Caractéristiques de l'azote et défis de mesure de la pression

L'azote (N₂), l'un des gaz inertes les plus couramment utilisés dans les applications industrielles, possède des propriétés physiques et chimiques uniques qui imposent des exigences particulières aux équipements de mesure de pression. Premièrement, l'azote (N₂) est un gaz incolore et inodore à température et pression normales, avec une masse volumique légèrement inférieure à celle de l'air (1,25 g/L contre 1,29 g/L pour l'air), ce qui implique que les caractéristiques dynamiques du gaz doivent être prises en compte pour la mesure du débit des pipelines. Deuxièmement, l'azote est chimiquement extrêmement stable et réagit rarement avec d'autres substances. Si cela réduit les risques de corrosion, cela rend également inefficaces les capteurs traditionnels basés sur les réactions chimiques ou les principes d'adsorption.


Dans les procédés industriels, les plages de pression de l'azote varient considérablement : de l'azote basse pression produit par les équipements de séparation d'air (pouvant descendre jusqu'à quelques kPa) aux réservoirs de stockage haute pression (jusqu'à 40 MPa ou plus). La température de l'azote peut, quant à elle, varier de -196 °C à plusieurs centaines de degrés Celsius dans les procédés à haute température. Ces conditions de fonctionnement extrêmes exigent des équipements de mesure dotés d'une adaptabilité environnementale exceptionnelle et de performances stables.


Il est particulièrement important de noter que l'azote sous haute pression peut présenter un comportement de gaz non idéal, s'écartant de l'équation d'état du gaz parfait. Cela nécessite des appareils de mesure de pression pour compenser précisément les effets de température. De plus, dans les industries aux exigences de pureté strictes, comme celles des semi-conducteurs et de l'industrie pharmaceutique, les équipements de mesure doivent garantir une contamination nulle, évitant ainsi tout dégazage ou effet d'adsorption potentiel.

Avantages techniques des transmetteurs de pression de la série SH308-M

Les transmetteurs de pression de la série H308-M sont le choix parfait pour la mesure de la pression N2

Le transmetteur de pression de la série SH308-M utilise une puce de capteur résonnante en silicium monocristallin et une technologie MEMS avancée, répondant parfaitement aux exigences strictes de la mesure de l'azote.

Ses principaux avantages techniques se reflètent dans les aspects suivants :

✔ Performances de surpression de premier ordre

Le transmetteur de pression est doté d'un capteur en silicium monocristallin unique offrant une capacité de surpression jusqu'à 50 MPa, bien supérieure à celle des capteurs capacitifs classiques en silicium diffus ou en céramique (https://www.silverinstruments.com/ceramic-pressure-sensor.html). Pour les systèmes d'azote sujets aux fluctuations de pression ou aux chocs accidentels, cette protection supérieure contre les surcharges prévient efficacement les dommages au capteur. Les spécifications du produit montrent que, même pour les systèmes d'azote de 40 MPa (5 800 psi), le transmetteur maintient une stabilité de surpression de ± 0,1 % PE/MPa, ce qui est particulièrement crucial pour les réservoirs de stockage d'azote haute pression et les systèmes de canalisations.

✔ Adaptabilité exceptionnelle à la température sur le capteur de pression N2

La série SH308-M fonctionne sur une plage de températures de -40 °C à +85 °C (avec remplissage d'huile fluorocarbonée : -10 °C à +60 °C) et peut être stockée entre -40 °C et +90 °C. Cette large plage de températures lui permet de s'adapter à diverses conditions, de la vaporisation d'azote liquide au traitement de l'azote à haute température. L'effet de la température ambiante n'est que de ±0,1 % de la pleine échelle/10 °C, ce qui signifie que les mesures ne dérivent pratiquement pas, même dans les applications soumises à de fortes variations de température de l'azote.

