Comparateur pneumatique : conception, fonctionnement, types et ses applications

Le comparateur en métrologie est un instrument de précision, utilisé pour mesurer la précision d'un composant donné en comparant la dimension du composant donné avec l'étalon de travail réel. Il s'agit d'un type indirect de mesure de précision car il ne mesurera pas la dimension, mais il spécifiera la dissemblance dans la mesure entre le composant spécifié et la norme de travail. Généralement, les comparateurs sont disponibles en différents types qui sont utilisés en fonction des besoins dans différents domaines tels que l'électricité et l'électronique, l'optique, l'électromécanique, la mécanique-optique, le pneumatique, le contrôle multiple, le déplacement de fluide, la projection, le jaugeage automatique et comparateur mécanique . Cet article traite donc de l'un des types de comparateur à savoir - comparateur pneumatique , travail, types & ses applications.

Qu'est-ce qu'un comparateur pneumatique ?

Un appareil de précision qui fonctionne avec de l'air comprimé ou système pneumatique est connu sous le nom de comparateur pneumatique. Dans un comparateur pneumatique, le terme « pneumatique » désigne l'air qui est utilisé pour le grossissement de la lecture mesurée. Ainsi, l'air sous pression ou comprimé est utilisé comme fluide de travail dans ce comparateur. Semblables à d'autres comparateurs, ces comparateurs sont également principalement utilisés pour analyser la variation dimensionnelle entre la pièce standard et la pièce à mesurer. Ainsi, ce comparateur présente de nombreux avantages par rapport aux autres types de comparateurs, il est donc extrêmement choisi dans la plupart des cas par rapport aux autres types de comparateurs.

Principe de fonctionnement

Le comparateur pneumatique fonctionne sur le principe fondamental de la variation de pression générée au sein du flux d'air. L'air circule à une pression stable dans toute la pièce, puis il créera une contre-pression. Ainsi, la variation de cette contre-pression aidera à découvrir la dimension de la pièce.

Conception de comparateur pneumatique

Le comparateur pneumatique est conçu avec des pièces importantes telles qu'un compresseur, un réservoir d'eau, un filtre à air, un régulateur de pression, un tube plongeur, un tube de manomètre, un orifice de contrôle, un tube flexible, une tête de mesure et une échelle qui sont expliqués ci-dessous.

Compresseur

Le compresseur de ce comparateur est le composant le plus important. La fonction principale de ce compresseur est de produire et d'alimenter en continu de l'air comprimé au sein du comparateur pneumatique.

Filtre à air

Le filtre à air de ce comparateur est relié au groupe compresseur. Un filtre à air est très utile pour filtrer les particules de saleté provenant de l'air. Ici, l'air est comprimé à travers le compresseur.

Unité de régulateur de pression

Cet appareil est équipé d'un filtre à air. La fonction principale de cet appareil est de contrôler la pression d'air comprimé provenant du filtre à air.

Tube plongeur

Le tube plongeur est disposé dans la conduite d'air à côté du régulateur de pression. Ce tube est plongé directement vers le cylindre métallique ou le réservoir d'eau. La connexion de ce tube ainsi que de la ligne aérienne est connue sous le nom de chambre supérieure.

Réservoir d'eau

Le réservoir d'eau est un cylindre métallique qui est disposé à la base de la chambre supérieure de ce comparateur de manière à y maintenir le tube plongeur.

Manomètre Tube

Le tube du manomètre de ce comparateur est fixé verticalement parallèlement à la base d'un réservoir d'eau. Contrôle

Orifice

L'orifice de contrôle est situé dans la ligne d'air entre deux intersections du tube plongeur et du tube du manomètre. Cet orifice permet à l'Air de s'alimenter à une pression stable.

Tube souple

Un tube flexible est utilisé dans la conduite d'air pour maintenir la tête de mesure. Le point initial du tube flexible est fixé à une chambre suivante, c'est-à-dire un manomètre et une jonction de conduite d'air, tandis que le point final est connecté via une tête de jaugeage ou de mesure.

