Technologie de mesure du débit, du débit massique et de la vitesse d’écoulement

ExactSonic II - Débitmètre à ultrasons mobile pour les liquides

Le principe de mesure est également désigné sous le nom de «méthode différentielle du temps de transit par ultrasons». La mesure du débit des liquides avec cette technique consiste en l’envoi d’impulsions ultrasoniques à travers le fluide en alternance dans le sens de l’écoulement et dans le sens inverse. Les capteurs fonctionnent alternativement comme émetteurs et comme récepteurs. Le temps de transit des signaux sonores qui traversent le fluide dans le sens d’écoulement est inférieur au temps de transit des signaux dans le sens inverse de l’écoulement. La différence de temps Δt, mesurée sur le trajet parcouru par le son, permet de calculer la vitesse d’écoulement moyenne des liquides. La vitesse d’écoulement mesurée et la section de conduite calculée permettent ainsi au débitmètre de déterminer le débit volumique.  

Le principe de mesure du débit par ultrasons présente de nombreux avantages 

Par exemple, des résultats de mesure précis en quelques minutes, une simplicité d’utilisation, la non-interruption du processus pour la mesure du débit , l’absence d’obstruction dans la section de conduite. En conséquence, il n’y a aucune perte de pression, d’où un gain de temps et une réduction des coûts grâce au montage aisé des débitmètres sur les conduites.

Avantages d’une mesure non invasive avec un débitmètre à ultrasons:

  • Montage sur une installation en fonctionnement sans interruption du processus
  • Montage aisé et économique
  • Bonne mobilité grâce à son faible poids et son design ergonomique
  • Idéal pour une utilisation dans le cadre de travaux de maintenance et de mise en service
  • Inspection d’installations de mesure fixes

La mesure du débit par ultrasons offre, entre autres, les avantages techniques suivants sur les autres méthodes de mesure:

  • La mesure s’affranchit en grande partie des propriétés physiques du fluide comme, par exemple, la conductivité électrique, la densité, la température et la viscosité
  • Sur le plan technique, aucun composant mobile n’est employé
  • Aucun élément mécanique n’est inséré à l’intérieur de la conduite
  • Il ne se produit donc aucun rétrécissement de la section dans la conduite
  • La mesure du débit par ultrasons ne provoque aucune chute de pression dans le système
  • Ce procédé de mesure ne nécessite pratiquement aucune maintenance

Avantages du débitmètre sur le plan de la mesure:

  • Pas de contact avec le produit
  • Indépendance vis-à-vis des caractéristiques du fluide (propriétés des liquides), par ex. pression, température, conductivité, viscosité
  • Disponibilité illimitée de l’installation car aucune intervention dans le processus
  • Pas de perte de pression lors de la mesure du débit, aucun risque de fuite, aucun frais de nettoyage
  • Le principe de mesure ne permet aucune erreur de mesure liée à l’obstruction des conduites d’impulsion
  • Détection des vitesses d’écoulement les plus minimes (min. 0,2 m/s) >> d’où une importante dynamique de mesure

Avantages de la mesure du débit par ultrasons en termes de coûts :

  • Adaptation ultérieure aisée du débitmètre
  • Faibles coûts d’installation et d’entretien
  • Pas de frais de maintenance et de nettoyage des capteurs utilisés

d’où un excellent rapport coût / efficacité. 

Utilisation / Fluides de mesure / Cas d’application d’un débitmètre à ultrasons dans votre secteur d’activité:

Mesure du débit de liquides dans des tubes/conduites, des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, inspection de pompes et de systèmes techniques, essais de chaudières, recherche de fuites, dimensionnement de filtres, inspection de systèmes de lutte contre l’incendie et d’installations hydrauliques, etc.

L’absence de contact avec le produit rend la mesure de débit par ultrasons incontournable dans de nombreux secteurs. Par exemple, dans la gestion de l’eau, la technique des bâtiments, le secteur de l’énergie, l’industrie chimique et pharmaceutique, l’agroalimentaire, la pétrochimie.

Les débitmètres à ultrasons sont utilisés dans les secteurs industriels suivants:

Industrie chimique
Fluides agressifs, toxiques, très visqueux ou non conducteurs

Pétrochimie
Mesure du débit de différents produits intermédiaires et finis, par ex. goudron, bitume

Industrie offshore
Mesure d’hydrocarbures liquides

Centrales électriques
Mesure du débit de l’eau de refroidissement et de l’eau d’alimentation de chaudière, condensat

Industrie pharmaceutique, semi-conducteurs
Débitmètre pour liquides ultrapurs

Industrie des boissons
Mesure par ex. sur des installations d’embouteillage ou de stockage

Gestion de l’eau / eaux usées
Mesure sur des grandes canalisations et des conduites souterraines

Construction de machines et d’installations
Tous types de mesures du débit, par ex. mesure des fuites sur des installations hydrauliques, contrôle des pompes

Industrie aéronautique
Inspection des systèmes hydrauliques, d’alimentation et de refroidissement

Ce ne sont que quelques exemples de fluides typiques à mesurer dans certaines branches d’activité.

Les autres fluides suivants se prêtent aussi à cette technique de mesure:
eau entièrement dessalée, eau potable, eau de rivière, mélanges eau/glycol, huile hydraulique, gazole, fioul, entre autres produits dérivés du pétrole.

Caractéristiques techniques du débitmètre à ultrasons

  • Plage de vitesse d’écoulement des liquides dans des conduits : 0,2 à 20 m/s
  • Détection bidirectionnelle
  • Tolérance de mesure: diamètre ext. de conduite > 75 mm: ± 2 % de la valeur mesurée
  • Commande par navigation dans le menu
  • Écran rétroéclairé, résolution 64 × 240 pixels
  • Panneau de commande 16 touches pour le paramétrage
  • Fonctionnement sur batterie ou sur secteur
  • Durée de vie de la batterie: 20 heures max.
  • Tension d’alimentation: 100 à 240 V AC +/-10 %
  • 10 langues utilisateur: allemand, anglais, français, italien, néerlandais, suédois, norvégien, portugais, russe, espagnol
  • Deux paires de transducteurs ’A’ & ’B’ incluses: paire ’A’ pour conduits d’un diamètre ext. entre 13 et 115 mm, paire ’B’ pour conduits d’un diamètre ext. entre 50 et 2000 mm
  • Plage de température des paires de transducteurs: -20 à +135 °C
  • Sorties 0/4-20 mA, RS232/USB, isolation opto-électrique, sortie d’impulsion 5 V, max. 1 impulsion/s
  • Enregistreur de données: 98000 entrées, 20 blocs d’enregistrement indexables, affichage sous forme de texte ou graphique, téléchargement via RS232/USB sur PC Windows
  • Livré dans un coffret robuste IP67