✔ Stabilité à long terme inégalée

Le capteur en silicium monocristallin présente des effets de fluage et d'hystérésis minimes, avec une stabilité à long terme de ±0,2 %URL/an. Pour les systèmes d'azote fonctionnant en continu (tels que les unités de séparation d'air ou les systèmes de gaz protecteurs), cela se traduit par une fréquence d'étalonnage et des coûts de maintenance considérablement réduits. En comparaison, les capteurs à jauge de contrainte traditionnels présentent généralement une dérive d'un ordre de grandeur supérieur.

✔ Options de configuration flexibles sur la connexion au processus

Le produit offre différents types de pression (relative, absolue), de multiples raccords process (G1/2, NPT1/2, M20×1,5, etc.) et différents matériaux de membrane (SUS316L, Hastelloy C-276, etc.). Pour les applications d'azote ultra-pur, une membrane en 316L plaqué or est disponible en option, éliminant ainsi totalement les risques de contamination par dégazage. Cette conception modulaire permet au SH308-M de s'adapter parfaitement aux exigences spécifiques des différents systèmes d'azote.

✔ Transmetteurs de pression d'azote numériques

Le SH308-M est doté d'un écran numérique rétroéclairé pour une surveillance de la pression en temps réel et prend en charge une sortie analogique 4-20 mA + HART pour une compatibilité universelle. Il peut être équipé en option du MODBUS RTU (RS485) pour une intégration transparente aux systèmes de contrôle numérique. Ce transmetteur polyvalent allie lecture locale et communication à distance, offrant confort et flexibilité pour l'automatisation industrielle.
Nous joignons également les documents de configuration MODBUS RTU (RS485) pour les transmetteurs de pression N2 >> TÉLÉCHARGER

Applications typiques du SH308-M dans les systèmes à azote

1. Surveillance du système de séparation de l'azote dans l'air

Dans les systèmes d'adsorption modulée en pression (PSA) ou de séparation membranaire de l'azote, le SH308-M mesure avec précision les variations de pression de la tour d'adsorption (généralement de 0 à 1 MPa). Son rapport de variation de pression de 100:1 permet au même transmetteur de couvrir diverses conditions de fonctionnement, du démarrage à la pleine charge, tandis que sa précision élevée de 0,075 % assure une analyse précise de la teneur en oxygène. La compensation de température intégrée corrige automatiquement les variations de température ambiante, garantissant un fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7.

2. Surveillance de la sécurité des réservoirs de stockage d'azote haute pression

Pour les réservoirs de stockage d'azote haute pression jusqu'à 40 MPa, la protection contre les surpressions de 50 MPa du SH308-M offre une double sécurité. L'indice de protection IP67 résiste aux environnements extérieurs difficiles, tandis que la membrane en Hastelloy résiste aux traces d'impuretés corrosives potentielles. Grâce au protocole HART, les opérateurs peuvent surveiller à distance les tendances de pression et détecter rapidement les anomalies.

3. Contrôle de l'azote ultra-pur dans l'industrie des semi-conducteurs

Dans la fabrication de semi-conducteurs, le diaphragme en acier 316L plaqué or du SH308-M est entièrement conforme aux normes SEMI F20 relatives au dégazage des ions métalliques. Sa précision élevée de 0,1 % et son temps de réponse rapide de 0,25 seconde permettent un contrôle précis du débit d'azote dans les procédés critiques comme la lithographie et la gravure. La commande locale à trois boutons permet un étalonnage rapide sur site, sans retrait fréquent du couvercle, source de contamination.

4. Systèmes de vaporisation d'azote liquide

Bien que le SH308-M ne puisse pas mesurer directement l'azote liquide à -196 °C, il offre des performances exceptionnelles dans les conduites d'azote vaporisé à basse température (de -50 °C à 0 °C). La version à huile fluorocarbonée fonctionne de manière stable à -10 °C, tandis que ses performances exceptionnelles en pression statique (N/A) garantissent la constance des mesures quelles que soient les pressions de vapeur saturantes.

