Les pressostats sont très courants dans l’industrie de transformation et il en existe de nombreux types. Comme un grand nombre d’appareils, les pressostats doivent être étalonnés pour vérifier leur exactitude et leur fiabilité. Cependant, les pressostats sont un peu plus difficiles à étalonner que les transmetteurs. Une mauvaise procédure d’étalonnage peut ainsi entraîner de nombreuses erreurs dans les résultats de l’étalonnage. Dans cet article, nous verrons comment étalonner correctement un pressostat.
Avant d’entrer dans le vif du sujet, commençons par préciser quelques caractéristiques et termes fondamentaux relatifs aux pressostats.
Comment un pressostat fonctionne-t-il ?
En résumé, un pressostat est un instrument qui mesure une pression et qui renferme un contact électrique programmé pour s’activer à une pression donnée. Par exemple, il peut être réglé pour être en position fermée quand il n’est pas soumis à une pression (ouvert à l’atmosphère), mais pour passer en position ouverte quand la pression à laquelle il est soumis atteint 700 mbar. À l’inverse, quand la pression chute sous les 700 mbar, le pressostat repasse en position fermée.
Terminologie des pressostats
Intéressons-nous maintenant à la terminologie spécifique des pressostats :
Normalement ouvert / normalement fermé
Certains pressostats renferment des contacts en position ouverte quand ils ne sont pas soumis à une pression, on les appelle « normalement ouverts » (NO). À l’inverse, quand les contacts sont en position fermée quand ils ne sont soumis à aucune pression, on les appelle « normalement fermés » (NF).
Le choix dépend du type de circuit que vous voulez piloter avec le pressostat.
Mais que signifie « normalement » dans ce contexte ? Il y a débat concernant la définition de pressostat normalement ouvert/normalement fermé. La définition la plus courante consiste à dire que cela décrit l’état de sortie du pressostat quand il n’est soumis à aucune pression, c’est-à-dire aucune
simulation physique.
Pour certains, l’état « normal » est l’état du pressostat dans les conditions normales de fonctionnement du procédé (à savoir non déclenché).
Un pressostat normalement ouvert est en position ouverte quand il n’est soumis à aucune pression. Quand il est soumis à une pression donnée, le contact passe en position fermée :
Un pressostat normalement fermé est en position fermée quand il n’est soumis à aucune pression. Quand il est soumis à une pression donnée, le contact passe en position ouverte :
Un pressostat présentera toujours une zone morte qui représente la différence entre les deux points de réglage (passage de l’état ouvert à fermé et vice versa). La zone morte est nécessaire, car si le pressostat se fermait et s’ouvrait au même point exact de consigne, alors il y aurait un risque d’oscillation quand la pression se rapproche de ce point. De plus, sans zone morte, il y aurait une plus forte de chance de mauvais fonctionnement. Par exemple, un pressostat normalement ouvert (NO) peut passer en position fermée à 700 mbar et repasser en position ouverte à 650 mbar, il possède dont une zone morte de 50 mbar.
Certains pressostats fonctionnent à pression montante alors que d’autres fonctionnent à pression descendante. Bien sûr, tous les pressostats possèdent les deux fonctions quand la pression augmente ou diminue, mais ils ont toujours une fonction primaire dans un seul sens.
Il existe différents types de pressostats pour différents types de pression : pression manométrique, pression absolue, pression différentielle, sous vide.
Certains modèles plus anciens de pressostats sont mécaniques (voire pneumatiques), cela signifie que la pression appliquée entraîne le changement d’état du contact. La plupart des modèles récents de pressostats sont électroniques ou numériques, ils mesurent donc la pression en entrée et contrôlent la sortie du contact en conséquence. De nombreux
pressostats modernes sont programmables, l’ajustement des points de consigne est donc plus facile. Les pressostats électriques ont besoin d’alimentation électrique au contraire des pressostats mécaniques.
