Théorie

Dual Absolute ®

Dans le domaine de la mesure des fuites, deux types d'instruments de mesure de la chute de pression sont actuellement connus et largement utilisés : ceux qui ont une chute de pression absolue , ou relative, et ceux qui ont une chute différentielle par pièce échantillon.

Bien que la qualité de la mesure des deux types d'équipements soit décrite et cataloguée dans la norme, le champ d'application de l'une ou l'autre méthode n'est pas toujours clair et bien défini, à tel point que dans la plupart des cas pratiques les deux systèmes se chevauchent.
C'est aussi parce qu'avec le temps, les technologies et les composants ont évolué ; les schémas de base se sont enrichis et sont devenus de plus en plus performants, tant au niveau du logiciel de gestion que des variantes, options et modules pneumatiques non prévus dans les circuits originaux. Des volumes d'échantillons, des régulateurs électroniques, des condensateurs, des générateurs de vide, des plis principaux, des maisons isobares ou coaxiales, ont été ajoutés à l'équipement afin d'améliorer son efficacité et sa fiabilité.

Une des variantes de circuit qui commence maintenant à se répandre est la double technologie.

Dual Absolute Leak Tester, n'est pas placé dans la liste des options et encore moins dans une zone intermédiaire entre les deux types de mesure précédents, mais ouvre plutôt de nouveaux horizons, améliorant la qualité de la mesure et simplifiant les deux types de base précédents déjà existants. jauge de contrainte et de transducteurs électroniques, tout en augmentant la qualité des systèmes à décroissance absolue.

 

La résolution de Δp/Δt

La résolution de Δp/Δt solution de mesure joue un rôle clé dans la qualité de l'application, peut-être même plus que la caractéristique de précision globale à long terme.
En termes numériques, en se référant aux données techniques sur le web déclarées par les différents fabricants de testeurs d'étanchéité, on constate que la norme aujourd'hui largement répandue est d'assurer une résolution de 0,1 Pa jusqu'à 16 bar pour les systèmes différentiels, puisqu'elle est réduite à 3 bar pour les débitmètres à décroissance absolue.

 

Cela signifie qu'en installant un transducteur, par exemple avec une échelle de +/- 50 millibars, dans un système différentiel et en le comparant avec la pression directe d'un débitmètre à décomposition absolue avec une échelle maximale de 3000 millibars, les deux mesures en termes de résolution de Δp/Δt fonctionnent de la même façon. Si à la place on installait un transducteur à 6 bar dans le système absolu, la résolution se détériorerait deux fois, c'est-à-dire en doublant à environ 0,2 Pa par division.

 

Considérations techniques

Détaillé sur cet aspect de résolution, quelques considérations purement techniques sont nécessaires.

La première est que, dans la pratique, sur les milliers d'applications résolues par ForTest, environ 90% se trouvent sous la pression de 6 bar, tandis que 60% se trouvent sous les 3 bar du test. Ainsi, même si la différence de bénéfices est déjà minime, dans plus d'un cas sur deux, il n'y a aucun bénéfice, même théorique, en termes de résolution dans l'utilisation d'une jauge différentielle.

La dernière considération est que ces données de résolution sont généralement mesurées à zéro, c'est-à-dire comparées aux données primaires à la pression ambiante. Dans la pratique, on sait peu de choses, sauf pour les essais en laboratoire.

Dans le domaine de la mesure des fuites, deux types d'instruments de mesure de la chute de pression sont actuellement connus et largement utilisés : ceux qui ont une chute de pression absolue , ou relative, et ceux qui ont une chute différentielle par pièce échantillon

 

Bien que la qualité de la mesure des deux types d'équipements soit décrite et cataloguée dans la norme, le champ d'application de l'une ou l'autre méthode n'est pas toujours clair et bien défini, à tel point que dans la plupart des cas pratiques les deux systèmes se chevauchent.
C'est aussi parce qu'avec le temps, les technologies et les composants ont évolué ; les schémas de base se sont enrichis et sont devenus de plus en plus performants, tant au niveau du logiciel de gestion que des variantes, options et modules pneumatiques non prévus dans les circuits originaux. Des volumes d'échantillons, des régulateurs électroniques, des condensateurs, des générateurs de vide, des plis principaux, des maisons isobares ou coaxiales, ont été ajoutés à l'équipement afin d'améliorer son efficacité et sa fiabilité.

