投稿者: yako77

Qu’est-ce qu’un débitmètre de carburant ?

Un débitmètre de carburant est un instrument de mesure utilisé pour déterminer le débit (flux de carburant) du carburant lors de son transfert.

L’utilisateur dispose d’instruments visuels analogiques ou numériques pour lire la valeur mesurée. Ces dernières années, des mesures d’automatisation et d’économie de main-d’œuvre ont été prises dans diverses industries afin d’améliorer la qualité et de réduire les coûts. De ce fait, les instruments industriels tels que les débitmètres, les thermomètres et les manomètres doivent être encore plus sophistiqués et multifonctionnels.

Parmi ceux-ci, les débitmètres de carburant sont des instruments de mesure extrêmement importants pour les opérations d’économie d’énergie des navires et autres bateaux, ainsi que pour les mesures environnementales. L’intérêt pour les débitmètres de carburant devrait ainsi s’accroître à l’avenir.

Utilisations des débitmètres de carburant

Ils mesurent le débit de carburants tels que l’essence, le diesel, le kérosène, le gazole et l’alcool carburant avec une grande précision et une grande répétabilité. Ils peuvent être utilisés comme équipement pour les essais de moteurs et de véhicules, et pour une large gamme de mesures de la consommation de carburant. On les retrouve donc notamment dans le cadre de la recherche et du développement, du contrôle de la qualité, etc.

Les débitmètres de carburant sont utilisés dans un très grand nombre d’industries, dont les industries de la construction navale et du transport maritime sont des exemples. Les débitmètres de carburant servent également à mesurer la quantité d’huile de lubrification fournie aux différentes parties du moteur. Ses autres fonctions générales sont la mesure de la consommation de carburant des moteurs principaux, des générateurs et des chaudières.

Principe des débitmètres de carburant

Ces débitmètres sont classés en deux catégories principales en fonction du type de débit à mesurer : les débitmètres volumétriques et les débitmètres massiques.

1. Les débitmètres volumétriques

Les débitmètres volumétriques comportent une chambre de mesure à l’intérieur de laquelle se trouve un rotor. L’espace est formé par ce dernier et son boîtier. Lorsque le carburant remplit la chambre de mesure, le rotor le décharge. Ainsi, le volume du fluide (carburant) est mesuré par le nombre de répétitions de ce processus de remplissage et de décharge.

Si l’on connaît le volume de fluide dans la chambre de pesée qui se remplit avec la rotation du rotor, le volume total de fluide peut être calculé en fonction du nombre de ces rotations. Lorsque le fluide s’écoule par l’entrée, une pression est exercée sur les flancs des dents de l’engrenage ovale (rotor).

En raison de sa forme ovale, l’engrenage partiellement pressurisé commence naturellement à tourner. Si l’alimentation en carburant est continue, l’action rotative est également continue.

2. Les débitmètres massiques

Le débitmètre de Coriolis est un exemple typique de débitmètre massique. Ceux-ci utilisent les forces d’inertie qu’une masse subit dans une direction perpendiculaire à la direction du mouvement lorsqu’elle est déplacée sur une coordonnée rotative (les forces dites de Coriolis). Cela permet ainsi de prendre une mesure directe très précise des débits massiques.

Plus précisément, un excitateur est fixé à l’extérieur du tube de mesure, qui le fait vibrer à une certaine fréquence. Lorsque le carburant s’écoule, l’inertie du liquide ajoute une torsion aux oscillations. De ce fait, l’effet de coriolis fait que le tube oscille simultanément dans des directions différentes à l’entrée et à la sortie.

Les capteurs situés à l’entrée et à la sortie mesurent alors ces changements d’oscillation en détail dans le temps et dans l’espace. Cela permet de mesurer la différence de phase du liquide. Sur la base de cette différence de phase, le débit massique est mesuré.

Caractéristiques des débitmètres de carburant

Comme indiqué ci-dessus, il existe deux types de débitmètres de carburant : les débitmètres volumétriques et les débitmètres massiques. Les caractéristiques de chacun d’entre eux sont les suivantes.

1. Le débitmètre volumétrique

L’une des caractéristiques des débitmètres volumétriques est leur grande précision, qui est de l’ordre de 0.5 à 0.2% de la valeur indiquée. Dans de nombreux débitmètres, plus la viscosité du fluide est élevée, plus la plage de débit sur laquelle la précision peut être garantie est étroite.

Toutefois, avec ces débitmètres, lorsque la viscosité augmente, les fuites provenant de l’espace entre le rotor et le récipient diminuent. Par conséquent, cela augmente la plage de débit sur laquelle la précision peut être garantie.

2. Le débitmètre massique

En tant que débitmètre massique, le débitmètre de Coriolis peut également mesurer directement la densité d’un liquide à partir de sa fréquence d’oscillation. L’avantage est que la température et la viscosité peuvent être mesurées simultanément. Ainsi, des carburants aux propriétés différentes, tels que les huiles lourdes A et C, peuvent être mesurés avec précision à l’aide d’un seul débitmètre.

Les inconvénients sont le coût élevé, la perte de charge importante et la sensibilité aux vibrations par rapport à d’autres principes de détection.

Qu’est-ce qu’un sécheur à air chaud ?

Un sécheur à air chaud est un appareil qui utilise de l’air chaud pour sécher des substances ou des produits.

Ils sont largement utilisés dans les processus industriels et la fabrication. Ils éliminent l’humidité des substances et des produits en réduisant l’humidité et en les laissant sécher. Cela permet d’améliorer la qualité des produits et de prolonger leur durée de conservation.

Par exemple, les sécheurs à air chaud sont utilisés dans l’industrie alimentaire pour sécher les fruits, les légumes, les céréales et les produits à base de viande. Différents types de substances peuvent être traités en contrôlant le temps et la température de séchage. Il existe également une large gamme de conceptions et de fonctions de sécheurs adaptées à l’industrie et à l’utilisation dans lesquelles ils sont utilisés.

Utilisations des sécheurs à air chaud

Les sécheurs à air chaud sont largement utilisés dans une variété d’industries et de secteurs. Voici quelques-unes des utilisations les plus courantes :

1. Industrie alimentaire

Ils sont utilisés pour sécher des produits alimentaires tels que les fruits et légumes, les céréales, les produits carnés séchés et les fruits de mer. Le séchage améliore la durée de conservation des produits alimentaires et préserve leur qualité. Il est également souvent utilisé pour la production de fruits secs et d’en-cas.