Quand vous choisissez un type de pressostat, vous devez toujours avoir à l’esprit la sécurité de votre installation. En effet, en cas de défaut d’alimentation électrique ou de câblage, l’état du pressostat doit toujours être sécurisé. En particulier dans le cas des pressostats de sécurité, ils doivent être paramétrés de telle façon qu’en cas de défaut de câblage, une alarme se déclenche. Par exemple, s’il est normalement ouvert (NO), vous ne vous rendrez pas compte qu’un câble est débranché et le pressostat restera ouvert. En revanche, il ne se fermera pas quand il est censé le faire. Vous devez donc toujours concevoir l’installation de telle façon qu’elle soit toujours protégée en cas de défaut.
Parfois, il se peut que vous entendiez parler de « contact sec » (dry switch) ou de « relais » (wet switch). Un contact sec fonctionne comme un pressostat mécanique, ses contacts ont deux positions possibles, ouverte ou fermée. Un relais, quant à lui, possède deux valeurs de tension différentes représentant ses deux états de sortie. Le signal de sortie d’un relais électrique peut être soit une tension à deux niveaux, soit une intensité, soit un signal de type collecteur ouvert.
Parfois, la fonction de commutation peut aussi être réalisée directement dans le système de contrôle commande en mesurant le signal électrique provenant d’un transmetteur et en programmant une fonction reproduisant un pressostat pour qu’elle contrôle quelque chose en fonction du niveau du signal reçu.
En pratique, les pressostats industriels ont souvent des doubles contacts qui peuvent être programmés séparément. Ceux-ci peuvent être les seuils haut et bas standard, mais aussi des seuils très bas et très haut. Tandis que les seuils haut et bas sont des points de contrôle standard, les seuils très haut et très bas sont pour leur part des limites d’alarme qui contrôlent des alarmes critiques.
Pressostats de sécurité
Les pressostats de sécurité sont utilisés dans les systèmes de sécurité actifs. Ils appartiennent à différentes classifications. De plus, l’étalonnage de ces pressostats de sécurité est réglementé.
La principale particularité de ces pressostats est qu’ils sont statiques la majorité du temps et qu’ils ne fonctionnent presque jamais. Ainsi, dans des conditions normales de fonctionnement, ils n’alternent pas entre un état ouvert et fermé. Les pressostats de sécurité ne se déclenchent que si un seuil d’alarme est atteint.
Comme ces pressostats ne sont que très rarement activés, ils risquent de rester bloqués et de ne pas fonctionner correctement lorsqu’ils le devraient.
Quand vous étalonnez un pressostat de sécurité, ne l’activez pas avant le début de l’étalonnage. À la place, relevez le premier point auquel le pressostat se déclenche. Parfois, il se peut que le premier déclenchement nécessite plus de pression qu’après quelques activations. Les pressostats classiques sont habituellement activés plusieurs fois avant étalonnage, mais cela ne doit pas être le cas pour les pressostats de sécurité. En effet, dans le cas d’un pressostat de sécurité, le point de consigne est critique. En revanche, le point de réarmement n’est souvent pas important et n’a pas toujours besoin d’être étalonné.
Comment étalonner un pressostat
Intéressons-nous maintenant à la procédure d’étalonnage d’un pressostat.
Préparation et sécurité
Si le pressostat fait partie intégrante du procédé, vous devez vous assurer qu’il est isolé des conduites de pression. Vous devez aussi vous assurer qu’il a bien été déconnecté de tout circuit qu’il est censé contrôler. En effet, vous ne voulez pas déclencher l’ouverture ou la fermeture de grosses vannes, enclencher des pompes ou déclencher une alarme de sécurité.
De plus, les bornes de certains pressostats sont alimentées en 220 V, ou par d’autres tensions élevées dangereuses quand ils sont en position ouverte, vous devez donc vous assurer qu’ils sont bien isolés.
Mise en pression
Pour étalonner un pressostat, vous devez lui fournir une pression qui augmente ou diminue doucement sur toute l’étendue de sa plage de fonctionnement. En fonction du type de pressostat, vous devez commencer par l’alimenter avec une pression adaptée pour démarrer l’étalonnage.
Vous pouvez souvent démarrer à la pression atmosphérique, mais dans certains cas, vous devez envoyer une haute pression et commencer en diminuant doucement la pression pour atteindre son point de réglage. Ou, vous pouvez aussi être obligé de travailler sous vide. Cela dépend du type de
pressostat à étalonner.
