L’ingénierie de l’instrumentation

La nature du travail d'un ingénieur en instrumentation va de la conception, au développement, à l'installation et à la gestion des équipements utilisés pour surveiller et contrôler les machines. Les instruments à la maison et ailleurs est seulement à cause de la science de l'instrumentation. Au début des années 1970, la discipline de l'ingénierie de l'instrumentation s'est diversifiée dans le domaine de l'ingénierie électrique et électronique.

Plus tôt dans les années 70, ce cours était connu sous le nom de Science et Technologie Instrumentation, bien qu'aujourd'hui, il est appelé par différents noms par divers instituts. Certains l'appellent Technologie électronique et instrumentation, quelques-uns le nomment Technologie contrôle et instrumentation.

Qu'est-ce que l'ingénierie de l'instrumentation ?

L'ingénierie de l'instrumentation est la branche de l'ingénierie qui se spécialise sur le principe et le fonctionnement des instruments de mesure utilisés dans les domaines de la conception, de la configuration des systèmes automatisés dans les domaines électriques, pneumatiques, etc.

Que fait un ingénieur en instrumentation ?

 Les tâches requises sont très dépendantes du domaine, Les ingénieurs d'instrumentation travaillent généralement pour des industries avec des processus automatisés dans le but d'améliorer la productivité, la fiabilité, la sécurité, l'optimisation et la stabilité. Les ingénieurs d'instrumentation sont généralement responsables de l'intégration des capteurs aux enregistreurs, transmetteurs, écrans ou systèmes de contrôle. Ils peuvent concevoir ou spécifier l'installation, le câblage et le conditionnement du signal. Ils peuvent être responsables de l'étalonnage, des essais et de la maintenance du système.

Comment devenir un ingénieur en instrumentation ?

Pour être ingénieur en instrumentation, vous devez détenir au moins un baccalauréat dans un domaine de science. La discipline pour les ingénieurs en instrumentation dépend de l'industrie que vous prévoyez de travailler, la plupart des ingénieurs dans ce domaine détiennent des diplômes d'études supérieures en génie électrique, automatique ou informatique.

Compétences requises pour devenir ingénieur en instrumentation

Tous les ingénieurs doivent maîtriser les mathématiques et la physique. Les ingénieurs en instrumentation doivent également posséder les compétences suivantes lorsqu'ils se trouvent dans des situations qui leur permettent de résoudre des problèmes difficiles :

• ·         De solides compétences en communication
• ·         Capacité à traduire les besoins du projet en développement de conception de matériel adapté à la tâche
• ·         Compétences de résolution des problèmes
• ·         Capacité à penser hors de la boîte

Portée pour les ingénieurs en instrumentation

 Les ingénieurs en instrumentation peuvent concevoir des dispositifs tels que des dynamomètres pour mesurer le couple, des moniteurs de glycémie, des capteurs d'avion et des détecteurs de fumée.

• ·         Ils peuvent développer des appareils d'électrocardiographie et des tomodensitomètres ou travailler sur des systèmes de sécurité.
• ·        Selon divers rapports, ce qui précède sont quelques-unes des nombreuses possibilités de carrière pour les ingénieurs d'instrumentation.
• ·         Ils jouent également un rôle essentiel dans tous les projets de recherche aéronautique réussis.
• ·         Ils trouvent un emploi dans des entreprises manufacturières, des entreprises de défense, des sociétés biomédicales ou travaillent pour des firmes d'ingénierie privées.

Rôles d'un ingénieur en instrumentation

 Un ingénieur instrumentation et contrôle est nécessaire pour :

• ·         Concevoir et développer des systèmes de contrôle
• ·         Maintenir les systèmes de contrôle existants
• ·         Gérer les systèmes de contrôle
• ·         Collaborer avec des ingénieurs concepteurs, des acheteurs et d'autres membres du personnel impliqués dans les processus de production
• ·         Gérer les projets dans les limites données, y compris le coût et le temps
• ·         Veiller à ce que les instruments soient conformes aux règles de santé et de sécurité
• ·         Veiller à ce que les normes de qualité soient maintenues
• ·         Fournir des services de conseil

Opportunités d'emploi pour les ingénieurs en instrumentation

Les ingénieurs en instrumentation trouvent un emploi dans des industries qui améliorent l'efficacité, la stabilité et la sécurité des processus automatisés. Les secteurs industriels comprennent

• ·         Entreprises publiques / privées,
• ·         Les organisations de R & D,
• ·         Les aciéries,
• ·         Les entreprises de fabrication de ciment,
• ·         Centrales thermiques,
• ·         Les entreprises chimiques et les industries similaires.

