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Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les thermocouples & RTD!
Comment différencier un thermocouple d'un RTD, comment savoir si votre thermocouple fonctionne bien, quelles sont les raisons d'un bris hâtif? Des conseils et plus encore!
Comment déterminer le type du thermocouple?
Vous n’avez jamais changé le thermocouple de cette machine? L’origine de la machine (allemande, italienne, américaine), détermine normalement le type de thermocouple que vous avez sous les yeux mais pour être certain, voici un code de couleurs de fils (selon le pays) pour vous aider à déterminer à quel type de thermocouple vous avez affaire :
Comment différencier un thermocouple d’un RTD?
Un thermocouple, peu importe son type (J, K, T, etc.), vous donnera une mesure en Ohms infime (ex : 0.07 Ohms), autrement dit, à peu près rien! Plus les fils sont longs, plus ça va changer la lecture des Ohms mais encore une fois, on parle de mesure infime. La résistance que vous mesurez est la résistance des fils.
Pour les RTD, vous obtiendrez une résistance autour de 109-110 Ohms. Un RTD PT-100 le dit, il a 100 Ohms. Toutefois, la température ambiante lui fait enregistrer plus d’ohms étant donné qu’un RTD est plus sensible à la température ambiante.
Même chose pour un RTD PT-1000, vous aurez un peu plus de 1000 Ohms. Si vous mesurez plus de 10 000 Ohms, vous avez affaire à un Thermistor.
Une bonne façon aussi de différencier un thermocouple d’un RTD est que les 2 fils à l’intérieur des gaines du thermocouple sont de couleurs différentes. Ex : Un thermocouple type J a un fil de couleur plus cuivré (fer) et l’autre de couleur plus métallique (constantan). Le métal des fils intérieurs d’un RTD sont toujours de la même couleur.
Fils d'un thermocouple type J
Fils d'un RTD
Aussi, attention de ne pas vous y méprendre, vous pouvez avoir 1 fil blanc (gaine) + 1 fil rouge (gaine) et pensez que vous avez affaire à un thermocouple type J : ERREUR. Il s’agit d’un RTD. Donc, vaut mieux mesurer la résistance ohmique avant de nous demander une soumission, surtout si vous n’avez jamais changé cette sonde!
P.S. : Un RTD peut avoir 2, 3, 4 ou 6 fils. Svp toujours nous aviser de combien de fils est composé votre RTD.
Choix des fils et de la gaine
C’est un choix très important car il est possible que l’isolation par-dessus vos fils ne résiste pas à la température d’opération de votre application. Ceux-ci peuvent fondre et créer un court-circuit en se touchant.
Ici, l'effritement des fils dû à un mouvement répétitif aurait pu causer un court-circuit.
Référez-vous au lien suivant afin de bien choisir vos fils selon votre température d’opération:
Conseil pour le domaine alimentaire: |
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L'environnement ambiant est souvent humide puisque les machines sont désinfectées à la fin de la journée. |
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Nous vous conseillons donc de choisir des fils en téflon avec un scellage à l'époxy pour empêcher l'humidité |
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d'entrer dans le tube, et ainsi altérer la mesure de votre température. Un scellage à l'époxy vaut pour tous les |
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environnements plus humides que la moyenne. |
Est-ce que l’alliage du tube est important?
Il est lié à la température d’opération qu’il peut atteindre. Volton utilise des tubes en acier inox 316. C'est l'alliage le plus courant dans l'alimentaire. Il peut monter jusqu'à 870°C dans l'air et résiste à beaucoup de produits chimiques. Donc oui, l’alliage est important.
Un autre alliage courant est l'inconel 600, qui monte jusqu'à 1095°C.
Quels sont les écarts de température auxquels résistent les thermocouples & RTD?
Thermocouples :
- Type J : -40 °C à 750 °C
- Type K : -200 °C à 1350 °C
- Type T : -200 à 350 °C
RTD :
- PT 100 et PT 1000 : -70°C à 500°C
La plage de température d'une sonde dépend aussi de sa construction : Sonde régulière, MgO (jusqu’à 1150°C) ou sans tube (2 fils soudés). S'il y a de l'époxy dans la sonde, c'est maximum 260°C.
N’oubliez pas qu’une sonde de construction régulière a une isolation électrique dans la sonde assurée par les gaines des fils, ce qui peut limiter la température maximale du capteur. Si votre température d’opération est de plus de 260°C, ça réduit beaucoup les options au niveau des fils! Dans ces cas-là, on y va avec une sonde MgO.
Un truc pour savoir si votre thermocouple ou RTD fonctionne bien!
