Mesure de température sur tuyauterie : Thermomètre à clamper ou thermomètre à visser ?

La température est de loin la mesure la plus courante dans l’industrie. Cependant, il n’y a pas de solutions générales pour la mesure de température. Même lors de la conception de points de mesure sur tuyauterie, de nombreux facteurs de sélection des thermomètres doivent être pris en compte. Les aspects suivants sont cruciaux pour décider si un thermomètre à visser (méthode de mesure invasive) ou un thermomètre à clamper (méthode de mesure non invasive) doit être utilisé.

Temps de réponse et précision

Le gros avantage des thermomètres à visser est évident : ils sont en contact avec le fluide. C’est pourquoi les thermomètres à visser sont utilisés pour toutes les applications dans lesquelles, outre la précision, des temps de réponse courts sont extrêmement importants. Si on prend l’exemple des procédés de production de l’industrie du process, les instruments de mesure sont pour la plupart intégrés dans des systèmes de contrôle et de régulation.

Par contre les thermomètres n’ont généralement qu’une fonction de surveillance pour la mesure de température dans la construction de machines ou applications comparables. Les exigences de précision sont donc plus faibles que dans les procédés chimiques ou pharmaceutiques car le temps de réponse est rarement critique. C’est donc là que les thermomètres à clamper représentent un bon compromis de mesure. Leur absorption de chaleur dépend essentiellement de la taille, du matériau et de la géométrie du boîtier. Les versions en aluminium ont un temps d’échauffement plus court que celles en acier inox ou en laiton. Les espaces d’air au point de mesure, par ex. dans une gaine d’insertion pour le thermomètre, peuvent en outre réduire le transfert de chaleur. Cet effet peut être partiellement compensé au moyen d’un composé thermique spécial.

Température du process

Les limites de température du process sont clairement définies pour les thermomètres à clamper. Ils conviennent pour des températures maximales jusqu’à 200°C. Au-delà, la conduite chauffée ferait augmenter la température de l’isolation du câble de raccordement. Les thermomètres à visser peuvent, eux, être utilisés jusqu’à env. 400°C, selon la version.

Température ambiante

Lors de l’utilisation d’un thermomètre à clamper, l’influence de la température ambiante sur la mesure de la température est généralement plus grande qu’avec un thermomètre à visser. Dans de tels cas, afin d’obtenir des résultats exploitables, le point de mesure doit être bien isolé, en particulier dans les applications où il y a une grande différence de température entre le fluide et l’environnement. Plus l’enveloppe de la sonde est petite, plus il sera possible d’utiliser des composants isolants préfabriqués. Si la longueur d’insertion est trop petite, l’erreur causée par la dissipation de la chaleur peut également être importante lors de l’utilisation d’un thermomètre à visser. Par conséquent, les thermomètres à clamper sont mieux adaptés pour les tuyauteries de petits diamètres, néanmoins à la condition d’une bonne isolation.

Influence des thermomètres sur le fluide

Les thermomètres à clamper ne sont pas en contact avec le fluide pendant la mesure et n’influent donc en aucune manière sur le fluide. Les thermomètres à visser peuvent quant à eux obstruer le flux du fluide dans les tuyauteries de faible dimension. De plus, des dépôts sur le plongeur peuvent apparaître, ce qui peut affecter à la fois le résultat de mesure et la qualité du fluide dans des cas extrêmes.

Installation et utilisation au point de mesure

Pour installer un thermomètre à visser, la canalisation doit être ouverte et un piquage doit être aménagé pour recevoir le thermomètre. L’instrument de mesure doit être conçu de manière à être spécifique à l’application, donc pas seulement en termes de précision et de temps de réponse. Si des fluides agressifs sont utilisés, il peut être nécessaire d’utiliser un plongeur en matériau spécial ou un doigt de gant complémentaire. Pour calibrer ou remplacer le thermomètre, la ligne doit d’abord être vidangée (sauf pour les points de mesure avec doigt de gant)

Figure 1 : Thermomètre à clamper monté sur tuyauterie

Lors de l’utilisation de thermomètres à clamper, la canalisation reste toujours fermée. Il n’est pas nécessaire de tenir compte des fluides agressifs et donc des matériaux appropriés pour le thermomètre. En raison de la forme relativement plate du point de mesure, l’installation peut également être effectuée dans un espace restreint.

Un thermomètre à clamper est fixé à la canalisation à l’aide d’un collier de serrage ou d’une sangle de serrage. L’enveloppe du capteur a habituellement une surface de contact arrondie adaptée au diamètre de canalisation concerné. Les applications avec différents diamètres de canalisations nécessitent différentes versions d’instruments selon le cas.

Figure 2 : Thermomètre à clamper avec support de fixation rapide

Dans ce contexte, WIKA a conçu le thermomètre à clamper type TF44. Son capteur en aluminium présente une excellente conductivité thermique et, avec une longueur d’arête de seulement six millimètres, il convient parfaitement à toutes les largeurs nominales.

Comparé à l’installation de thermomètres à visser, les thermomètres à clamper sont moins coûteux en terme de matériel et de travail manuel. Cependant, les situations d’installations de plus en plus strictes compliquent les opérations manuelles nécessaires, que ce soit par exemple dans une pompe à chaleur ou dans une centrale de cogénération.

Figure 3 : Collier de montage rapide pour thermomètre à clamper TF44

Cet aspect a été pris en compte lors du développement de la TF44. L’installation dans des espaces restreints se fait sans outil et peut être effectuée à l’aide de colliers de montage rapide. Ils sont disponibles pour des diamètres de tuyauterie compris entre 12 et 42 millimètres

Les thermomètres à clamper ont-ils un avantage en cas de petites largeurs nominales?

On recommande toujours la méthode invasive de mesure de la température dans les tuyauteries dans l’industrie du process. Cependant, la tendance à la miniaturisation rend nécessaire l’utilisation de thermomètres à clamper compacts dans les systèmes de tuyauteries, en particulier dans la construction de machines et d’installations. Grâce à des systèmes de capteurs, boîtiers et supports de montage spécialement adaptés, les coûts et les efforts pour l’installation du point de mesure peuvent être réduits au minimum.

Quelle est votre expérience avec les points de mesure sur tuyauteries ? Les thermomètres à clamper sont-ils le bon choix ou préférez-vous la méthode de mesure invasive ? La tendance à la miniaturisation se poursuit-elle dans la construction de machines ou la fin est-elle en vue? Utilisez simplement la fonction de commentaire et dites-nous ce que vous en pensez.

Note
Vous trouverez encore plus d’informations sur le thermomètre à clamper TF44 sur le site WIKA.