Débitmètres à effet Coriolis

Qu'est-ce qu'un débitmètre à effet Coriolis ?

Comprendre l'effet de Coriolis

Mécanisme de fonctionnement

1. Vibration du tube :

   Une unité d'entraînement électromagnétique fait vibrer le tube d'écoulement à sa fréquence naturelle. Cette vibration se produit perpendiculairement à la direction de l'écoulement du fluide.

2. Écoulement du fluide dans le tube vibrant :

   Lorsque le fluide pénètre dans le tube vibrant, il commence à interagir avec les vibrations du tube.

3. Détection de déphasage :

   Des capteurs situés à l'entrée et à la sortie du tube détectent la différence de temps (déphasage) entre les vibrations à ces deux points.

4. Calcul du débit massique :

   Le déphasage est directement proportionnel au débit massique du fluide. Plus le débit massique est élevé, plus le déphasage est important. L'électronique du débitmètre calcule le débit massique sur la base de ce déphasage.

5. Mesure de la densité et de la température :

   De nombreux débitmètres à effet Coriolis mesurent également la densité du fluide en analysant les variations de la fréquence de vibration, ainsi que la température à l'aide de capteurs de température intégrés. Cela permet d'effectuer des calculs supplémentaires, tels que le débit volumétrique et l'analyse de la composition du fluide.

Conception des tubes des débitmètres à effet Coriolis

1. Tubes en forme de U

   • Description :Comprend un ou plusieurs tubes en forme de U.
   • Avantages :
     • Sensibilité élevée grâce au déplacement plus important causé par la forme en U.
     • Efficace pour mesurer de faibles débits.
   • Limites :
     • Conception plus volumineuse.
     • Perte de charge plus importante que pour les tubes droits.

2. Tubes en forme de S (oméga)

   • Description : Ressemble à la lettre grecque Omega (Ω) ou à une forme de S.
   • Avantages :
     • Conception compacte par rapport aux tubes en U.
     • La structure équilibrée réduit les contraintes et prolonge la durée de vie du compteur.
   • Limites : Légèrement moins sensibles que les tubes en U.

3. Tubes droits

   • Description : Constitué d'un ou deux tubes droits.
   • Avantages :
     • Perte de charge minimale.
     • Plus facile à nettoyer, idéal pour les applications sanitaires.
     • Risque réduit de colmatage avec des fluides visqueux ou chargés de particules.
   • Limites :
     • Moins sensible aux faibles débits.
     • Peut nécessiter un support plus robuste pour éviter les vibrations externes.

4. Tubes courbes doubles

   • Description : Incorporer deux tubes courbes parallèles.
   • Avantages :
     • Amélioration de la sensibilité et de la précision.
     • Réduction des effets des vibrations externes.
   • Limites :Une conception plus complexe peut augmenter les coûts.

Précision du débitmètre à effet Coriolis

• Liquides : ±0,1% à ±0,2% de la lecture.
• Gaz : ±0,5% à ±1,0% de la lecture.

Facteurs influençant la précision

1. Propriétés des fluides :

   La viscosité, la densité et la température peuvent affecter les mesures, mais les compteurs à effet Coriolis compensent efficacement ces variations.

2. Conditions d'écoulement :

   Les flux tourbillonnants ou les profils de vitesse asymétriques peuvent introduire des erreurs. Une installation correcte permet d'atténuer ces problèmes.

3. Vibrations externes :

   Les vibrations provenant d'équipements situés à proximité peuvent perturber le fonctionnement du compteur. Des mesures d'isolation ou d'amortissement peuvent être nécessaires.

4. Flux à deux phases :

   La présence de bulles de gaz dans les liquides ou de gouttelettes de liquide dans les gaz peut affecter la précision.

Améliorer la précision

• Étalonnage : Un étalonnage régulier permet au compteur de conserver sa précision au fil du temps.
• Installation : Le respect des directives du fabricant pour l'installation permet de minimiser les erreurs potentielles.
• Entretien : Les inspections et l'entretien de routine permettent d'éviter la dégradation des performances.

Gamme de débitmètres à effet Coriolis

• Ratios de rotation : Jusqu'à 100:1 pour les liquides, ce qui signifie que le débit maximal est 100 fois supérieur au débit minimal que le compteur peut mesurer avec précision.

Avantages d'une grande souplesse d'utilisation

• Polyvalence : Un seul compteur peut couvrir une large gamme de débits, ce qui réduit la nécessité de disposer de plusieurs compteurs.
• Rentable : Réduction des coûts d'installation et de maintenance grâce à la diminution du nombre de compteurs nécessaires.
• Flexibilité du processus : Idéal pour les procédés à débit variable.

Dimensionnement et perte de charge d'un débitmètre à effet Coriolis

Considérations sur la taille

1. Débit : Le compteur doit être dimensionné pour traiter le débit maximal attendu sans dépasser sa capacité.
2. Caractéristiques du fluide : La viscosité et la densité affectent le fonctionnement du compteur et doivent être prises en compte lors du dimensionnement.
3. Conditions du processus : Les conditions de température et de pression peuvent influencer le choix des matériaux et la conception des compteurs.

Chute de pression

• Définition : La réduction de la pression lorsque le fluide passe à travers le débitmètre.
• Facteurs influençant la perte de charge :
  • Conception du tube : Les tubes courbes entraînent généralement des pertes de charge plus importantes que les tubes droits.
  • Débit : Des débits plus élevés augmentent la perte de charge.
  • Viscosité du produit : Les fluides plus visqueux entraînent des pertes de charge plus importantes.
• Atténuation :
  • Taille appropriée : Un surdimensionnement du compteur peut réduire la perte de charge mais peut affecter la précision à faible débit.
  • Sélection de tubes : Le choix d'un tube droit permet de minimiser la perte de charge.