En dehors de l'instrumentation ci-dessus, les ingénieurs trouvent également un emploi dans des entreprises qui utilisent des instruments spécialisés pour leurs opérations quotidiennes.

Les actionneurs des vannes

Les actionneurs des vannes fournissent la force pour déplacer la vanne à une position prédéterminé. Pour un positionnement précis d'une vanne de contrôle, il doit y avoir une relation calibrée entre la force appliquée et la position de vanne. Les actionneurs pneumatiques exploitent la loi d'Hooke pour traduire la pression atmosphérique appliquée à la position de tige de vanne. 

F=KX

Où,

F = Force appliquée à printemps(ressort) dans newtons (métrique) ou livres

 K = "constant de ressort" dans newtons par mètre

X = Déplacement de ressort en mètres (métriques)

La loi d'Hooke est une fonction linéaire, ce qui signifie que le mouvement de ressort sera linéairement relié à la force appliquer de piston ou de diaphragme. Puisque la surface (S) marchante d'un piston ou d'un diaphragme est constante, la relation entre la mise en marche de la pression et la force sera une proportion simple : 

F=PS

Par la substitution algébrique, nous pouvons changer la loi d'Hooke pour inclure la pression et la surface : 

F=KX

PS=KX

En résolvant pour compression de ressort en fonction de pression, surface et constant de ressort : 

X=PS/K

Quand une vanne de contrôle est assemblée d'un actionneur et un corps(organisme) de vanne, les deux mécanismes doivent être accrochés ensemble de telle façon que les mouvements de vanne (entre la position complètement fermée et complètement ouverte) se déplacent avec une gamme attendue de pression atmosphérique. Une norme commune pour les actionneurs des vannes de contrôle pneumatique est 3PSI à 15PSI.

Il y a seulement deux réglages mécaniques qui doivent être faits pendant l'accouplement de l’actionneur pneumatique de diaphragme avec la tige glissante de vanne : le connecteur de tige et l'ajustement de ressort. Le connecteur de tige rejoint mécaniquement les tiges glissantes d’actionneur et du corps de vanne donc ils se déplacent ensemble comme une seule tige. Ce connecteur doit être réglé de façon que ni l'actionneur ni la tige glissante de vanne n'empêchent le déplacement complet de l’ensemble.

Note comment l’opercule se repose entièrement sur le siège quand la valve est fermée et comment l'indicateur de déplacement indique entièrement fermer au point où l’actionneur de diaphragme s'approche de sa limite inférieure. Ce sont les choses que devraient être quand le connecteur de tige est réglé correctement.

Si le connecteur de tige est mis avec l’actionneur, et la vanne provient trop éloigner (C’est-à-dire la tige glissante très long), l’actionneur de diaphragme coincer à la fin supérieure (à l’ouverture) et l’opercule de vanne empêche le déplacement à la fin inférieure (à la fermeture). Le résultat est une vanne qui ne jamais être entièrement ouvert.

Une vanne de contrôle a un mauvais réglage, de cette manière ne réalisera jamais la capacité de flux plein, qui peut avoir un impact défavorable sur la performance de système de commande. Si le connecteur de tige est mis avec l’actionneur et la tige de vanne est trop près (c'est-à-dire la longueur de tige est trop courte), l’actionneur de diaphragme arrêter le déplacement à la fermeture et l’opercule de vanne stopper le déplacement à l’ouverture. Le résultat est une valve qui ne jamais être entièrement fermer.

Ceci est une situation très dangereuse : une vanne de contrôle qui manque de la capacité d'entièrement couper. Le processus peut être en danger dans lequel cette vanne est installée si la vanne manque de la capacité d'arrêter le flux de liquide !

Une fois que la longueur de tige a été mise correctement en ajustant le connecteur de tige, le ressort doit être mis à la pression d'ensemble du siège appropriée. Ceci est la pression de signal pneumatique exigée pour soulever l’opercule du siège. Une vanne de contrôle pneumatique a une gamme de pression entre 3 à 15 PSI pour le contrôler.

La pression d'ensemble du siège est un paramètre très important pour une vanne de contrôle parce qu'il établit la force appliquer à l’opercule contre le siège quand la vanne est entièrement fermée. La pression du siège appropriée est critique pour une fermeture complète, qui porte des implications de sécurité dans quelques services de processus. Consultez les instructions du fabricant en ajustant la pression d'ensemble du siège pour n'importe quelle vanne de contrôle de tige glissante.

Ces instructions vous guideront typiquement tant par le connecteur de tige que par les procédures d'expert à ressort, assurer que les deux paramètres sont correctement mis.