2. Industrie pharmaceutique

Dans l’industrie pharmaceutique, ils sont parfois utilisés dans le processus de production de médicaments et de produits pharmaceutiques. Ils éliminent l’humidité des médicaments et améliorent la stabilité et la durée de conservation des produits.

3. Traitement du bois et céramique

Il peut également être largement utilisé dans le séchage du bois. En éliminant l’humidité, il réduit le rétrécissement et la déformation du bois et améliore sa durabilité.

Les équipements sont également souvent utilisés dans la fabrication de céramiques et de produits céramiques. En réduisant l’humidité, ils rendent les processus de séchage et de cuisson des produits plus efficaces.

4. Usines chimiques

Dans les usines chimiques, les sécheurs à air chaud sont utilisés pour sécher les produits chimiques et les poudres. Les combustibles en poudre tels que le charbon et le minerai sont introduits dans les fours de combustion, mais une teneur élevée en humidité entraîne directement des pertes de combustible. C’est pourquoi ils sont introduits dans des sécheurs à air chaud en tant que prétraitement pour éliminer l’humidité.

Les sécheurs à air chaud sont également utilisés pour le séchage des peintures et la synthèse de produits chimiques. Les produits chimiques tels que les pigments et les catalyseurs font partie des produits chimiques.

Principe des sécheurs à air chaud

Les sécheurs à air chaud se composent d’une chambre de séchage, d’une unité de chauffage et d’un système d’évacuation.

1. Chambre de séchage

La chambre de séchage est l’endroit où sont placés les articles à sécher. Elle se présente généralement sous la forme d’un caisson ou d’une structure cylindrique, avec un espace de séchage à l’intérieur.

Les parois intérieures sont recouvertes de matériaux appropriés, tels que des briques réfractaires, en fonction de la température, afin d’assurer un contrôle efficace de la chaleur et de l’humidité.

2. Équipement de chauffage

Les dispositifs de chauffage sont utilisés pour générer de l’air chaud. Les chauffages électriques, les brûleurs à gaz et les chauffages à vapeur sont des sources de chaleur courantes.

Les dispositifs de chauffage sont utilisés pour contrôler la température de l’air chaud et maintenir la chambre de séchage à la température requise et suffisante.

3. Système de ventilation par aspiration

Le système d’extraction est l’élément qui évacue l’humidité et les gaz d’échappement vers l’extérieur. Il est alimenté par un ventilateur ou une soufflerie et l’air vicié est évacué vers l’extérieur tandis que l’air chaud est envoyé dans la chambre de séchage.

Les ventilateurs peuvent être de type forcé ou induit et sont généralement installés en haut ou sur le côté de la chambre de séchage.

Types de sécheurs à air chaud

Il existe deux principaux types de sécheurs à air chaud : à passage unique (single pass) et à recirculation (recycle).

1. Type à passage unique

Il s’agit d’un sécheur à air chaud dans lequel l’air chauffé ne traverse la chambre de séchage qu’une seule fois. L’air chauffé circule dans une seule direction à travers la chambre de séchage. Normalement, le flux d’air entre l’unité de chauffage et la soufflerie est en ligne droite.

L’efficacité thermique est relativement élevée, car le matériau dans la chambre de séchage est séché en un seul passage. L’uniformité de la température dans la chambre de séchage dépend de l’emplacement de la soufflerie et de la structure de la chambre de séchage. Il est important de bien placer la soufflerie et de contrôler la distribution du vent pour maintenir l’uniformité.

Le type à passage unique convient lorsque le processus de séchage est relativement simple et qu’un séchage efficace est requis.

2. Type à circulation

Il s’agit d’un sécheur à air chaud dans lequel l’air de la chambre de séchage circule. L’air chauffé circule dans la chambre de séchage et retourne au système de chauffage. L’air traverse la chambre de séchage à plusieurs reprises, ce qui permet une utilisation efficace de la chaleur.

Comme l’air chaud est réutilisé, l’efficacité thermique est plus élevée que dans les systèmes à passage unique, ce qui réduit les pertes de chaleur. De plus, l’air circule de manière répétée, ce qui permet d’obtenir une grande uniformité de la température. La chambre de séchage se caractérise par de faibles différences de température à l’intérieur de la chambre.

Le type à circulation a une efficacité thermique élevée et convient aux processus de séchage nécessitant une uniformité de température ou sur de longues périodes.

Qu’est-ce qu’un calorimètre ?

Un calorimètre est un appareil qui mesure la chaleur de réaction, etc.

Il peut mesurer la quantité de chaleur produite lors de réactions chimiques, la quantité de chaleur produite lors d’une combustion et la quantité de chaleur produite lors de transitions de phase. Les calorimètres peuvent être divisés en trois types : les calorimètres adiabatiques, les calorimètres muraux isothermes et les calorimètres isothermes.

Dans l’industrie manufacturière, où les matières premières sont chauffées, les produits chimiques mélangés et les réactions effectuées à très grande échelle, il est important, pour des raisons de sécurité, de connaître la quantité de chaleur générée au cours du processus. Les calorimètres sont utilisés pour analyser la quantité de chaleur dans chaque processus.

Utilisations des calorimètres

1. Acquisition de données relatives à la sécurité et à la prévention des catastrophes

Les calorimètres sont utilisés pour acquérir des données relatives à la sécurité et à la prévention des catastrophes chez les fabricants de réactions chimiques. Les réactions chimiques étant réalisées à très grande échelle sur les sites de production des fabricants, de grandes quantités de chaleur dans le processus peuvent entraîner un emballement des réactions. La calorimétrie est effectuée sur les réactions et les processus concernés afin d’évaluer les risques.

2. Analyse de la température de pyrolyse des matériaux

D’autres applications comprennent les transitions de phase dans les polymères et les matériaux inorganiques et l’évaluation des valeurs calorifiques générées pendant la pyrolyse à l’aide de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Comme les températures de transition de phase varient en fonction de la structure chimique et cristalline d’un composé, la calorimétrie est utilisée dans la recherche et le développement pour mesurer les températures de transition de phase.