Une des variantes de circuit qui commence maintenant à se répandre est la double technologie.

Analogiquement, en raison de la pressurisation et de la vidange continues de la seule pièce de référence, il y a une accumulation thermique croissante qui déclenche des phénomènes endogènes qui frustrent largement la compensation de la mesure, créant des dérives non désirées.

Considérations techniques

ual Absolute Leak Tester, n'est pas placé dans la liste des options et encore moins dans une zone intermédiaire entre les deux types de mesure précédents, mais ouvre plutôt de nouveaux horizons, améliorant la qualité de la mesure et simplifiant les deux types de base précédents déjà existants. jauge de contrainte et de transducteurs électroniques, tout en augmentant la qualité des systèmes à décroissance absolue.

 

La résolution de Δp/Δt

La résolution de Δp/Δt solution de mesure joue un rôle clé dans la qualité de l'application, peut-être même plus que la caractéristique de précision globale à long terme.
En termes numériques, en se référant aux données techniques sur le web déclarées par les différents fabricants de testeurs d'étanchéité, on constate que la norme aujourd'hui largement répandue est d'assurer une résolution de 0,1 Pa jusqu'à 16 bar pour les systèmes différentiels, puisqu'elle est réduite à 3 bar pour les débitmètres à décroissance absolue.

 

Cela signifie qu'en installant un transducteur, par exemple avec une échelle de +/- 50 millibars, dans un système différentiel et en le comparant avec la pression directe d'un débitmètre à décomposition absolue avec une échelle maximale de 3000 millibars, les deux mesures en termes de résolution de Δp/Δt fonctionnent de la même façon. Si à la place on installait un transducteur à 6 bar dans le système absolu, la résolution se détériorerait deux fois, c'est-à-dire en doublant à environ 0,2 Pa par division.


Mètres différentiels et de répétabilité

Détaillé sur cet aspect de résolution, quelques considérations purement techniques sont nécessaires.

La première est que, dans la pratique, sur les milliers d'applications résolues par ForTest, environ 90% se trouvent sous la pression de 6 bar, tandis que 60% se trouvent sous les 3 bar du test. Ainsi, même si la différence de bénéfices est déjà minime, dans plus d'un cas sur deux, il n'y a aucun bénéfice, même théorique, en termes de résolution dans l'utilisation d'une jauge différentielle.

La qualité du transducteur différentiel, qui est le "coeur" de ces systèmes, définit largement la qualité métrologique des dispositifs sur le marché ainsi que la fiabilité en termes de robustesse aux pics de pression et de compatibilité avec l'air humide ou contaminé ou les échantillons présents dans le test.

 

Compensation de température

Si la technologie de transduction et de numérisation des signaux de force et de pression a considérablement rapproché au fil des ans les caractéristiques des différents systèmes de mesure, au moins en termes de résolution, il est également vrai que les problèmes de compensation des variations thermiques et mécaniques sont restés les mêmes. Dans ce scénario, les systèmes différentiels jouent encore un rôle majeur. différentiels symétriques , par rapport à cet échantillon, nous avons encore deux cas, l'un en face de l'autre, où les testeurs d'étanchéité absolus sont désavantagés. ), où le temps de cycle est le maître et la vitesse de mesure est un paramètre prépondérant, et les cas de grands volumes d'essais, où les dérives et l'élasticité thermique affectent trop nettement pour ne pas être compensés. 

Les recherches en cours portent sur l'amélioration de l'application des systèmes différentiels. Dans cette vision, nous nous concentrons sur l'équilibrage d'échantillons de pièces. Aussi parce que les concepts de mesure absolue, différentielle et double sont en fait transversaux aux différents types et applicables de différentes manières aux principes physiques des transducteurs utilisés.