Il existe différentes méthodes pour délivrer la pression d’entrée. Vous pouvez soit utiliser une pompe manuelle d’étalonnage avec un réglage fin et précis, soit utiliser l’air comprimé de l’usine en utilisant un régulateur de pression précis ou encore utiliser un régulateur de pression automatique.
L’important c’est que les variations de pression soient suffisamment lentes pour que vous puissiez relever la pression exacte à laquelle le pressostat s’active. Si la pression change trop rapidement, ça ne sera pas possible.
Bien évidemment, il existe certains outils (comme le Beamex MC6) qui peuvent relever automatiquement la pression exacte à laquelle le pressostat a changé d’état.
Quoi qu’il en soit, souvenez-vous de faire varier la pression très lentement quand vous vous rapprochez des points de consigne de votre pressostat ! Vous pouvez la modifier plus rapidement quand vous êtes éloignés de vos points de consigne.
Mesure de la sortie du pressostat
Vous avez besoin d’outils pour mesurer la sortie aux bornes du pressostat. S’il s’agit d’un contact sec, avec une sortie soit ouverte soit fermée, vous pouvez simplement utiliser un ohmmètre. En revanche, si la sortie est électrique, vous aurez besoin d’un appareil qui puisse la mesurer. En fonction des cas, cela peut être un voltmètre ou un ampèremètre. Cependant, pour les sorties électriques, il peut parfois s’avérer difficile de
trouver comment les mesurer. Vous devriez cependant être capables de reconnaître les deux états de sortie et de déterminer quand cet état change.
Avec certains outils, vous pouvez programmer un niveau de déclenchement adapté au pressostat étalonné qui lui permet de capturer le changement d’état de manière automatique. C’est comme ça que fonctionne le Beamex MC6.
Relevé des points de consigne
Quand vous étalonnez un pressostat, vous devez relever la pression d’entrée correspondant au moment exact où l’état de sortie change.
Vous pouvez essayer de capturer la pression d’entrée manuellement, c’est-à-dire quand le pressostat change d’état. Vous arrêtez alors de modifier la pression et vous regardez quelle est la pression d’entrée (sur le manomètre/calibrateur qui mesure la pression d’entrée). Cependant, il y aura probablement un léger délai dans vos réflexes, par conséquent la pression relevée sera déjà légèrement différente de celle à laquelle le pressostat a changé d’état. C’est la principale raison pour laquelle vous devez modifier la pression très lentement, cela permettra qu’elle n’ait pas trop changé le temps que vous la releviez.
Certains appareils peuvent cependant capturer la pression d’entrée automatiquement au moment exact où l’état de sortie du pressostat change. C’est bien évidemment le cas de la famille de calibrateurs Beamex MC6… :-)
Le MC6 peut ainsi interpoler différentes mesures de pression. Laissez-moi vous expliquer : un instrument de mesure de pression numérique mesure la pression plusieurs fois par seconde. Parfois, le pressostat se déclenche entre deux relevés de mesures de pression consécutifs. Dans ce cas, le MC6 relève le moment exact auquel le pressostat s’est déclenché et interpole les deux mesures consécutives de pression pour obtenir la valeur de pression exacte à laquelle le pressostat s’est déclenché.
Sortie retardée
Certains pressostats industriels peuvent présenter un délai au niveau de leur sortie afin de ne pas se déclencher trop rapidement. Vous devriez vérifier si votre pressostat présente un certain temps de réponse, car si c’est le cas, l’étalonnage doit alors être réalisé encore plus lentement que d’habitude.
S’il existe un temps de réponse trop important, au moment où la sortie se déclenchera, la pression d’entrée sera déjà très loin du point de réglage qui a déclenché le changement d’état.
Étalonnage d’un pressostat étape par étape:
Voici une liste sommaire des étapes d’étalonnage d’un pressostat :
- Pour des raisons de sécurité, dépressurisez et déconnectez votre pressostat du circuit.
- Connectez la source d’alimentation en pression et le calibrateur de pression à l’entrée du pressostat.
- Connectez l’appareil qui mesurera les états de sortie du pressostat.
- Actionnez le pressostat plusieurs fois (alimentez à la pression maximum puis redescendez à zéro). Attention ! Ne réalisez pas cette étape s’il s’agit d’un pressostat de sécurité !
