Installation des thermocouples et des sondes RTD

Dans de nombreuses applications, les thermocouples et les sondes RTD nécessitent une protection contre des environnements agressifs afin d’assurer des performances et une précision à long terme. Si certaines configurations peuvent se passer de gaines de protection, la plupart bénéficient de tubes de protection métalliques ou céramiques, ou de doigts de gant conçus selon les normes pertinentes (ex.: des spécifications propres aux secteurs chimique et pétrochimique).

Recommandations d’installation : thermocouples

Profondeur d’immersion et intégrité du capteur

Pour des mesures précises, les thermocouples doivent être immergés à une profondeur d’au moins 10 fois le diamètre du capteur. Les thermoéléments doivent être correctement isolés les uns des autres et des gradients de température en dehors de la zone de mesure. Évitez le travail à froid des fils, car cela peut affecter l’étalonnage.

Considérations environnementales

Les contaminants tels que les huiles (surtout celles contenant du soufre), le phosphore et les composés à bas point de fusion peuvent dégrader rapidement les performances des thermocouples. Maintenez la zone d’installation aussi propre que possible.

Durée de service et étalonnage

Les thermocouples en métaux de base ne sont généralement pas destinés à un usage à long terme dans des applications exigeantes. Un remplacement régulier est recommandé, généralement tous les 6 à 12 mois, selon les conditions d’exploitation. Des vérifications périodiques d’étalonnage in situ peuvent aider à maintenir la précision.

Câblage et polarité corrects

Respectez toujours la bonne polarité et le code couleur des câbles de thermocouple et des câbles d’extension ou de compensation. Évitez de mélanger des métaux différents dans les connexions. Utilisez des câbles et des connecteurs correctement appariés pour une intégrité de signal optimale.

Emplacement des jonctions et cheminement des câbles

Placez la transition entre le fil de thermocouple et le câble d’extension à l’écart des sources de chaleur. Ne formez jamais de jonction thermocouple avec un câble de compensation. 

Jonctions de référence

Les jonctions de référence (soudures froides) doivent être maintenues dans un environnement isotherme. La compensation peut être assurée électroniquement ou avec des indicateurs de température.

Connexions et intégrité du signal

Les faibles signaux des thermocouples exigent des connexions électriques serrées, propres et exemptes d’oxydes. Protégez le câblage de l’humidité et des contraintes mécaniques, car celles‑ci peuvent provoquer des erreurs dues à des fuites ou à des f.é.m. induites.

Interférences électromagnétiques (EMI) et protection des câbles

Dans des environnements avec interférences électriques (ex.: contacteurs ou bruit de tension AC), utilisez des câbles blindés ou tressés avec une mise à la terre appropriée. Les câbles blindés, les gaines métalliques ou plastiques, ainsi que l’isolation moulée ou armée, sont recommandés en milieu industriel.

Essais d’installation

Utilisez l’immersion dans l’eau, la mise sous pression au gaz, la détection de fuites (ex.: à l’hélium) ou des contrôles de résistance pour vérifier l’intégrité et la conformité de l'installation. Pour de longues liaisons de câble, préférez des fils de section supèrieure à la normale, les instruments modernes tolèrent généralement jusqu’à 100 ohms de résistance, mais des valeurs plus élevées peuvent entraîner une dérive de mesure.

Recommandations d’installation : sondes RTD 

Conception et manipulation du capteur

Les éléments RTD (Pt100/Pt1000)  représentent un compromis entre la précision de mesure et la durabilité mécanique. Évitez les vibrations excessives et les chocs mécaniques lors de l’installation, en particulier avec des sondes longues ou des doigts de gant à alésage surdimensionné, qui peuvent réduire le contact thermique et augmenter le risque de défaillance.

Profondeur d’immersion et conduction thermique

Les RTD sont sensibles aux conditions thermiques de long de leur gaine de portection, une profondeur d’immersion correcte est cruciale pour des mesures précises (voir IEC 60751). Tenez également compte de la conduction thermique le long de la gaine ou des conducteurs, qui peut fausser les mesures.

Exigences relatives à la gaine

Utilisez des gaines de protection adaptées pour se prémunir contre la contamination, en particulier la pollution du platine. Assurez une présence suffisante d’oxygène à l’intérieur de la gaine afin d’éviter la réduction des métaux et la contamination néfastent au platine de l'ément de meusre.

Câblage correct et atténuation des interférences

Respectez les codes couleur de câblage et les marquages des bornes. Utilisez des câbles blindés torsadés avec tresse ou blindage en ruban continue,  ou bien des conduits conducteurs dans les environnements électriquement bruyants. Évitez de faire cheminer les câbles de capteurs parallèlement aux lignes d’alimentation.

Construction des câbles et problèmes de résistance

Un conducteur monobrin peut céder soudainement, tandis que les conducteurs multibrins peuvent développer des résistances parasites si seulement quelques brins de fils se sectionnent, particulièrement problématiques dans les circuits en pont. Acheminez les câbles de manière à minimiser l’impact des variations de température ambiante sur la résistance. Pour la protection mécanique, utilisez un câble tressé ou armé.

Résistance des fils de liaison et configuration du câblage

Utilisez des configurations à 3 ou 4 fils pour les longues distances afin d’équilibrer les résistances des fils de liaison et de maintenir la précision. Les montages à 2 fils sont sujets à une erreur accrue à mesure que la longueur du câble augmente. Assurez-vous que la résistance totale de boucle reste dans la tolérance de votre instrument,  typiquement autour de 100 ohms.

Isolation des circuits et effets thermoélectriques

Les circuits devraient généralement être flottants ou utiliser une mise à la terre résistive pour éviter les problèmes d’électricité statique. Évitez de mélanger les métaux dans le câblage afin de prévenir les tensions thermoélectriques (un sujet de préoccupation sauf si l'lément est meusuré avec un courant alternatif).

Qualité des connexions et maintenance

Utilisez des connecteurs RTD de haute qualité et des boîtes de jonction étanches aux intempéries. Sécurisez toutes les connexions afin de vous prémunir contre les vibrations, la corrosion ou les cycles de température. Des connexions médiocres ou instables introduiront des variations de résistance, impactant directement vos mesures.

Remarque : Les informations de ce guide sont fournies uniquement à des fins d’information générale et d’éducation. Bien que nous visons l’exactitude, toutes les données, exemples et recommandations sont fournis « en l’état », sans aucune garantie. Les normes, spécifications et bonnes pratiques peuvent évoluer avec le temps ; vérifiez donc toujours les exigences en vigueur avant utilisation.

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