Débitmètre massique à effet Coriolis

Préface

Dans le commerce des fluides, la qualité est souvent le critère déterminant. La mesure précise du débit massique a toujours été un objectif recherché. Avant la généralisation du débitmètre massique, la mesure du débit volumique était considérée comme la seule méthode viable, mais la pesée par lots nécessitait des conversions complexes et engendrait des erreurs importantes dues aux variations des paramètres du fluide.

Principe de fonctionnement d'un débitmètre massique à effet Coriolis

Le débitmètre à effet Coriolis fonctionne selon le principe de la deuxième loi de Newton, à savoir : la force appliquée est égale à la masse multipliée par l'accélération (F = ma). Cette formule F = ma met en évidence le fait que si aucune force n'est appliquée à l'objet et que l'accélération qui en résulte est mesurée, la masse ne peut être mesurée. Le débitmètre repose sur le principe que le fluide se trouve dans un système en rotation lorsqu'il se déplace en ligne droite. Le débitmètre massique à tube vibrant est conçu de manière ingénieuse en combinant ces deux mouvements. Bien qu'il existe de nombreuses formes de tubes vibrants, on les divise généralement en deux catégories : les tubes courbes et les tubes droits, parmi lesquels on distingue les tubes simples et les tubes doubles. Le principe étant le même, par souci de simplicité, un tube simple en forme de U est utilisé ici.

Le débitmètre actionne le tube en forme de U (tube de détection de débit) fixé à l'intérieur du boîtier de l'instrument grâce à un système d'entraînement électromagnétique pour le faire vibrer, comme illustré sur la figure).

Lorsqu'un fluide s'écoule dans un tube vibrant à fréquence fixe, il est contraint d'absorber l'énergie cinétique verticale du tube. Pendant la demi-période de vibration ascendante du tube, le fluide entrant exerce une force vers le bas qui s'oppose à la force ascendante du tube, tandis que le fluide sortant exerce une force vers le haut qui résiste à la diminution de l'énergie cinétique verticale du tube et le pousse vers le haut.

La combinaison de ces deux forces provoque la torsion du tube de mesure, un phénomène connu sous le nom d'effet Coriolis. Lors de l'autre demi-cycle de vibration, le tube se déplace vers le bas, et la torsion s'effectue dans le sens inverse. L'amplitude de la torsion du tube de mesure est directement proportionnelle au débit massique du fluide. La mesure de cet angle peut être réalisée à l'aide de photodétecteurs ou de capteurs électromagnétiques placés de part et d'autre du tube, et la vitesse de vibration de ce dernier peut être surveillée. Un décalage temporel apparaît entre ces deux signaux de vitesse en raison de la torsion du tube. Le capteur de débit à effet Coriolis transmet ce signal à l'émetteur, qui le traite et le convertit en un signal de sortie directement proportionnel à la masse.

Caractéristiques d'un débitmètre massique à effet Coriolis

Le débitmètre massique à effet Coriolis est devenu un débitmètre important, largement utilisé et éprouvé pour la mesure du débit massique des fluides, car il présente des avantages que d'autres débitmètres ne peuvent égaler, tels que…

Mesurer directement la qualité ou la masse du fluide pour obtenir une mesure de débit de haute précision.

• Il n'y a pas d'inserts dans la canalisation, pas de pièces mobiles et pas de pollution des électrodes, le taux de défaillance est donc plus faible et le capteur de débit massique Coriolis est facile à nettoyer et à entretenir.
• Le débitmètre massique Coriolis peut mesurer une large gamme de fluides, tels que les gaz, les liquides et les produits chimiques, la liqueur noire de fabrication du papier, les boues, etc., et peut être utilisé comme débitmètre à haute viscosité, comme débitmètre de résine, débitmètre de miel, débitmètre de sirop ;
• Le débitmètre Coriolis est très facile à régler et à utiliser, et il n'est pas nécessaire de configurer des sections de tuyau droites à l'entrée et à la sortie.
• Le débitmètre Coriolis peut facilement mesurer les fluides multiphasiques, les fluides contenant des particules solides et les fluides à haute viscosité, débitmètre Coriolis pour boues ;
• La mesure précise du débit massique des liquides à haute température et faible débit, des gaz à haute pression, ainsi que leur résistance à la corrosion, à l'encrassement, aux explosions, à l'usure et autres problèmes ont été résolus de manière satisfaisante.
• Mesure multiparamètres : lors de la mesure du débit massique, le débit volumique, le débit massique total, la densité et la température peuvent être obtenus simultanément.
• Elle n'est pas sensible à la distribution des grandeurs influentes, telles que la pression, la température, la densité et la viscosité, et la vitesse d'écoulement.
• Faciles à installer, les directions d'entrée et de sortie des tubes de capteurs de différentes tailles peuvent être ajustées et installées à volonté.
• Débitmètre massique numérique à effet Coriolis, avec sortie impulsionnelle, courant 4-20 mA et fréquence, communication MOSBUS, option avec protocole HART ;
• Le débitmètre massique à effet Coriolis est homologué ATEX, certifié antidéflagrant et destiné aux zones dangereuses.