Tête de mesure

La tête de mesure est simplement raccordée au tuyau pneumatique ou au tube flexible. La fonction principale de celui-ci est de calculer les anomalies au sein de la pièce.

Escalader

L'échelle de mesure de ce comparateur est calibrée et disposée parallèlement au tube du manomètre. La fonction principale de l'échelle est de mesurer le déplacement de fluide qui se produit dans le tube du manomètre.

Fonctionnement du comparateur pneumatique

Le fonctionnement du comparateur pneumatique est ; Le comparateur pneumatique comprend un réservoir d'eau ou un cylindre métallique qui est rempli d'eau jusqu'à un certain niveau. Un manomètre calibré est connecté verticalement parallèlement à ce réservoir d'eau. Le niveau d'eau dans le réservoir d'eau ainsi que le manomètre doivent être similaires et il est ajusté avec une pièce à usiner. À la pression maximale, l'air est comprimé avec un compresseur et il est filtré et régulé avec la pression à travers le filtre à air ainsi qu'un régulateur de pression.

L'air filtré circule dans un tube plongeur qui est immergé dans un réservoir d'eau. En même temps, l'air comprimé à pression égale circule dans l'espace de l'orifice de commande. Une fois que l'air circule dans l'orifice de contrôle, la vitesse sera augmentée et la pression deviendra stable. L'air à grande vitesse passe à travers le tuyau pneumatique ou le tube flexible et enfin, il atteint la tête de mesure.

En raison de la dilatation de l'air à l'intérieur du tube plongeur, la hauteur d'eau est maintenue stable. Le surplus d'air s'écoulera sous forme de bulles d'air dans le réservoir d'eau. A pression constante, l'air s'échappe du jet de mesure à l'intérieur de la tête de mesure ou du manomètre.

Si la pièce est normale ou s'il n'y a pas de limite à l'intérieur de la pièce, de l'air s'échappe en continu par le jet de mesure. En même temps, le niveau d'eau dans le tube du manomètre et le réservoir d'eau correspondra. S'il y a une restriction ou une irrégularité dans la pièce pour le débit réel dans le jet de mesure, une certaine force de retour se formera.

Le niveau d'eau dans le manomètre chutera en raison de la contre-pression induite par les restrictions à l'intérieur de la pièce. Le changement de niveau d'eau dans le manomètre est signifié comme la variation dimensionnelle ou toute anomalie dans la pièce à mesurer par rapport à la pièce standard.

Types de comparateur pneumatique

Les comparateurs pneumatiques sont disponibles en trois types qui sont décrits ci-dessous.

• Comparateur pneumatique de type débit/vitesse.
• Comparateur pneumatique de type contre-pression.
• Comparateur pneumatique de type différentiel.

Comparateur pneumatique de type débit/vitesse

Le comparateur pneumatique de type débit ou vitesse est conçu avec différentes pièces comme un compresseur, un filtre à air, un régulateur de pression, une vanne d'arrêt, une colonne en verre, un flotteur, une vis de réglage du zéro, une purge d'air, une balance, un tube flexible, une tête de mesure et une pièce.

Au début, la colonne de verre doit être calibrée à la dimension nécessaire à l'aide d'une vis de réglage du zéro et d'une purge d'air. Comme un comparateur pneumatique, l'air est comprimé, filtré et régulé. Après cela, l'air passe à travers la vanne d'arrêt et se dirige vers la colonne de verre qui comprend un flotteur en métal. La vanne d'arrêt est principalement utilisée pour couper l'alimentation en air lorsqu'elle n'est pas utilisée. L'air alimente toute la colonne d'air et s'éloigne finalement de la tête de mesure.

