Capteur de déplacement LVDT pour mesures en mer
Le sous-marin est l'un des environnements les plus difficiles, et les capteurs ont du mal à fonctionner correctement, surtout lorsqu'ils doivent être utilisés pendant 20 ans sous l'eau. Dans un environnement sous-marin, lorsque la profondeur de l'eau atteint 4 500 mètres, une pression externe d'environ 7 500 psi est générée sur le capteur. Dans un tel environnement à haute pression, de nombreux capteurs deviennent inopérants après un certain temps de fonctionnement, et leur remplacement est coûteux. La maintenance représente généralement un coût important. Prolonger la durée de vie des capteurs est donc une exigence pour de nombreuses applications. Par ailleurs, l'eau de mer corrode également le métal du capteur. La concentration en oxygène, la température, le pH, la teneur en chlore, l'activité biologique, la conductivité et la vitesse varient selon la profondeur de l'eau, ce qui accélère la corrosion. Outre les piqûres, les fissures, mais aussi la corrosion intergranulaire, tous ces facteurs peuvent entraîner un dysfonctionnement.
Normalement, le LVDT est le seul capteur capable de fournir des performances précises et fiables dans des conditions de fond marin.
L'eau trouble ou contaminée favorise généralement la prolifération de nombreuses bactéries, ce qui peut également affecter les performances des capteurs. La conductivité élevée de l'eau de mer favorise la corrosion de la macrocellule et augmente la température. La corrosion microbienne est également un problème très grave. Les conditions d'installation et les matériaux des capteurs influencent les effets, notamment lors de l'utilisation d'aciers inoxydables austénitiques de faible qualité. La manifestation la plus évidente est la dégradation des performances des matériaux, notamment au niveau des joints soudés. Si le matériau n'est pas examiné et traité à temps, il peut se fissurer. En raison de la pression et de l'influence de l'eau de mer, la fiabilité des capteurs devient un défi majeur. Le LVDT (transformateur différentiel variable linéaire), doté d'un alliage spécial et d'un joint étanche, est le seul capteur capable de fournir des performances précises et fiables en conditions de fond marin.
Qu'est-ce que le LVDT
Le transformateur différentiel variable linéaire (LVDT) est un capteur de position sans contact, à lecture absolue et à résolution quasi infinie. Il est composé de trois bobines ou plus, dans lesquelles se déplace un noyau magnétiquement perméable pour assurer un couplage variable entre la bobine primaire et les bobines secondaires (généralement deux). Bien que la technique de détection soit sans contact, un dispositif mécanique est souvent ajouté pour maintenir le noyau en place dans la bobine tout au long de la course. La configuration dite « tête de mesure LVDT » en est un exemple. Des capteurs linéaires pratiques peuvent être conçus avec une non-linéarité inférieure à 0,2 % et des plages de pleine échelle (FSR) allant de moins de 1 à plus de 100 mm. La résolution est quasi infinie. Des capteurs courbes et rotatifs sont possibles. Les applications courantes incluent les machines industrielles, telles que les machines de formage des métaux et la vérification dimensionnelle en cours de fabrication, ainsi que les produits automobiles et commerciaux.
Les LVDT nécessitent un ensemble de circuits électroniques de commande et de conditionnement. Un LVDT classique est vendu comme un élément de détection avec un noyau, le circuit électronique étant fourni séparément. Un LVDT intégrant toute l'électronique nécessaire dans son boîtier est souvent appelé LVDT CC, car il fonctionne sur une alimentation CC et possède une sortie CC, bien que son fonctionnement interne comprenne les circuits classiques de commande CA, de démodulation et de conditionnement du signal.
