Comment fonctionne un manomètre à soufflet ?

Un manomètre à soufflet est constitué d'un soufflet métallique flexible qui se dilate ou se contracte en réponse aux variations de pression. La dilatation et la contraction sont converties en une mesure lisible par un écran mécanique ou numérique connecté. Il est capable de mesurer la pression absolue, différentielle ou positive et négative (vide). Ces jauges sont très précises et durables, ce qui en fait un choix populaire dans de nombreux environnements industriels et de laboratoire. Ils sont couramment utilisés dans des applications où la pression du système est faible ou moyenne, telles que le contrôle des processus, les systèmes d'alimentation en fluide et l'analyse des gaz. Cet article donne un aperçu technique des manomètres à soufflet, y compris leur conception et leur fonctionnement, ainsi que leurs avantages et leurs limites.

Table des matières

• Principe de fonctionnement des manomètres à soufflet
• Critères de sélection
• Applications des manomètres à soufflet

Principe de fonctionnement

Pour en savoir plus sur les autres types de manomètres, lisez nos articles sur les manomètres à membrane, les manomètres à liquide et les manomètres à tube de Bourdon.

Il existe deux types de manomètres à soufflet : les manomètres à simple soufflet et les manomètres à double soufflet. Un manomètre à simple soufflet mesure la pression manométrique ou la pression de vide d'un système, tandis qu'un manomètre à deux soufflets mesure la pression absolue et la pression différentielle. Pour en savoir plus, lisez notre guide sur les types de pression.

Manomètre à simple soufflet

Un manomètre à soufflet simple mesure la pression par rapport à la pression atmosphérique, c'est-à-dire la pression manométrique et la pression du vide. Le fluide du système s'écoule dans le manomètre par l'entrée de pression du manomètre (figure 2 étiquetée C). Pour les applications à basse pression, le fluide s'écoule directement dans le soufflet (Figure 2 étiquetée B) et pour les applications à haute pression, le fluide s'écoule autour du soufflet. La différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur du soufflet provoque sa dilatation ou sa contraction. Le soufflet est relié mécaniquement au pointeur (figure 2 étiquetée A). L'expansion et la contraction du soufflet déplacent proportionnellement l'aiguille pour indiquer la pression du média. Les soufflets sont généralement montés sur ressorts, ce qui empêche leur pleine expansion et minimise les risques d'endommagement du soufflet.

Manomètre à double soufflet

Les manomètres à double soufflet sont généralement utilisés pour mesurer la pression absolue. Un soufflet est mis sous vide et scellé, ce qui en fait un vide parfait. L'autre soufflet est relié à la pression de traitement du système. Les deux soufflets sont reliés par un mécanisme d'équilibrage du mouvement sur un pivot fixe. L'augmentation de la pression du système entraîne la dilatation du soufflet de mesure, ce qui fait basculer le mécanisme d'équilibrage du mouvement et déplace l'aiguille qui indique la pression absolue.

Les manomètres à double soufflet conviennent également pour mesurer la pression différentielle. Un soufflet se connecte au côté basse pression du système et l'autre au côté haute pression. Chaque soufflet influence le mouvement du mécanisme de l'aiguille afin de montrer la différence de pression qui s'exerce sur les soufflets.

Critères de sélection

• Matériau de la jauge : Le matériau de la jauge doit être chimiquement compatible avec le milieu du système. Un 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, voir notre tableau de compatibilité chimique.
• Diamètre de la jauge : Les diamètres des manomètres à soufflet sont disponibles dans une large gamme de tailles. En général, le cadran a un diamètre de 6 à 10 cm (2,5 à 4 pouces).
• Gamme de pression : Pour garantir un fonctionnement sûr et sans stress, il est important de prendre en compte les plages de pression maximale et minimale de l'application. La pression maximale de fonctionnement ne doit pas dépasser 75 % de la plage de pleine échelle du manomètre ou 65 % en cas de pression pulsée. Un manomètre à soufflet est recommandé pour les plages de pression de contrôle comprises entre 0,2 et 1 kg/cm2 (2,8 et 14,5 psi).
• Hystérésis : L'hystérésis signifie que l'élément de détection de pression (soufflet) ne revient pas à sa position initiale une fois que la pression a provoqué sa déformation mécanique. En général, les soufflets métalliques présentent une hystérésis négligeable tant que la déflexion reste inférieure à la limite élastique des ressorts. Au-delà de la limite d'élasticité, le soufflet peut se déformer de façon permanente. Vous voulez en savoir plus sur l'hystérésis ? Lisez ensuite notre article sur l'hystérésis des pressostats.
• Fabrication de soufflets : Les soufflets sont généralement fabriqués à partir d'un tube sans soudure à paroi mince dont l'épaisseur varie généralement entre 0,008 et 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 construction.

Pour plus d'informations sur les critères de sélection, lisez notre article sur les conseils de sélection des manomètres.

Applications

Comparé à d'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, il peut ne pas convenir pour des applications à haute pression. Ces jauges s'adaptent également à la pression absolue ou différentielle. Ces avantages font que les manomètres à soufflet peuvent être utilisés dans les applications suivantes :

• CVC : Les manomètres Bellows mesurent la pression du réfrigérant ou de l'air dans le système.
• Système de transmission d'énergie : Les manomètres à soufflet sont généralement installés au refoulement d'une pompe pour mesurer la pression du fluide (huile) dans le système.
• Systèmes aérospatiaux : Les manomètres à soufflet peuvent être utilisés dans plusieurs sous-systèmes des systèmes aérospatiaux. Par exemple, les systèmes de carburant, les systèmes pneumatiques et hydrauliques et les systèmes de moteur.
• Interrupteurs électriques : Un interrupteur électrique utilise un gaz isolé pour séparer les contacts électriques afin d'ouvrir ou de fermer un circuit électrique. Un manomètre à soufflet indique la pression du gaz.