Manomètre à soufflet

Manomètre à gaz

Figure 1 : Manomètre à soufflet

Figure 1 : Manomètre à gaz

Les manomètres à soufflet sont des dispositifs utilisés pour mesurer la pression absolue et différentielle. L'élément principal, le soufflet, est une membrane flexible dans le manomètre dont la dilatation et la contraction permettent de mesurer la différence de pression dans le système. C'est le diamètre du soufflet qui détermine la force qui peut être transmise au mécanisme de transmission. Afin de disposer d'une surface suffisante sur laquelle la pression peut agir, un diamètre plus grand est choisi pour la mesure des très basses pressions.

Le manomètre est plus sensible que le manomètre à tube de Bourdon, il est donc particulièrement utile pour les applications à basse pression et pour mesurer la pression relative dans une application.

Un manomètre à soufflet avec deux soufflets est utilisé pour la mesure de la pression absolue et différentielle. Ce type de manomètre différentiel à soufflet peut être équipé de ressorts internes à forte portée qui sont utiles lorsqu'il s'agit de pressions statiques plus élevées (jusqu'à 750 barg) avec une plage de mesure de pression différentielle élevée. Les manomètres à soufflet ne doivent pas être confondus avec les manomètres à diaphragme, les manomètres à remplissage liquide ou les manomètres à tube de Bourdon, qui fonctionnent de manière différente.

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Principe de fonctionnement

Le principal composant du manomètre à soufflet est un soufflet, qui est un cylindre métallique (A) convoluté, élastique et à paroi mince, qui se déplace axialement lorsqu'il y a un changement de pression. La plupart des soufflets sont montés sur ressort, ce qui permet d'éviter qu'ils ne se dilatent complètement. La limitation de la dilatation empêche les soufflets de s'endommager et améliore leur durée de vie. Les soufflets sont reliés à l'entrée de pression (C) et à la tringlerie qui est attachée à l'aiguille (B).

Figure 2 : Principe de fonctionnement du manomètre à soufflet : soufflet (A), aiguille (B) et entrée (C)

Figure 2 : Principe de fonctionnement du manomètre à soufflet : soufflet (A), aiguille (B) et entrée (C)

Lorsque la pression à mesurer est appliquée sur un côté du soufflet (couche interne ou externe), la pression entraîne le mouvement du soufflet. Ce mouvement linéaire du soufflet est ensuite transmis à l'attelage. Le déplacement est alors indiqué par l'aiguille qui est en contact avec la tringlerie pour afficher la mesure précise de la pression dans le système. Pour en savoir plus sur les manomètres et leur fonctionnement, consultez notre article sur les manomètres.

Figure 3 : Manomètre à deux soufflets avec pression absolue (A) et pression de process (B)

Figure 3 : Manomètre à deux soufflets avec pression absolue (A) et pression de process (B)

  • Pression absolue : Deux soufflets sont impliqués dans la mesure de la pression absolue. Le premier soufflet est utilisé comme référence, ce qui constitue un vide parfait. Le deuxième soufflet est soumis à la pression du processus. Le soufflet des capteurs de pression absolue n'est généralement pas équipé de ressort, car il est surtout utilisé pour les applications à basse pression. La pression du processus provoque la dilatation du soufflet, dont le mouvement est transmis à l'aiguille pour indiquer le changement de pression.
  • Pression différentielle : La pression différentielle peut être mesurée avec un soufflet simple ou double. En cas d'utilisation de deux soufflets, la basse pression est connectée à l'un et la haute pression à l'autre. Comme les deux forces agissent sur le soufflet, la pression résultante provoque le mouvement du soufflet. Ce mouvement est indiqué par l'aiguille comme étant la pression différentielle résultante.
  • Pression relative : Le manomètre à soufflet à pression relative utilise la compression ou la dilatation du soufflet pour la mesure. Lors de la mesure de la pression supérieure, la pression du processus est exposée à la face extérieure du soufflet, ce qui entraîne la compression du soufflet. Dans le cas d'une mesure à basse pression, la pression du processus est introduite à l'intérieur du soufflet, ce qui provoque son extension. Ce mouvement de compression ou d'expansion est transmis à l'aiguille pour indiquer la mesure de la pression relative dans le système. Lisez notre article sur les différents types de pression pour en savoir plus.

Critères de sélection

  1. Matériau de la jauge : Le matériau de la jauge doit être chimiquement compatible avec le milieu utilisé. Ces manomètres peuvent être utilisés avec des fluides aussi bien corrosifs que neutres. À cette fin, le manomètre à soufflet est généralement fabriqué en acier inoxydable, en Inconel, en laiton, en cuivre au béryllium ou en bronze phosphoreux. L'acier inoxydable est un choix privilégié pour ses propriétés de résistance à la corrosion. Pour plus de détails, consultez notre tableau de compatibilité chimique.
  2. Diamètre de la jauge : Le manomètre à soufflet peut être disponible dans une large gamme de diamètres en fonction de l'espace disponible et des exigences de lisibilité. En général, le diamètre du cadran est disponible dans une gamme de 25 mm à 406 mm (1" à 16").
  3. Plage de pression : Pour garantir un fonctionnement sûr et sans contrainte, il est important de tenir compte des plages de pression maximale et minimale de l'application. La pression maximale de fonctionnement ne doit pas dépasser 75 % de la plage pleine échelle et 65 % pour la pression pulsée. Le manomètre à soufflet est recommandé pour les plages de pression de contrôle comprises entre 0,2 et 1 kg/cm2 (2,8 à 14,5 psi).
  4. Hystérésis : L'hystérésis est causée par la réticence de l'élément de détection de la pression (soufflet) à revenir à sa position initiale une fois que la pression a provoqué sa déformation mécanique. En général, les soufflets métalliques sont préférés dans les manomètres car ils présentent une hystérésis négligeable tant que la déviation est maintenue en dessous de la limite élastique. Au-delà de la limite élastique, le soufflet peut être déformé de façon permanente. Vous voulez en savoir plus sur l'hystérésis ? Lisez ensuite notre article sur l'hystérésis des pressostats.
  5. Fabrication en soufflet : Les soufflets sont généralement fabriqués à partir d'un tube sans soudure à paroi mince, dont l'épaisseur varie généralement de 0,008 à 0,3 mm. Les soufflets en bronze phosphoreux offrent de bonnes propriétés d'hystérésis. L'acier inoxydable offre de bonnes propriétés de résistance à la corrosion mais peut être moins élastique. Pour en savoir plus, lisez notre article sur le choix du bon matériau de logement.

Vous trouverez de plus amples informations sur les critères de sélection des manomètres dans nos guides de sélection.

Application et avantages

Par rapport aux autres manomètres, le manomètre à soufflet présente l'avantage d'être peu coûteux. Il fournit également une excellente mesure de la pression pour les plages de pression faibles à modérées. Cependant, elle peut ne pas convenir aux applications à haute pression. Ces manomètres montrent également une adaptabilité à la pression absolue ou différentielle. Ces avantages font que le manomètre à soufflet peut être utilisé dans des applications telles que :

  • Équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation
  • Système de transmission de puissance
  • Systèmes aérospatiaux
  • Interrupteurs électriques
  • Contrôles industriels

Vous souhaitez en savoir plus sur les manomètres et leurs nombreuses utilisations ? Lisez nos articles sur les manomètres à vide, les manomètres hydrauliques ou les manomètres pour compresseurs.

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