Capteurs pour systèmes industriels d'air comprimé

Améliorer l'efficacité du compresseur et réduire les coûts énergétiques

Pendant de nombreuses années, l'entretien des équipements industriels a été basé sur le temps ou, dans certains cas, simplement pour permettre aux équipements de fonctionner jusqu'à la panne. Plus récemment, avec l'avènement de technologies de surveillance et de collecte de données de plus en plus sophistiquées, nous avons assisté à un passage progressif des programmes d'entretien réactifs aux programmes d'entretien prédictifs, ou basés sur l'état.

Ce changement a été - et continue d'être - motivé par la nécessité de l'industrie de devenir toujours plus efficace. Cela est particulièrement vrai lorsque les marges sont sous pression. Il a également été motivé par l'introduction d'une législation de plus en plus stricte en matière de sécurité et, plus récemment, par les préoccupations liées au changement climatique et aux économies d'énergie.

Bien que les technologies de maintenance prédictive aient d'abord été utilisées avec des systèmes de production à haute valeur ou critiques, elles sont maintenant appliquées en standard à un nombre croissant d'appareils de niveau inférieur, allant des pompes, ventilateurs et aux moteurs de compresseurs et de sécheurs.

Selon un récent rapport de Research And Markets, le marché mondial des produits de maintenance prédictive (matériels et logiciels) devrait connaître une croissance annuelle moyenne de 31 % jusqu'en 2030 au moins. De toute évidence, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que cette pratique ne soit adoptée par l'ensemble de l'industrie.

Air comprimé industriel

À bien des égards, les systèmes d'air comprimé industriels représentent un microcosme de ce changement. L'approche traditionnelle consistait à les installer à l'arrière d'une usine ou dans un autre endroit isolé, où l'on ne se souvenait généralement d'eux que lorsque quelque chose allait mal.

Aujourd'hui, la plupart des compresseurs industriels sont situés dans des salles de compresseurs dédiées et disposent de dispositifs intelligents de surveillance et de contrôle en temps réel, reliés à des capteurs avancés qui mesurent chaque aspect du fonctionnement. Ceux-ci permettent de faire fonctionner les compresseurs de manière efficace, afin de minimiser la consommation d'énergie et de garantir une qualité d'air constante. Ils permettent également de planifier l'entretien à l'avance, à un moment où la demande de production est faible, et peuvent aider à la fois à prolonger la durée de fonctionnement des composants du compresseur et les intervalles entre les entretiens.

Au minimum, ces capteurs comprennent normalement la pression et la température a l'entrée du compresseur, ainsi que des vibrations pour indiquer l'usure des pièces rotatives, tandis qu'a la sortie (en aval du sécheur) il y aura un débitmètre et, peut-être le plus important, un capteur de point de rosée. D'autres capteurs peuvent également être installés ailleurs dans le système ; par exemple, des capteurs de pression et de débit peuvent être utilisés dans la tuyauterie de distribution pour mesurer les fluctuations de la pression fournie aux outils ou aux équipements alimentés par l'air comprimé.

Le point de rosée est la clé de l'efficacité énergétique

Presque tous les processus et systèmes qui nécessitent de l'air comprimé risquent d'être endommagés par l'humidité. Celle-ci se produit naturellement dans l'air atmosphérique aspiré dans un compresseur. L'humidité peut causer de multiples problèmes : corrosion, endommagement des joints, émulsification des huiles et, si l'air est utilisé dans le cadre d'un processus de fabrication de produit, comme dans la production d'aliments et de boissons, une mauvaise qualité du produit et le risque de développement bactérien.

L'eau présente dans l'air atmosphérique se présente normalement sous forme de vapeur. Cependant, l'air ne peut absorber qu'une certaine quantité de vapeur avant qu'elle ne se condense en liquide. Par exemple, l'air à 20°C peut absorber jusqu'à 17,3 g/m³ de vapeur avant de devenir saturé ; au-delà de ce point - appelé point de rosée - un changement de phase se produit, la vapeur se condensant en liquide ; dans la nature, cela se traduit communément par de la rosée, de la pluie ou du givre. Une situation similaire se produira au sein des systèmes d'air comprimé, l'air chaud provenant du compresseur se refroidi au cours de son parcours dans les dispositifs en aval.

Un capteur de point de rosée permet de mesurer avec précision la teneur en humidité de l'air comprimé. En particulier, en utilisant un capteur de point de rosée à la sortie du séchoir, avec une boucle de retour vers l'unité de contrôle du séchoir, il devient possible de gérer les colonnes de séchage par dessiccation selon des paramètres exacts, assurant ainsi une efficacité maximale. Un capteur de point de rosée permet également de minimiser le volume d'air de purge et la fréquence des purges ; dans les sécheurs par dessiccation régénératifs à deux colonnes, par exemple, un capteur de point de rosée ne commute la colonne active que lorsque sa performance tombe en dessous d'un niveau prédéterminé.

L'utilisation d'un capteur de point de rosée, en association avec d'autres dispositifs de contrôle, est donc la clé d'une stratégie d'entretien efficace. En outre, elle permettra de réduire la consommation d'énergie, de prolonger la durée de fonctionnement des composants du séchoir et des matériaux desséchants, et d'assurer une qualité de produit optimale dans les applications où le flux d'air comprimé entre en contact avec le produit fini.

Capteurs de point de rosée

La dernière génération de capteurs ou transmetteurs de point de rosée, comme notre gamme de produit Easidew, utilise la technologie céramique-oxyde métallique Michell pour offrir des niveaux exceptionnels de précision, d'hystérésis et de fiabilité. Chaque capteur est fabriqué à l'aide de techniques de dépôt en couche mince et épaisse, avec une monocouche hygroscopique prise en sandwich entre deux couches chargées de matériau conducteur. La monocouche adsorbe les molécules d'eau. Celles-ci ont des propriétés diélectriques, qui modifient la capacité entre les couches métalliques ; cette capacite est proportionnelle au niveau d'humidité présent, ce qui permet d'effectuer des mesures précises, même à l'état de traces.

La technologie est éprouvée, les capteurs modernes étant exceptionnellement robustes, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans tous les types d'application d'air comprimé.

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