ISO 21360-1:2012

NORME ISO
INTERNATIONALE 21360-1
Première édition
2012-04-15
Technique du vide — Méthodes
normalisées pour mesurer les
performances des pompes à vide —
Partie 1:
Description générale
Vacuum technology — Standard methods for measuring vacuum-pump
performance —
Part 1: General description
Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés . 3
5 Méthodes d’essai . 5
5.1 Mesurage du débit volumique (vitesse de pompage) avec la méthode du flux . 5
5.2 Mesurage du débit volumique (vitesse de pompage) avec la méthode du diaphragme . 9
5.3 Mesurage du débit volumique (vitesse de pompage) avec la méthode d’aspiration .14
5.4 Mesurage de la pression de base .19
5.5 Mesurage du taux de compression et de la pression critique de refoulement .20
Annexe A (informative) Passage libre moyen de quelques gaz importants .24
Annexe B (informative) Incertitudes de mesure .25
Bibliographie .28
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 21360-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 112, Technique du vide.
Cette première édition de l’ISO 21360-1 annule et remplace l’ISO 21360:2007, dont elle constitue une
révision mineure.
L’ISO 21360 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Technique du vide — Méthodes
normalisées pour mesurer les performances des pompes à vide:
— Partie 1: Description générale
— Partie 2: Pompes à vide volumétriques
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés

Introduction
La présente partie de l’ISO 21360 est une norme de base destinée à mesurer les données de performance
des pompes à vide. Les méthodes spécifiées ici sont bien connues d’après les Normes internationales et
nationales existantes. En développant la présente partie de l’ISO 21360, l’objectif a été de fournir un seul
document contenant les mesurages des données de performance des pompes à vide et de simplifier les
développements futurs de normes spécifiques relatives aux pompes à vide.
Les normes spécifiques relatives aux pompes à vide contiendront une sélection adaptée de méthodes de
mesure issues de la présente partie de l’ISO 21360 afin de déterminer les données de performance, les
valeurs limites et les conditions spécifiques de fonctionnement sur la base des propriétés spécifiques du type
particulier de pompe. Chaque fois qu’il existe un écart entre la présente partie de l’ISO 21360 et la norme
spécifique, c’est la norme spécifique qui est valide.
NORME INTERNATIONALE ISO 21360-1:2012(F)
Technique du vide — Méthodes normalisées pour mesurer les
performances des pompes à vide —
Partie 1:
Description générale
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 21360 spécifie trois méthodes pour le mesurage de débit volumique ainsi qu’une
méthode pour le mesurage de la pression de base, une méthode pour le mesurage du coefficient de compression
et une méthode pour le mesurage de la pression critique de refoulement de la pompe à vide.
La première méthode pour le mesurage du débit volumique (la méthode du flux) est un concept de base dans
lequel un flux stable de gaz est injecté dans la pompe tout en mesurant la pression d’entrée. En pratique,
le mesurage du flux de gaz peut être compliqué ou inexact. Pour cette raison, deux autres méthodes sont
spécifiées pour éviter le mesurage direct du flux.
La seconde méthode pour le mesurage du débit volumique (la méthode du diaphragme) est utilisée pour
les très petits flux à de très faibles pressions d’entrée (sous vide élevé ou très élevé). Elle est basée sur le
mesurage du taux de compression dans un dôme d’essai à deux chambres séparées par une paroi comportant
un diaphragme circulaire.
La troisième méthode pour le mesurage du débit volumique (la méthode d’aspiration) est adaptée pour les
mesurages automatisés. Elle est basée sur l’évacuation d’un grand récipient. Le débit volumique est calculé
à partir de deux pressions, avant et après une période de pompage, et à partir du volume du dôme d’essai.
Différents effets comme les taux de fuite et de désorption, le refroidissement du gaz par une expansion presque
isentropique pendant la période de pompage et l’augmentation de la résistance du débit dans la conduite de
branchement entre le dôme d’essai et la pompe, engendrée par un débit moléculaire à basses pressions, ont
une influence sur les résultats de la mesure de pression et du débit volumique résultant.
Le choix des méthodes de mesure nécessaires dépend des propriétés des types spécifiques de pompe à vide,
par exemple le mesurage de la pression critique de refoulement n’est nécessaire que pour les pompes à vide
qui ont besoin d’une pompe de refoulement. Toutes les données mesurées sur une pompe à vide mais non
spécifiées dans la présente partie de l’ISO 21360 (par exemple le mesurage de la consommation d’énergie),
sont définies dans la norme spécifique relative à la pompe.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3529-2, Technique du vide — Vocabulaire — Partie 2: Pompes à vide et termes associés
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 3529-2 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
débit volumique
q
V
dV
q =
V
dt
où
V est le volume;
t est le temps.
[4]
[ISO 80000-4:2006 , 4-30]
EXEMPLE Dans le contexte de la présente partie de l’ISO 21360, le débit volumique est le volume de gaz qui, dans
des conditions de gaz parfait, s’écoule depuis le dôme d’essai à travers l’entrée de la pompe par unité de temps.
NOTE 1 Pour des raisons pratiques, le débit volumique d’une pompe donnée pour un gaz donné est considéré comme
égal, par convention, au rapport du flux de ce gaz et de la pression d’équilibre à un endroit donné. Le débit volumique est
exprimé en mètres cubes par heure ou en litres par seconde.
NOTE 2 Le terme «vitesse de pompage» et le symbole «S» sont souvent utilisés au lieu de «débit volumique».
3.2
pression d’entrée
p , p , p
1 d e
pression à l’entrée de la pompe, mesurée à un endroit défini du dôme d’essai
3.3
pression de base
p
b
pression obtenue dans le dôme d’essai après mise à l’épreuve de la pompe à vide et du dôme d’essai
Voir 5.4.
NOTE La pression de base est la valeur vers laquelle la pression dans le dôme d’essai s’approche de façon
asymptotique. C’est la plus basse pression qu’il est possible d’obtenir avec la pompe, mais il n’existe aucune méthode
pratique de mesure ou de spécification.
3.4
pression de travail maximale
p
1max
pression la plus élevée au niveau de l’entrée que la pompe à vide et le dispositif d’entraînement peuvent
supporter pendant une durée prolongée de fonctionnement sans être endommagés
3.5
pression de refoulement
p
pression à la sortie d’une pompe à vide
3.6
pression critique de refoulement
p
c
pression maximale de refoulement pour laquelle les conditions sont définies dans le manuel d’instructions ou
dans une norme spécifique relative à la pompe à vide en question
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés

