Manomètres à membrane : précision et fiabilité expliquées

Une membrane est un matériau élastique qui se déplace sous l'effet d'une pression. Cette propriété élastique est utilisée pour déterminer la différence entre la pression de référence et la pression inconnue dans ce type de manomètre. Son principe de fonctionnement est similaire à celui du manomètre à tube de Bourdon. La principale différence réside dans l'utilisation d'une membrane corrugée au lieu d'un tube de Bourdon. Si on raccorde cet appareil à un point de mesure, la membrane se déforme élastiquement. Ce type de manomètre est couramment utilisé en raison de sa compacité. Il est particulièrement adapté aux applications de basse pression.

Qu'est-ce qu'un manomètre à membrane ?

Un manomètre à membrane mesure la pression à l'aide d'une membrane. Le terme membrane désigne un matériau flexible, également appelé diaphragme, généralement constitué de métal mince, cuir, caoutchouc, tissu ou matériaux similaires. Le principe de fonctionnement repose sur les propriétés de résilience du métal ou de la plaque mince dues à la courbure sous l'effet de la pression itérative au plan de la membrane.

La membrane sépare les composants internes du manomètre du fluide de processus, évitant ainsi toute contamination. Grâce à cette caractéristique, le manomètre à membrane peut être utilisé avec des milieux liquides ou gazeux corrosifs ou contaminés.

Applications des manomètres à membrane

Plusieurs industries utilisent avec succès les manomètres à membrane pour la mesure de pression absolue et différentielle. Ils conviennent aux applications exigeant de la pureté grâce à leur capacité à séparer les milieux et éviter la contamination. Ils sont également adaptés aux industries manipulant des fluides corrosifs. Les secteurs suivants peuvent bénéficier de l'utilisation de manomètres à membrane :

• Agroalimentaire
• Pharmaceutique
• Pétrochimique
• Minier

Les manomètres à membrane sont également utilisés dans les applications sous vide, compresseurs d'air, applications hydrauliques et filtres de piscine.

Types de manomètres à membrane

Manomètre à membrane métallique :

Il est constitué d'une membrane fine et flexible en laiton ou bronze. Le déplacement de la membrane actionne un instrument d'indication ou d'enregistrement. Comme ce type de jauge peut fonctionner dans n'importe quelle position et est portable, il est hautement adapté pour l'installation sur des équipements mobiles comme les avions.

Manomètre à membrane souple :

Mesurer la pression en dessous de la pression atmosphérique est plus délicat car les fluctuations sont minimes. Seuls 14,7 psi (1 kg/cm²) séparent la pression atmosphérique du vide complet. Un manomètre à membrane souple avec un ressort faible et une grande surface peut être employé pour des surpressions aussi basses que 0,01-0,40 mm Hg (torr). Une précision de 1 à 2 % est atteignable.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'un manomètre à membrane est simple. Il se compose d'une membrane (B), une feuille métallique circulaire mince qui peut être plate ou corrugée. Lorsque la pression est appliquée, la déflexion de la membrane doit être linéaire. Seules de faibles déflexions peuvent être garanties avec une membrane plate. C'est pourquoi une membrane corrugée est privilégiée pour les applications industrielles. La membrane peut être soudée ou serrée entre les brides. Dans les applications propres, la membrane soudée est généralement préférée pour éviter toute fuite potentielle.

La membrane divise l'environnement à l'intérieur du manomètre, exposant un côté à l'ambiance tandis que l'autre est scellé. Avec des fluides corrosifs ou visqueux, cette séparation protège les composants internes du manomètre.

La membrane se déforme sous l'effet de la pression introduite par l'entrée (D). Cette déflexion est convertie en mouvement de l'aiguille (C) via la biellette (A) et les engrenages, fournissant une mesure précise de la variation de pression. La pression est généralement exprimée en bar ou en psi (livres par pouce carré), et l'écart maximal est indiqué par plusieurs classes de précision.

Avantages et inconvénients d'un manomètre à membrane

Avantages :

• Ils sont très sensibles.
• Ils peuvent détecter des variations de pression infimes dans la gamme des microsecondes.
• Ils nécessitent peu d'espace.
• Ils mesurent la basse pression, le vide et la pression différentielle.
• Ils conviennent aux environnements corrosifs.

Inconvénients :

• Plage de mesure limitée aux basses pressions.
• Sensibilité aux chocs mécaniques et vibrations.
• Nécessitent un étalonnage régulier pour maintenir la précision.
• La durée de vie de la membrane peut être limitée selon le fluide de processus.

Conclusion

Un manomètre à membrane mesure la pression à l'aide d'une membrane flexible, généralement en métal mince, cuir, caoutchouc ou tissu. Cet article a abordé la définition, les applications, les composants, le schéma, les types, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients du manomètre à membrane.