Recommandations de sélection et d'installation

Compte tenu des spécificités de l'application de l'azote, nous recommandons les principes de configuration SH308-M suivants :

1. Sélection de la plage de pression :

Choisissez une plage correspondant à 1,5 fois la pression de service maximale du système, sans dépasser 40 MPa. Par exemple, pour une pression de service de 10 MPa, sélectionnez une plage de 0 à 16 MPa.
Nous listons toute la gamme de capteurs de pression N2 et l'URL :

2. Sélection du matériau du diaphragme :

- Azote industriel standard : Acier inoxydable 316L standard
- Azote avec traces de composants corrosifs : Hastelloy C-276
- Exigences de pureté ultra-élevées : 316L plaqué or

3. Types de connexions de processus :

- Systèmes haute pression : 1/2"NPT(F) ,M20* 1,5 ou G1/2
- Démontage fréquent requis : Raccords sanitaires Tri-clamp (commande spéciale requise)

4. Sortie dont vous avez besoin pour les transmetteurs de pression n2

-Bien que tous nos transmetteurs de pression n2 avec sortie 4-20 mA, vous devez spécifier si vous avez besoin de MODBUS MODBUS, HART pour vos applications.

5. Options spéciales :

- Azote haute température : sélectionnez le dissipateur thermique (R1/R2/R3)
- Vibration présente : Ajustez le réglage du temps d'amortissement (0 à 99,9 secondes réglable)

Notes d'installation :

- Évitez d'installer des émetteurs là où l'azote liquide pourrait entrer en contact direct avec
- Pour les applications à haute pression, il est recommandé de monter des boulons en U sur des tuyaux de 50 mm
- Les câbles de signal doivent maintenir une séparation d'au moins 15 cm avec les câbles d'alimentation, évitant ainsi le routage parallèle

Maintenance et étalonnage

La conception modulaire du SH308-M permet une maintenance extrêmement simple :
1. Les contrôles quotidiens ne nécessitent qu'une inspection de dérive du zéro (peut être calibré localement via trois boutons)
2. Vérification annuelle complète des performances (il est recommandé d'utiliser un appareil standard avec une précision au moins 3 fois supérieure)
3. Remplissage du liquide de remplissage tous les 3 à 5 ans (selon l'environnement d'exploitation)

À l'aide de communicateurs HART ou de logiciels de configuration, les ingénieurs peuvent :

- Diagnostiquer à distance l'état du capteur
- Ajustez le temps d'amortissement pour optimiser la réponse dynamique
- Réglage des courants d'alarme (réglables de 3,6 à 22,8 mA)
- Afficher les paramètres critiques comme le temps de fonctionnement cumulé

Cet avantage en termes de performances confère au SH308-M une rentabilité exceptionnelle pour les applications de mesure de l'azote. Malgré un investissement initial légèrement plus élevé, sa stabilité à long terme, ses besoins de maintenance minimes et sa durée de vie prolongée se traduisent par un coût total de possession (TCO) considérablement réduit.

Conclusion
Le transmetteur de pression de la série SH308-M, doté d'une technologie résonante en silicium monocristallin et d'une conception MEMS innovante, répond parfaitement aux différents défis de la mesure de l'azote. Que ce soit pour les réservoirs de stockage à ultra-haute pression, les applications de semi-conducteurs ultra-purs ou les conditions soumises à de fortes variations de température, il fournit des données de mesure stables, précises et fiables. Grâce à ses options de configuration flexibles et à sa maintenance simplifiée, le SH308-M est sans conteste le choix idéal pour la surveillance de la pression des systèmes d'azote.

Pour les utilisateurs recherchant une fiabilité maximale et un coût de cycle de vie minimal, nous recommandons vivement le SH308-M comme composant principal des systèmes de mesure de l'azote. Consultez le site web officiel de Silver Instruments ou contactez vos distributeurs locaux pour obtenir des conseils de sélection personnalisés et une assistance technique adaptée à vos applications.