Débitmètre

Un débitmètre permet de déterminer la vitesse et, sous certaines conditions, la quantité de fluide qui passe à travers lui. Le debitmetre se différencie, entre autre, par le type de fluide à mesurer et le principe de mesure. Le débitmètre est souvent conçu pour un état spécifique de la matière qui s'écoule, c'est-à-dire, qu'il mesure des gaz ou des liquides. Avec des dispositifs spécialement équipés, il est aussi possible de mesurer les matériaux en vrac qui s'écoulent, pendant le transport, dans les processus de fabrication ou de conservation.

Même les personnes qui ne connaissent pas les débitmètres ont certainement vu le débitmètre dans la pompe à essence pendant qu'ils font le plein, voire le compteur d'eau ou de gaz qui sert à facturer les quantités consommées. Ce type de débitmètre servent à enregistrer la quantité et doivent être vérifiés, puisque les prix s'établissent en fonction du volume consommé. Ces dispositifs et ceux qui servent à la surveillance et au contrôle continu des processus s'appellent des débitmètres stationnaires, car ils s'utilisent au même endroit en permanence. Les dispositifs portables sont parfaits pour effectuer des tests occasionnels, des mesures dans différents endroits et pour la résolution des problèmes dans les usines.

Le débitmètre s'utilise dans de nombreux domaines. Afin de réduire les critères de sélection selon vos besoins propres, nous vous conseillons de réfléchir d'abord aux conditions de mesure.
- Le débitmètre doit-il être installé en permanence au même endroit, ou sera-t-il utilisé pour mesurer dans différents points?
- Le matériau est-il gazeux, liquide ou en vrac?
- Le matériau s'écoule-t'il à travers la section transversale complétement remplie d'une tuyauterie?
- Si c'est le cas, est-il possible que le débitmètre dépasse de la section transversale de la tuyauterie?
- Quelles vitesses de débit doivent être mesurées?
- Quelle précision attendez-vous du débitmètre?
- La mesure devrait-elle se faire pendant un processus en cours et avoir une influence sur le processus?
- Les valeurs mesurées doivent-elles être sauvegardées ou transférées?
- Le débitmètre doit-il être étalonnable et réglable ?
Vous trouverez ci-après une brève description de certains types de débitmètre, en fonction de leur principe de fonctionnement.

Plusieurs principes de mesure de la vitesse et du volume du débit peuvent être utilisés. En particulier dans le débitmètre à tube de Pitot, à roue ailée et à fil thermique, le capteur est directement dans le débit pour qu'il influe plus ou moins sur lui. Le débitmètre à tube de Pitot est idéal pour de grands débits et pour des gaz ayant une grande quantité de particules. D'autre part, le débitmètre à roue ailée sert à mesurer les volumes des liquides et les vitesses moyennes de débit des gaz sur une plage allant de 5 à 20 m/s. Les anémomètres à fil thermique sont particulièrement indiqués comme débitmètre pour les faibles vitesses des fluides gazeux. Le débitmètre à ultrasons et le mesureur magnéto-inductif mesurent sans obstruer le débit.

Manomètre à tube de Pitot
Le manomètre à tube de Pitot est un débitmètre qui détermine la vitesse du débit au moyen de la différence de pression. La mesure de la pression se fait à travers un tube, qui a un positionnement spécifique d'orifices et qui reçoit et enregistre la pression du fluide qui s'écoule. En soustrayant cette pression dynamique à la pression statique mesurée du fluide au repos, on obtient la pression différentielle. À partir de là, on peut calculer la vitesse du débit. Le volume qui s'écoule par la tuyauterie peut être déterminé à partir de la vitesse du débit et de la section transversale de la tuyauterie.

Anémomètre à roue ailée
L'anémomètre à roue ailée est un débitmètre qui détermine la vitesse du fluide en fonction de la vitesse à laquelle la roue ailée se déplace dans le débit. Ces dispositifs servent souvent à mesurer les vents extérieurs. Ils sont installés de façon permanente dans les bâtiments ou les éoliennes et sont généralement connectés à un mesureur ou à un indicateur de la direction du vent. Les dispositifs portables sont utilisés dans les champs, les chantiers, les aérodromes ou les bâtiments pour vérifier les conduits de ventilation. Certains de ces dispositifs déterminent aussi le débit du volume lorsque la section transversale du canal est connue. La roue ailée en forme d'hélice se maintient directement dans le débit. Par conséquent, ce type de dispositifs requière que l'on fasse particulièrement attention à la direction du débit. Une forme spéciale et qui ne dépend pas de la direction du débit horizontal est le débitmètre en forme de croix. Le débitmètre en croix possède des capteurs de pression différentielle qui déterminent la vitesse du débit de l'air et le débit volumétrique. Les pertes de charge sont minimes. La pression totale est déterminée et calculée au moyen de perforations équidistantes qui se trouvent sur une ligne diagonale. La partie proportionnelle de la pression dynamique s'obtient en soustrayant la pression sous-statique. La roue ailée permet la mesure continue du volume des liquides. De nombreux compteurs d'eau et de chaleur utilisent une roue ailée dans la direction du débit.

