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Miser sur ses propres instruments de mesure : mesure de niveau du gel de silicone

À Schiltach, le service qui fabrique les électroniques est responsable de l'intelligence contenue dans les produits VEGA.

À Schiltach, le service qui fabrique les électroniques est responsable de l'intelligence contenue dans les produits VEGA. Chaque année, il produit plus d'un million de circuits imprimés pour les capteurs et les transmetteurs, dont une grande partie se retrouve dans l'électronique des capteurs. Pour assurer leur longévité dans des conditions d'utilisation souvent difficiles, ces circuits sont encapsulés dans un gel de silicone bicomposant spécial qui les protège. Mais avec quel instrument de mesure peut-on surveiller le niveau des réservoirs de gel pour garantir le fonctionnement continu de la machine d'encapsulation ? La réponse est évidente : c'est le capteur radar VEGAPULS 64 à 80 GHz.

Réservoirs de gel de silicone équipés des capteurs radar VEGAPULS 64.

Marcel Schrempp, chef du département fabrication des électroniques, est extrêmement satisfait de ces capteurs radar compacts. Ils mesurent avec une parfaite fiabilité le niveau des deux réservoirs de 200 l qui contiennent les composants liquides de ce produit de scellement baptisé Sylgard® 527, fournie par la société Dow Corning.

Il s'agit en l'occurrence de produits difficiles à mesurer avec la technologie radar : non conducteurs, ils ont une faible constante diélectrique de seulement 2,85. Mais ce sont justement ces caractéristiques qui permettent au produit de scellement de protéger l'électronique contre l'humidité, les courants de fuite et les surcharges électriques.

Au quotidien, grâce à leur petit raccord fileté de ¾", les capteurs mesurent le niveau à travers un raccord étroit, comme par un trou de serrure. Sur le marché actuel, seul le VEGAPULS 64, avec sa fréquence d'émission de 80 GHz, est capable d'offrir une telle focalisation. La mesure est affichée sur le poste de contrôle de la machine d'encapsulation, pour indiquer à l'opérateur quand il doit prévoir le remplacement des fûts.

Naturellement, la visualisation est aussi possible sur smartphone avec la nouvelle solution de paramétrage par Bluetooth.

L'écran de commande montre les réservoirs et la cuve tampon avec leur niveau actuel

Pour changer de réservoir, c'est très simple : enlever le capteur de l'adaptateur, dévisser l'adaptateur, refermer les fûts vides avec des bouchons, installer deux fûts pleins, remettre le capteur en place. Fini le temps où on utilisait des sondes capacitives pour mesurer le niveau ! Certes, la solution technique avait fait ses preuves, mais le changement de réservoir était nettement plus pénible : à chaque fois, il fallait mettre les sondes hors tension et les débrancher, puis les dévisser et extraire les longues tiges avant de répéter l'opération inverse sur les fûts pleins.

Cuve tampon avec deux capteurs capacitifs VEGACAL 63

Passons au process proprement dit : comment le gel de silicone parvient-il des réservoirs aux gobelets contenant l'électronique ? Une canne de prélèvement avec une pompe à vide aspire exactement la quantité nécessaire pour recharger deux petites cuves tampon de 36 l chacune. 

Poste de remplissage avec les deux mélangeurs statiques au centre de l'image. La pression est mesurée par quatre VEGABAR 17

Là aussi, le niveau est mesuré. Cette fois, on utilise des sondes capacitives VEGACAL 63 fixes. Deux pompes à vis excentrée assurent le prélèvement dans ces cuves en générant la pression de 3,5 bar nécessaire pour le remplissage. Ensuite, le produit passe par un mélangeur statique, puis par des buses de remplissage qui le déverse dans les gobelets contenant l'électronique. Ce mélangeur statique n'est rien de plus qu'un tube contenant une vis sans fin grâce à laquelle les deux composants sont mélangés au fil de leur progression.

La quantité nécessaire pour un gobelet est chronométrée
et s'écoule en 30 à 60 secondes. Au cours d'une journée ordinaire, on consomme ainsi une centaine de litres de produit, ce qui signifie un changement de fûts tous les quatre jours, pour remplir jusqu'à 250 000 gobelets par an. Après le mélange des composants, le gel durcit en quelques heures seulement et possède ensuite la solidité qui lui permet de protéger efficacement l'électronique du capteur contre les vibrations.


Cet exemple montre qu'il est toujours possible d'optimiser des solutions de mesure de niveau existantes. A ce jour, au-delà des nouvelles applications du VEGAPULS 64, plus de 10 000 solutions sont en service chez nos clients.

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