Principe des calorimètres

Un calorimètres est un appareil permettant de mesurer la quantité de chaleur générée lors d’une réaction. En plus des réactions chimiques, la dissolution, le mélange et les transitions de phase des composés génèrent ou endotherment de la chaleur dans le système réactionnel.

La chaleur à mesurer est remplacée par une substance de capacité thermique connue dans le calorimètre et la variation de température est mesurée. La température peut également être maintenue constante et le pouvoir calorifique est calculé à partir de la quantité de chaleur latente subissant la fusion.

1. Calorimètres adiabatiques

Dans les calorimètres adiabatiques, la chaleur générée par l’échantillon n’est pas transmise par la paroi extérieure, mais est entièrement consacrée au changement de température du récipient contenant l’échantillon. Pour réaliser l’isolation, la pression entre le récipient de l’échantillon et la paroi extérieure environnante est réduite à moins de 10-4 Pa, tandis que la température des deux est contrôlée pour être la même.

2. Calorimètres isothermes à paroi

Il s’agit d’un calorimètre dans lequel le récipient d’échantillonnage dans lequel le changement de chaleur doit se produire est placé dans un récipient isotherme maintenu à une température constante, avec un échange de chaleur aussi faible que possible entre le récipient de mesure et le récipient isotherme.

Un espace d’air est prévu entre les deux, qui est rempli d’air lorsque la capacité thermique du récipient d’échantillonnage est élevée et de vide lorsque la capacité thermique est faible. Les conditions de température à l’extérieur du récipient de mesure sont maintenues aussi constantes que possible et des changements thermiques se produisent dans le récipient de mesure.

Une courbe température-temps est tracée pour calculer le pouvoir calorifique en ajoutant une correction de fuite de chaleur à l’augmentation apparente de la température.

3. Calorimètres isothermes

En prenant pour exemple la calorimétrie isotherme à changement de phase, il s’agit d’un calorimètre qui détermine la quantité de chaleur en mesurant le changement de volume qui se produit lorsque la chaleur est transférée d’une phase à l’autre à une température où deux phases d’une substance coexistent.

Les méthodes de calcul du pouvoir calorifique comprennent la mesure du volume de gaz produit et la mesure du changement de poids.

Types de calorimètres

À petite échelle, comme dans les tubes à essai, la chaleur générée par les réactions chimiques pose rarement un problème. Cependant, si une chaleur importante est générée lorsque les réactions sont effectuées sur des échelles de dizaines ou de centaines de litres ou plus dans une usine, il existe un risque d’emballement des réactions ou d’explosion.

C’est pourquoi des calorimètres sont utilisés pour analyser la quantité de chaleur générée dans chaque processus. Il existe différents calorimètres pour différentes applications.

1. Évaluation de la sécurité des procédés

Pour les applications d’évaluation de la sécurité des processus, un processus de réaction est exécuté dans un système qui simule une bouilloire de réaction industrielle et les valeurs calorimétriques produites au cours du processus sont mesurées.

2. Calorimètre différentiel à balayage (DSC)

La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) pour l’évaluation des matériaux implique la mesure des pouvoirs calorifiques produits à différentes températures dans un petit échantillon. La température à laquelle se produit une transition de phase ou une décomposition peut être analysée à partir du point d’inflexion ou du pic de la quantité de chaleur en fonction de la température.

3. ARC

Les calorimètres comprennent également un dispositif utilisé pour analyser l’emballement des réactions. Ce dispositif, appelé ARC, mesure le pouvoir calorifique et la pression générés par les composés qui produisent de la chaleur lors de la décomposition et provoquent des réactions d’emballement.

Qu’est-ce qu’un transformateur remplis d’huile ?

Les transformateurs à huile sont des transformateurs qui utilisent de l’huile comme matériau isolant.

L’huile minérale est principalement utilisée pour l’huile. Un transformateur est un dispositif qui utilise deux bobines pour convertir la tension. Les bobines sont appelées respectivement enroulement primaire et secondaire, et le rapport de rotation détermine le rapport de la tension primaire à la tension secondaire.

Il existe différents types de transformateurs, mais les transformateurs remplis d’huile sont les plus utilisés pour les utilisations d’alimentation électrique.

Utilisations des transformateurs remplis d’huile

Les transformateurs remplis d’huile sont utilisés dans une variété d’utilisations et de secteurs. L’utilisation la plus importante est le transport et la distribution d’électricité. L’énergie produite dans les centrales électriques est généralement à haute tension.

Cette énergie est ensuite acheminée vers les lignes de transmission, soutenues par des tours et d’autres structures. Grâce à des transformateurs remplis huile, cette énergie à haute tension peut être convertie et acheminée vers les lignes de distribution à basse tension.

L’électricité basse tension est ensuite acheminée vers les points de consommation tels que les habitations, les usines et les locaux commerciaux. À ces points de demande, des transformateurs remplis huile sont également utilisés pour convertir la tension à un niveau adapté à la demande. Des tensions telles que 100 V CA ou 200 V CA sont utilisées dans les ménages, tandis que 200 V CA ou 400 V CA peuvent être utilisées dans les usines et les locaux commerciaux.

Principe des transformateurs remplis huile

Un transformateur remplis huile se compose d’un noyau de fer, de bobines, d’un réservoir d’huile et d’huile isolante.

1. Noyau de fer

Au centre du transformateur se trouve le noyau de fer. Le noyau de fer est fabriqué en laminant des plaques d’acier au silicium et d’autres matériaux pour former un circuit magnétique. La structure multicouche minimise les pertes magnétiques et permet une conversion efficace de l’énergie.

2. Les bobines

Autour du noyau de fer se trouvent des bobines pour les côtés haute tension et basse tension respectivement. Ils sont constitués de fils de cuivre ou d’aluminium et génèrent un champ magnétique lorsque le courant les traverse. Dans un transformateur abaisseur de tension typique, le côté haute tension est enroulé avec moins de bobines et le côté basse tension avec plus de bobines.

3. Réservoirs d’huile

Ces composants sont logés dans des réservoirs en acier. Les réservoirs sont remplis d’huile isolante, qui protège la structure du transformateur tout en isolant l’intérieur. Les réservoirs sont souvent équipés d’ailettes pour faciliter la circulation de l’huile de refroidissement et la dissipation de la chaleur.