3.7
taux de compression
K
rapport de la pression de refoulement, p , à la pression d’entrée, p , de la pompe à vide sans flux, exprimée
3 1
par l’équation:
p
K =
p
3.8
dôme d’essai
récipient à vide spécial, avec des dimensions, des diamètres et des brides de branchement définis précisément
sur des emplacements spécifiés, utilisé pour les mesurages de données de performances normalisées sur les
pompes à vide
3.9
flux
Q
quantité de gaz s’écoulant à travers un conduit, exprimée par l’équation:
pV
Q == pq
1 V
t
où
p est la pression de vide (élevé) à l’entrée;
q est le débit volumique de la pompe d’essai;
V
t est le temps;
V est le volume du dôme d’essai
3.10
débit de gaz normalisé
q
Vstd
débit volumique aux conditions de référence normalisées pour les gaz, c’est-à-dire 0 °C et 101 325 Pa
[1]
NOTE Les conditions de référence normalisées sont définies dans l’ISO 3529-1:1981 , 1.0.2.
4 Symboles et termes abrégés
Symbole Désignation Unité
a
diamètre intérieur de la conduite de branchement m
entre la pompe d’essai et la vanne à manœuvre rapide (Figure 6,
éléments 3 et 5)
A
section de la conduite de branchement entre la pompe d’essai m
et la vanne à manœuvre rapide (Figure 6, éléments 3 et 5)
3 3
C
conductance m /s (= 10 l/s)
d
diamètre du diaphragme m
D
diamètre interne du dôme d’essai m
D diamètre nominal du dôme d’essai m
N
K taux de compression de la pompe à vide avec un flux nul —
l longueur de la conduite de branchement entre la pompe d’essai m
et la vanne à manœuvre rapide (Figure 6, éléments 3 et 5)
passage libre moyen m
l
M masse molaire du gaz kg/mol
p pression atmosphérique normale — 101 325 Pa (définie dans Pa
[1]
l’ISO 3529-1:1981 , 1.0.2)
p pression de vide (élevé) à l’entrée Pa (ou mbar)
p pression de travail maximale à l’entrée Pa (ou mbar)
1max
p pression de vide dans la ligne de refoulement Pa (ou mbar)
pressions dans le dôme d’essai pour la méthode d’aspiration Pa (ou mbar)
pp,, p
tt t
12 3
mesurées avant et après les intervalles de temps, Δt , Δt , Δt
1 2 3
p , p , p pressions de base Pa (ou mbar)
b1 b2 b3
p pression de refoulement critique Pa (ou mbar)
c
p , p pressions dans le dôme d’essai pour la méthode du diaphragme Pa (ou mbar)
d e
Q flux de gaz de la pompe à vide Pa⋅l/s (ou mbar·l/s)
Q flux de gaz d’essai Pa⋅l/s (ou mbar·l/s)
r
q
débit volumique de la pompe d’essai l/s (ou m /h)
V
q débit volumique de la pompe de refoulement l/s (ou m /h)
VBP
q débit volumique aux conditions de référence normalisées ccsm (ou cm /min)
Vccsm
pour des gaz, c’est-à-dire 0 °C et 101 325 Pa
q débit volumique aux conditions de référence normalisées l/s (ou m /h)
Vstd
pour des gaz, c’est-à-dire 0 °C et 101 325 Pa
Q flux de gaz maximal que la pompe à vide peut supporter Pa⋅l/s (ou mbar·l/s)
max
sans être endommagée
R
constante des gaz parfaits 8,314 J/(mol·K)
T
température thermodynamique K
[1]
T 273,15 K (définie comme 0 °C dans l’ISO 3529-1:1981 , 1.0.2) K
T température du dôme d’essai K
D
T température du débitmètre K
f
u
incertitude de mesure —
V volume du dôme d’essai l, m
V volume du conduit de branchement entre la pompe d’essai l, m
i
et la vanne à manœuvre rapide (Figure 6, éléments 3 et 5)
δ épaisseur de la paroi du diaphragme à la hauteur du diamètre m
du diaphragme
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés

5 Méthodes d’essai
5.1 Mesurage du débit volumique
...