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janvier 23, 2020

Débitmètres : définition et fonctionnement

Les débitmètres sont des instruments destinés à contrôler, mesurer ou enregistrer les taux de débit, le volume ou la masse des liquides ou des gaz. Avoir accès à ces données précises, fiables et à jour et pouvoir contrôler le débit est essentiel pour garantir la qualité des produits, une sécurité accrue de fonctionnement, un contrôle des coûts et la conformité réglementaire des opérations.
Les débitmètres sont des instruments destinés à contrôler, mesurer ou enregistrer les taux de débit, le volume ou la masse des liquides ou des gaz. Vous les connaissez aussi peut-être sous les noms suivants : indicateurs de débit, détecteurs de débit ou compteurs de liquides. Ces appareils permettent de surveiller précisément et/ou de contrôler ce qui circule dans un tuyau ou une canalisation, que ce soit de l'eau, de l'air, de la vapeur, du pétrole, des gaz et autres liquides. Les débitmètres adaptés à des applications spécifiques permettent aux gestionnaires d'installations, entrepreneurs en systèmes de contrôle, ingénieurs consultants et autres parties prenantes de :

  • Comprendre et contrôler les débits
  • Identifier les problèmes et améliorer l'efficacité des systèmes
  • Remédier aux problèmes d'équipement et au gaspillage

Avoir accès à ces données précises, fiables et à jour et pouvoir contrôler le débit est essentiel pour garantir la qualité des produits, une sécurité accrue de fonctionnement, un contrôle des coûts et la conformité réglementaire des opérations.

Différents types de débitmètres

Badger Meter propose différents types de débitmètres qui permettent d'améliorer les opérations dans les industries du bâtiment, du pétrole et du gaz, de l'eau et des eaux usées, de la chimie et de la pétrochimie, parmi lesquels on trouve les suivants :

  • Débitmètres à pression différentielle (PD)
  • Débitmètres volumétriques
  • Débitmètres à ultrasons
  • Débitmètres à effet vortex
  • Débitmètres Coriolis
  • Débitmètres électromagnétiques
  • Débitmètres à section variable
  • Débitmètres à turbine

DÉBITMÈTRES À PRESSION DIFFÉRENTIELLE

Les débitmètres à pression différentielle mesurent le débit d'un liquide dans un tuyau en y introduisant un rétrécissement qui crée une baisse de pression. Des capteurs de pression mesurent la pression avant et après le rétrécissement. La baisse de pression qui se produit à travers le rétrécissement est relative au carré du débit. Une baisse de pression plus importante est égale à un débit plus important.

Ces appareils conviennent à des utilisations avec des filtres, des échangeurs thermiques, des disconnecteurs hydrauliques, des pipelines, des conduits et plus encore. L'une des principales raisons pour lesquelles les gestionnaires d'installations optent pour les débitmètres à PD est qu'ils ne contiennent aucune pièce mobile, ce qui implique un entretien minimal.

DÉBITMÈTRES VOLUMÉTRIQUES

Les débitmètres volumétriques mesurent le débit volumétrique d'un liquide ou d'un gaz passant dans l'appareil en l'emprisonnant à intervalles répétés à l'aide de roues afin d'en mesurer le volume. Ce type de débitmètre inclut les modèles à piston rotatif, à disque oscillant, industriels et autres. Ces débitmètres sont souvent choisis pour leur haute précision, leur excellente répétabilité et leurs larges de taux de variation.

DÉBITMÈTRES À ULTRASONS

Les débitmètres à ultrasons mesurent la vitesse d'un fluide circulant à travers un tuyau soit grâce à l'effet Doppler, soit grâce à la méthode du temps de transit. La technique de l'effet Doppler mesure le décalage de fréquence des ondes sonores réfléchies par les bulles de gaz ou les particules présentes dans le flux d'écoulement. Elle est adaptée aux liquides aérés ou sales. La méthode du temps de transit mesure le différentiel de temps entre un signal envoyé vers l'amont et un signal envoyé vers l'aval du flux d'écoulement. Le différentiel est directement proportionnel à la vitesse de l'eau.

Les débitmètres à ultrasons sont souvent choisis pour leur exceptionnelle précision, leur entretien minimal et leur faible coût d'utilisation. Les modèles à pinces constituent des solutions non invasives et simples à installer, puisqu'elles ne requièrent ni incision de la conduite ni interruption du service.

