manomètres sont un instrument essentiel utilisé par l'industrie pour mesurer la pression d'un système afin de contrôler la qualité et d'assurer la cohérence des produits. Pour des raisons de sécurité, les manomètres surveillent les fluides, les gaz et la vapeur pour détecter les fuites ou l'accumulation de pression dans un système.
La conception, le style, le type et la configuration d'un manomètre sont déterminés par l'application qu'il sert ou l'industrie dans laquelle il est utilisé. Les manomètres ont d'innombrables usages, de la mesure de la pression dans une pompe de piscine à la mesure de la pression dans une ligne hydraulique pour un équipement de fabrication.
Lorsqu'on parle de manomètres pour une voiture, la première chose qui vient à l'esprit est le manomètre de pression d'air pour les pneus. Bien que la jauge de pression d'air soit importante, il existe plusieurs autres jauges de pression qui surveillent divers systèmes automobiles, tels que la climatisation, l'huile et le liquide de refroidissement du moteur. Les voitures modernes ont des jauges et des compteurs sur presque tous les composants critiques.
Il existe une grande variété d'instruments qui informent le pilote de l'état d'un avion et des variations de pression. Les dispositifs de détection de pression se trouvent dans le groupe de vol et le groupe moteur. Ils constituent les aspects les plus critiques et les plus essentiels du fonctionnement d'un avion, car ils sont un moyen de préserver la sécurité de son fonctionnement. Chaque type de manomètre est conçu pour répondre à une application spécifique.
Dans l'industrie pétrolière, les conduites d'écoulement, les séparateurs et les réservoirs de stockage sont tous soumis à une certaine forme de pression. Chaque aspect d'une opération pétrolière, de la tête de puits au réservoir, est contrôlé et supervisé par un manomètre. Tous les manomètres de l'industrie pétrolière comportent des mesures de sécurité pour la protection des travailleurs, car ils peuvent exploser lorsque la pression devient trop élevée.
Les manomètres destinés à l'industrie alimentaire doivent être exceptionnellement hygiéniques et sont fabriqués en acier inoxydable de qualité 316, qui peut être exposé au milieu. Les manomètres de qualité alimentaire sont capables de résister au nettoyage régulier et rigoureux qui fait partie intégrante du processus de préparation des aliments. Pour des raisons de sécurité et d'hygiène, les manomètres pour l'industrie alimentaire doivent avoir une surface extrêmement lisse afin que les contaminants, les bactéries et les résidus ne puissent pas être piégés sur la surface du manomètre.
Les manomètres sont largement utilisés par plusieurs industries pour surveiller et calibrer les fonctions et applications de pression. Dans la plupart des cas, ils sont conçus, configurés et produits pour répondre exactement aux besoins spécifiques d'une industrie et fournir des données exactes et précises.
Indépendamment de la large utilisation des manomètres, il est important d'examiner soigneusement tous les facteurs relatifs à un manomètre avant de prendre la décision d'en installer un. La sélection de la bonne jauge pour une mesure précise des besoins du processus peut aider à éviter les nombreux problèmes associés aux dysfonctionnements des manomètres.
Selon l'American Society of Mechanical Engineers (ASME), la précision des manomètres varie de 4A à D, ce qui est décrit dans la norme ASME 40.1. Pour les manomètres mécaniques, la précision est déterminée par un pourcentage de la pleine échelle ou de la portée. Plus la précision augmente, plus le prix augmente.
La détermination de la précision requise dépend de la fonction du manomètre ; les fonctions des manomètres vont du simple test à la surveillance de processus industriels complexes. En général, les manomètres d'essai doivent avoir une précision de 0,25 % à 0,10 % sur la pleine échelle, tandis que les processus critiques nécessitent une précision de 0,5 %. Les processus moins critiques peuvent avoir une précision de 2 %.
Les cadrans des manomètres varient autant que les types de manomètres, avec des tailles allant de 1,5 à 16 pouces. Le facteur déterminant pour la taille du cadran est l'endroit où il sera placé et la précision requise. En règle générale, les grands cadrans sont utilisés dans les zones de l'opération qui sont quelque peu inaccessibles, tandis que les petits cadrans peuvent être utilisés dans des espaces facilement accessibles.
Lorsqu'un manomètre doit être lu fréquemment et doit être exceptionnellement précis, la règle générale est d'avoir un cadran avec une grande face pour des lectures rapides et faciles.
Les facteurs environnementaux jouent un rôle important dans tout dispositif de surveillance, d'étalonnage ou de collecte de données. Outre le type de milieu à contrôler, les facteurs environnementaux comprennent la température, les particules présentes dans le milieu et l'atmosphère, la condensation et l'humidité.
L'un des principaux facteurs environnementaux est la température, qui affecte considérablement les lectures des manomètres. Il existe des modèles de manomètres qui sont conçus pour compenser la température. En cas d'écarts de température extrêmes, le manomètre doit être isolé pour sa protection.
Dans les environnements contenant des matériaux corrosifs, des particules ou des conditions humides, il convient d'utiliser un manomètre étanche, hermétiquement fermé et rempli de fluide.
Le choix d'un manomètre doit correspondre au milieu à surveiller et auquel il sera soumis. Les fabricants offrent un large choix de manomètres pour les conditions corrosives, les différents types de produits chimiques et de gaz, et les conditions où il y a un risque d'impacts, de pulsations ou de vibrations.
Le choix le plus courant pour les conditions corrosives, telles que les usines de traitement des eaux usées, le traitement pétrochimique ou la fabrication de produits chimiques, est celui des manomètres fabriqués en acier inoxydable, qui offre une excellente protection contre les chocs, les vibrations et les températures extrêmes.
Les autres éléments utilisés pour protéger un manomètre contre les milieux dangereux sont diverses formes de joints, comme le joint à diaphragme qui peut être monté sur tout type de manomètre. Les fabricants proposent également des matériaux d'étanchéité personnalisés tels que le tantale et le PTFE.
Lors du choix du raccordement, il est important de prendre en compte la pression du processus, la taille et le poids du manomètre, l'espace et l'étanchéité. Les manomètres sont dotés d'un raccord à filetage national (NPT) ou d'un raccord de type G. Le choix de ce dernier se fait en fonction de la pression du processus. Le choix d'un raccord NPT ou G dépend généralement de l'emplacement géographique du manomètre. Aux États-Unis ou au Canada, le raccord est normalement NPT, qui est un type de filetage standard pour l'American National Standards Institute (ANSI) et l'ASME.
Les raccords NPT mâles sont coniques, le diamètre du filetage diminuant de la pointe à la douille, car les filets coniques forment une meilleure étanchéité.
Les raccords G se trouvent en Europe, en Asie et en Amérique latine et peuvent être trouvés partout ailleurs dans le monde, sauf au Canada et aux États-Unis. Les filets sont droits et suivent le modèle du connecteur British Standard Pipe Parallel (BSPP), qui se distingue par la lettre "G". La conception du filetage parallèle des connecteurs G permet d'installer et de retirer régulièrement des jauges sans endommager les filets, mais une rondelle d'étanchéité est nécessaire pour sceller la connexion.
Outre les types de raccords NPT et BSPP, il existe d'autres types de raccords : Deutsches Institut für Normung (DIN), Japanese Industrial Standard (JIS) et SAE.