Machines industrielles
Capteur de pression pour freins hydrauliques
TE Connectivity fabrique des capteurs de pression, des transducteurs et des transmetteurs destinés à la mesure de la pression dans les systèmes hydrauliques.
Les capteurs constituent un élément essentiel dans les systèmes hydrauliques, où les contraintes mécaniques et les conditions extérieures peuvent être particulièrement exigeantes. Ces contraintes représentent des défis pour les concepteurs de systèmes, pouvant entraîner des retards de projet ou des problèmes de fiabilité sur le terrain si elles ne sont pas correctement prises en compte.
Lors de l’intégration de transducteurs de pression dans un système hydraulique, plusieurs contraintes mécaniques doivent être identifiées et traitées dès la phase de conception. Les principaux paramètres à considérer sont :
- Pression de service
- Pics de pression
- Pression d'épreuve
- Raccordements des fluides
- Pression d'éclatement
- Vibrations et chocs mécaniques
- Fatigue liée à la pression
- Résistance aux conditions environnementales
Chacun de ces aspects est pris en compte dans la conception et la validation des capteurs. Les limites de surpression, les pressions d’éclatement, les analyses de fatigue ainsi que l’utilisation d’amortisseurs de pression font partie intégrante du processus de conception et sont validés par simulation et essais expérimentaux.
Conditions environnementales
Les capteurs de pression standard peuvent être conçus avec des composants électroniques isolés de l'environnement extérieur. On parle alors de capteurs en pression relative étanche, calibrés par rapport à la pression barométrique au moment de l’étalonnage. Cette conception empêche l’intrusion d’humidité et de poussières. Les capteurs de pression relative étant référencés par rapport à l'atmosphère, ils nécessitent généralement une mise à l’air via un tube de ventilation dans le câble ou un orifice dans le connecteur. Toutefois, dans les systèmes hydrauliques, l’étanchéité complète est souvent privilégiée, car les plages de pression élevées rendent négligeables les variations barométriques en pourcentage de la mesure. Ce choix permet une meilleure protection contre l’humidité, la poussière, le gel et les nettoyages haute pression.
Conception mécanique
Dans certaines situations, par exemple lorsqu’un chariot élévateur transporte une charge maximale et la dépose brusquement au sol, le système hydraulique subit des transitoires de pression pouvant dépasser les limites du capteur. Un amortisseur de pression permet de réduire ces pics et de protéger la membrane du capteur. Ce dispositif, également appelé snubber, est intégré directement dans l’orifice de pression plutôt qu’ajouté sous forme d’adaptateur externe, Cela permet de réduire la longueur et le poids des capteurs qui utilisent des bouchons de restriction externes.
Cette série industrielle AST4000 est disponible avec des raccords mâles 1/4" NPT, 7/16-20 UNF (SAE4) et 9/16-18 UNF (SAE6). Nous pouvons intégrer un amortisseur de pression en acier inoxydable soudé dans l’orifice de pression afin de réduire le diamètre interne et protéger contre les transitoires de pression typiques des systèmes hydrauliques.
Interface électrique
Cette gamme de capteurs de pression hydrauliques offre une grande flexibilité en matière de connexions. Grâce à un large choix de longueurs de câble, le client peut raccorder facilement les composants électroniques. Selon le type de signal de sortie, TE recommande des longueurs maximales de câble afin de limiter la perte de signal. TE propose également une large gamme de connecteurs intégrés au boîtier du capteur, notamment : DEUTSCH DT04, M12x1, PT06A et DIN. Pour les besoins des OEM, des câbles personnalisés avec longueurs spécifiques et connecteurs intégrés peuvent également être fournis.
Le M7100 dispose d’un boîtier soudé assurant une protection de l'électronique contre les interférences électriques, les milieux aggressifs et permettant de simplifier l'installation. L’électronique du capteur intègre également des protections contre les interférences électromagnétiques (EMI) et radiofréquences (RFI), conformément aux dernières normes CE pour les équipements industriels.
Technologie Microfused™
À première vue, les transducteurs de pression peuvent sembler similaires, mais l’élément sensible diffère fortement selon les fabricants. Une solution courante, à la fois économique et performante, consiste à utiliser des jauges de contrainte pour convertir la déformation mécanique d’une membrane en signal électrique précis et reproductible. Notre technologie Microfused utilise des jauges de contrainte montées en pont de Wheatstone pour générer un signal de sortie en tension.
TE a conçu cet élément sensible comme une pièce monobloc usinée, intégrée au raccord fileté. Cette conception optimisée garantit un signal robuste ainsi qu’une excellente tenue en surpression et en pression d’éclatement. Un procédé de liaison par verre permet de fusionner les jauges de contrainte en silicium au port métallique. Les jauges sont positionnées de manière optimale pour mesurer précisément les variations de contrainte liées à la pression. Les connexions électriques sont réalisées via des procédés industriels éprouvés de soudure par fil.
D’autres technologies utilisées sur le marché des capteurs de pression hydraulique, telles que les couches minces, couches épaisses ou les capteurs céramiques, reposent sur des membranes distinctes associées à des éléments sensibles moins performants. Ces approches nécessitent souvent des soudures supplémentaires dans les circuits de fluides, des joints toriques internes ou des étapes de fabrication additionnelles, ce qui peut allonger les délais de production. Par ailleurs, certaines technologies exigent des déformations plus importantes pour compenser leur faible sensibilité, ce qui peut affecter la stabilité à long terme et la durabilité, notamment en raison de conceptions utilisant plusieurs composants.
La technologie Microfused à jauges de contrainte a fait ses preuves en production de grande série. Elle présente un faible risque de perturbation de la chaîne d’approvisionnement et offre une conception monobloc robuste du circuit fluide, réduisant ainsi les risques de défaillance interne du capteur et les contraintes mécaniques associées.