Mesures sur pièces de petit volume

En ce qui concerne les mesures sur des pièces de petit volume, en vue de contenir les temps d'essais (par exemple 1,2s de cycle total de début à la fin, 1cc de test, fuite = 10 cc/h @ 2bar) et bien que la mesure absolue bénéficie d'une plage dynamique très élevée et ne nécessite pas les longs temps de stabilisation requis par les différences, on constate que l'équilibre mécanique du capteur différentiel est réellement encore plus immédiat et rapide que les systèmes doubles.

Lorsque, dans ces conditions particulières de micro-volume, la chute de pression qui se produit en cas de fuite est toujours d'une grande amplitude, l'utilisation de transducteurs de faible volume mort tels que les MEMS ou les ponts statiques, au lieu de transducteurs capacitifs, simplifie les problèmes de rupture et de fiabilité, tout en assurant une très haute échelle dynamique, mais avec une résolution plus limitée.

C'est le cas inverse de la mesure de pièces de grand volume, où il est nécessaire d'avoir des mesures aussi stables et à l'abri de tout type de bruit et de dérive, même au détriment de la largeur de bande. Ici, la résolution et la stabilité dans les mesures jusqu'à 60/120 secondes sont les caractéristiques spéciales.
Dans tous les cas de mesure directe, il faut se rappeler que le rapport aux fuites est toujours inversement proportionnel à la chute de pression Δp/Δt. Dans ces cas, il est préférable d'avoir conçu tous les bits de conversion possibles qu'offrent les composants AD, ainsi que des filtres plus grands et des immunités CEM.


Mesures sur des pièces de grand volume

Quel que soit l'état des petites pièces, le scénario physique et pneumatique de mesure de pièces de grands volumes est très différent, c'est-à-dire dans les cas où la sensibilité est requise, déjà entraînée par des tailles supérieures à 250 cc. C'est dans ce contexte que tous les fabricants d'appareils de mesure, y compris ForTest, ont fait des recherches sur les systèmes d'aide à l'utilisation d'échantillons de référence.

Une grande partie de la technologie basée sur des algorithmes logiciels permet de caractériser les tests considérés comme " bons " ou à l'intérieur d'une bande de sécurité extrême, de manière à recréer de façon antitransitoire un décalage dynamique et à pouvoir ajuster en continu une compensation de décalage dynamique sur la mesure Dynamic Offset Compensation (DOC). Tous les systèmes déjà largement utilisés comme algorithmes d'auto-zéro des systèmes de pesage les plus populaires, qui en fait ne s'adaptent que partiellement aux problèmes plus larges des processus complexes de test d'étanchéité.

Mesures sur des pièces de grand volume

Quel que soit l'état des petites pièces, le scénario physique et pneumatique de mesure de pièces de grands volumes est très différent, c'est-à-dire dans les cas où la sensibilité est requise, déjà entraînée par des tailles supérieures à 250 cc. C'est dans ce contexte que tous les fabricants d'appareils de mesure, y compris ForTest, ont fait des recherches sur les systèmes d'aide à l'utilisation d'échantillons de référence.

Une grande partie de la technologie basée sur des algorithmes logiciels permet de caractériser les tests considérés comme " bons " ou à l'intérieur d'une bande de sécurité extrême, de manière à recréer de façon antitransitoire un décalage dynamique et à pouvoir ajuster en continu une compensation de décalage dynamique sur la mesure Dynamic Offset Compensation (DOC). Tous les systèmes déjà largement utilisés comme algorithmes d'auto-zéro des systèmes de pesage les plus populaires, qui en fait ne s'adaptent que partiellement aux problèmes plus larges des processus complexes de test d'étanchéité

L'inconvénient de ces systèmes et des solutions alternatives

D'autres systèmes largement utilisés permettent d'échantillonner à travers des sondes de température la tendance des facteurs environnementaux, créant une compensation du décalage en termes de Pa/Grado Centigrado (DOCT). Dans ce mode, après une période d'analyse des tests pratiques en production, c'est à dire l'acquisition au format Excel des mesures les corrélant avec les températures mesurées, nous introduisons un facteur de correction à la mesure afin de compenser les fluctuations de température.

