Optimiser la périodicité d’étalonnage des capteurs de pression : méthode et calcul
Optimiser la périodicité d’étalonnage des capteurs de pression : méthode et calcul
Optimiser la périodicité d’étalonnage des capteurs de pression consiste à ajuster les intervalles en fonction de la précision requise, de l’erreur probable totale (TPE) et de la stabilité du capteur. En calculant ces éléments, on peut espacer les calibrations sans compromettre la conformité ni la performance, réduisant ainsi les coûts de maintenance.
La détermination de la périodicité d’étalonnage des capteurs de pression est une décision complexe influencée par de nombreux facteurs. Chaque site industriel doit définir ses propres fréquences de calibration en s’appuyant sur les performances historiques et les exigences spécifiques liées au process.
Cet article se concentre sur la détermination des intervalles de calibration optimaux des capteurs de pression afin de réaliser des économies et gagner du temps.
Il présente un processus en cinq étapes permettant de calculer un intervalle d’étalonnage estimé en prenant en compte des facteurs tels que la performance requise en service, les conditions de fonctionnement, l’erreur probable totale (TPE) et les spécifications de stabilité.
Les transmetteurs de haute performance permettent d’allonger ces cycles d’étalonnage, ce qui réduit les coûts de maintenance et compense leur prix d’achat initial.
Quels sont les principaux facteurs qui influencent l’intervalle de calibration des capteurs de pression ?
Règlementations et exigences
Réglementations locales, nationales, de sécurité ou environnementales à respecter. Par exemple, certain rapport sur l’environnement recommande une recalibration annuelle des transmetteurs de pression différentielle utilisés en application de débit, ou au minimum, la fréquence spécifiée par le fabricant.
Le motif de l’étalonnage (qualité, sécurité, maintenance standard).
En l’absence d’historique significatif ou d’exigence réglementaire claire, des lignes directrices générales peuvent constituer un bon point de départ.
Conditions de process
Le fluide de process est-il homogène et soumis à une pression/température stables ?
Les conditions de process varient-elles fortement ?
Y a-t-il un risque d’accumulation, de corrosion ou d’abrasion du capteur ?
L’instrument de mesure est-il soumis à de fortes vibrations ?
Si le process subit régulièrement des variations importantes de pression ou des événements de surpression, l’intervalle de calibration doit être divisé par deux.
Conditions ambiantes
Le transmetteur est-il installé dans un environnement bien contrôlé, avec faible humidité, température stable, et peu de contaminants (poussière, saleté) ?
L’instrument de mesure est-il installé à l’extérieur, exposé à des variations climatiques importantes ou à une forte humidité ?
Par exemple, un transmetteur installé à l’extérieur à Clermont-Ferrand, où les températures varient fortement, aura un comportement différent de celui installé à l’intérieur dans un environnement stable.
Applications et classes de performance du capteur de pression
Montage direct vs. capteur à membrane déportée : Si une membrane déportée est utilisée, l’intervalle de calibration doit être divisé par deux par rapport à une configuration à montage direct. Cela est dû à :
Une quantité plus importante de fluide de remplissage (plus de stress mécanique en cas de variations de température).
Une face affleurante plus vulnérable aux dommages physiques.
Localisation et stabilité des conditions :
Un transmetteur monté directement à l’intérieur dans un environnement stable peut être étalonné tous les 4 à 6 ans.
Un transmetteur monté directement à l’extérieur, avec des conditions stables, nécessite un étalonnage tous les 1 à 4 ans, selon les conditions ambiantes.
Classe de performance du transmetteur :
Les fabricants ne recommandent généralement pas explicitement d’intervalle de calibration, mais des estimations peuvent être extraites des spécifications techniques.
Les transmetteurs de haute performance permettent de réduire les incertitudes de mesure, d’étendre les intervalles de calibration, et donc de générer des économies sur les coûts de maintenance, compensant le coût initial d’achat.
5 étapes pour estimer la périodicité d’étalonnage d’un transmetteur de pression
Nous vous proposons un processus en 5 étapes pour estimer l’intervalle de calibration à partir des spécifications publiées disponibles et des données d’application :
Déterminer la tolérance maximale admissible (TMA) du capteur de pression requise sur site pour l’application
Il s’agit de la précision de l’instrument attendue, généralement de ±0,5 % à ±2 % de la plage calibrée.