Anémomètre à fil thermique
Un anémomètre à fil thermique est un débitmètre qui fonctionne avec des matériaux conducteurs d'électricité chauffés. Plus la vitesse du débit est grande, plus le capteur se refroidira vite. L'évaluation peut être faite avec deux méthodes différentes. La première méthode, connue sous le nom de Constant Current Anemometry (CCA), maintient le courant thermique. Le changement de température entraine celui de la résistance électrique du capteur chauffé, ce qui permet de mesurer le changement de tension. La deuxième méthode, connue sous le nom de Constant Temperature Anemometry, fonctionne avec une température constante. Dans cette méthode, la vitesse du débit est déterminée par la quantité de courant thermique qui doit être utilisée pour maintenir la température.

Débitmètre à ultrasons
Le débitmètre à ultrasons sert à mesurer, sans contact direct, la vitesse et le volume du débit des liquides qui s'écoulent dans les tuyauteries. Un débitmètre à ultrasons utilise deux capteurs qui sont fixés sur la tuyauterie comme émetteur et récepteur. Il peut mesurer aussi bien dans des tuyauteries métalliques que plastiques. Vous pouvez utiliser ce type de capteurs pour tuyauteries avec différentes sections transversales. C'est pour cela, et parce qu'il n'est pas nécessaire de modifier les tuyauteries existantes, que le débitmètre à ultrasons est parfait pour effectuer des mesures mobiles. Au moment d'interpréter les valeurs, il faut prendre en compte que le résultat de la mesure peut être faussé en raison du manque d'homogénéité du liquide comme, par exemple une forte viscosité, des bulles de gaz ou de solides.

Débitmètre électromagnétique
La mesure électromagnétique du débit fonctionne sans éléments mobiles et sans contact direct avec le fluide qui s'écoule. Cependant, elle requière que le fluide à mesurer soit électriquement conducteur et qu'il s'écoule à travers une section spéciale de mesure. Pour cela, une section transversale de tuyauterie spécialement préparée est intégrée au débitmètre. Cela garantit que le champ magnétique résultant ne se dissipe pas à travers le matériau de la tuyauterie et que la tension puisse être mise à profit à travers deux électrodes qui sont en contact galvanique avec le fluide qui s'écoule. La valeur limite inférieure de la conductivité dépend du dispositif et peut, par exemple, être de 50 microsiemens par centimètre. Avant d'acheter ce type de débitmètre électromagnétique, vérifiez si le fluide est suffisamment conducteur. Les capteurs électromagnétiques réagissent très rapidement et ne requièrent qu'une distance de mesure courte. Le débitmètre électromagnétique mesure indépendamment de la température, de la densité et de la viscosité, et offre des résultats précis même lorsque des bulles de gaz et de solides apparaissent.

Pour garantir que le débitmètre mesure avec précision, il est nécessaire de l'étalonner régulièrement. Au moment de choisir un dispositif, réfléchissez au moment et à l'endroit où vous pourrez étalonner le débitmètre. Les dispositifs qui contrôlent constamment un processus ont l'avantage de ne pas avoir à être envoyés pour leur étalonnage externe. Pour de nombreux processus de fabrication, il peut aussi être économique de pouvoir faire des tests directement avec le fluide correspondant, et dans des conditions d'utilisation locales. Dans le cas des compteurs d'eau vérifiés, qui fonctionnent de façon continue, une fois la date de vérification expirée, on remplace généralement le dispositif par un autre vérifié. En agissant de cette manière, le point de mesure ne sera bloqué que le temps que vous remplaciez l'appareil, puis vous pourrez continuer à mesurer. Le compteur d'eau démonté est alors soumis à un test externe et est réglé ou est éliminé en cas d'écarts. Dans le cas du débitmètre portable, étalonné extérieurement, il est bon de planifier, à l'avance, la date de l'étalonnage. Les intervalles de temps entre les étalonnages doivent être déterminés en fonction des conséquences qui peuvent donner lieu à des valeurs imprécises.