Ici, la tête de mesure de ce comparateur est placée à l'intérieur d'une pièce à analyser. S'il existe des restrictions ou des irrégularités sur la pièce, le débit d'air sera contrôlé. Il en résulte un léger déplacement du flotteur métallique dans la colonne de verre.

Le mouvement du flotteur en métal peut être facilement contrôlé grâce à la vitesse du flux d'air dans la colonne de verre qui est déterminée par le dégagement entre la tête de mesure et la pièce à usiner. Ainsi, le débit d'air est directement proportionnel au dégagement. La précision du comparateur peut atteindre 1 µm et son grossissement est de 1000 000:1.

Comparateur pneumatique de type contre-pression

Le comparateur pneumatique de type contre-pression est conçu avec différentes pièces comme un compresseur, un régulateur de pression, un filtre, une balance, un limiteur réglable et une tête de mesure. Ce type de comparateur comprend deux orifices comme le bureau de contrôle 'O1' et l'orifice de mesure 'O2'.

Semblable au comparateur ci-dessus, l'air comprimé dans ce comparateur est filtré à travers un filtre à air puis il passe à travers le régulateur de pression. Ici, la pression est réduite à 2 bars et elle passe par l'orifice de contrôle. Enfin, l'air s'éloigne de l'orifice de mesure à l'intérieur de la tête de mesure.

Le diamètre des deux orifices dans la tête de mesure est désigné par D1 et D2, et les pressions des orifices sont désignées par P1 et P2. L'air à pression stable 'P1' passe à travers l'orifice O1 dans la chambre médiane. Enfin, il s'éloigne de la tête de mesure tout au long de l'orifice O2. La distance entre l'orifice O2 et la pièce à usiner est indiquée par « d ».

Au début, l'orifice de mesure d'O2 sera complètement fermé. Une fois qu'il est fermé, les pressions telles que P1 et P2 seront égales. De même, lorsque l'orifice de mesure est complètement ouvert, les pressions P1 et P2 s'annulent aux orifices O1 et O2.

Chaque fois que la distance entre l'orifice de mesure et la pièce change, la pression P1 et P2 aux orifices O1 et O2 varie. La différence de pression est mesurée par un dispositif indicateur de pression. Dans ce comparateur, le grossissement peut être atteint jusqu'à 7500:1.

Comparateur pneumatique de type différentiel

Le comparateur pneumatique de type différentiel est conçu avec différentes pièces telles qu'un régulateur de pression, un compresseur, un filtre à air, un orifice de contrôle, une vanne de mise à zéro ou un jet de référence, un dispositif indicateur de pression et une tête de mesure.

Tout d'abord, l'air dans ce type de comparateur est comprimé et autorisé à circuler dans le filtre à air et le régulateur de pression. Enfin, la pression de l'air est générée et stabilisée. À pression stable, l'air circule dans le canal divisé.

L'air circule à une extrémité à travers l'orifice OC1 et atteint la tête de mesure à travers le canal 'P'. De même, l'air circule à travers un orifice OC2 et atteint une vanne de réglage du zéro à travers le canal.
Le dispositif indicateur de pression est situé dans la conduite d'air et relie les deux canaux P et Q. Tout d'abord, il est calibré par une pièce standard. Une fois que la tête de mesure se déplace vers la pièce, le pointeur à l'intérieur de l'appareil de mesure commence à s'écarter. S'il y a une autorisation ou une restriction qui diminue entre la tête de mesure et la pièce, la pression dans le système sera augmentée. Enfin, la déviation a lieu.

Pour convertir les lectures de pression en dimensions linéaires à partir du dispositif indicateur, la formule suivante est utilisée.

P = ρgh

Où, P = pression indiquée à travers l'appareil, ρ = densité de l'air, g = gravité spécifique et h = les dimensions de la pièce à analyser. La plage de grossissement de ce comparateur va de 1250x à 20000x.