Identifier la spécification de stabilité de votre transmetteur de pression :
Exprimée en pourcentage de l’échelle maximale (URL) sur plusieurs années.
La stabilité du capteur varie selon la classe de performance.
Exemple : Fuji Electric Série AIX-V6 FKC = ±0,1 % de l’URL sur 10 ans.
Calculer l’intervalle de calibration estimé :
Formule : Intervalle = (Performance requise – TPE) / Stabilité
Toutes les unités doivent être cohérentes.
Si le résultat dépasse l’intervalle maximal défini par la stabilité, c’est cette limite qui prévaut.
Calcul de l’intervalle d’étalonnage des capteurs de pression
Voici un exemple de calcul de la fréquence de calibration d’un capteur de pression Fuji Electric en utilisant l’approche en 5 étapes décrite précédemment.
Commençons par déterminer la performance installée requise pour l’application
Exigence de l’application industrielle : Le transmetteur de pression doit fournir une performance installée de ± 0,5 % de l’étendue de mesure réglée. Conditions de fonctionnement : L’appareil lira une pression différentielle de 100 mbar dans des conditions de fonctionnement normales. Conversion : La tolérance maximale admissible (TMA) requise de ± 0,5 % de l’étendue de 100 mbar se traduit par une performance installée requise de ± 0,5 mbar.
Définissons maintenant les conditions de fonctionnement
Pression statique : L’appareil sera exposé à une pression statique de 69 bar.
Variation de température ambiante : La variation de température ambiante attendue est de ± 28°C.
Calculons l’erreur probable totale (TPE) et prenons comme exemple le transmetteur de pression différentielle Fuji Electric FKC de la série FCX AIV-6 haute performance.
Un capteur avec une limite supérieure d’échelle (URL) de 320 mbar, offre une flexibilité suffisante pour gérer les variations de pression différentielle mesurée dans de nombreuses applications industrielles. Les spécifications de performance nécessaires sont disponibles dans la fiche technique du Fuji FKC.
Précision de référence : ± 0,04 % de l’étendue de mesure
Effet de la température ambiante : ± 0,135 mbar
Effet de la pression statique : ± 0,112 mbar
En combinant ces incertitudes à l’aide de la méthode quadratique, on obtient une :
Erreur probable totale (TPE) = 0,179 % de l’étendue de mesure
Appliqué à une plage de mesure de 100 mbar, cela donne :
TPE = ± 0.179 mbar
Identifions la spécification de stabilité du Fuji Electric FKC – série FCX-AIV-6
La spécification de stabilité pour ce transmetteur haute performance est de ± 0,1 % de l’URL sur 10 ans (valeur équivalente à celle des meilleurs standards du marché, à titre d’exemple).
Conversion en unités d’ingénierie : Pour une limite supérieure d’échelle (URL) de 320 mbar, cela correspond à une dérive maximale de ± 0,32 mbar sur 10 ans.
Taux de dérive annuel/mensuel :
± 0,32 mbar/ 15 ans = ± 0,032 mbar par an
± 0,32 mbar / 180 mois = ± 0,00267 mbar par mois
Calculons maintenant la fréquence d‘étalonnage du capteur de pression FCX Fuji Electric selon la formule suivante :
Performance installée requise : ± 0,5 mbar (pour une plage de 100 mbar à ±0,5 %)
La période de calibration estimée pour le transmetteur Fuji Electric FKC – FCX-AIV-6, dans cette application (plage de 100 mbar, précision requise ± 0,5 %), est d’environ : 120 mois, soit 10 ans sans perdre en précision et sans ajustement du zéro.
Périodicité d’étalonnage des capteurs de pression : bonnes pratiques et recommandations
L’objectif est de définir une périodicité de calibration conforme aux besoins de l’installation industrielle tout en respectant les réglementations en vigueur. Comparer les intervalles estimés aux résultats de calibration en conditions réelles constitue une base solide pour ajuster les fréquences et tirer parti de la stabilité et des performances des capteurs modernes tels que les nouveaux capteurs de pression Fuji Electric de la série AIV-V6.
Les transmetteur de pression série FCX AIV-6 haute performance peuvent fonctionner de manière fiable pendant une décennie sans nécessiter de recalibration, dans des conditions stables.
Faire les bons choix en matière de choix de capteurs de pression et de périodicité d’étalonnage, avec l’aide d’un expert, est essentiel pour optimiser vos process et obtenir les meilleurs résultats.
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