Qu’est-ce qu’un commutateur de débit ?
Les commutateurs de débit sont des dispositifs qui détectent le débit instantané de fluides tels que les liquides et les gaz.
Différentes méthodes de mesure sont disponibles, telles que le type à roue. Ce dernier détermine le débit à partir du nombre de tours de la roue, le type volume/masse, qui convient à la mesure des liquides visqueux. Le type électromagnétique détecte quant à lui même d’infimes quantités de fluide.
Les débitmètres à vortex ont une perte de charge relativement faible et peuvent être utilisés pour mesurer une large gamme de fluides, y compris les liquides, les gaz et autres. Comme ils peuvent détecter une grande variété de fluides avec une grande précision, on s’attend à ce qu’ils deviennent encore plus populaires à l’avenir.
Utilisations des commutateurs de débit
Les commutateurs de débit sont utilisés dans les processus de fabrication des machines industrielles, dans les applications de gestion des biens de consommation et dans les établissements médicaux. Ce sont des capteurs qui mesurent le débit instantané d’un liquide ou d’un gaz. La précision de la mesure dépend largement du produit et du mécanisme de détection.
Les produits de haute précision sont utilisés dans les machines industrielles pour surveiller les variations minimes des niveaux de liquide au cours du processus de fabrication. Une autre de ses utilisations est la mesure des fluides lubrifiants tels que l’huile utilisée dans les transmissions dans le domaine automobile, la mesure des propriétés des fluides dans les véhicules et la gestion des systèmes de climatisation pour les produits de consommation.
Principe des commutateurs de débit
Les commutateurs de débit sont disponibles avec différentes méthodes de détection. Les trois méthodes les plus courantes sont la thermistance, le vortex de Kalman et les MEMS.
1. Commutateurs de débit à thermistance
Les commutateurs de débit à thermistance comportent une thermistance chauffée dans la voie d’écoulement. Celle-ci absorbe la chaleur de la thermistance lorsque le fluide la traverse. Le taux d’augmentation de la résistance dû à la réduction de la chaleur dans la thermistance. Il une certaine relation avec la vitesse d’écoulement qui est utilisée pour mesurer la vitesse d’écoulement.
2. Commutateurs de débit à vortex de Kalman
Le commutateur de débit à vortex de Kalman utilise le phénomène d’oscillation du fluide. Lorsqu’un objet en forme de tige est placé dans le flux, il devient un générateur de tourbillons et des tourbillons alternatifs sont générés en aval.
Ces tourbillons sont très stables dans certaines conditions et leur fréquence est proportionnelle à la vitesse d’écoulement. Par conséquent, le débit peut être calculé à partir de l’évaluation de la fréquence.
3. Commutateurs de débit MEMS
Les commutateurs de débit MEMS disposent d’une méthode de mesure du débit principalement pour les gaz : la dépendance de l’emplacement de la résistance du MEMS par rapport au débit est proportionnelle à la vitesse d’écoulement du fluide. Par conséquent, la direction et la vitesse du débit peuvent être mesurées en calculant à partir de la valeur de la résistance.
Autres informations sur les commutateurs de débit
1. Commutateurs de débit et pompes
Les commutateurs de débit, dont le fonctionnement est similaire à celui des interrupteurs de débit, fonctionnent en détectant l’écoulement d’un liquide. Ils sont utilisés lorsque l’état du liquide doit être détecté ON ou OFF. En effet, lorsque la pompe fonctionne, le liquide s’écoule, et lorsque la pompe s’arrête, l’écoulement en fait de même.
Dans la plupart des cas, le système est contrôlé en observant l’état du flux de liquide. De ce fait une pompe crée le flux de liquide, et un commutateur de flux détecte le flux. Ils sont donc tous deux conçus pour fonctionner en combinaison.
2. Différence entre les commutateurs de débit et les débitmètres
Les commutateurs sont des interrupteurs qui fonctionnent en détectant le flux de liquide, de sorte que leur fonctionnement est soit ON, soit OFF. En termes de tension, ils sont soit L (bas) soit H (haut). En termes de traitement de l’information par le microcontrôleur, ils sont soit 0 soit 1. Enfin, en termes d’affichage, ils n’ont que deux états : en fonctionnement ou à l’arrêt. Ils sont utilisés pour les applications de fonctionnement numérique.
En revanche, un débitmètre est un dispositif analogique qui mesure la vitesse ou le débit d’un liquide. Il fonctionne donc de manière analogique. Les résultats de mesure affichés sont continus, comme le nombre de litres par minute. Ainsi, les résultats de mesure sont affichés sous forme de valeurs numériques.
La méthode de détection des commutateurs de débit est très simple : lorsque le niveau d’un liquide tel que l’eau dans le détecteur augmente, une partie flottante du liquide, appelée “flotteur”, monte avec le niveau de l’eau et s’éteint lorsqu’elle atteint une valeur seuil.
En revanche, il existe une grande variété de méthodes de détection des débitmètres, telles que les méthodes de pression différentielle, en plus du même type que l’interrupteur à flotteur. Il est donc important de choisir celle qui convient le mieux en fonction de la précision et des conditions de mesure requises.