Différence entre le comparateur mécanique et le comparateur pneumatique

La différence entre le comparateur mécanique et le comparateur pneumatique est discutée ci-dessous.

Avantages

Le avantages d'un comparateur pneumatique inclure les éléments suivants.

• Ces comparateurs sont très simples à utiliser.
• Ce comparateur n'a aucun contact entre la pièce et la tête de mesure.
• Il a jusqu'à 30000: 1 fort grossissement.
• Il n'y a pas d'intrusion lorsque le dispositif indicateur et la tête de mesure sont disposés à des endroits différents.
• Un jet d'air dans ce comparateur permet de nettoyer la pièce.
• Lors du fonctionnement de ce comparateur, aucune vibration ne se produit.
• Ceux-ci sont très précis en raison du nombre extrêmement réduit de pièces mobiles, il y a donc extrêmement moins de friction et une faible inertie.
• Ce comparateur est idéal pour déterminer la conicité et l'ovalisation des alésages circulaires.
• La mesure est extrêmement petite et ne cause aucun dommage à la pièce. Mais il aide à nettoyer la poussière de la partie mesurée du jet d'air.

Désavantages

Le inconvénients des comparateurs pneumatiques inclure les éléments suivants.

• Ce ne sont pas pratiques.
• Ce comparateur nécessite un compresseur.
• Il ne convient pas à toutes les conditions écologiques.
• Le changement de température et d'humidité peut affecter leur précision.
• Ces comparateurs ont une réponse lente par rapport aux autres comparateurs.
• Ce comparateur nécessite un équipement auxiliaire élaboré comme un régulateur de pression précis.
• Il n'est pas économique par rapport aux comparateurs de type mécanique.
• L'échelle de ce comparateur n'est pas cohérente.
• Différentes têtes de mesure sont nécessaires dans ce comparateur ou différentes dimensions.
• Une erreur de ménisque se produit lorsque des tubes de verre sont utilisés comme dispositif indicateur.
• Il a besoin de différentes têtes de mesure pour vérifier différents types de pièces.
• Des composants auxiliaires sont nécessaires en plus comme un régulateur de pression, un filtre à air, etc.

Applications

Les utilisations ou applications des comparateurs pneumatiques comprennent les suivantes.

• Le comparateur pneumatique détecte le diamètre intérieur des pièces cylindriques.
• Ce comparateur est utilisé lorsqu'un grand nombre de pièces ou de cylindres doivent être testés.
• Ceux-ci sont largement utilisés pour contrôler automatiquement la taille des composants, comme les jauges à tampon.
• Ces comparateurs sont principalement utilisés pour le contrôle rapide d'un grand nombre de dimensions égales.
• Il est utilisé pour découvrir de combien la longueur change par rapport aux dimensions d'origine.
• Les diamètres intérieur et extérieur de la pièce peuvent être détectés à l'aide de ce comparateur.
• La rectitude et la planéité de la pièce peuvent être détectées.
• Ce comparateur permet d'analyser les Tappers & l'ovalité de la pièce.
• Il est également utile pour vérifier l'équerrage et la rondeur de la pièce.
• Les applications des comparateurs pneumatiques changent en fonction des types de têtes de mesure et du nombre d'orifices.
• Ces comparateurs peuvent être appliqués aux mesures de diamètre intérieur et extérieur et aux mesures d'épaisseur.
• Ces comparateurs sont très utiles pour vérifier la concentricité des pièces angulaires, la profondeur du trou borgne, l'entraxe du trou, la planéité du parallélisme, etc.

Ainsi, ceci est une brève information sur pneumatique comparateur – types , ses avantages, ses inconvénients et ses applications. Le comparateur pneumatique le plus fréquemment utilisé est le comparateur pneumatique Solex qui est conçu et commercialisé par l'industrie Solex Air Gauges Ltd aux États-Unis. C'est donc l'un des comparateurs pneumatiques les plus populaires. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un comparateur en électronique ?