Comment trouver le débitmètre optimal pour les liquides?

Pour permettre la mesure du débit des fluides, il existe un certain nombre de principes de mesure. Les différents principes de mesure, avec des avantages uniques, doivent être choisis en fonction des exigences spécifiques et de la tâche de mesure du béton.

Quel est le débit maximal attendu? La mesure du débit doit-elle être précise et rapide? Le procédé est-il abrasif ou chimiquement agressif? Estimer la température moyenne maximale? Quel espace d’installation est disponible? Laissez notre équipe expérimentée vous conseiller. Nous trouverons le bon principe de mesure et le dispositif de mesure idéal pour votre projet. Des décennies d’expérience et notre passion pour nos activités de base garantissent un excellent niveau de qualité.

Besoin de mesure individuelle et économie dans la mesure du débit

Les débits de liquides doivent être mesurés dans d’innombrables domaines d’application. Aussi divers que soient les applications, le nombre de débitmètres différents offerts sur le marché est aussi grand. Ici, on est littéralement gâté pour le choix.

Chaque type de débitmètre est adapté aux exigences spécifiques de certaines tâches de mesure. Il est crucial de définir exactement l’objectif de la mesure du débit.

Par exemple, remplir une quantité de concentré de jus avec une précision de 2% est tout à fait différent de surveillance d’un circuit d’eau de refroidissement avec un taux d’écoulement alarmant en dessous d’un niveau critique. Le remplissage correct d’une tasse de café chaud d’une machine distributrice impose des exigences complètement différentes sur un débitmètre que la détermination exacte d’une quantité de carburant à la pompe d’une station-service.

On trouvera ci-après une description des débitmètres de différents principes de mesure des liquides. L’accent est mis sur les types les plus connus disponibles sur le marché. Des informations supplémentaires peuvent servir de guide pour la sélection pratique d’un débitmètre optimal pour une tâche de mesure individuelle. Les avantages et les inconvénients sont résumés dans chaque cas.

Outre les caractéristiques techniques, le coût de propriété attendu devrait également contribuer de manière décisive à la décision d’achat. La détermination des coûts d’exploitation attendus n’est pas facile, car elle est constituée d’un grand nombre de coûts individuels.

Avant tout, c’est toujours le prix d’achat.

Toutefois, il y a aussi des coûts, par exemple pour

• panne en cas de défaut du dispositif
• Pertes de performance causées par les incertitudes de mesure
• coûts énergétiques pour le fonctionnement du débitmètre ou
• surmonter la perte de pression générée par elle
• Frais d’installation et de câblage
• l’espace nécessaire
• Poids
• Étalons d’écoulement requis
• interfaces d’affichage ou de sortie séparées

Le débitmètre approprié pour le travail est celui qui effectuera la tâche réellement nécessaire, de manière satisfaisante, à un coût acceptable et entièrement installé.

Débitmètres de différents principes de mesure en un coup d’oeil

Alors que tous les débitmètres peuvent utiliser la technologie la plus récente, les techniques de base sont assez bien établies.

Les débitmètres seront décrits en six grands groupes :

Dispositifs à pression différentielle	Débitmètre: Pitot-Tube, Plaque d’orifice, Débitmètre à zone variable
Dispositifs inférentiels	Débitmètre: Turbine de débit, Roue Pelton
Compteurs de déplacement positifs	Débitmètre: Équipement ovale
Dispositifs fluidiques	Débitmètre: Vortex
Dispositifs de mesure de la vélocité	Débitmètre: électromagnétique, UltraUltrasonic-Flow-Metersonic
Compteurs de débit massique	Débitmètre: Débitmètre de masse de Coriolis; Débitmètre de masse thermique

Dispositifs à pression différentielle

La mesure du débit selon le principe de la pression différentielle est la méthode originale, mais pas nécessairement la meilleure. Il peut être utilisé pour des applications simples et critiques.

Pitot-Tube

Avantage Pitot-Tube

Le tube Pitot est un composant mécanique simple avec de petites dimensions. Il peut donc être monté exactement au point où la vitesse doit être mesurée.