4. Huile isolante

L’huile minérale est largement utilisée comme huile isolante. Ces dernières années, des transformateurs utilisant de l’huile de tournesol ou de colza ont été vendus dans un souci de respect de l’environnement. Bien que coûteuses, ces huiles permettent d’éviter la pollution de l’environnement due à des fuites accidentelles.

La détérioration des transformateurs peut également être surveillée en analysant la concentration de gaz organiques à l’intérieur de l’huile isolante. Lorsqu’un transformateur surchauffe, de l’éthylène et de l’éthane sont générés, et de l’acétylène et de l’hydrogène sont produits par une décharge partielle. L’acétylène est un gaz organique qui ne doit pas être détecté, même en quantités infimes, car il s’agit d’un gaz résultant d’anomalies internes du transformateur.

Types de transformateurs remplis d’huile

Les transformateurs remplis d’huile sont classés en deux catégories : les transformateurs à refroidissement automatique et les transformateurs à refroidissement forcé.

1. Type à refroidissement automatique

Les transformateurs auto-refroidis sont refroidis naturellement par l’huile interne et un système de refroidissement. La chaleur est dissipée par un radiateur ou un dispositif similaire monté sur la cuve. Les transformateurs remplis d’huile auto-refroidis sont la forme la plus courante de transformateur et sont largement utilisés dans les systèmes de transmission et de distribution d’énergie.

2. Type à refroidissement forcé

Les transformateurs à refroidissement forcé sont des transformateurs dans lesquels l’huile circule de manière forcée grâce à un système de refroidissement. La circulation forcée peut améliorer l’effet de refroidissement. L’huile est souvent mise en circulation par des pompes ou des ventilateurs et convient à une utilisation sous des charges et des températures élevées.

Autres informations sur les transformateurs remplis d’huile

1. Températures admissibles pour les transformateurs remplis d’huile

Si un transformateur remplis d’huile surchauffe, il y a un risque de défaillance de l’isolation en raison de la détérioration forcée de l’huile isolante. Dans le pire des cas, il peut en résulter un incendie. Le maintien de la température de fonctionnement en dessous de la valeur admissible est donc un élément important de la gestion.

La température maximale admissible pour les transformateurs remplis d’huile, qui sont largement utilisés en général, est de 105°C. Toutefois, comme elle dépend également des températures extérieures et des différences de température, elle est contrôlée à environ 95°C ou moins.

2. Traitement des transformateurs remplis d’huile dans le cadre de la loi sur les services d’incendie

L’huile minérale utilisée dans les transformateurs remplis d’huile est généralement du pétrole de classe 3. Comme l’huile isolante des grands transformateurs remplis d’huile dépasse 2 000 litres, l’huile seule est classée comme matière dangereuse en vertu de la loi sur les services d’incendie. Toutefois, lorsque le transformateur est connecté à un circuit électrique, la loi sur les services d’électricité s’applique et le transformateur n’est plus considéré comme une matière dangereuse.

Si un vieux transformateur est démantelé et déconnecté de la ligne électrique, il est considéré comme une marchandise dangereuse. Différents cas spécifiques peuvent être envisagés, il est donc nécessaire de vérifier auprès des pompiers ou d’autres autorités avant d’agir.

Qu’est-ce qu’un compteur d’eau ?

Un compteur d’eau est un instrument utilisé pour mesurer le débit d’un liquide, d’un corps ou d’une autre masse ou volume.

Lors du choix d’un instrument, il convient de définir clairement le but de l’utilisation et de choisir la précision, la plage de mesure et les capteurs nécessaires. Une grande précision n’est pas nécessaire pour surveiller ou contrôler le débit d’eau, mais elle l’est pour contrôler la quantité d’utilisation ou de pulvérisation.

Il existe deux méthodes de mesure : le débit volumétrique, qui mesure la variation de volume par heure, et le débit massique, qui mesure la variation de masse par heure. Le contrôle de la quantité d’eau est important du point de vue du contrôle de la qualité, de la détection précoce des dysfonctionnements de l’équipement, de la protection de l’équipement et de la réduction des coûts grâce à la compréhension de la quantité d’eau.

Utilisations des compteurs d’eau

Les compteurs d’eau sont utilisés dans les usines et les sites de fabrication pour contrôler le débit d’eau des équipements de tuyauterie tels que les tuyaux d’alimentation en eau et de drainage, etc. Lorsqu’ils sont installés à l’extérieur, choisissez un équipement compatible avec l’environnement extérieur ou un équipement ayant un grand diamètre et un débit et une pression plus élevés.

Le contrôle du débit de l’eau de refroidissement et de l’eau de nettoyage sur les sites de traitement des métaux et de fabrication de semi-conducteurs est également important du point de vue du contrôle de la qualité, et l’équipement peut être sélectionné en fonction du colmatage, de la facilité d’entretien et de la précision.

Dans le cas des liquides de revêtement et des huiles lubrifiantes autres que l’eau, les modèles qui permettent un contrôle plus précis du débit sont sélectionnés dans l’optique du contrôle des processus. D’autres utilisations concernent la production dans les industries alimentaire, chimique et papetière.

Principe des compteurs d’eau

Le principe des compteurs d’eau dépend de la méthode de mesure.

1. Débitmètres à ultrasons

Des ondes ultrasoniques sont émises et reçues à partir de deux points de la conduite et la différence de temps de propagation est mesurée.

2. Débitmètre électromagnétique

Il mesure la quantité d’eau en mesurant la force électromotrice générée par le mouvement d’un liquide conducteur dans un champ magnétique. La loi de Faraday sur l’induction électromagnétique est utilisée comme principe de mesure.

3. Débitmètre de surface/débitmètre à flotteur

Mesure le volume d’eau à la position des flotteurs, qui se déplacent de haut en bas.

4. Débitmètre à effet coriolis

L’eau s’écoule dans un tuyau en forme de U et la quantité d’eau qui s’écoule est mesurée en comparant l’importance de la torsion dans le tuyau.

5. Débitmètre à vortex de Karman

Mesure la quantité d’eau en détectant le nombre de tourbillons générés lorsque l’eau passe à travers un générateur de tourbillons en forme de colonne.

6. Débitmètre à hélice

Les impulsions générées par la rotation de la roue sont converties en un signal de tension et utilisées pour mesurer le volume d’eau.

