Un câble de capteur peut paraître simple de l'extérieur, mais la gaine extérieure a une tâche difficile.

Il doit protéger les conducteurs, les fils des capteurs, les couches de blindage et les renforts internes de l'humidité, de l'abrasion, des changements de température, des produits chimiques et des contraintes mécaniques. Dans les applications de stockage de céréales, le défi devient encore plus grand car le câble peut rester enfoui pendant des années dans le blé, le maïs, le soja ou d'autres matériaux en vrac pendant que le grain se déplace, se dépose et frotte contre sa surface.

Choisir le bon matériau de gaine peut prolonger considérablement la durée de vie du câble. Choisir le mauvais capteur peut entraîner des fissures, des infiltrations d'eau, des conducteurs endommagés et des lectures de capteur instables bien avant que l'élément de détection lui-même n'atteigne la fin de sa durée de vie.

À quoi sert réellement une gaine extérieure de câble de capteur ?

La gaine est la couche protectrice externe du câble. Il ne transporte normalement pas le signal électrique, mais il affecte directement la façon dont le câble survit sur le terrain.

Une bonne gaine protège la structure interne du câble contre plusieurs types de contraintes à la fois :

• abrasion et contact répété
• humidité et condensation
• huiles et produits chimiques
• exposition au soleil et à l'extérieur
• températures basses et élevées
• flexion et flexion
• impact mécanique
• poussière et contamination

Pour un câble de capteur intérieur fixe, ces exigences peuvent être relativement modestes.

Un câble de température suspendu à l’intérieur d’un silo à grains de 20 ou 30 mètres fait face à un environnement complètement différent. Le grain est chargé, stocké et déchargé. Le câble reste à l’intérieur de cette masse en mouvement, où il subit encore et encore des forces de friction, de pression et de traction.

C'est pourquoi la sélection de la gaine du câble doit commencer par leapplication, pas avec le nom du matériau.

Matériaux courants de gaine de câble de capteur

Plusieurs matériaux sont largement utilisés pour les câbles de capteurs et d’instruments industriels. Chacun a des atouts, des limites et un environnement de travail idéal.

Il n’existe pas de « meilleure » veste.

Une gaine qui fonctionne exceptionnellement bien sur une machine robotisée peut être inutilement coûteuse pour un câble de température de grain stationnaire. Un matériau rigide qui fonctionne bien dans un silo peut être inconfortable à manipuler avec un instrument de mesure portable.

C'est l'environnement qui décide.

HDPE : un choix judicieux pour les câbles de surveillance à grain fixe

Polyéthylène haute densité, ouPEHD, est particulièrement intéressant lorsque la résistance à l'humidité et la protection mécanique importent plus qu'une flexibilité extrême.

Il a une faible absorption d’eau et une bonne résistance à de nombreux contaminants environnementaux. Sa surface relativement dure le rend également adapté aux câbles qui restent en contact avec des matériaux en vrac pendant de longues périodes.

Pour un câble de température des grains suspendu verticalement à l’intérieur d’un silo, cette combinaison est utile.

Le câble peut passer des années entouré de céréales. Chaque cycle de remplissage et de décharge crée un mouvement autour du câble, et la gaine doit protéger le noyau électrique de ce contact mécanique répété.

Le PEHD fonctionne également bien pour les sections extérieures de câbles industriels lorsque la formulation correcte stabilisée aux UV est sélectionnée.

Pour de nombreuses applications stationnaires de stockage de céréales, il offre un équilibre efficace entre :

durabilité + protection contre l'humidité + coût + résistance mécanique.

LLDPE : une protection similaire, plus de flexibilité

Polyéthylène linéaire basse densité, généralement appeléPEBDL, appartient à la même vaste famille de polyéthylènes, mais se sent sensiblement différent dans la construction pratique des câbles.

Il est généralement plus doux et plus flexible que le PEHD.

Cela est important lorsque le câble a un diamètre relativement grand ou doit être enroulé pendant le transport et l'installation. Un câble très rigide peut être difficile à manipuler, en particulier lorsque les installateurs travaillent sur des toits de silos ou acheminent de longues sections à travers des structures de support.

Le LLDPE offre toujours une forte résistance à l’eau et à l’exposition environnementale tout en facilitant le pliage du câble fini.

Pour cette raison, le LLDPE mérite souvent d’être envisagé pour :

• câbles de température multipoints
• câbles pour capteurs de température et d'humidité
• câbles de détection blindés de grand diamètre
• assemblages de câbles longs qui doivent être enroulés pour le transport
• applications nécessitant une flexibilité modérée sans passer à une construction PUR coûteuse

Le PEHD et le LLDPE doivent donc être considérés comme des outils différents plutôt que comme des matériaux concurrents.

Le PEHD favorise la rigidité et la protection mécanique.
Le LLDPE favorise la ténacité avec une flexibilité améliorée.

PVC : pratique et économique

Le PVC reste l’un des matériaux de gaine de câbles les plus utilisés car il est abordable, polyvalent et facile à traiter.