Inconvénient Pitot-Tube

En raison de son emplacement exposé dans le courant d’air, le tube Pitot est sensible à la saleté, aux insectes, à l’eau et au givrage. Pour les aéronefs capables de voler dans des conditions de vol aux instruments, un tube pitot chauffé est obligatoire en raison du risque de givrage.

Plaque d’orifice

Avantage Plaque d’orifice

Il n’y a pas de parties mobiles dans le fluide ou le gaz. Le système peut être utilisé dans des conditions extrêmes telles que des pressions et des températures élevées. Avec une sélection correcte du matériau de la plaque d’orifice, un fonctionnement sans usure et une longue durée de vie sont réalisés.

Plaque d’orifice de désavantage

Une baisse constante et significative de la pression entraîne une perte d’énergie et une augmentation des coûts d’exploitation. La portée de mesure utilisable est limitée et ne dépasse généralement pas 1:10. Des redresseurs de débit en amont et en aval sont nécessaires pour la rectification du débit. Coûts d’installation élevés en raison de la conception globale complexe consistant en une plaque d’orifice, des vannes d’arrêt, des redresseurs d’écoulement, des tuyaux et un émetteur de pression différentielle.

Débitmètres de zone variable

En raison de ce principe, le flotteur s’installe à une certaine valeur mesurée lorsque les forces sont équilibrées. Cette valeur mesurée correspond au débit volumétrique et peut être lue sur l’échelle via le bord supérieur du flotteur.

Avec des débitmètres optiques variables simples, des plages de débit de 10:1 à des vitesses inférieures à 1% sont possibles. La plupart des appareils peuvent être équipés d’un robinet à électrons qui fournit une sortie analogique pour le traitement du signal. Tous ces dispositifs peuvent avoir des sorties analogiques ou des sorties d’alarme électroniques, entraînées par un aimant dans le flotteur ou le rabat.

Avantage Variable Débitmètres de surface

Les débitmètres variables sont relativement simples et peu coûteux à fabriquer. Un débitmètre optique à zone variable ne nécessite pas d’alimentation externe.

Voici d’autres avantages :

• Affichage sur place sans énergie auxiliaire
• Indépendance de la conductivité électrique
• Mesure des débits de gaz et de liquides les plus faibles
• haute répétabilité

Désavantage Débitmètres de zone variable

Les débitmètres à surface variable doivent être étalonnés pour le fluide correspondant. Pour les données sur les fluides déviants, l’échelle doit être convertie en VDE/VDI 3513. Normalement, ils ne conviennent qu’à une installation verticale avec un flux de bas en haut. Les variantes avec résistance à ressort intégrée peuvent également être utilisées dans d’autres positions de montage.

Dispositifs inférentiels

Les appareils de mesure inferentiels les plus connus sont les turbines à débit et les compteurs d’hélice. Dans ces dispositifs, la vitesse du fluide d’écoulement génère d’abord une rotation de l’hélice.

La vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse d’écoulement et est convertie en débit volumétrique avec la section transversale constante du tuyau.

Turbines à flux

Turbines à flux sont les débitmètres les plus fréquemment utilisés du groupe de dispositifs de mesure indirecte. Leur fonctionnement est simple et facile à comprendre. Il s’agit essentiellement d’une roue à turbine à flux axial (hélice) qui est installée dans un tuyau. Le milieu circule autour des lames de la roue de turbine et la met en mouvement rotatif. À mesure que le débit moyen augmente, la vitesse du débit augmente et la vitesse de la turbine augmente également. La vitesse de rotation est détectée isolée des milieux de processus au moyen d’un capteur de bobines d’induction. Comme la vitesse est proportionnelle à la vitesse du débit, le calcul du débit est facile à effectuer.

