05/05/2020 1 Mesure de la pression 2 Mesure de la pression • La mesure de pression est fondamentale, car plusieurs techniques de mesure de débit, niveau ou même température utilisent la mesure de pression. • Bien sûr la mesure de pression est utilisée pour mesurer la grandeur physique de pression. 1 05/05/2020 3 Notions de base • La pression d’un fluide est la force que celui-ci exerce, par unité de surface, perpendiculairement à cette surface. F P A • Cette pression est dite pression statique. 4 Notions de base (2) • Si le fluide est en mouvement, il y a apparition d’une pression dynamique. • La pression totale sera la somme des pressions statique et dynamique: PT PS PD 2 05/05/2020 5 La pression statique Entrée de pression Débit Pression statique 6 La pression dynamique Entrée de pression totale Débit PT PS PD Entrée de pression statique Pression dynamique 3 05/05/2020 7 Le principe de Pascal • La pression exercée sur un fluide est transmise dans tous les sens et est appliquée perpendiculairement à la surface du fluide. F1 = 125 lbs A2=20 po2 A1=2 po2 F2 8 Le principe de Pascal (2) P1 P2 F1 F2 A1 A2 A2 20 po2 F2 F1 125lbs 1250lbs A1 2 po2 4 05/05/2020 9 11 Les unités de mesure Unités usuelles - déca pascal (daPa) : 1 daPa = 10Pa - kilo pascal (kPa) : 1 kPa= 103 Pa - Méga Pascal MPa : 1MPa =106 Pa - bar (bar) : 1 bar = 105 Pa - millibar (mbar) :1 mbar =10-3 bars = 102 Pa - atmosphère (atm) : 1 atm = 1,013 bars = 1,013 105 Pa Unités étrangères - pound square inch (psi ou lb/in²) : 1psi = 68,93 mbar. - inch of water (inH2O) ou pouce H2O : 1 inH2O = 2,4908 mbar. - inch of mercury (inHg) : 1 inHg = 33,864 mbar. Remarque : - 1 psi G =1 psi relative. - 1 at ü = 1 atm relative. - 1 psi A = 1 psi absolue. - 1 psi D = 1 psi différentielle. 5 05/05/2020 12 Conversions 13 La pression absolue • Le vide absolu est le zéro de référence. • 1 atm. = 14.7 psia= 101.3 kPa • Valeur toujours positive 6 05/05/2020 14 La pression relative • La pression atmosphérique est le zéro de référence. • 1 atm. = 14.7 psia = 0 psig • Valeur positive ou négative (vacuum) 15 La pression différentielle • Si 0, cela implique que les deux pressions sont identiques. • Valeur positive si coté haute pression à une pression supérieure à coté basse pression et négative si l’inverse. 7 05/05/2020 16 Techniques de mesure de pression • Manomètres à section uniforme ▫ Tube en U avec Hg: 0 - 130 kPa ▫ Tube en U avec H2O : 0 - 20 kPa • Manomètres à sections inégales ou à réservoir 17 Manomètre à section uniforme • La différence de pression entre P1 et P2 dépend de la hauteur h: • P1 - P2 = g h = P • Sensible à T. 8 05/05/2020 18 Manomètre à réservoir • La différence de pression entre P1 et P2 dépend de la hauteur h+H: • P1 - P2 = g (h+H) = P • Sensible à T. • Si D/d > 15 négliger h et mesurer seulement H. 19 Manomètre à réservoir 9 05/05/2020 20 Avantages/Inconvénients • • • • Simplicité Coût peu élevé Sensibilité élevée Étalonnage facile • • • • • Fragile É.M. limitée Lecture visuelle Propreté Transmission à distance impossible 21 Manomètre différentiel à réservoir à tube métallique • La différence de pression entre P1 et P2 dépend de la hauteur h+H: • P1-P2 = g (h+H) = P • Sensible à T. • Mesure de h. • Rapport de section: 300 à 600 10 05/05/2020 22 Manomètre différentiel à cloche • La différence de pression entre P1 et P2 provoque un déplacement de l'aiguille. 23 Manomètre différentiel à double cloche 11 05/05/2020 24 Manomètre différentiel à tore pendulaire • Différence de pression proportionnelle au sinus de l’angle de rotation 25 Tube de bourdon • La pression appliquée à l'entrée provoque une déformation d'un tube. – Tube en C – Tube en Hélice – Tube en spirale. http://www.hydraulicspneumatics.com 12 05/05/2020 26 Tube de bourdon • La pression appliquée à l'entrée provoque une déformation d'un tube. – Tube en C – Tube en Hélice – Tube en spirale. 27 Souflets (Bellows) • Mesure de l'allongement ou écrasement. 13 05/05/2020 28 Manomètres à membranes • Mesure de la déformation ou des contraintes dans la membrane. • Très utilisé 29 Capsules anéroïdes • Variante de la membrane 14 05/05/2020 30 Transmetteur de pression à équilibre de force 31 Transduction à variation de capacité • Variation de la distance entre les plaques (d). C r A d 15 05/05/2020 32 Transduction par mesure de déformation • On peut mesurer la déformation élastique d’une membrane par l’utilisation d’une jauge de contrainte. Direction of sensitivity 33 Transduction piézoélectrique • On peut mesurer la déformation de la membrane par la charge générée par un cristal piézoélectrique. 16 05/05/2020 34 Installation des manomètres • Connexion sur une conduite Créé des turbulences 35 Installation des manomètres • Robinets d’isolation /calibration 17 05/05/2020 36 Installation des manomètres • Configurations typiques ▫ ▫ ▫ ▫ Gaz non-corrosifs ou air Gaz condensables ou vapeur Liquides non-corrosifs Liquides/gaz corrosifs 37 Gaz non-corrosifs et air 18 05/05/2020 38 Gaz non-corrosifs et air 39 Gaz condensables et vapeur 19 05/05/2020 40 Gaz condensables et vapeur 41 Liquides non-corrosifs 20 05/05/2020 42 Liquides non-corrosifs 43 Produits corrosifs 21 05/05/2020 44 Manomètre avec fluide de transmission • Pour des applications avec des produits corrosifs ou ayant des particules en suspension 22