- Augmentez ou diminuez normalement la pression jusqu’à vous rapprocher des points de consigne et de réarmement.
- Modifiez la pression très lentement au niveau de son point de consigne, jusqu’à ce que la sortie du pressostat se déclenche. Relevez la pression de consigne.
- Modifiez la pression très lentement en vous rapprochant du point de réarmement jusqu’à ce que le pressostat change de nouveau d’état. Relevez la pression de réarmement.
- Répétez les deux dernières étapes le nombre de fois nécessaire.
- Mettez le système à l’air libre.
- Déconnectez les appareils de test.
- Remettez le pressostat en conditions de fonctionnement normal.
Bien évidemment, vous devrez documenter les résultats d’étalonnage du pressostat.
Vous devez aussi calculer les erreurs trouvées durant l’étalonnage et les comparer à la tolérance maximum autorisée pour le pressostat en question pour voir si le pressostat est conforme ou non conforme. Si la vérification conclut que le pressostat est non conforme, vous devez soit ajuster le pressostat, soit le remplacer. Même si le pressostat est conforme, vous devriez quand même analyser l’erreur. Si l’erreur est proche de la limite d’acceptation, ou si la mesure a beaucoup dérivé depuis le dernier étalonnage, il peut être bon de l’ajuster pour éviter une non-conformité lors de la prochaine vérification.
De plus, comme pour chaque étalonnage, en fonction de l’historique des résultats d’étalonnage, vous devriez étudier si la fréquence d’étalonnage doit être modifiée. Vous ne voulez pas gâcher des ressources en étalonnant trop souvent, mais à l’inverse vous ne voulez pas que vos étalonnages soient tellement espacés que vous obteniez des instruments non conformes. Un instrument non conforme doit toujours entraîner une étude d’impacts. Et cela peut s’avérer coûteux en ressources.
Vous trouverez plus d’informations sur la fréquence d’étalonnage dans l’article de blog ci-dessous : À quelle fréquence devez-vous étalonner vos instruments ? [Mise à jour]
Ici, nous discutons de la conformité des étalonnages : L’incertitude d’étalonnage pour les nuls — Partie 3 : conforme ou non conforme ?
Documentation, traçabilité métrologique, incertitude d’étalonnage
Sachant que la documentation est incluse dans la définition formelle d’un étalonnage, c’est une part essentielle de chaque étalonnage. Cela est bien sûr vrai pour l’étalonnage de pressostat. Habituellement, on la trouve sous la forme d’un certificat d’étalonnage ou d’un constat de vérification.
L’équipement d’étalonnage utilisé doit avoir une traçabilité métrologique conforme aux normes applicables sinon l’étalonnage ne permettra pas d’assurer la traçabilité métrologique du pressostat. Vous pourrez trouver de plus amples informations concernant la traçabilité ici : Traçabilité métrologique: Vos étalonnages sont-ils traçables?
L’incertitude d’étalonnage constitue une part cruciale de chaque étalonnage. Si l’équipement d’étalonnage (la méthode d’étalonnage et la procédure utilisée) n’est pas suffisamment exact pour l’étalonnage du pressostat, alors l’étalonner n’a que peu de sens. En effet, à quoi sert d’utiliser un calibrateur avec une exactitude de 2 % pour étalonner un instrument possédant une exactitude de 1 % ?
Si vous voulez en savoir plus à propos de l’incertitude d’étalonnage, vous trouverez des informations ici : L’incertitude d’étalonnage pour les nuls — 1
Vous trouverez aussi un ancien post de blog incluant une courte vidéo vous présentant l’étalonnage d’un pressostat ici : Comment étalonner un pressostat (vidéo)
Solutions Beamex
Beamex propose des solutions d’étalonnage de pressostats.
Notre famille de calibrateurs MC6 peut réaliser des étalonnages documentés de pressostat, soit de manière semi-automatique en utilisant une pompe d’étalonnage ou de manière totalement automatisée en utilisant un régulateur de pression.
Vous pouvez télécharger les résultats d’étalonnage de votre pressostat à partir de votre calibrateur vers un logiciel de métrologie industrielle pour une documentation entièrement dématérialisée.
Consultez-nous pour en savoir plus.
Original post: Pressure Switch Calibration
Published on: March, 2020
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