Les turbines à débit sont relativement petites et ont généralement le même diamètre que les tuyaux de traitement. Grâce à cette conception tubulaire, les mesures peuvent être effectuées facilement à des pressions et températures élevées. Tous les compteurs Turbine sont sensibles aux changements de viscosité et peuvent être étalonnés pour obtenir des résultats optimaux si la viscosité du liquide change par la température. Toutes les turbines à flux sont aussi bonnes que leurs roulements. Plus la turbine est petite, plus les caractéristiques de roulement du roulement sont importantes, car l’énergie disponible du fluide doit être suffisante pour surmonter le frottement du roulement.

Sans correction supplémentaire, on peut atteindre jusqu’à 0,25% à une plage de débit de 1:10. Fonctionné par un Ordinateur de flux, des précisions allant jusqu’à 0,05 % avec une plage de débit de 1:100 peuvent être réalisées. Des pulsations, des signaux analogiques ou des interfaces numériques sont disponibles pour le traitement ultérieur du débit mesuré.

Avantages Turbine de débit

La conception miniaturisée permet d’installer le compteur de turbine dans des applications où l’espace est limité. La vitesse de rotation est détectée isolée des milieux de processus au moyen d’un capteur de bobines d’induction. Par conséquent, les mesures peuvent être effectuées même à des pressions de procédé très élevées. En raison de la séparation du rotor de turbine et des milieux électroniques inflammables et agressifs peut être mesuré sûr et fiable.

Inconvénients Turbine de débit

Les turbines à débit sont constituées de matériaux exposés à des pièces en mouvement mécanique comme le rotor et les roulements. Dans les applications avec des milieux qui changent fréquemment, un nettoyage ou une stérilisation sans résidus ne peut être réalisé qu’avec un grand effort.

Roue Pelton

En général, les dispositifs de roue axiale ou Pelton sont fabriqués dans des plastiques d’ingénierie modernes moulés, qui sont résistants à la corrosion et peuvent être munis de connecteurs à fluide push-on, de barres de tuyau ou de fils à vis. L’ingénierie personnalisée de ces connexions leur permet d’intégrer des dispositifs de montage de panneaux ou de cloisons adaptés à l’application, et le métier de câblage électrique et les terminaisons peuvent également être personnalisés. En raison de faibles coûts de fabrication, les compteurs de roue de pelton sont particulièrement adaptés aux applications OEM comme la distribution de boissons. Les appareils équipés de compteurs LCD intégrés alimentés par batterie sont utilisés dans les distributeurs automatiques pour surveiller les unités de volume distribuées.

Avantage Roue Pelton

En plus des faibles coûts de fabrication, les avantages des compteurs d’hélice comprennent leur capacité à mesurer des débits très faibles jusqu’à 10 ml/minute.

Roue Pelton désavantageuse

Les inconvénients de ce type de compteur sont le boîtier relativement grand par rapport à la taille de la ligne et une baisse de pression plus importante par rapport à la turbine de mesure, et une plus faible précision.

Compteurs de déplacement positifs

Il existe de nombreux types de compteurs de déplacement positifs:

• Équipement
• Rapport ovale
• Roue coulissante
• piston oscillant
• Vis hélicoïdales
• et beaucoup plus

Tous ont le même mode de fonctionnement de base en ce qu’ils prennent un volume discret de liquide et le passent de l’entrée à la sortie sans perte ni glissement.

Les volumes de la chambre de mesure peuvent être déterminés avec précision et restent constants. Les appareils de haute qualité obtiennent une précision de 0,1% sur une large plage de débit. En raison de leur conception, les compteurs de déplacement positifs fonctionnent plus précisément à des viscosités plus élevées, car les milieux plus visqueux minimisent davantage les pertes d’écart des chambres de mesure et étendent la plage de débit minimum utilisable.

Équipement ovale

Les compteurs de vitesse ovales sont disponibles avec un couvercle transparent à bride qui permet l’observation visuelle des rapports rotatifs comme simple indication de débit immédiat. Pour correspondre aux propriétés du fluide, les pièces du boîtier peuvent être en acier inoxydable, en aluminium ou en PEEK. Un capteur Hall est incorporé pour mesurer la vitesse de vitesse ovale. Il utilise l’effet Hall pour détecter les aimants céramiques incorporés dans les engrenages ovales.

