Les machines et systèmes modernes sont très sensibles. Ils nécessitent des dispositifs haut de gamme pour leur surveillance et leurs contrôles de pression. L'un de ces dispositifs modernes est un capteur de pression piézorésistif. Son rôle est de contrôler la pression des gaz ou des liquides à l'intérieur du système. Cet article présente 6 applications industrielles des capteurs de pression piézorésistifs.
Qu'est-ce qu'un capteur de pression piézorésistif ?
Commençons par comprendre les principes de base des transducteurs de pression avant d'aborder leurs applications.
Un capteur de pression piézorésistif est un dispositif qui mesure la pression des liquides et des gaz dans un système. Il se compose d'une puce qui modifie sa résistance électrique lorsqu'elle est confrontée à la pression. Cette machine détecte les changements de pression et calcule les lectures de pression correspondantes. Cette puce est constituée d'un matériau piézorésistif.
Rappelons que les matériaux piézorésistifs modifient leur résistance électrique lorsqu'ils subissent une pression. Le capteur de pression piézorésistif comporte une puce intégrée au système. Cette puce est constituée de matériaux piézorésistifs, tels que le silicium, le polysilicium ou la céramique. Cette puce est exposée à la pression. Lorsque la pression est appliquée, la puce se plie et change de position.
Cette déformation est le résultat de la pression à laquelle elle est exposée. En conséquence, la résistance électrique de la puce change. La variation de la résistance électrique de la puce est mesurée, ce qui nous aide à déterminer la pression à l'intérieur du système. Rappelez-vous que si le changement de résistance est élevé, cela indique que la pression à l'intérieur du système est également plus élevée, et vice versa.
Coup d'œil rapide : En particulier, les changements de résistance électrique sont observés dans les signaux numériques. Par conséquent, le capteur de pression piézorésistif nous fournit une lecture numérique de la pression. C'est ce qui rend ce dispositif très populaire et précieux. De plus, vous obtiendrez la pression exacte du liquide ou du gaz présent dans le système.
Top 5 des applications industrielles des capteurs de pression piézorésistifs
Le rôle principal de ces transducteurs de pression est de mesurer la pression à l'intérieur d'un système. Ces dispositifs ont de nombreuses applications dans diverses industries. Dans la section ci-dessous, nous jetterons un coup d'œil à certaines de leurs applications industrielles.
1- Contrôle des processus
Les raffineries de pétrole, les usines chimiques et d'autres usines utilisent des tuyaux pour transporter le pétrole et les gaz. Ces tuyaux peuvent supporter une pression spécifique à l'intérieur d'eux. Si la pression dépasse sa limite, des fuites peuvent se produire, entraînant des accidents catastrophiques.
C'est pourquoi des capteurs de pression piézorésistifs sont utilisés dans ces pipelines pour surveiller la pression. Si la pression devient trop élevée, ce dispositif déclenche une alarme. L'opérateur ajuste alors la pression pour assurer le bon fonctionnement des pipelines. Certains transducteurs de pression modernes modifient même automatiquement leurs relevés de pression.
2- Systèmes hydrauliques
Le système hydraulique utilise le fluide hydraulique pour créer de la pression. La pression créée par le fluide hydraulique est nécessaire au fonctionnement des machines. Par exemple, les excavateurs, les tracteurs, les élévateurs de voitures et les systèmes d'avion fonctionnent à l'aide de systèmes hydrauliques. Il est essentiel que la pression à l'intérieur du système hydraulique soit correcte.
Une pression trop élevée endommagerait l'ensemble du système. En revanche, une pression trop faible empêchera la machine de fonctionner. Le capteur de pression piézorésistif est utilisé dans les systèmes hydrauliques. Ce dispositif permet de surveiller en temps réel la pression à l'intérieur des systèmes hydrauliques. L'opérateur augmente ou diminue alors la pression hydraulique pour assurer le fonctionnement sûr des machines.