Les formulations modernes de PVC peuvent offrir une bonne résistance à l’abrasion et une résistance raisonnable à l’humidité, ce qui les rend adaptées à de nombreuses applications industrielles ordinaires. igus, par exemple, utilise le PVC dans ses familles de câbles industriels flexibles et souligne son rapport qualité-prix attractif pour les applications appropriées.

Le PVC a du sens pour :

• câblage du capteur intérieur
• armoires de commande
• câbles d'instruments courts
• équipement avec mouvement de câble limité
• projets sensibles aux coûts

Ses limites deviennent plus visibles dans des environnements plus difficiles.

Des températures très basses, une exposition extérieure intensive, des produits chimiques puissants ou des flexions à haute fréquence peuvent justifier le passage à un autre matériau.

Cela ne fait pas du PVC un mauvais matériau. Cela signifie simplement que la formulation et l’application doivent correspondre.

Matériaux de gaine de câble en PVC, PUR et TPE – igus

PUR et TPU : quand le câble doit bouger

Un câble fixe et un câble mobile subissent des types de contraintes très différents.

Si un câble est traîné à plusieurs reprises sur une machine, plié autour de rouleaux, acheminé dans un support de câble ou tordu par un équipement robotique, la flexibilité devient tout aussi importante que la protection de l'environnement.

C'est iciPUR ou polyuréthane, fonctionne particulièrement bien.

Les gaines PUR sont largement utilisées dans les applications de mouvement exigeantes car elles peuvent offrir une forte résistance à l'abrasion, aux entailles et aux coupures tout en restant flexibles. Les câbles industriels PUR sont également couramment conçus pour les environnements huileux ou chimiquement exigeants.

Par exemple, LAPP décrit des câbles industriels à gaine PUR conçus pour résister aux contraintes mécaniques, à l'abrasion, aux encoches et aux coupures, y compris les applications à flexion continue.

Le PUR ou le TPU sont donc un bon candidat pour :

• sondes de capteur portables
• équipement mobile de mesure de la température
• câbles pour chaînes porte-câbles
• systèmes robotiques
• câbles qui sont enroulés et déroulés à plusieurs reprises
• équipement exposé à l’abrasion et au mouvement

Cependant, pour un câble de silo à grains suspendu en permanence, ce niveau de flexibilité dynamique peut ne pas être nécessaire. Le PEHD ou le LLDPE peuvent souvent constituer une solution plus économique.

Exemple de câble LAPP PUR

TPE : conçu pour la flexibilité et les mouvements répétés

Élastomères thermoplastiques, ouLes TPE, combinent certaines caractéristiques du caoutchouc avec le traitement thermoplastique.

Le matériau est particulièrement utile lorsque des courbures répétées, des rayons de courbure serrés ou des mouvements à grande vitesse sont attendus. igus décrit les composés de câbles TPE comme étant adaptés aux charges mécaniques importantes ainsi qu'à l'exposition aux produits chimiques et aux températures extrêmes dans des conceptions de câbles appropriées. igus

Le TPE est souvent choisi pour les équipements mobiles sophistiqués plutôt que pour de simples installations de capteurs fixes.

Le matériel peut être excellent.

La question est de savoir si l’application en a vraiment besoin.

Les températures élevées et les produits chimiques agressifs nécessitent une stratégie différente

Les câbles standards en PE et PVC couvrent une vaste gamme d'applications industrielles, mais il existe des environnements dans lesquels les matériaux conventionnels cessent d'être pratiques.

Imaginez un câble de capteur installé à proximité d'un équipement de traitement chaud, à l'intérieur d'une usine chimique ou dans un système exposé à des solvants, des carburants et des acides.

La veste doit désormais survivre à bien plus que l’humidité et l’abrasion.

Des matériaux tels queFEP et PTFEdevenir attractif.

Alpha Wire, par exemple, spécifie des câbles industriels à gaine FEP conçus pour une exposition chimique extrême et une plage de températures allant d'environ -80 degrés à +200 degrés dans sa famille Xtra-Guard 5.

Ce niveau de performance a un prix, c'est pourquoi les vestes en fluoropolymère sont généralement utiles lorsque l'environnement l'exige réellement.

Câble Alpha Wire Xtra-Guard 5 FEP

Le grain semble doux lorsqu’il est tenu dans la main. A l’intérieur d’un grand silo, le comportement est très différent.

Des milliers de tonnes de matériaux produisent une pression importante. Lorsque le grain entre ou sort du silo, les particules se déplacent verticalement et latéralement autour des câbles de température.

Ce mouvement crée des frictions.

Le câble doit également tolérer la poussière, l'humidité et une éventuelle condensation tout en continuant à fournir des mesures de température fiables sur de nombreux cycles de stockage.

Les systèmes de surveillance de la température des grains utilisent donc des câbles de capteurs suspendus verticalement à plusieurs endroits dans le matériau stocké afin que les opérateurs puissent identifier les différences de température ou les points chauds en développement. Les systèmes commerciaux du monde réel utilisent ce même concept de câble distribué.

Une veste adaptée n’améliore pas directement la précision de la température, mais elle protège l’infrastructure physique qui permet de continuer à mesurer avec précision année après année.