Des boîtiers en aluminium miniaturisé ont été mis au point pour les applications dans les appareils médicaux portatifs ou les bras robotiques, où de petites dimensions et de faible poids sont nécessaires. L’application sur les bras du robot surveille le flux d’huile hydraulique vers les outils de presse.

Avantage Équipement ovale

• construction simple et fiable
• entretien sur place possible (faible effort d’entretien)
• sortie des impulsions
• précision jusqu’à 0,5 %
• Agrément ATEX
• des roulements simples assurent un fonctionnement parfait et une longue durée de vie

Équipement ovale de désavantage

• chute de pression élevée
• le tuyau doit être rempli de milieu et donc exempt d’air
• nécessité d’installer un filtre en cas de contamination du milieu
• aucun nettoyage avec air comprimé possible
• blocs de compteurs en cas de défaut (pas de débit possible)
• la surcharge entraîne des mesures défectueuses et conduit à l’usure

Débitmètre Vortex

Le principe des débitmètres de vortex est basé sur la rue du vortex de Kármán, où des vortex contre-rotatifs se produisent derrière un corps passé par le fluide. L’effet a déjà été découvert en 1513 par Leonardo da Vinci et utilisé pour décrire les débits de rivière. Ces rues dites vortex ont ensuite été calculées pour la première fois en 1912 par Theodore von Kármán et constituent la base de la technologie de mesure actuelle.

Débitmètre Vortex

Ce qui suit s’applique aux débitmètres dits vortex : si un milieu fluide rencontre un obstacle, les fluctuations de pression sont construites dans le milieu qui conduit à l’éviction du vortex à cet obstacle.

Un exemple particulièrement frappant est les drapeaux flottants sur un mât de drapeau.

Les débitmètres Vortex utilisent ce phénomène.

Par des obstacles géométriques définis, des corps dits vortex ou tourbillonnants, l’excrétion du vortex est générée dans le débitmètre et sa fréquence est enregistrée avec un capteur. De ce fait, le débit dans les liquides, les gaz et la vapeur peut être déterminé. La détection fiable des tourbillons est assez difficile et dépend en particulier de la présence de bruits étrangers dans le pipeline. Les débitmètres Vortex disponibles sur le marché diffèrent grandement en ce qui concerne le capteur qui capte la fréquence des ruptures de vortex. Essentiellement, il faut distinguer ici l’utilisation de capteurs de pression qui enregistrent la fréquence directement sur la base des fluctuations de pression (mise en œuvre, par exemple, avec des capteurs capacitifs, des membranes ou des éléments piézo), des jauges de contrainte qui sont mises en oscillation par les tourbillons qui correspondent à la fréquence du vortex, ou des thermistors qui sont périodiquement refroidis à différents degrés par les tourbillons (l’évaluation est alors généralement effectuée dans un circuit de pont).

Avantages Débitmètre Vortex

• coûts d’installation moins élevés
• chute de basse pression
• grande plage de débit jusqu’à 45:1
• réponse rapide jusqu’à 0,5 seconde
• précision 0,75 % de la lecture pour les liquides et 1,00 % de la lecture pour les gaz
• Les propriétés moyennes telles que la densité et la viscosité n’ont aucune influence sur la précision de mesure des nombres de Reynolds >20000.
• Peut fonctionner à une grande plage de température allant de -200 °C à +400 °C

Disadvantages Vortex Flow Meter

• une sensibilité relativement élevée à la contamination
• sensibilité aux vibrations dans le système
• la vitesse minimale requise pour la formation de tourbillons mesurables est toujours significativement supérieure à zéro;
• La mesure est limitée à une seule direction de débit

Dispositifs de mesure de la vélocité

Dans un monde idéal, le débitmètre serait une section de tuyau sans intrusions et donc aucune chute de pression. Deux types de compteurs disponibles sur le marché sont très proches de cela : les débitmètres électromagnétiques et ultrasoniques utilisent tous les deux des perçages à tuyaux complets, mesurent la vitesse du liquide et sont intrinsèquement bidirectionnels.