7. Débitmètre à pression différentielle/débitmètre à orifice

Il mesure la quantité d’eau en détectant la différence de pression avant et après le passage de l’eau dans la vanne d’étranglement. La racine carrée de la pression différentielle entre deux points est calculée selon le théorème de Bernoulli, de sorte que la quantité d’eau peut être calculée avec précision.

Types de compteurs d’eau

Il existe une grande variété de types de compteurs d’eau, en fonction du principe de mesure. Chaque méthode présente des caractéristiques, des avantages et des inconvénients différents.

1. Débitmètre à ultrasons

Installés à l’extérieur des conduites, les débitmètres à ultrasons sont utilisés pour mesurer les conduites extérieures. Comme il n’y a pas de pièces mobiles, l’entretien est facile et ils peuvent être numériques ou analogiques. Toutefois, ils sont sujets à des erreurs dues aux bulles d’air et à d’autres influences.

2. Débitmètre électromagnétique

Faible perte de charge et possibilité de mesurer le sens d’écoulement.

3. Débitmètre de surface/débitmètre à flotteur

Construction simple et faible coût d’introduction, mais pas très précis.

4. Débitmètre à effet Coriolis

Moins sensible aux changements de viscosité et de densité, il a un temps de réponse rapide. Cependant, ils sont coûteux et ont une perte de charge élevée.

5. Débitmètre à vortex de Karman

Construction simple sans pièces mobiles, mais sensible aux vibrations.

6. Débitmètre à hélice

Utilisé dans les grands compteurs d’eau.

7. Débitmètre à pression différentielle ou à orifice

Simple, peu coûteux et facile à installer et à démonter. En revanche, ils produisent une perte de charge et ne conviennent pas pour mesurer les liquides mélangés à des solides ou les petits débits.

Comment choisir un compteur d’eau

Comme il existe de nombreux types de compteurs d’eau, il est nécessaire de sélectionner le bon produit pour le bon usage. Commencez par définir l’objectif de la mesure et déterminez la précision requise du compteur d’eau. Par exemple, la surveillance du débit volumétrique affiche les débits instantanés et ne nécessite pas un haut degré de précision. Et si l’erreur qui provoque une alerte est trop fine, c’est qu’au contraire elle n’est pas utile.

L’étape suivante consiste à examiner les conditions détaillées de l’environnement réel de l’installation. En particulier, l’alimentation électrique, le signal de sortie et l’emplacement de l’installation sont importants.

Enfin, le coût est comparé et décidé. Il faut comparer non seulement le prix de l’unité principale, mais aussi le prix des équipements connexes, les coûts d’installation, les coûts des travaux d’entretien, etc.

Qu’est-ce qu’un capteur de qualité de l’eau ?

Un capteur de qualité de l’eau est une combinaison de capteurs de plusieurs éléments permettant de mesurer la qualité de l’eau. Selon le produit, la plupart sont équipés de capteurs de pH (concentration d’ions hydrogène), ORP (potentiel de réduction de l’oxygène), DO (oxygène dissous), EC (conductivité électrique), etc. En plus de ces éléments, certains modèles peuvent également mesurer la température de l’eau, le niveau de l’eau et la pression de l’eau. De plus, il existe deux types d’appareils : les appareils installés et les appareils portables, qui peuvent être transportés. Les modèles portables sont composés d’un capteur en forme de bâton et d’une unité principale (moniteur et boutons) reliés par un câble. L’électrode est placée dans l’eau et les valeurs sont lues sur le panneau de l’unité principale.

Utilisations des capteurs de qualité de l’eau

Les capteurs de qualité de l’eau sont principalement destinés à être utilisés sur le terrain, dans les usines et dans d’autres contextes pratiques. Par exemple, ils sont utilisés par les instituts de recherche pour mesurer la qualité de l’eau dans les rivières, les lacs et la mer, dans l’agriculture pour contrôler les cultures hydroponiques, les engrais liquides et les effluents agricoles, et dans les usines pour contrôler les eaux usées. Les instruments sont conçus pour être robustes et faciles à utiliser, même d’une seule main, car ils sont soumis à des risques de chute lorsqu’ils sont utilisés sur le terrain ou dans les champs. Il existe également des modèles qui s’adaptent très bien à la chaleur et qui ont été développés pour permettre d’effectuer des mesures même dans des zones soumises à des fluctuations de température extrêmes.

Principe des capteurs de qualité de l’eau

Les capteurs capables de mesurer plusieurs qualités d’eau sont combinés selon les besoins, de sorte que les capteurs utilisés varient d’un instrument à l’autre. Il est donc important de noter que les méthodes d’étalonnage, les précautions de manipulation et la durée de vie des différentes pièces varient d’un appareil à l’autre. Les principaux éléments de mesure des capteurs de qualité de l’eau et leur signification sont expliqués ci-dessous.

• pH (concentration en ions hydrogène)
  Le pH représente les propriétés fondamentales de l’eau. L’eau de rivière présente en principe un pH d’environ 7, mais comme il varie en fonction du lieu et des conditions, il est considéré comme un élément clé dans les études sur la qualité de l’eau.
• ORP (potentiel de réduction de l’oxygène)
  Il s’agit du potentiel déterminé par l’équilibre entre les corps oxydants et réducteurs dissous. Il indique le potentiel oxydant ou réducteur de l’eau et se mesure de la même manière que le pH.
• DO (oxygène dissous)
  Indique la quantité d’oxygène dissous dans l’eau. Cette valeur varie en fonction de la température, de la salinité et de la pression atmosphérique. Elle est utilisée comme indicateur de la facilité de survie des organismes dans l’eau, car ils consomment l’oxygène dissous dans l’eau pour survivre.
• EC (conductivité électrique)
  Indique la conductivité de l’électricité dans l’eau. L’eau pure ne conduit pas l’électricité, mais plus il y a d’électrolytes dans l’eau, plus l’électricité passe facilement et plus la CE est élevée. Par exemple, plus il y a d’azote, etc. dissous dans les eaux usées, plus la CE est élevée.

Qu’est-ce qu’un humidimètre ?

Un humidimètre est un instrument qui mesure la quantité d’humidité contenue dans une substance.

