Vue d’ensemble des Techniques de Mesure de Débit Massique

venturi flow meter diagram

Quelques principes de mesure du débit dominent le paysage de la technologie des flux, mais il existe une grande variété de façons de mesurer les débits qui pourraient ne pas se révéler sans un peu de recherche. Toute personne qui travaille avec le débit est susceptible de se familiariser avec les débitmètres thermiques, les instruments de débit basés sur la pression différentielle et les rotamètres , alors voici un aperçu de quelques technologies de débit dont vous pouvez moins entendre parler, selon votre spécialisation.

Ultrasons :

Doppler flow meter

Les débitmètres à ultrasons peuvent être une excellente option si vous avez besoin de mesurer le débit, mais vous ne pouvez pas installer un nouvel appareil invasif sur votre parcours de débit ; quelques transducteurs de compteur peuvent être attachés ou serrés directement à l’extérieur d’un tuyau ! Les deux méthodes utilisées par les débitmètres à ultrasons sont le Doppler et le temps de transit. Les deux types de compteurs émettent un faisceau ultrasonore dans le moyen fluide. Les compteurs Doppler mesurent le changement de fréquence du faisceau causé par l’effet Doppler, et utilisent la vitesse du son connue du fluide pour en déterminer le débit. Les débitmètres à temps de transit émettent deux faisceaux qui se réfléchissent dans les transducteurs de réception du compteur. Les temps d’émission des deux faisceaux peuvent être utilisés pour trouver à la fois la vitesse moyenne du fluide et la vitesse du son du fluide.

Débitmètres Magnétiques :

Les débitmètres magnétiques peuvent être utilisés pour mesurer les débits de liquide dans la mesure où ils sont suffisamment conducteurs et peuvent tolérer des liquides corrosifs ou agressifs. Les débitmètres magnétiques utilisent la loi de Faraday pour mesurer la vitesse des fluides conducteurs. Selon la loi de Faraday, tout conducteur se déplaçant à un angle de 90° par rapport à un champ magnétique subit une tension induite proportionnelle à la vitesse du conducteur. Le compteur crée un champ magnétique dans le trajet du fluide et utilise des électrodes en contact avec le fluide conducteur pour mesurer la tension induite. Le compteur calcule la vitesse du fluide en utilisant la tension mesurée, la force connue du champ magnétique émis et la distance entre les électrodes.

Optique :

Les lasers ont pénétré tant de technologies différentes, donc bien sûr, ils peuvent aussi être appliqués à la mesure de débit ! Les débitmètres optiques sont utilisés pour les fluides contenant de petites particules solides — ce qui pourrait causer un problème de colmatage pour d’autres techniques qui pourraient dépendre des dérivations capillaires ou d’autres restrictions au flux. Un laser brille perpendiculairement au flux d’écoulement et entre en collision avec une particule. La lumière diffusée par la particule est captée par un photo-détecteur qui génère un signal d’impulsion électrique. Un second laser positionné plus en aval du premier laser répète ce processus avec un second photo-détecteur, et la vitesse du gaz qui s’écoule est calculée comme la distance parcourue par la particule au cours du temps.

Venturi:

venturi flow meter diagram

Les dispositifs de type Venturi ont l’avantage d’être très peu coûteux, mais au détriment de la flexibilité. L’effet Venturi est une réduction de la pression causée par une constriction dans le trajet d’écoulement d’un fluide. Les capteurs de pression mesurent la pression avant et pendant la durée de la constriction, et le compteur calcule la vitesse du fluide en utilisant l’équation de Bernoulli ; Le principe de Bernoulli stipule que la vitesse d’un fluide est inversement proportionnelle à sa pression, donc diminuer la pression du gaz avec une constriction connue et mesurer la pression différentielle donne une mesure de débit. Cependant, sans un contrôle strict de la pression et de la température du système, le résultat est volumétrique, et non le débit massique, de sorte que les résultats que l’on obtienne peuvent varier en fonction des conditions environnementales.

Flux de pression différentielle laminaire :

Laminar flow element

Pour une précision élevée, une réponse rapide et un bon ratio de réglage des gaz propres et secs, de nombreux experts se tournent vers les techniques LDP [Laminar Differential Pressure, en anglais]. Les instruments Alicat mesurent la pression différentielle, tout comme les produits Venturi, le type de restriction est un peu différent mais d’une manière qui fait une énorme différence. Dans un instrument de débit Alicat, une pile de plaques et d’entretoises est utilisée pour laminariser le flux et créer une chute de pression ; cette pile est appelée un élément d’écoulement laminaire [laminar flow element, en anglais]. La laminarisation du flux abaisse le nombre de Reynolds du fluide et permet le calcul du débit massique en utilisant la température connue vs les données de viscosité et le nombre de Reynolds du fluide. Un capteur mesure la pression différentielle à travers une section de l’élément d’écoulement laminaire avec une chute de pression connue, un autre mesure la pression absolue du fluide et un capteur de température mesure la température du gaz. Tous ces paramètres, combinés aux constantes physiques du fluide programmées dans l’instrument, donnent au compteur Alicat tout ce dont il a besoin pour calculer le débit volumétrique et le débit massique.

Parce que les débitmètres Alicat recueillent non seulement les mesures de pression, volumétriques et de débit massique mais aussi les mesures de débit massique, ce sont des appareils multi-variables : vous pouvez utiliser les données qui vous intéressent le plus dans votre application. Pour de nombreux fans d’Alicat, cette polyvalence est l’une des meilleures raisons d’utiliser les débitmètres et contrôleurs Alicat. La mesure à la fois de la pression et du débit massique signifie que les utilisateurs peuvent contrôler le débit sur la base de l’un ou de l’autre, en utilisant une fonction de boucle contrôlée intégrée dans les contrôleurs de débit massique Alicat. Cela signifie être capable de mesurer le débit massique tout en contrôlant la pression, ou contrôler le débit massique tout en connaissant la pression. Les avantages sont le gain de temps, une précision améliorée et une réduction de la complexité des conceptions de votre système.

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