Bien que plus laborieux en phase de développement, ces algorithmes ont l'avantage de ne compenser que le phénomène thermique et donc d'éviter une accumulation excessive de phénomènes à corriger.

 

Différentiels et de répétabilité

Il faut garder à l'esprit que les compteurs différentiels de fuites sont couramment utilisés dans trois configurations pratiques, que l'on peut résumer de manière générique comme suit:
 

    • Différentiel asymétrique, c'est-à-dire avec le côté de référence bloqué par un capuchon. Il s'agit d'une simplification dans la phase d'installation afin de la rendre équivalente à un système absolu.

       

    • Différentiel centre-zéro, conçu pour mesurer deux pièces à la fois.

       

    • Différentiel symétrique, le comparateur véritablement équilibré, dont le côté de référence est relié à une pièce d'échantillon étanche à l'air.

       

Nous analysons maintenant les avantages d'utiliser les pièces d'échantillon de référence de diverses façons.

 

Nous analysons maintenant les avantages d'utiliser les pièces d'échantillon de référence de diverses façons.

de ces trois configurations d'utilisation, la symétrique avec échantillon est la méthode qui apporte les meilleures réponses en termes de précision, de répétabilité et surtout de rejet au bruit généré par la température et les contraintes mécaniques.

Microvolume applications


Applications à volume plus élevé

 
Remontre que l'application d'un système de désintégration absolue, dans la mesure du possible, a toujours le charme d'installer et d'oublier, alors que toute autre méthode à double capteur nécessite plus d'attention dans le domaine de la métrologie, en raison de la double mesure. Périodiquement, en effet, une vérification et un contrôle plus rigoureux de la dérive sont nécessaires, ainsi qu'une double certification, comme dans tous les cas. Par exemple, dans le cas des débitmètres massiques (qui ont cependant réduit et simplifié les cas d'interventions liées aux systèmes capillaires), il est toujours nécessaire de vérifier la qualité de l'air utilisé et l'état de propreté ou de dégradation du capteur de mesure.

En pratique, des études empiriques ont montré qu'une pièce métallique de 300cc d'un volume de 300cc soumise à une pression de 2 bars par rapport à celle-ci nécessite au moins 20 minutes pour rétablir les conditions d'élasticité et de température d'immobilité, c'est-à-dire pour réapparaître dans une marge de répétabilité de 10% par rapport au premier essai effectué.


La naissance des systèmes à double absolu

Comme vous pouvez le deviner, en plus d'améliorer la mesure symétrique, vous avez découvert la possibilité, grâce à différentes méthodes de gestion des tests, d'améliorer significativement à la fois la mesure du zéro central et le type asymétrique.

 

Mètres de désintégration absolue

Mètres de désintégration absolue

Depuis toujours considéré comme le système le plus "pauvre", grâce aux améliorations dans l'acquisition et la transduction déjà exposées, les appareils de mesure de désintégration absolue ont atteint une popularité croissante, maintenant généralement flanquée à la fois de différentiels et de débit massique.

Ce succès est dû en grande partie non seulement à la qualité réelle de la mesure, mais aussi à l'énorme simplicité, la robustesse et la fiabilité de la maintenance et de l'utilisation par rapport à tout autre testeur d'étanchéité dans le domaine industriel. Loin du concept de base d'automate, de vanne et de capteur de pression, nous sommes parvenus, grâce au développement méthodique du matériel et du firmware, à obtenir des machines précises et polyvalentes, avec une approche plus immédiate de la procédure de test d'étanchéité.

È ; en fait, il est nécessaire de toujours se rappeler la portée d'utilisation de ces dispositifs (qui n'est généralement pas le laboratoire idéal et avec des conditions stériles) dans lesquelles même des choses simples sont souvent compliquées avec une facilité énorme.
Bien qu'apparemment moins sensible à petite échelle que d'autres systèmes, la dynamique élevée pendant les phases de tassement et de mesure de la baisse absolue et l'absence de limites dans les hautes pressions ont consacré son application dans les champs non recommandés pour les débitmètres différentiels et les débits-masse. Par exemple, dans le domaine biomédical où, outre la fiabilité de la pneumatique et la nécessité de stérilité et de non-contamination des pièces testées, la forte oscillation des matériaux élastiques utilisés comme sacs ou sets transfusionnels a défini comme norme ces systèmes au détriment des autres.