DÉBITMÈTRES À EFFET VORTEX

Les débitmètres à effet vortex mesurent la vitesse des fluides, gaz et vapeurs selon un principe de fonctionnement appelé effet de Von Karman. Ils effectuent leurs mesures en plaçant un obstacle sur la trajectoire de l'écoulement (appelé barreau détecteur), qui entraîne la formation de tourbillons de pression différentielle alternée. Ces tourbillons entraînent l'oscillation d'un petit capteur dont la fréquence est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement du fluide. Le capteur convertit ensuite ce taux d'oscillation en un signal électrique, lui-même converti en une valeur de mesure quantitative. Les débitmètres à effet vortex sont souvent choisis pour leur vaste gamme d'applications, leur répétabilité et leur précision dans la mesure des liquides, des gaz et de la vapeur saturée. 

DÉBITMÈTRES CORIOLIS

Les débitmètres Coriolis mesurent le débit massique et la densité par inertie. L'appareil à débit ouvert et sans obstruction détermine le débit en mesurant directement la masse du fluide sur une large gamme de températures avec un degré de précision élevé. Lorsque le fluide circule dans les tubes du capteur, les forces induites par le débit massique provoquent une torsion des tubes, qui est proportionnelle à la masse. Les débitmètres Coriolis sont reconnus pour leur degré de précision impressionnant, leur facilité d'installation et leur capacité à mesurer à la fois le débit massique et la densité.

DÉBITMÈTRES ÉLECTROMAGNÉTIQUES

Les débitmètres électromagnétiques fonctionnent selon la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique pour mesurer la vélocité des liquides. Cette loi stipule qu’un conducteur qui se déplace dans un champ magnétique produit un signal électrique à même le conducteur, de façon directement proportionnelle à la vélocité de l’eau qui se déplace dans le champ. Lorsqu'un liquide s’écoule dans le champ magnétique, les particules conductrices présentes dans le liquide créent des variations de la tension dans le champ magnétique. Ceci permet de mesurer et de calculer la vitesse du débit d'eau dans la conduite.

Étant donné que les débitmètres électromagnétiques ne comportent aucune pièce mobile, ils constituent un choix idéal pour les applications de traitement des eaux usées, ou de tout au liquide sale ou à base d'eau. Les avantages qu'ils présentent incluent : un niveau minimal d'entretien, une large gamme de variations et une compatibilité avec les produits chimiques corrosifs. Ils sont également conformes aux exigences sanitaires requises pour les applications alimentaires.

DÉBITMÈTRES À SECTION VARIABLE

Les débitmètres à section variable mesurent le débit volumétrique des liquides et des gaz. Un orifice, placé à l'intérieur du piston, forme une ouverture annulaire avec le cône de mesure étalonné. Le dispositif du piston contient un aimant cylindrique en céramique couplé à un indicateur de débit externe, qui se déplace précisément en réponse directe aux mouvements du piston. Un ressort étalonné s'oppose à la poussée du liquide, réduisant ainsi la sensibilité à la viscosité. Les principaux avantages que présentent les débitmètres à section variable incluent : un faible coût, une simplicité de fonctionnement et d'entretien et le fait qu'ils n’exigent aucun composant électronique pour obtenir un relevé.

DÉBITMÈTRES À TURBINE

Les débitmètres à turbine utilisent l'énergie mécanique d'un liquide pour actionner un rotor se trouvant dans le flux d'écoulement. La vitesse de rotation du rotor est directement proportionnelle à la vitesse du fluide traversant la turbine. Ces débitmètres, qui mesurent avec fiabilité la vitesse des liquides, des gaz et des vapeurs, sont souvent choisis pour les avantages suivants : leur structure durable, le haut degré de précision qu'ils offrent pour un faible coût et leur répétabilité remarquable sur une vaste gamme de températures et de pressions.

Trouver le débitmètre approprié

Étant donné le large éventail de débitmètres disponibles, nous comprenons qu'il peut être difficile de savoir quel est le meilleur modèle pour votre application spécifique. Nos solutions de mesure du débit conviennent à de nombreuses industries. Si vous êtes à la recherche d'instruments de mesure du débit visant à améliorer la durabilité de votre installation, à corriger les inefficacités, à réduire l'entretien ou à remplacer un système vieillissant, contactez nos experts. Nous avons conscience de l'importance que les questions de coût, de temps d'arrêt et de maintenance revêtent quand il s'agit de trouver un nouveau débitmètre. Nous serons à l'écoute des exigences spécifiques de votre application et des objectifs que vous souhaitez atteindre et vous ferons la recommandation qui vous correspond le mieux afin que vous puissiez continuer d'exploiter votre installation et vous concentrer sur d'autres priorités.

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