Qu’est-ce qu’un débitmètre d’air ?
Un débitmètre d’air est un débitmètre qui mesure la quantité d’air s’écoulant dans un tuyau ou un autre milieu.
Les principes de mesure des débitmètres varient et ils peuvent être utilisés pour mesurer une large gamme de gaz et de liquides. Il existe de nombreux produits de débitmètre, et la méthode de sortie varie considérablement d’un produit à l’autre, comme ceux qui ont une sortie électrique uniquement dans la section du capteur qui mesure le débit, ou ceux qui ont également une section d’affichage.
En raison de la différence de principe de mesure, de nombreux types de débitmètres sans contact n’entrent pas en contact avec le fluide à mesurer.
Utilisations des débitmètres d’air
Les débitmètres d’air sont largement utilisés dans la fabrication où des fluides sont utilisés, comme dans les produits chimiques, les usines pétrolières, les automobiles, les semi-conducteurs, les composants électroniques, les produits pharmaceutiques, l’alimentation, le traitement des résines et les procédés de soudage.
Les fluides qui peuvent être utilisés dépendent du produit. De nombreux débitmètres capables de mesurer l’air le sont également pour d’autres gaz tels que l’azote et l’argon.
Les débitmètres installés dans des conduites peuvent perturber le flux. Il est important de tenir compte de l’ampleur de cet effet lors du choix d’un produit.
Principe des débitmètres d’air
Un débitmètre d’air est un type de débitmètre qui mesure les gaz, et son principe de mesure peut varier. Les débitmètres à ultrasons, à pression différentielle, thermiques et à vortex de Kalman sont des exemples de débitmètres permettant de mesurer le débit de gaz.
1. Débitmètres à ultrasons
Ce débitmètre utilise la propriété des ondes ultrasoniques de se propager à travers un matériau. Les ondes ultrasoniques sont reçues en diagonale à travers le gaz dans la conduite et la différence de temps de propagation entre les deux ondes ultrasoniques est convertie en débit.
Les avantages des débitmètres à ultrasons sont qu’il n’y a pas de perte de pression et que certains types peuvent être détectés depuis l’extérieur de la conduite.
2. Débitmètres à pression différentielle
Le principe des débitmètres à pression différentielle est basé sur le théorème de Bernoulli. Un orifice est installé dans la voie d’écoulement du fluide, et le débit est mesuré en détectant la différence de pression avant et après l’orifice.
La différence de pression est détectée à l’aide d’un diaphragme ou d’un dispositif similaire. Parmi les avantages, citons le faible coût. Les inconvénients sont la nécessité d’une longue section de conduite droite en amont et en aval du débitmètre et un faible rapport entre le débit maximal et le débit minimal.
3. Débitmètres thermiques
Les débitmètres thermiques mesurent le débit en détectant la quantité de chaleur que le fluide retire d’un élément chauffant. Comme il n’y a pas de pièces mobiles, aucun entretien n’est nécessaire et même des débits infimes peuvent être mesurés. Il existe également des modèles capables de mesurer des températures aussi élevées que plusieurs centaines de degrés Celsius et aussi basses que -100 degrés Celsius. Il est possible de mesurer directement le débit massique des gaz.
4. Débitmètres à vortex de Kalman
Lorsqu’un fluide traverse un objet, des tourbillons réguliers sont générés. Les débitmètres à tourbillons de Kalman mesurent le débit en détectant le nombre de ces tourbillons à l’aide d’un élément piézoélectrique ou d’un élément similaire. Ils sont sensibles aux vibrations et aux bruits acoustiques et nécessitent une section de conduite droite pour être installés.
5. Débitmètres de surface
Dans les débitmètres de surface, un flotteur placé dans un tube vertical conique bloque l’écoulement du bas vers le haut, créant une différence de pression avant et après le flotteur. Le compteur repose à un endroit où le poids du flotteur et la force due à la différence de pression s’équilibrent, et la lecture de cette position permet de mesurer le débit.
Les avantages de ce système sont son faible coût dû à sa structure simple et le fait qu’il ne nécessite pas de section de tuyau droite ni d’alimentation électrique. En revanche, il présente des inconvénients tels que des erreurs importantes en présence de pulsations et des problèmes d’encrassement et d’usure des flotteurs.
6. Débitmètres à effet Coriolis
Les débitmètres à effet Coriolis se composent de deux tubes en U, d’un vibrateur et d’un capteur de force. Ce débitmètre utilise le principe selon lequel les deux tubes en U oscillants à travers lesquels le fluide s’écoule génèrent des forces dans des directions opposées l’une à l’autre, c’est-à-dire des forces de Coriolis.
Bien que le principe de mesure présente l’inconvénient d’augmenter la longueur totale, le débit massique peut être mesuré directement. Ils sont très précis et réactifs.
Comment choisir un débitmètre d’air ?
Il existe de nombreux types de débitmètres et le choix doit se faire en fonction des critères suivants : objet de la mesure, but de la mesure et prix.
1. Objet de la mesure
La densité, la viscosité, la conductivité, les contaminants, la corrosivité, les débits maximum et minimum, les pulsations, la température, la pression, la chute de pression admissible, etc. de l’air à mesurer doivent être pris en compte.
2. But de la mesure
La définition de l’utilisation prévue des résultats mesurés clarifiera la précision de la mesure et aidera à sélectionner le type de débitmètre approprié. Par exemple, si l’objectif est de surveiller ou d’alerter sur le débit, il n’est pas nécessaire d’avoir une grande précision.
De même, le débit massique est souvent obtenu par conversion du débit volumique, mais si la précision est requise, un débitmètre capable de mesurer directement le débit massique est nécessaire. En particulier, les débitmètres thermiques ou de Coriolis conviennent.