Débitmètre électromagnétique

Le liquide conducteur à mesurer circule à travers un tube en matériau non magnétique, qui a une doublure isolante électriquement à l’intérieur. Un champ magnétique orienté perpendiculairement à la direction de l’écoulement est appliqué de l’extérieur au moyen de bobines. Les porteurs de charge, ions ou particules chargées, présents dans le liquide conducteur, sont déviés par le champ magnétique : les porteurs de charge positifs à gauche, par exemple, et les porteurs de charge négatifs à droite. Une tension est générée aux électrodes de mesure disposées perpendiculairement au champ magnétique à la suite de la séparation de charge, et cette tension est enregistrée par un appareil de mesure. Le niveau de la tension mesurée est proportionnel à la vitesse d’écoulement des porteurs de charge, c’est-à-dire à leur vitesse d’écoulement. En raison de la disposition des bobines, un champ magnétique est généré qui est uniformément réparti sur toute la section transversale du tube. Les asymétries du profil d’écoulement, causées par l’absence de redresseurs d’écoulement, n’affectent pas la précision du magmètre.

Les aimants peuvent avoir une plage de débit jusqu’à 1:100, sont disponibles pour une large gamme de diamètres de tuyaux, et ont une baisse de pression faible. Ils peuvent être utilisés sans problèmes pour les milieux critiques tels que les eaux usées, les boues ou la pulpe et, avec une sélection minutieuse du matériau de l’électrode, aussi pour les liquides agressifs. Pour que le principe de mesure fonctionne, les fluides à mesurer doivent avoir une conductivité minimale.

Avantages Débitmètre électromagnétique

• Indépendance de la pression, de la densité, de la température et de la viscosité.
• la possibilité de mesurer les liquides à charge solide tels que les boues, les boues de pulpe ou les produits agressifs et corrosifs;
• pas de pièces mobiles donc, pas d’usure
• chute de très faible pression
• pas d’interférence interne, la trajectoire de mesure correspond au pipeline
• très facile à nettoyer, CIP/SIP
• haute précision même sous charge solide et avec inclusions de gaz
• haute répétabilité et stabilité à long terme
• minimum d’entretien et de service

Inconvénients Débitmètre électromagnétique

• Conductivité minimale de 5 μS requise
• température maximale moyenne env. 200 °C
• vitesse d’écoulement minimale env. 0,5 m/s
• a tendance à des inexactitudes dans la gamme d’eau brute, car les dépôts de fer peuvent réduire la coupe transversale nominale

Débitmètre à ultrasons

Débitmètres à ultrasons mesurer la vitesse d’un milieu fluide (gaz, liquide) à l’aide d’ondes acoustiques. Ce dispositif de mesure du débit se compose de deux parties, le capteur de mesure réel (capteur ultrasonique) et un dispositif de traitement des données (transmetteur ou transducteur). La méthode la plus couramment utilisée utilise le principe de la mesure de la différence de temps de transit. Pour cette méthode, le milieu doit être aussi homogène que possible et ne contenir qu’une petite quantité de matière solide.

En termes simplifiés, considérez deux bateaux traversant une rivière en diagonale sur la même ligne, l’un dans la direction du débit et l’autre dans la direction opposée. Le bateau se déplaçant dans le sens de l’écoulement prend un temps beaucoup plus court pour atteindre la rive opposée. Les ondes ultrasonores se comportent de la même manière. Une onde sonore se propage plus rapidement dans la direction de l’écoulement du milieu mesuré que l’onde sonore dans la direction opposée.

Les temps de déplacement sont mesurés en continu. La différence de temps de transit des deux ondes ultrasoniques est donc directement proportionnelle à la vitesse moyenne du débit. Le volume d’écoulement par unité de temps est le résultat de la vitesse moyenne d’écoulement multipliée par la section transversale respective du transducteur.

Pour les très grands diamètres nominaux ou pour les profils asymétriques de débit causés par les pliages ou les raccords des tuyaux du côté de l’entrée, plusieurs sections ultrasoniques disposées différemment sont installées pour accroître la précision de la mesure du débit en faisant la moyenne du profil de débit sur la surface de la section transversale.