Faites chauffer la sonde! Nous avons l’habitude ici à l’usine de brancher les fils dans un contrôleur et nous chauffons la sonde à l’aide d’un mini séchoir industriel.
1re étape : Vous branchez le thermocouple/RTD et il vous donne normalement la lecture de la température ambiante, ex : 75°F pour notre usine. S’il vous donne légèrement plus haut ou plus bas que la mesure ambiante de votre usine, pas la peine de le faire chauffer, il est à changer!
2ième étape : Vous le faites chauffer. Si au démarrage, ça prend trop de secondes avant que le thermocouple ou RTD monte en température, votre sonde a atteint sa fin de vie. Une des causes possibles est qu’elle s’est dessoudée avec le temps.
Pour vérifier un thermocouple, comparez sa lecture à la température de ce qu'il mesure.
Conseil s’il y a du mouvement dans votre application :
Si le thermocouple se déplace avec le moule par exemple, faites une loop dans le fil, comme ci-dessous, afin de prévenir l’effritement des fils à la jonction du tube. Ça diminue ainsi la pression à cet endroit.
Plus le fil est long, moins c’est bon?
Vrai! Pour un RTD particulièrement, le fil doit être le plus court possible car il y a un grand risque d’interférence électromagnétique. Une bonne idée peut être de compenser la longueur des fils qui doit demeurer courte, en installant plus de fils sur votre RTD (passer de 2 à 4 fils par exemple).
Pour un thermocouple, les fils peuvent avoir quelques pieds mais attention, si le fil est écrasé par un mouvement répétitif de la machine ou des employés qui le piétinent, cela peut endommager l’isolation, par exemple en fibre de verre, d’un type J. S’il n’y a plus d’isolation sur les fils, ceux-ci vont entrer en contact et créer un court-circuit.
Quelle est la différence entre une sonde Grounded et Ungrounded?
Un thermocouple est Grounded par défaut. Ça permet au capteur de réagir plus vite à un changement de température.
Quand est-il préférable d’utiliser une sonde Ungrounded?
Une sonde Ungrounded veut dire que la jonction du thermocouple est isolée du tube en métal de la sonde, tel que ci-dessous.
C'est la solution à utiliser lorsque l'appareil de lecture de température (contrôleur, carte d'acquisition, automate, etc.) est sensible à un ground loop. Si le circuit du thermocouple est déjà mis à la terre par l'appareil de lecture, la sonde et l'appareil n'ont pas nécessairement une mise à la terre au même voltage.
Également, dans des applications où il y a beaucoup de vibration, un thermocouple Ungrounded peut prévenir une lecture erronée sur le plus long terme.
Un RTD est toujours Ungrounded.
Voici les modèles de thermocouples standard que nous fabriquons sur mesure :
https://www.volton.com/fr/produit/thermocouples-et-controle/95-thermocouples.html?section=modèles
Sachez toutefois que si votre modèle ne figure pas sur cette page, nous sommes fort probablement en mesure de le fabriquer quand même!
Quelles sont les raisons les plus connues de bris hâtif d’un thermocouple & RTD?
- L'âge et les cycles de température subis par la sonde, affaiblissant ainsi la sonde et la jonction du thermocouple
- Un fil brisé par des mouvements répétitifs
- Un bris mécanique
- Mauvaise manipulation ou utilisation du thermocouple
- Une surchauffe
- L'oxydation de la sonde ou des fils
- Une contamination de la sonde
- Une soudure mal faite
- Des fils qui ne sont pas adaptées à la température environnante
- Beaucoup de vibration dans l’application
Thermocouple haute température ou solutions acides!
Volton fabrique des thermocouples sur mesure pour des applications haute-température. Un client nous a appelé un jour et il avait exactement ce type de thermocouple ci-dessous, dont la pointe était immergée dans un bassin d’étain en fusion.
Un thermocouple de type K avec cet alliage de fil peut résister à une température de 1250°C dans l’air. Dans un bain d’étain en fusion, il était nécessaire que le thermocouple soit inséré dans un puits en métal ou en céramique sinon le fil fondait.
Nous avons eu un autre cas de client dont la sonde de thermocouple était plongée directement dans de l’acide sulfurique à 15%. Le liquide n’était toutefois pas chauffé à haute température mais comme l’acide gruge l’acier inox, la solution fut d’ajouter une gaine thermo-rétractable en Teflon/PFA avec une couche de FEP à l’intérieur pour une meilleure adhésion à la sonde.
Bref, contactez-nous car la solution dépend beaucoup de votre application!