Il existe des appareils capables de mesurer l’humidité sous forme gazeuse, liquide ou solide. Les types les plus courants d’humidimètres comprennent les types par méthode sèche, par méthode Karl Fischer, par méthode d’absorption infrarouge et par méthode de la constante diélectrique. La méthode sèche ou la méthode Karl Fischer étant les méthodes les plus couramment utilisées dans les laboratoires.

Les humidimètres sont également classés en fonction de leur application, et sont utilisés pour mesurer l’humidité dans les aliments, le sol et le béton. Certaines méthodes de mesure de l’humidité dans les denrées alimentaires sont définies par des méthodes officielles telles que ISO et JAS, et certains humidimètres sont compatibles avec ces normes.

Utilisations des humidimètres

Les humidimètres sont utilisés dans un grand nombre d’industries pour mesurer la teneur en humidité des matériaux, et ce pour différents objets de mesure, des denrées alimentaires aux produits industriels en passant par le bois. En particulier, la forme, la teneur en humidité et les valeurs de contrôle des produits alimentaires varient d’un produit à l’autre, de sorte que l’humidimètre utilisé et la procédure de mesure doivent à chaque fois être optimisés en fonction du produit.

Dans l’industrie alimentaire, par exemple pour le riz et le blé, on utilise des humidimètres utilisant la méthode de séchage, qui sont également équipés d’une balance et d’un séchoir. D’autre part, la méthode Karl Fischer est couramment utilisée dans l’industrie alimentaire, comme le miso (aliment japonais traditionnel qui se présente sous forme de pâte fermentée) et l’huile, et par les fabricants de matériaux qui manipulent des matières qui se dissolvent dans des solvants organiques.

Parmi les autres types d’humidimètres utilisés, on peut citer la méthode du tensiomètre pour mesurer l’humidité du sol et les humidimètres à capacitance à haute fréquence pour mesurer la teneur en eau du béton.

Principe des humidimètres

Les humidimètres diffèrent grandement dans leurs méthodes de mesure, notamment la méthode de séchage, qui estime la quantité d’humidité à partir des variations de masse, la méthode Karl Fischer, qui détermine la quantité d’humidité en provoquant une réaction chimique quantitative avec l’eau, et la méthode de capacitance, qui détermine la quantité d’humidité à partir des variations de la capacitance électrostatique de l’échantillon.

1. Méthode de séchage

La méthode de séchage est une méthode très simple qui consiste à mesurer la masse de l’échantillon avant le séchage, puis à le laisser dans une chambre thermostatique chauffée à environ 100°C pendant environ trois heures pour permettre à l’eau de s’évaporer, après quoi la masse est mesurée et la teneur en humidité est déterminée à partir de la différence.

Il existe également des humidimètres qui combinent un séchoir et une balance de précision, ce qui permet d’effectuer des mesures tout en contrôlant la température et le temps. La méthode de séchage est souvent spécifiée comme méthode d’essai officielle pour les céréales et autres denrées alimentaires.

2. Méthode Karl Fischer

La méthode Karl Fischer de détermination de l’humidité détermine la quantité d’eau qui réagit quantitativement avec le dioxyde de soufre et l’iode en présence d’un alcool à faible teneur en carbone tel que le méthanol et d’une base organique telle que la pyridine.

La détermination de l’eau est souvent effectuée par la méthode de titrage coulométrique, qui repose sur la consommation de l’iode produit à partir des ions iodure à l’anode. Il convient de noter que les composés réducteurs tels que l’acide ascorbique ne peuvent pas être mesurés par la méthode Karl Fischer pour la détermination de la teneur en eau, car ils consomment de l’iode dans le cadre d’une réaction chimique différente.

3. Tensiomètres

Les tensiomètres sont une technique de mesure de l’humidité du sol.

Il s’agit d’une méthode permettant de mesurer la quantité d’humidité qui s’est infiltrée dans le sol en collant un gobelet poreux cuit au four à un tuyau, en le remplissant d’eau et en mesurant le changement de pression lorsque le gobelet est inséré dans le sol. Il convient de noter que les tensiomètres ne peuvent pas effectuer des mesures très précises dans un sol sec en raison de la tendance à la formation de fissures.

4. Méthode de la capacité

Cette méthode est utilisée pour mesurer l’eau contenue dans des matériaux tels que le sol ou le béton, dont la permittivité relative est suffisamment faible par rapport à l’eau.

Un échantillon est placé entre deux électrodes, une tension est appliquée pour mesurer la capacité et l’importance de la variation est utilisée pour déterminer la teneur en eau. Dans le passé, cette méthode présentait l’inconvénient d’être relativement imprécise, mais la précision s’est récemment améliorée et la mesure est facile, de sorte qu’elle est souvent utilisée sur les chantiers de construction.

Autres informations sur les humidimètres

Points à noter lors de l’utilisation des humidimètres

L’humidité est contenue dans d’autres substances que l’air et les échantillons, c’est pourquoi il faut faire attention à l’environnement de mesure lors de l’utilisation d’un humidimètre. En particulier, lors de la mesure de traces d’humidité, les variations de l’humidité du laboratoire ou de la durée pendant laquelle l’échantillon est en contact avec l’atmosphère peuvent entraîner des modifications des valeurs mesurées.

De plus, dans la méthode Karl Fischer, les joints doivent être bien serrés pour empêcher l’humidité de pénétrer par les interstices des joints de tuyaux, etc., et l’humidité contenue dans les gaz inertes tels que l’azote qui sont évacués pendant la mesure doit également être éliminée à l’avance à l’aide d’agents déshydratants tels que le gel de silice.

Qu’est-ce qu’un capteur d’humidité ?

Les capteurs d’humidité sont employés dans un grand nombre de domaines pour mesurer la teneur en humidité du bois, du charbon, des aliments et des fibres. Les capteurs d’humidité utilisent diverses méthodes de mesure, notamment la capacité, la résistance électrique, les micro-ondes, les rayons proches infrarouges et les neutrons. L’électricité, les neutrons et les rayons infrarouges sont appliqués à l’objet à mesurer. Le capteur d’humidité détecte et détermine la quantité d’humidité. Il existe deux types de capteurs : ceux qui entrent directement en contact avec l’échantillon à mesurer et ceux qui effectuent une mesure sans contact.