Les premiers débitmètres à ultrasons développés vers 1978 ont fonctionné selon la méthode dite Doppler. L’application de ce principe de mesure nécessite un milieu inhomogène chargé de solides ou de bulles d’air. Dans la version la plus simple, on utilise un seul transducteur à ultrasons qui agit à la fois comme émetteur et récepteur d’ondes acoustiques. Un signal ultrasonique est envoyé dans le fluide. Une partie de l’énergie acoustique est dispersée par les inhomogénéités (particules ou bulles d’air) et réfléchie au récepteur. Après un temps spécifié, l’émission d’impulsions est répétée. Sur la base des différences de temps de transit des échos de diffusion entre les émissions successives d’impulsions, le mouvement des particules de diffusion et, par conséquent, la vitesse d’écoulement dans la direction axiale peuvent être déduits.

Avantages Débitmètre à ultrasons

La mesure du débit acoustique présente plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes de mesure. La mesure est largement indépendante des propriétés des milieux utilisés, comme la conductivité électrique, la densité, la température et la viscosité. L’absence de pièces mécaniques mobiles réduit l’entretien et il n’y a pas de perte de pression due à la constriction transversale. Une large plage de mesure figure parmi les autres caractéristiques positives de cette méthode.

Inconvénients Débitmètre à ultrasons

Des redresseurs de débit pour un profil symétrique ainsi que des dispositifs avec plusieurs sections ultrasonores intégrées sont nécessaires. En outre, une précision relativement faible de seulement environ. 1 % de résultats.

Compteurs de débit massique

Un débitmètre massique, aussi connu sous le nom de débitmètre à inertie, est un dispositif qui mesure le débit massique d’un liquide se déplaçant dans un tuyau. Le débit massique est la masse du fluide passant par un point fixe par unité de temps.

Le débitmètre massique ne mesure pas le volume par unité de temps (p. ex., mètres cubes par seconde) traversant l’appareil, mais la masse par unité de temps (p. ex., kilogrammes par seconde). Le débit volumique est le débit massique divisé par la densité du fluide. Si la densité est constante, la relation est simple. Si la densité du fluide varie en fonction de la température et de la pression, par exemple, une correction doit être apportée.

Compteurs de débit massique de Coriolis

Avantages Compteurs de débit massique de Coriolis

• système de mesure universel pour la masse, la densité et la température, indépendamment de la conductivité, des lisseurs de débit, du profil de débit, de la densité moyenne et donc de la pression et de la température
• mesure du débit massique direct sans conversion
• très haute précision (généralement ± 0,15 %, capteurs spéciaux jusqu’à ± 0,05 %)
• principe de mesure multivariable, mesure simultanée du débit massique, de la densité et de la température
• pas de parties mobiles (les tubes de mesure bougent au maximum de 30 μm, on parle donc de pas de mouvement – donc sans usure).

Désavantage Compteurs de débit massique de Coriolis

• Niveau de prix relativement élevé
• Restrictions dans l’application avec médias multiphasés ou haute teneur en gaz
• Les dépôts peuvent entraîner des erreurs, en particulier lors de la mesure de la densité
• Un choix limité de matériaux pour les pièces mouillées, la corrosion doit faire l’objet d’une attention particulière
• Nécessité d’homogénéité du milieu à mesurer
• Perte de pression

Débitmètres de masse thermique

Les débitmètres-masse thermiques sont capables de mesurer directement le débit-masse. Cela contraste avec la plupart des autres méthodes, qui mesurent le débit volumétrique et exigent des mesures séparées de la température et de la pression pour calculer la densité et finalement le débit massique.

Les débitmètres thermiques peuvent être divisés en trois principes de capteur différents:

• Principe de contournement pour les gaz
• Principe de l’Inline/CTA pour les gaz
• Principe d’Inline/CTA pour les liquides

Principe de contournement pour les gaz

Comme le montre la figure A, une partie du gaz traverse le capteur, qui est chauffé par le chauffage RH. Il en résulte une différence de température croissante entre T1 et T2 à mesure que le débit massique augmente, comme le montre la figure B. La différence de température est directement proportionnelle au débit massique. Sur le plan électrique, les températures T1 et T2 sont enregistrées par les deux résistances de mesure RT1 et RT2.

