Meilleures pratiques de sécurité pour les capteurs haute limite

By:  - October 29, 2021  


Les systèmes de chauffage disposent de plusieurs contrôles de sécurité intégrés pour protéger les travailleurs, les dispositifs et les matériaux. Les capteurs de limite haute, ou capteurs de sécurité, sont l’un de ces types de dispositifs. Ces capteurs empêchent les situations d’emballement dans lesquelles un interrupteur ne désactive pas un élément de chauffage et continue à chauffer après avoir atteint la température souhaitée. Il peut s’agir de situations dangereuses qui entraînent des matériaux et des dispositifs endommagés ou un incendie qui pourrait blesser les employés et endommager les biens.

La mise en œuvre du capteur de limite haute approprié au bon emplacement pour votre système n’est pas quelque chose qui devrait être négligé. Les experts’de Watlow sont prêts à vous présenter ces meilleures pratiques afin de s’assurer que votre capteur de sécurité est la meilleure solution pour votre situation unique.

Qu’est-ce qu’un capteur de limite haute  ?

Un capteur de limite haute est un capteur redondant conçu pour surveiller la température d’un élément de chauffage ou du matériau qu’il chauffe. Le capteur de sécurité est connecté à un régulateur de limite haute, probablement un contacteur mécanique. Dans le cas où un capteur ou commutateur principal ne parvient pas à éteindre l’élément de chauffage après avoir atteint la température souhaitée et que l’élément de chauffage continue à fonctionner, le régulateur de limite haute désactive l’élément de chauffage lorsque le capteur lit une température non sécurisée prédéterminée. Ce système redondant s’active chaque fois qu’il y a un défaut dans la boucle thermique d’un système.

Par exemple, un bain à remous dispose d’un capteur de limite haute pour empêcher l’eau de devenir trop chaude. Si le capteur principal tombe en panne, l’élément de chauffage continuera à chauffer l’eau. Lorsque la température de l’eau atteint un certain niveau, entre 110 et 120 degrés Fahrenheit, le capteur de limite haute désactive l’élément de chauffage.

Pour assurer une sécurité supplémentaire, lorsque le capteur de limite haute déclenche le système, les utilisateurs sont “verrouillés” jusqu’à ce que le système soit inspecté et réinitialisé par un opérateur, un concepteur de système ou un ingénieur de fabrication. Une fois le capteur principal remplacé et le système réinitialisé, il peut commencer à fonctionner comme prévu. Dans l’exemple du spa, le capteur de limite haute désactivera probablement la pompe en plus de l’élément de chauffage. Un technicien devrait inspecter le bain à remous et remplacer le capteur principal – et les autres pièces défectueuses, si nécessaire, – avant de réinitialiser le système.

Quel est le meilleur emplacement pour un capteur à limite supérieure  ?

En général, les capteurs à limite haute sont inclus dans la conception d’un élément de chauffage et le concepteur du dispositif sélectionne l’emplacement du capteur de sécurité. La majorité des capteurs de sécurité sur les éléments chauffants sont situés près du haut de l’appareil, aussi près que possible de l’élément chauffant. L’énergie thermique créée par l’élément de chauffage va augmenter, de sorte que le haut de l’élément de chauffage connaîtra les températures les plus élevées.

Plusieurs capteurs de limite haute sont utilisés sur les grands éléments chauffants. Un très grand élément de chauffage à circulation peut avoir plusieurs capteurs de sécurité pour aider à identifier les défaillances dans différentes sections de l’élément de chauffage. Cette approche permet aux opérateurs d’identifier un problème potentiel avant qu’il ne devienne un problème plus important.

Quel type de capteur convient le mieux aux applications à limite haute  ?

Il existe trois types de capteurs de température  : thermocouples, sondes RTD et thermistances. (Cliquez sur ce lien pour plus de détails sur les types de capteurs.) Pour les capteurs à limite haute, les thermocouples sont généralement le meilleur choix pour les systèmes d’arrêt de sécurité. Les thermocouples sont relativement simples à créer, robustes et durables et capables de résister à des températures allant jusqu’à 4 200 degrés Fahrenheit.

Les thermocouples sont créés en connectant deux fils fabriqués à partir de métaux différents. Lorsque la température change, les métaux produisent une faible tension, qui détermine la température à la jonction’du capteur. Pour les capteurs à limite haute, des métaux plus lourds dans le fil sont utilisés pour gérer le potentiel haute température.

À quelle fréquence les capteurs de limite haute doivent-ils être remplacés  ?

Les capteurs peuvent durer de 20 à 25 ans selon le type de capteur, s’ils sont utilisés dans les limites de température nominale et d’autres facteurs environnementaux. Par exemple, un capteur exposé à des températures supérieures à sa valeur nominale aura une durée de vie plus courte. De même, un capteur se dégradera au fil du temps s’il est exposé à des débits d’air ou de liquide difficiles, à des changements de température extrêmes ou s’il est régulièrement heurté. 

Pour les capteurs à limite haute, certains fabricants remplacent de manière proactive les capteurs à limite haute tous les un à deux ans. Pour les installations exécutant des lignes de production qui créent, par exemple, 100 000 USD de pièces par heure, le temps d’arrêt prévu d’une défaillance de capteur peut s’accumuler rapidement. Si quatre heures sont nécessaires pour trouver et réparer le capteur, cela représente 400 000 $ perdus. Les opérations utilisant cette méthode proactive auront des capteurs, des éléments chauffants, des dispositifs de commutation et des régulateurs de remplacement en stock afin de maintenir l’équipement opérationnel.    

Les capteurs de limite haute peuvent-ils déclencher d’autres mécanismes de sécurité  ?

Les capteurs de limite haute ne se limitent pas à l’arrêt des éléments chauffants. Ils pourraient activer un système d’extincteur ou arrêter uniquement l’alimentation de certains dispositifs électroniques qui génèrent de la chaleur supplémentaire. 

Certains systèmes impliquent une réaction chimique. Même après la mise hors tension de l’élément de chauffage, la réaction chimique peut continuer. S’il devient exothermique et continue à produire de la chaleur, le simple fait d’arrêter les éléments chauffants n’empêchera pas la température de continuer à augmenter. Dans cet exemple, le capteur de sécurité activerait un système halon ou un système d’extinction d’incendie.

Dans d’autres systèmes, tels qu’une chambre de combustion, qui est un four environnemental conçu pour tester la fiabilité des semi-conducteurs, les composants électroniques qui alimentent le système dégagent de la chaleur. La chaleur produite par les dispositifs électroniques est considérée comme faisant partie de la source d’énergie du système. Dans ce type de système, le capteur de limite haute couperait l’alimentation de l’élément de chauffage et de l’électronique.  

Contactez Watlow pour trouver un capteur de limite haute pour votre système

Les capteurs à limite haute constituent une partie essentielle de la sécurité des systèmes utilisant des éléments chauffants. En utilisant le capteur de sécurité approprié et en suivant les meilleures pratiques, votre système aura la meilleure occasion d’éviter une défaillance catastrophique. Mais vous n’avez pas à y aller seul. Jetez un coup d’œil aux capteurs Watlow et contactez l’équipe d’experts Watlow pour vous expliquer comment intégrer au mieux des capteurs à limite haute dans votre système.