Capteur de débit massique Coriolis et plage de débit

Débitmètre Corioils 3 mm, 1/8" : 88 lb/heure ;

compteur Coriolis 6 mm, 1/4 pouce : 220 lb/h ;

Débitmètre massique à effet Coriolis de 8 mm : 7,35 lb/min ;

DN10, plage du débitmètre massique Coriolis : 500 kg/h ;

Plage de mesure du débitmètre Coriolis 1/2", 15 mm : 0 à 1 tonne/heure ;

Plage de débit massique de 3/4 pouce, 20 mm : 50 kg/min ;

Plage de mesure du débitmètre Coriolis DN25, 1 pouce : 367,44 lb/min ;

Débitmètre de 1-1/2 po (40 mm de diamètre) : 0 à 20 tonnes par heure ;

Portée du transmetteur de débit massique Coriolis de 2 pouces : 18,37 kilogrammes/seconde ;

Débitmètre Coriolis 65 mm : 50 t/h ;

Débitmètre massique Coriolis de 3 pouces, ou taille DN80 : 0-100 tonnes/heure

Débitmètre massique à effet Coriolis DN100, 4 pouces : max 150 t/h,

Débitmètre massique Coriolis 125 mm : 0-200 t/h ;

Débitmètre Coriolis 150 mm, 6 pouces : 0-400 t/h ;

Le débitmètre massique de 200 mm (8 pouces) peut mesurer un débit massique maximal de 500 t/h ;

Application pratique des débitmètres massiques Coriolis

Le principe de fonctionnement d'un débitmètre repose sur la mesure du faible angle de torsion du tube de détection de débit lors de ses vibrations naturelles. Par conséquent, lors de son utilisation, les vibrations du boîtier et du tube de détection doivent être minimisées. Pour les débitmètres Coriolis argentés, notamment ceux de 3 mm et 6 mm à faible débit, le capteur de débit massique doit être installé sur une base plane et rigide, telle qu'un mur solide ou une plaque d'acier, afin de garantir que ses quatre pieds de fixation soient parfaitement alignés. Les débitmètres massiques de 10 mm à 250 mm (débitmètre Coriolis de 10 pouces) sont installés directement sur le procédé ou la canalisation.

Pour la mesure des liquides, la méthode d'installation typique consiste à placer le tube de mesure sous le fluide de procédé ou la canalisation. Pour les applications gazeuses, les tubes de mesure sont généralement installés au-dessus du fluide de procédé ou de la canalisation. Les débitmètres peuvent également être installés sur des conduites verticales, permettant ainsi une purge automatique du liquide. Lors de l'installation, il est impératif de ne jamais utiliser le raccord de l'instrument comme support de la canalisation et de prévoir un support séparé pour chaque vanne et dérivation.

Lors du dosage de fluides contenant des particules solides, l'appareil doit empêcher le dépôt de ces particules dans la partie incurvée du tube de détection de débit. En cas d'utilisation à basse température, comme pour un débitmètre Coriolis cryogénique, le technicien doit veiller à éviter la formation de givre sur le tube de détection.

Lors de la mesure d'un écoulement diphasique liquide-gaz, une attention particulière doit être portée à l'évacuation facile du gaz libre lors de l'application et de l'installation de l'instrument, car le débit dans le liquide mesuré peut perturber le flux. Par conséquent, lors de l'application du débitmètre, le débitmètre Coriolis doit être installé autant que possible dans une zone de haute pression sur la canalisation afin d'éviter la présence de gaz dans le liquide.

Étant donné que le débitmètre massique à effet Coriolis est un débitmètre à tube vibrant, lors du processus de mesure, une distance suffisante doit être maintenue entre les instruments et le débitmètre.
Mettre en place des supports solides pour éliminer l'influence des vibrations mutuelles.
Lors de l'application, pour les fluides corrosifs, en particulier ceux contenant des chlorures et des halogènes libres, utiliser des capteurs de débit massique en alliage de nickel résistant à la corrosion et à la chaleur.

Installer une vanne d'arrêt en aval lors de l'application afin d'assurer le réglage du point zéro réel du débit.

Dans le cadre du processus de candidature,Débitmètre massique à effet Coriolis Grâce à son concept novateur, sa structure simple, sa grande fiabilité, son échelle linéaire, sa haute précision, sa facilité de nettoyage et d'entretien, le débitmètre Coriolis répond aux exigences spécifiques de la mesure des fluides dans de nombreux secteurs industriels. Il permet de mesurer directement le débit massique du fluide et de résoudre les problèmes de mesure de débit massique des écoulements multiphasiques et à basse température (comme la mesure du débit d'azote liquide). De ce fait, il a connu un développement considérable en plus de dix ans. Dans le domaine actuel de la mesure des débits, il s'agit d'une des technologies à la croissance la plus rapide, et de nombreux débitmètres Coriolis sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière. On peut s'attendre à ce que les débitmètres massiques à effet Coriolis suscitent un intérêt croissant et se généralisent.