Si aucun débit n’est mesuré, la différence de température entre les deux points est de zéro. Si le débit augmente, la température au premier point de mesure (T1) diminue parce que le liquide dissipe la chaleur (comme le montre la figure B). En même temps, la température au deuxième point de mesure (T2) augmente parce que le fluide transporte de la chaleur avec lui. Un débit plus important entraîne une différence de température plus importante, et cette différence de température est directement proportionnelle au débit massique. D’un point de vue électrique, les températures T1 et T2 sont les résistances dépendantes de la température RHT1 et RHT2.

Principe de l’Inline/CTA pour les gaz

Le CTA est l’abréviation « Anémométrie de température continue », qui est aussi appelée mesure directe du débit ou mesure en ligne. Dans ce principe de fonctionnement, aucun capteur de dérivation n’est utilisé; tout le débit est en contact direct avec le capteur de débit. Dans le cadre des diverses méthodes de mesure du débit, la mesure du débit massique thermique fondée sur le principe CTA est utilisée pour les gaz et les liquides. Les débitmètres massiques basés sur le principe CTA couvrent une grande variété d’applications de mesure et de contrôle dans presque toutes les industries.

Les débitmètres massiques avec un capteur en ligne (pas de dérivation) se composent d’un canal d’écoulement droit dans lequel deux sondes en acier inoxydable sont intégrées. Une de ces sondes agit comme un chauffage, tandis que l’autre sens la température. Une différence de température constante (ΔT) est créée entre les deux capteurs. L’énergie qui doit être appliquée pour maintenir ce delta-T est proportionnelle au débit massique. Sur la base de ce concept, il est possible de mesurer le débit sans perte de pression. La petite chute de pression inévitable qui se produit néanmoins est causée par les ports de gaz et l’écran de maille qui sont encastrés dans le corps de l’instrument pour le conditionnement du flux. Par rapport aux débitmètres thermiques classiques et aux régulateurs de débit massique selon le principe de dérivation, la conception des débitmètres directs selon le principe CTA (anémométrie à température constante) est beaucoup moins sensible à l’humidité et à la contamination dans le milieu mesuré.

Principe d’Inline/CTA pour les liquides

Les capteurs de débit massique thermique pour liquides basés sur le principe CTA n’ont pas les sondes avec lesquelles les capteurs adaptés aux gaz sont équipés. Dans les débitmètres de masse pour liquides, le capteur est construit autour d’un tube en acier inoxydable, sans pièces mobiles ni obstructions. L’unité de chauffage et de capteur est disposée autour du tube. Selon le principe CTA, une différence de température constante (ΔT) est générée. Dans ce cas, le premier élément agit comme capteur de température et le deuxième élément agit comme un chauffage, comme le montre la figure A. Le chauffage est chauffé à une certaine différence constante de température (ΔT) au-dessus de la température moyenne. Le débit massique réel est calculé en mesurant l’énergie variable nécessaire pour maintenir la différence de température constante pendant que le fluide circule à travers le capteur.

Avantages débitmètre de masse

• pas de parties mobiles dans le flux, comme par exemple avec des turbines ou des flotteurs, de sorte que ce capteur peut également être utilisé avec des flux chargés en corps solides
• le milieu à surveiller ne touche qu’un seul matériau
• conception compacte
• un capteur (sonde) pour différentes tailles nominales
• chute de basse pression
• pressions de fonctionnement élevées, jusqu’à 200 bars

Débitmètre de masse des inconvénients

• Ne peut être utilisé que dans la plage de température inférieure max. 70 °C

Résumé: Tableau de sélection des débitmètres selon les caractéristiques requises

Le tableau ci-dessous présente un bref résumé des débitmètres décrits et de leur pertinence pour différentes applications.