3- Surveillance des gaz
Il existe de nombreux systèmes de stockage de gaz pour lesquels une pression correcte est essentielle pour un stockage sûr. Ces gaz peuvent être de l'oxygène, de l'azote et des gaz naturels, entre autres. Si la pression devient trop élevée, le système de stockage peut exploser. Les travailleurs présents sur le site de stockage de gaz risquent alors de perdre la vie.
En outre, une pression élevée peut également entraîner des fuites dans les gazoducs. Ces systèmes de stockage sont également équipés de transducteurs de pression. Ils permettent de surveiller la pression du gaz et de la maintenir dans des limites sûres. N'oubliez pas que le stockage du gaz est très sensible. C'est pourquoi ils utilisent des transducteurs de pression modernes qui permettent non seulement de surveiller mais aussi d'ajuster la pression.
4- Traitement de l'eau
Les installations municipales de traitement de l'eau disposent de grands filtres pour purifier l'eau. L'eau passe par des filtres, des pompes et des tuyaux, et devient potable. N'oubliez pas que si la pression de l'eau est trop élevée, elle ne sera pas complètement filtrée. Par conséquent, elle contiendra des impuretés même après être passée par le processus de filtration.
Ces installations hydrauliques sont également équipées de transducteurs de pression piézorésistifs. Ces dispositifs permettent de contrôler la pression de l'eau. Si la pression de l'eau devient trop élevée, elle peut conduire à une eau impure, même après que l'eau a été traitée. De même, les systèmes de traitement des eaux usées utilisent également des capteurs de pression pour garantir des performances optimales.
5- Transformation des aliments
Les unités de transformation des aliments ont également besoin de ces capteurs de pression piézorésistifs. Rappelons que la transformation alimentaire consiste à transformer des aliments bruts en aliments prêts à l'emploi. Ce processus est réalisé à l'aide de machines dédiées à la transformation des aliments. Par exemple, le remplissage de liquides dans les bouteilles s'effectue à l'aide de canalisations et de pompes à pression contrôlée.
Si la pression est trop faible, les bouteilles ne seront pas complètement remplies. De même, une pression trop élevée peut faire déborder les bouteilles. Toutes les machines de transformation des aliments et les canalisations sont équipées de capteurs de pression. L'opérateur peut ainsi contrôler la pression et l'ajuster si nécessaire. En l'absence de système de contrôle de la pression, la transformation des aliments peut être gravement affectée.
6- Machines de moulage par injection
Les machines de moulage par injection sont équipées de capteurs de pression piézorésistifs pour contrôler la pression. Rappelons que la matière en fusion est versée dans le moule pour créer des pièces de la forme souhaitée. Ce matériau fondu se solidifie ensuite et adopte la forme du moule. Si la pression est trop élevée, le matériau fondu ne se remplira pas correctement dans le moule.
Par conséquent, nous n'obtiendrons pas le produit souhaité grâce à ce processus. N'oubliez pas que le moulage par injection ne se limite pas à des matériaux spécifiques. Il est possible d'utiliser du caoutchouc, du plastique ou tout autre matériau pour obtenir les formes souhaitées. Toutefois, le contrôle et la surveillance de la pression sont essentiels, quel que soit le matériau utilisé.
Conclusion
Dans le passé, il n'existait pas de système spécialisé pour vérifier la pression exacte de l'eau, de l'huile ou des gaz à l'intérieur des systèmes. Les opérateurs devaient donc se fier à leurs suppositions. Cependant, les capteurs de pression piézorésistifs ont changé le mode de fonctionnement des machines modernes.
Ces dispositifs contrôlent la pression et nous aident à maintenir la pression correcte. N'oubliez pas que le maintien de la pression est primordial dans de nombreuses machines industrielles. Si la pression augmente au-delà de la limite, les machines risquent de mal fonctionner ou d'être endommagées. Dans cet article, j'ai expliqué les bases des transducteurs de pression et leurs applications industrielles.