Utilisations des capteurs d’humidité

Comme mentionné ci-dessus, les capteurs d’humidité mesurent la teneur en humidité de divers objets. Ils sont utilisés par les fabricants et les usines de bois, papier, charbon, aliments, textiles, etc. Ils permettent souvent de vérifier la qualité des produits avant leur expédition. Ils sont aussi parfois utilisés par les fabricants de cosmétiques pour mesurer la teneur en eau de la peau. Les capteurs d’humidité sont capables de mesurer la teneur en humidité de diverses substances. Toutefois, il est nécessaire de choisir le capteur et le modèle adéquats en fonction de l’utilisation et de l’objet prévus.

Fonctionnement des capteurs d’humidité

Les méthodes de mesure sont les suivantes :

• Type de capacité électrique
  L’électricité (courant alternatif) est appliquée à l’objet à mesurer et la capacité (changement de capacité électrique) est convertie en quantité d’humidité. Cette méthode présente l’avantage de facilement être miniaturisée et de ne pas endommager l’objet à mesurer. Cependant, comme elle est influencée par l’épaisseur et la densité, il est nécessaire d’effectuer les mesures dans les mêmes conditions.
• Type de résistance électrique
  L’électricité est appliquée à l’objet à mesurer et la valeur de la résistance est convertie en quantité d’humidité. Comme il n’est pas facilement affecté par la densité de l’objet à mesurer, il convient à la mesure d’objets dont la densité change facilement. Cependant, il nécessite l’insertion d’une aiguille, ce qui peut endommager l’objet.
• Type à micro-ondes
  La teneur en humidité est mesurée à partir de l’atténuation des micro-ondes lorsqu’elles traversent l’objet à mesurer. Il mesure rapidement l’humidité contenue dans l’objet mais nécessite l’installation d’un appareil de grande taille.
• Type proche infrarouge
  Une lumière appelée rayons proches infrarouges est projetée sur l’objet à mesurer. Comme l’humidité absorbe correctement la lumière infrarouge proche, plus la teneur en humidité est élevée, moins la lumière est réfléchie. Selon ce principe, la quantité d’humidité est déterminée à partir de la réflectance de la lumière infrarouge proche irradiée. L’avantage de cette méthode est d’être facile à installer et de ne pas endommager pas l’objet à mesurer. Néanmoins, elle présente  un inconvénient : seule une petite partie de la surface est mesurable et la couleur de l’objet influence la mesure.
• Méthode des neutrons
  La quantité de neutrons rapides convertis en neutrons thermiques est proportionnelle à la quantité d’hydrogène. Des neutrons rapides sont appliqués à l’objet pour mesurer la quantité de neutrons thermiques, et la quantité d’humidité est calculée à partir de la quantité d’hydrogène. L’humidité contenue à l’intérieur peut également être mesurée. D’autre part, il est important de noter que l’équipement est fragile et a une durée de vie courte. De plus, comme il manipule des radiations, il nécessite une formation spécialisée.

Qu’est-ce qu’un débitmètre de gaz ?

Un débitmètre de gaz est un instrument qui mesure la quantité de gaz circulant à l’intérieur d’un tuyau ou d’un autre milieu.
Il existe de nombreux types et constructions différents, en fonction du type de fluide et du principe de mesure, ainsi que du débit à mesurer.
Il existe également plusieurs types en fonction de l’affichage de la mesure, tels que les types électroniques à affichage électrique, les types mécaniques à affichage analogique mécanique et les capteurs sans affichage qui n’émettent qu’un signal électrique.
Il existe plusieurs types de capteurs, en fonction de l’affichage de la mesure, tels que les capteurs sans affichage qui n’émettent qu’un signal électrique.
Ces dernières années, un certain nombre de types de capteurs sans contact avec le fluide ont été commercialisés pour mesurer les fluides à haute température et les fluides corrosifs difficiles à mesurer.

Utilisations des débitmètres de gaz

Les débitmètres de gaz sont utilisés dans un large éventail de domaines industriels pour mesurer le dépôt et le poids par unité de temps des gaz circulant à l’intérieur des tuyaux et de certaines structures.
Les applications à proximité des habitations sont limitées, mais dans le cas d’un approvisionnement central, comme le gaz de ville, ils sont installés dans chaque maison pour mesurer la quantité de gaz utilisée dans chaque foyer.
Il s’agit d’un appareil de contrôle indispensable à la maîtrise des fluides gazeux et indispensable à la gestion du volume de distribution du gaz.

Les débitmètres de gaz ne mesurent que la quantité de gaz en circulation, mais il existe aussi des régulateurs de débit qui ont des fonctions supplémentaires de contrôle du débit.

Principe des débitmètres de gaz

Il existe de nombreux types de débitmètres de gaz qui doivent être utilisés en fonction de la nature du gaz à mesurer, de la température, de la plage de mesure adaptée, de spécifications complémentaires, etc.
En fonction de leur principe de mesure, ils peuvent être classés dans les types suivants :

• Type ultrasonique
  Il s’agit d’une méthode de mesure largement utilisée ces dernières années, dans laquelle le détecteur est monté à l’extérieur de la conduite, ce qui permet une mesure sans contact, même pour les gaz corrosifs et à haute température.
  L’avantage est que le détecteur ne contamine pas le gaz et qu’il n’y a pas de perte de pression. La structure est la même, le détecteur émettant des ondes ultrasoniques, mais il en existe deux types : le type Doppler et le type temps de transit, qui mesure la différence de temps de propagation.
  Il existe deux types : le type Doppler et le type temps de transit, qui mesure la différence de temps de propagation.
• Méthode de Coriolis
  Cette méthode de mesure est basée sur le principe de Coriolis et se caractérise par sa capacité à mesurer le débit massique avec une grande précision. La température, la densité, la concentration et le débit volumétrique peuvent également être calculés à partir des résultats de mesure.
• Type thermique
  Cette méthode permet d’obtenir le débit massique en plaçant une unité de mesure composée de deux éléments chauffants dans le fluide et en mesurant la différence de puissance provoquée par le refroidissement des éléments chauffants par le fluide. Le débit massique peut être mesuré directement.
  Cette méthode présente toutefois des inconvénients tels que la nécessité d’être en contact avec le fluide, la possibilité de ne mesurer que certains gaz et, dans le cas de gaz contenant des impuretés, la section chauffante peut s’encrasser et la valeur mesurée peut facilement dévier.
  Toutefois, il existe des inconvénients tels que la nécessité d’être en contact avec le fluide, la possibilité de ne mesurer que certains gaz et la tendance à l’encrassement de la section chauffante et à la déviation de la valeur mesurée.
• Type de pression différentielle
  Il s’agit d’une méthode de mesure basée sur le théorème de Bernoulli. Elle est généralement utilisée parce qu’elle est peu coûteuse, mais comme elle nécessite un orifice, la perte de pression est importante et si la distribution de la vitesse d’écoulement dans la voie d’écoulement est inégale, la valeur mesurée peut être inexacte.
  Cette méthode présente donc des inconvénients tels qu’une perte de pression importante due à la nécessité d’un orifice et des mesures inexactes si la distribution de la vitesse d’écoulement dans le canal n’est pas uniforme.

