La profondeur d'insertion d'un capteur de température utilisé sur le terrain peut affecter la précision de la mesure. Dans la plupart des applications, la profondeur d'insertion est calculée par rapport à l'axe médian de la tuyauterie. Cette méthode convient à la plupart des applications. Cependant, pour les tuyaux de grand diamètre, les colonnes, les fours et d'autres applications de mesure de température, cette méthode n'est pas toujours appropriée. Elle peut entraîner des coûts de matériel inutiles ou compliquer l'installation et la fixation.

Lorsqu'un fluide s'écoule dans une tuyauterie, différentes vitesses d'écoulement peuvent donner lieu à deux principaux régimes d'écoulement : l'écoulement laminaire et écoulement turbulent.

La vitesse du fluide est généralement la plus élevée au centre du tuyau et la plus faible près de la paroi. Lorsque la vitesse d'écoulement est faible, le fluide s'écoule en couches avec peu de mélange entre elles. C'est ce qu'on appelle l'écoulement laminaire.

À mesure que la vitesse d'écoulement augmente progressivement, les lignes de courant commencent à osciller selon un motif ondulatoire. La fréquence et l'amplitude de ces oscillations augmentent avec la vitesse d'écoulement. C'est ce qu'on appelle l'écoulement transitoire.

Lorsque la vitesse d'écoulement devient suffisamment élevée, les lignes de courant ne sont plus clairement distinguables. De nombreux petits tourbillons se forment dans le champ d'écoulement et la structure laminaire se rompt. Les couches de fluide adjacentes ne font pas que glisser les unes contre les autres, elles se mélangent également. Le fluide se déplace alors de manière irrégulière, avec des composantes de vitesse perpendiculaires à l'axe du tuyau. Ce type d'écoulement est appelé écoulement turbulent.

Dans des conditions d'écoulement turbulent, le capteur de température doit seulement traverser la couche limite laminaire relativement fine près de la paroi du tuyau pour mesurer la température du fluide avec relativement peu de variation.

Dans des conditions d'écoulement laminaire, les variations de température en amont sont détectées d'abord au centre du tuyau, puis progressivement près de la paroi. Le changement de température détecté à environ un quart du diamètre du tuyau n'est que légèrement retardé par rapport au centre.

Pour cette raison, la profondeur d'insertion d'un capteur de température n'a pas toujours besoin d'atteindre le centre de la tuyauterie. C'est particulièrement important pour les tuyaux de grand diamètre. Sinon, le capteur de température devrait être inutilement long, ce qui augmenterait les coûts et le risque d'endommagement.

Pour garantir une mesure précise, l'élément sensible du capteur de température doit être complètement immergé dans le milieu mesuré.

Les longueurs d'immersion typiques requises sont les suivantes :

1. Mesure de gaz :

Thermocouple : la profondeur d'insertion doit être supérieure à 95 mm.

Sondes RTD et capteurs de température bimétalliques : la profondeur d'insertion doit être supérieure à 115 mm.

2.Mesure de liquide :

Thermocouples, RTD et capteurs de température bimétalliques : la profondeur d'insertion doit être supérieure à 46 mm.

3.Calcul de la profondeur d'insertion :
Profondeur d'insertion du capteur de température = longueur de raccordement + épaisseur de la paroi du tuyau + longueur d'immersion

4.Tuyauteries de petit diamètre :
Si le diamètre du tuyau de procédé est trop petit (inférieur à 80 mm), une section de tuyau élargie doit être installée lors du montage du capteur de température.

6.Mesure de la température dans les colonnes :
Pour les équipements de colonne généraux, lorsque le capteur de température est installé horizontalement, une profondeur d'insertion d'environ 300–400 mm est généralement suffisante.

Mesure de température dans les fours de chaudière :
Les capteurs de température sont généralement installés horizontalement. En excluant l'épaisseur du matériau réfractaire, un thermocouple ne nécessite de pénétrer que d'environ 150 mm dans le four.

Un choix judicieux de la profondeur d'insertion du capteur de température permet de garantir une mesure précise de la température tout en évitant des coûts inutiles et un endommagement potentiel du capteur.