Qu’est-ce qu’un débitmètre électromagnétique ?
Les débitmètres électromagnétiques sont des appareils qui utilisent les lois physiques de l’induction électromagnétique pour mesurer la quantité de fluide qui s’écoule.
Il s’agit d’un type de débitmètre caractérisé par le fait qu’il ne comporte aucune pièce mobile et qu’il n’y a pas de perte de charge. Toutefois, en raison du principe de mesure, les débitmètres électromagnétiques ne peuvent mesurer que les liquides conducteurs. Les liquides isolants tels que l’huile et les gaz ne peuvent pas être mesurés.
Les liquides conducteurs peuvent être mesurés sans être affectés par la température, la pression, la densité, la viscosité ou la conductivité du liquide. Il peut également être utilisé pour mesurer le débit de boues et de produits chimiques corrosifs dans lesquels de la boue, des particules fines et d’autres substances sont en suspension dans le liquide.
Utilisations des débitmètres électromagnétiques
Les débitmètres électromagnétiques peuvent être appliqués aux liquides contenant des solides et aux liquides à forte viscosité. C’est donc l’un des débitmètres utilisés dans toutes les industries. Voici quelques exemples de ce que les débitmètres électromagnétiques peuvent mesurer :
- Les fluides contenant des solides, tels que les mélanges sable-eau dans les travaux de génie civil.
- Les fluides à haute viscosité tels que le lait de ciment et le mortier.
- Les liquides acides tels que l’acide sulfurique et l’acide.
- chlorhydrique dans les usines chimiques, etc.
- Liquides basiques tels que la soude caustique dans les épurateurs, etc.
- Liquides de pâte à papier et agents de blanchiment dans l’industrie du papier.
- Lait de boisson tel que le jus de fruit et le vin dans l’industrie alimentaire.
- Produits pharmaceutiques et plasma sanguin dans l’industrie médicale
Comme mentionné ci-dessus, ils sont utilisés pour mesurer le débit dans une très grande variété de domaines.
Principe des débitmètres électromagnétiques
Les débitmètres électromagnétiques utilisent la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique pour mesurer les débits. L’induction électromagnétique est un phénomène par lequel une tension est générée dans un conducteur se déplaçant dans un champ magnétique. Un champ magnétique est un état dans lequel le magnétisme est généré, comme dans un aimant.
Lorsqu’un objet conducteur se déplace dans un champ magnétique, une tension est générée proportionnellement à sa vitesse. Les débitmètres électromagnétiques convertissent cette tension en débit en la détectant. Les débitmètres électromagnétiques sont donc constitués d’un tube de mesure dans lequel passe le liquide à mesurer, d’une bobine d’excitation pour générer un champ magnétique et d’un circuit pour mesurer la tension générée par induction électromagnétique.
Lorsqu’un champ magnétique est généré perpendiculairement au tube de mesure, le liquide conducteur qui circule dans le tube traverse le champ magnétique perpendiculairement, générant une tension perpendiculaire au tube de mesure et au champ magnétique. La mesure de la tension générée permet de déterminer la vitesse moyenne du liquide et le débit volumétrique.
Comment sélectionner les débitmètres électromagnétiques ?
Les débitmètres électromagnétiques sont sélectionnés en fonction des caractéristiques du liquide utilisé et du lieu de construction. Les points de sélection spécifiques sont les suivants :
1. Type séparé ou intégré
En fonction de l’emplacement de l’installation, il convient de choisir un détecteur/transducteur de type intégré ou de type séparé. Si la tuyauterie de l’installation se trouve en hauteur ou est difficile d’accès, il convient d’utiliser un type séparé. Si l’accès est facile, un type intégré peut être choisi pour faciliter le câblage.
2. Tube de mesure
Le tube de mesure des débitmètres électromagnétiques est choisi en fonction du type de liquide utilisé. Pour la mesure du débit de liquides contenant des solides durs tels que de la poudre de fer, on utilise des tubes de mesure en céramique revêtus de céramique, sinon on utilise des tubes revêtus.
Les tubes à revêtement sont disponibles avec des matériaux de revêtement en caoutchouc ou en PFA. Le caoutchouc peut être utilisé à des températures relativement basses. Pour les températures élevées, on utilise des tubes à revêtement en PTFE ou en PFA.
3. Méthode de raccordement
Il existe des méthodes de raccordement de tuyaux à gaine et à bride. Le type à bride est moins cher, mais le démontage et l’installation sont plus faciles avec les brides. Notez que seul le type “wafer” peut être sélectionné lorsque des tubes de mesure en céramique sont choisis.
Une fois que le type de tube de mesure et la méthode de raccordement ont été sélectionnés, la taille de l’alésage doit également être choisie pour correspondre au tuyau de raccordement.
4. Matériaux des électrodes et des anneaux de terre
Les électrodes et les anneaux de mise à la terre sont choisis en fonction du liquide qui circule dans la tuyauterie, car ils peuvent entrer en contact avec le liquide. Les anneaux de terre sont des anneaux métalliques qui sont reliés à la tuyauterie pour éliminer les bruits de mesure. Pour l’eau et les liquides neutres, on utilise des anneaux d’électrode et de terre tels que SUS316L.
Pour les liquides alcalins, on utilise par exemple l’Hastelloy. Pour les liquides fortement acides tels que l’eau royale, le tantale peut être utilisé pour prévenir la corrosion. L’iridium platine est un métal qui résiste à toutes sortes d’acides et de bases, mais son coût élevé est un inconvénient.
5. Système de communication
Les débitmètres électromagnétiques utilisent généralement une transmission analogique de courant 4-20 mA DC ; parmi les 4-20 mA DC, la communication HART est largement utilisée au niveau international, tandis que d’autres méthodes de communication ont été développées indépendamment par des sociétés individuelles. La méthode de communication est choisie en fonction de la disponibilité de l’équipement de communication de maintenance et d’autres facteurs.