Evidemment, ayant une gamme complète de solutions technologiques et de méthodes de mesure différentes, allant des gaz traceurs aux micro-circuits, des systèmes de récupération aux désintégrations sous pression, l'approche avec l'application fournit toujours la solution la plus appropriée, tout d'abord en termes de but et de portée d'utilisation, puis de sensibilité et enfin le temps de cycle requis.

Avantages des jauges de type absolu


En particulier, dans les systèmes à décroissance différentielle, l'usure et l'encrassement des vannes d'égalisation sont inévitables en raison des gaz d'échappement nécessaires pour préserver la durée de vie du transducteur de mesure, tandis que la pneumatique est beaucoup plus sensible et sophistiquée que tout autre système en comparaison.

En outre, la pneumatique simple implique l'utilisation de composants pour la plupart commerciaux, exempts d'huile et de silicone, si nécessaire fournis avec des certifications pour des applications alimentaires, d'emballage et pharmaceutiques. Le système pneumatique est donc facile à entretenir et, s'il est correctement conçu, à sécurité intrinsèque, ou toujours à perte en cas de dysfonctionnement. Toutes ces caractéristiques sont difficiles à obtenir en pneumatique pour les systèmes différentiels, aussi bien en schéma symétrique qu'en master less axis, et avec des cavités isobares. Pour cette raison, ce second type d'appareil nécessite une maintenance plus fréquente et des contrôles périodiques plus précis.

 

Technologie double

Comme nous l'avons déjà mentionné, les nouveaux systèmes doubles ne naissent pas de l'hypothèse de se placer dans une position intermédiaire entre les compteurs connus aujourd'hui, mais de les flanquer et de les améliorer lorsque cela est possible. En s'appuyant sur les caractéristiques des deux types aujourd'hui connues, ils visent essentiellement à fusionner leurs fonctions, en simplifiant et en enrichissant les cycles de mesure. D'une part, la fiabilité et la sécurité des systèmes absolus, d'autre part, l'effet amplificateur de la perte des systèmes à décroissance différentielle.

Les principaux éléments distinctifs

Bien qu'il soit encore trop tôt pour définir des normes, étant donné que la plupart des activités de recherche et développement de logiciels dans les différents modes, vous pouvez encore faire une brève description des systèmes absolus doubles.

L'élément distinctif le plus évident est l'utilisation d'un différentiel symétrique avec l'échantillon. Dans ce cas, la stratégie consiste à échantillonner la pièce de référence dans tous les cas pendant la phase d'essai, ainsi que dans un différentiel, mais seulement à des intervalles de temps permettant d'effectuer une comparaison correcte avec la pièce testée, sans pour autant déformer les caractéristiques élastiques et thermiques de la pièce de référence. Ces échantillons sont à leur tour stockés et comparés en mode vectoriel aux tests en cours, créant à toutes fins utiles une comparaison virtuelle jusqu'à un nouvel échantillonnage.

En conclusion

Ce sont en résumé les particularités les plus évidentes de la nouvelle technologie décrite ici. En plus de ces aspects, la certification de mesure est toujours et seulement inhérente à une mesure relative et dans la pratique est respectée toute la simplicité et la fiabilité d'un système à déclin absolu. En pratique, même si vous perdez quelques décimales de résolution Pascal et avec des pressions de service supérieures à 6 bar, vous obtenez une simplification incroyable des systèmes différentiels les plus connus. Avec cette technologie, plus rien ne tourne nécessairement autour du transducteur différentiel, mais le matériel est réduit au minimum alors que le logiciel est en constante évolution.

Nous exhortons donc les techniciens de l'industrie et les fabricants d'équipement à contacter ForTest pour des essais et plus de détails et à ne pas hésiter à tester cette nouvelle technologie prometteuse.

 

 
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