Qu’est-ce qu’un calibrateur ?

Un calibrateur est un dispositif ou un instrument utilisé pour calibrer un équipement de mesure.

Le calibrage consiste à comparer la précision d’un instrument de mesure à une référence et à déterminer les écarts par rapport aux valeurs qu’il devrait afficher. L’écart est appelé “erreur instrumentale” et correspond à une différence individuelle dans un instrument de mesure. Comme tous les instruments de mesure présentent de légères divergences, il est important de les comprendre.

L’erreur instrumentale varie également en fonction de l’environnement et de la détérioration. Il est donc nécessaire de les étalonner régulièrement. Le calibrage garantit la fiabilité des résultats mesurés par l’instrument de mesure.

Principe des calibrateurs

La calibration est réalisée en mesurant les caractéristiques du calibreur lui-même (masse, dimensions, par exemple) ou la sortie du calibreur (courant, par exemple) avec l’instrument de mesure à calibrer. Par exemple, une balance électronique (instrument de mesure) pèse un poids (calibreur) ou un micromètre (instrument de mesure) mesure un calibre (calibreur).

La différence entre la valeur mesurée obtenue et la valeur attribuée par le calibrateur est l’erreur instrumentale. Le calibrage est terminé lorsque la différence instrumentale est connue. L’opération de calibration repose sur le fait que le calibreur est correctement évalué.

Utilisations d’un calibrateur

Les calibrateurs sont utilisés pour déterminer l’état de l’instrument de mesure à calibrer. La calibration est généralement effectuée de manière régulière.

Cependant, le calibrateur lui-même doit également être calibré. En raison de la charge que représente l’entretien du calibreur, une option pour le calibrage périodique consiste à le confier à un spécialiste. D’autre part, les calibrateurs peuvent également être utilisés pour l’autocontrôle des instruments de mesure, bien que cela ait une signification différente du calibrage d’origine.

Alors que des contrôles quotidiens sont effectués pour s’assurer qu’il n’y a pas de perte significative de précision, un calibrage formel peut être effectué tous les six mois environ. Dans ce cas également, le calibreur doit être étalonné régulièrement.

Autres informations sur les calibrateurs

1. Calibrateurs et traçabilité

Les calibrateurs ont la propriété d’être des étalons pour le calibrage des instruments de mesure. En tant qu’étalons, ils ont besoin d’une référence pour indiquer l’étalon (valeur appropriée). Cela signifie que le calibrateur doit avoir été calibré par un étalon supérieur.

Les étalons de niveau supérieur sont ensuite calibrés par les étalons de niveau immédiatement supérieur, pour aboutir à l’instrument étalon de rang le plus élevé du pays. Les mesures (métrologie) sont contrôlées par l’État et les étalons nationaux les plus élevés du pays sont également contrôlés par l’État (étalons nationaux de mesure).

Ce lien avec les normes est appelé “traçabilité”. Cela signifie que les résultats de mesures similaires peuvent être comparés partout dans le pays. Certains pays, dont le Japon, confirment l’interchangeabilité de leurs étalons, par exemple avec le comité international des poids et mesures.

2. Précision du calibrateur

On utilise des calibrateurs plus précis que l’équipement à étalonner. Cela permet en effet un contrôle plus approprié et plus pratique. En d’autres termes, une détermination de faible précision de l’ampleur de l’écart n’aide pas à mesurer avec la précision que l’équipement à étalonner peut démontrer à l’origine.

3. Exemple de calibration d’un micromètre

À titre d’exemple de calibration, prenons le micromètre comme instrument de mesure et la cage de blocage comme calibreur.

• Instrument de mesure : micromètre
• Calibrateurs : la cale de blocage

La plus petite unité d’un micromètre est 1 μmm => “1/1000e de millimètre”. La condition pour un calibrateurs est qu’il doit être plus précis qu’un instrument de mesure, donc l’unité minimale pour une cale étalon est 0,1 µmm => “1/10000ème de millimètre”.

De cette manière, le calibrateur, la cale étalon, devient plus précis. Avant et après la mesure, le micromètre peut être étalonné à l’aide d’une cale étalon afin de déterminer l’erreur. Cette opération avant et après la mesure permet d’obtenir les résultats d’étalonnage les plus fiables.

En fonction de votre politique de contrôle des mesures, vous souhaiterez peut-être procéder à un étalonnage régulier plutôt qu’à chaque mesure, et conserver un enregistrement à titre de référence. Un calibrage régulier vous permet d’estimer l’état du système dans l’intervalle.

En revanche, si les mesures sont effectuées sans aucun calibrge, les valeurs mesurées ne sont pas fiables car les erreurs ne sont pas connues. De plus, le calibrage de la cale étalon, qui sert de calibrateurs, doit être effectué à l’aide d’un calibreur encore plus précis que la cale étalon.

4. Système d’enregistrement des prestataires de services d’étalonnage

Le système de traçabilité (Japan Calibration Service System, JCSS) prévu par la loi japonaise sur les mesures comprend un système d’enregistrement des fournisseurs de services d’étalonnage. L’enregistrement est volontaire, mais les critères d’enregistrement sont la conformité aux exigences de la loi sur la métrologie et à la norme internationale de mesure ISO/IEC 17025.

Le JCSS participe au système de reconnaissance mutuelle (MRA) de l’Asia-Pacific Accreditation Cooperation (APAC) et de l’International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC), et ses résultats d’étalonnage sont acceptés dans les pays membres de ces systèmes de reconnaissance mutuelle.