Mesure de débit par pression différentielle
La technologie de mesure de débit par pression différentielle repose sur le principe de la création d’une perte de charge contrôlée dans la conduite, à l’aide d’un élément primaire tel qu’un diaphragme, un tube de Venturi ou une tuyère. La différence de pression générée en amont et en aval de cet élément est directement liée au débit du fluide, permettant une mesure fiable et largement reconnue dans l’industrie. Cette technologie est compatible avec une grande variété de liquides, de gaz et de vapeurs.
Historiquement utilisée dans de nombreux procédés industriels, la mesure par pression différentielle s’est imposée comme une solution de référence pour les applications nécessitant robustesse, traçabilité et conformité aux standards internationaux. Les débitmètres à pression différentielle sont particulièrement adaptés aux conditions de process sévères et aux installations à haute température ou haute pression. Leur principe de fonctionnement simple et éprouvé garantit une stabilité de mesure durable et une intégration aisée dans les systèmes de contrôle existants.
Résumé de la technologie
Technologie
Mesure via des capteurs ultrasons non intrusifs, installés directement sur la tuyauterie. Calcul de la différence de temps de transit entre deux sondes ultrasons pour en déduire un débit volumique.
Installation
Les débitmètres clamp-on peuvent être installés sur des tuyauteries de DN6 à DN6500mm. Les tuyauteries peuvent être en Acier, béton, plastique, fibre de verre…
•Températures : de -200°C à +630°C
•Pas de contrainte de pression avec les débitmètres non-intrusifs pour des mesures de liquide
Industrie
Les débitmètres Clamp-on peuvent être utilisés dans toutes les industries. On les retrouve régulièrement le domaine de l’eau, la Chimie, les stations de stockage, l’énergie etc…
Présentation détaillée de la technologie
La technologie de débitmètre ultrasons Clamp-on est apparue pour la première fois en 1985 à l’université de Rostock.
Les premiers débitmètres ultrason non intrusifs pour l’industrie ont vu le jour en 1990 avec la création de la société Flexim.
Au fil des années, la recherche a permis le développement de produits pour répondre à des applications diverses, et non plus uniquement pour des profils linéaires d’écoulement de liquide.
Les débitmètres clamp-on sont de nos jours couramment utilisés pour mesurer des liquides, des gaz, même à basse pression, de l’air comprimé, avec des solutions ATEX ou encore de sécurité fonctionnelle.
Selon le principe de mesure (souvent ultrasonique), les capteurs émettent et reçoivent un signal à travers la paroi du tube. La différence de temps de transit (ou l’effet Doppler selon les cas) permet d’estimer la vitesse d’écoulement, puis le débit volumique en tenant compte du diamètre et des paramètres d’installation.
Les débimètres Clamp-on peuvent être installés sur des tuyauteries de DN6 à DN6500mm
Ils peuvent être installés sur des conduits en :
- métal : quasiment tout type de métal
- Alliages
- Béton
- Plastique
- Fibre de verre
- …
Plage de températures
Fonction des fabricants, les plages de température peuvent varier. On notera pour les fabricants les plus avancées, des plages de température allant de -200°C à +650°C.
Plage de pressions
De part son principe de mesure non intrusif il n’existe pas de pression minimale pour la mesure de liquide.
On constate des pressions minimales pour les gaz comprises entre 3 et 10 bar fonction des gaz et des diamétres de tuyauterie.
Précision
La précision est très dépendante des applications. On constate généralement une précisions de ±1% pour les liquides et ±2% pour les gaz.
La précision est également intrinsèquement liée aux conditions d’installation et aux DN amont et aval. Avec compensation électronique du profil d’écoulement, on observe chez certains fabricants jusqu’à 2DN amont et 1DN aval. On observera plus régulièrement 15 à 20DN amont.
Ces conditions d’installations sont dépendantes du type de capteur utilisé, à savoir portatif, fixe, etc.
Principe de mesure
Deux sondes ultrasoniques sont placés sur le conduit de tuyauterie. Elles sont alternativement émettrices et réceptrices.
L’onde sonore est accélérée lorsque qu’elle suit l’écoulement du fluide, et ralentie lorsqu’elle est à contre-sens.
Schéma de fonctionnement
Principe de fonctionnement d’un débitmètre à ultrasons clamp on
Conditions d'installation
Les conditions d’installation d’un débitmètre ultrason non intrusif constituent la clef de réussite et de précision de votre point de mesure.
Ces conditions varient fonction des fabricants et de leurs avancées technologique (compensation dynamique des profils d’écoulement, nombre de capteurs utilisés…). Pour une bonne installation il faut se référer aux conditions propres de chaque fabricant.
On notera néanmoins que pour installer un débitmètre clamp-on il faut :
- Que la conduite soit en pleine charge
- Connaitre l’épaisseur de la tuyauterie
- Connaitre l’état de la conduite (oxydation, dépôt de calcaire, graisse, etc…)
- Respecter les DN amont et aval
Typologie de capteurs
Lister les différentes typologies de capteurs :
- Portatif => application type
- Fixe
- Fixe HT
- Fixe pour gaz etc…
Cas d'application liés
Déshydratation du gaz
Avantages et inconvénients
Avantages
- Aucun problème de corrosion, de fuite ou de contamination
- Rentable pour les grands diamètres de conduites et les rénovations
- Applications à haute
pression et haute température - Dynamique de mesure élevée
- Aucune perte de charge
- Pratiquement aucun entretien
Inconvénients
- Peut d’avérer moins précis qu’une technologie conventionnelle
- Gestion du biphasique (jusqu’à 5 à 10%)
Débitmètre clamp-on fixe ou portatif ?
Avantages clamp-on fixe
- Mesure de liquide, gaz, évent et vapeur.
- Mesures réglementaires (ISO 50001, CEE, CO2…)
- Aucune usure, ni entretien
- Remplacement de sources gamma contraignantes
- Du DN6 à DN6500mm
- Mesure de sécurité fonctionnelle (SIL2)
- Mise en service rapide, sans arrêt de production ni travaux
Avantages clamp-on portable
- Mesure aux emplacements non instrumentés pour identifier des problématiques, améliorer le rendement ou la productivité
- Recherche et qualification de fuite sur réseau
- Identifier une éventuelle maintenance préventive (pompe, compresseur, vanne de régulation…)
- Audit interne de réseau pour affecter les consommations aux différentes unités
- Aide au dimensionnement d’un nouvel équipement
- Mesure comparative de débits
- Remplacement temporaire de point de mesure hors service