Que sont l’argon liquide et l’argon gazeux ?
L'argon, un gaz noble, est utilisé dans diverses applications industrielles sous forme liquide et gazeuse.
- Argon liquide : l'argon devient liquide à des températures extrêmement basses, généralement autour de -186°C (87 Kelvin). Il est principalement utilisé dans la cryogénie, le soudage, la production de métaux et comme gaz protecteur dans les processus industriels.
- Gaz Argon : À l'état gazeux, l'argon est largement utilisé comme gaz de protection inerte dans les processus de soudage et de coupage, ainsi que dans la production de semi-conducteurs, d'ampoules électriques et pour certains types de spectroscopie.
Les deux formes d’argon présentent des défis uniques pour une mesure précise du débit en raison de leurs propriétés physiques et de leurs conditions de fonctionnement.
Défis et difficultés liés à la mesure du débit d'argon liquide et gazeux
- 1. Températures extrêmement basses pour l'argon liquide
- L'argon liquide fonctionne à très basse température, généralement à -186 °C ou moins. À ces températures, les débitmètres conventionnels peuvent ne pas fonctionner correctement, en particulier lorsque des composants sensibles tels que les joints, les capteurs et l'électronique sont exposés à des températures glaciales. Des matériaux et des considérations de conception spéciaux sont nécessaires pour garantir un fonctionnement fiable. Un débitmètre cryogénique est nécessaire.
- 2. Large plage de température pour le gaz argon
- La température de l'argon gazeux peut varier de conditions extrêmement froides à la température ambiante, voire plus. Cette large plage présente des défis liés à la dilatation et à la contraction thermiques, qui peuvent affecter l'étalonnage du capteur et la précision des mesures de débit. De plus, le comportement du flux de gaz est plus sensible aux fluctuations de température que le flux de liquide, ce qui rend les mesures précises plus difficiles.
- 3. Variations de densité et de viscosité
- L'argon est un gaz de faible densité et sa densité est sensiblement différente lorsqu'il est sous forme liquide. La densité de l'argon liquide peut varier en fonction de la température, ce qui rend les mesures de débit particulièrement difficiles. De même, la viscosité de l'argon liquide et gazeux peut varier en fonction de la température et de la pression, ce qui affecte le débit et la capacité du capteur à mesurer avec précision.
- 4. Variations de pression et de débit
- L'argon liquide et l'argon gazeux sont généralement transportés dans des conditions de pression différentes. La pression peut fluctuer considérablement dans les processus industriels, ce qui peut affecter les caractéristiques d'écoulement. Cette variabilité de pression doit être prise en compte dans le système de mesure pour garantir une précision constante.
Pourquoi les débitmètres massiques Coriolis sont idéaux pour mesurer le débit d'argon liquide et gazeux
Principe du débitmètre Coriolis
Les débitmètres massiques Coriolis fonctionnent en détectant l'effet Coriolis, qui se produit lorsqu'un fluide s'écoule dans un tube vibrant. Lorsque le fluide traverse le tube, il provoque un décalage de phase de vibration, qui peut être mesuré pour déterminer le débit massique. Cette méthode est différente des débitmètres volumétriques traditionnels, qui s'appuient sur la densité et la vitesse du fluide. En mesurant directement le débit massique, les débitmètres Coriolis offrent une plus grande précision, en particulier lorsque la densité ou la température du fluide change.
Pourquoi les débitmètres Coriolis sont adaptés à l'argon liquide et gazeux
1. Mesure du débit massique
Les débitmètres Coriolis mesurent directement le débit massique, ce qui les rend idéaux pour les gaz et les liquides qui subissent des variations de densité importantes avec la température et la pression, comme l'argon liquide et gazeux. Le débit massique étant indépendant de la densité, les débitmètres Coriolis conservent leur précision même dans des conditions fluctuantes.
2. Large plage de température
Les débitmètres Coriolis peuvent fonctionner dans des environnements à température extrême, depuis des températures cryogéniques aussi basses que -200 °C jusqu'à 150 °C ou plus. Ils sont donc parfaits pour mesurer à la fois l'argon liquide à des températures cryogéniques et l'argon gazeux à une gamme de températures.
3. Haute précision et fiabilité
La conception des débitmètres Coriolis permet des mesures de haute précision avec une précision allant jusqu'à 0,1 %. Ceci est particulièrement important dans les applications où même de petites variations de débit peuvent affecter le processus, comme dans les systèmes cryogéniques et le traitement des gaz industriels.
4. Antidéflagrant et sans danger pour les environnements dangereux
Les débitmètres Coriolis peuvent être équipés de certifications antidéflagrantes ATEX, ce qui les rend sûrs pour une utilisation dans des environnements où des gaz ou des liquides inflammables peuvent être présents. Cela est particulièrement crucial dans les environnements industriels où l'argon est utilisé dans le cadre de processus pouvant impliquer des conditions volatiles ou dangereuses.
Étude de cas : Débitmètres massiques Coriolis pour l'argon liquide et gazeux
Par exemple, le
débitmètre Coriolis de la série SH-CMF est conçu pour mesurer le débit d'argon liquide dans les applications industrielles. Il présente une plage de débit de 0 à 3,0 T/h, 0 à 7 t/h, 0 à 20 t/h, etc., une plage de température de -200 °C à +150 °C et une précision de 0,2 %. Il comprend également une certification antidéflagrante ATEX pour les zones dangereuses, ce qui le rend idéal pour la manipulation d'argon liquide cryogénique dans des environnements dangereux.
Pour l'argon gazeux, le débitmètre Coriolis DN20 peut mesurer jusqu'à 120 000 litres par heure, offrant une solution précise pour les applications nécessitant la mesure de l'argon gazeux sur une large plage de températures allant de -185 °C à +20 °C. Ce type de débitmètre garantit une mesure précise du débit massique de l'argon gazeux même lorsque la pression et la température fluctuent pendant les opérations industrielles.
Conclusion
La mesure du débit d'argon liquide et gazeux présente de nombreux défis, notamment des températures extrêmes, des variations de densité et de viscosité, et la nécessité d'instruments de haute précision. Les débitmètres massiques Coriolis, avec leur capacité à mesurer directement le débit massique indépendamment des changements de densité, offrent une solution fiable et précise pour les applications d'argon liquide et gazeux. Leur tolérance élevée aux températures, leur précision et leurs caractéristiques de sécurité les rendent idéaux pour une utilisation dans des environnements cryogéniques et industriels, garantissant un contrôle et une optimisation précis des processus dans des secteurs tels que le soudage, la cryogénie et la fabrication de semi-conducteurs.
