Guides de sélection et types de débitmètres d'oxygène (O2)

Quels éléments dois-je prendre en compte lors de la mesure du débit d'oxygène ?

Le principe fondamental de la mesure du débit d'oxygène repose sur la « sécurité, la précision et l'adaptabilité aux conditions de travail ».

Débitmètre d'oxygène sans huile homologué ATEX

La mesure du débit d'oxygène nécessite un débitmètre certifié ATEX.

La sécurité est primordiale. L'oxygène, gaz de combustion, peut s'avérer dangereux au contact de graisses et d'impuretés. Par conséquent, les débitmètres doivent être exempts d'huile et fabriqués dans un matériau compatible avec l'oxygène. De plus, ils doivent être certifiés ATEX.

Débitmètre d'oxygène à mesure précise

La précision de la mesure des gaz est également très importante, différents scénarios nécessitant différentes marges d'erreur ; la production industrielle exige généralement une précision de ± 1 % à ± 2,5 %.

Adapter le débitmètre d'oxygène aux conditions

Il est nécessaire de sélectionner le type correspondant en fonction de paramètres tels que l'état de l'oxygène (oxygène gazeux/liquide), la pression, la température, la plage de débit, etc., afin d'éviter les échecs de mesure ou les dommages matériels causés par des conditions de fonctionnement inadaptées.

Quels sont les principaux types de débitmètres d'oxygène ?

À l'heure actuelle, les débitmètres d'oxygène courants se divisent principalement en trois modèles de base, chacun présentant des scénarios d'adaptation clairs et des avantages uniques, capables de couvrir les besoins de mesure de la plupart des gaz d'oxygène ;

Parallèlement, des modèles spécialisés sont également disponibles pour des conditions de travail particulières afin de garantir des mesures précises et sûres dans différents scénarios.

Débitmètre massique thermique pour la mesure du débit d'O2

Débitmètre massique thermique pour gaz O2

Comment fonctionne un débitmètre massique thermique pour l'oxygène gazeux ?

Le débitmètre thermique de gaz de la série SRK-100 est un outil polyvalent pour la mesure de l'oxygène gazeux. Son principal atout réside dans sa grande adaptabilité et sa facilité d'utilisation. Son principe de fonctionnement repose sur la détection des pertes de chaleur lors du passage de l'oxygène grâce à des éléments chauffants et des capteurs de température, puis leur conversion en données de débit.

Quels sont les avantages d'utiliser un débitmètre massique thermique pour l'oxygène gazeux ?

• Il est performant dans des conditions de débit faibles et moyens, qu'il s'agisse d'un débit conventionnel faible à moyen de plusieurs mètres cubes à plusieurs dizaines de mètres cubes par heure, ou d'un scénario de faible débit aussi bas que 10 sccm, il peut fournir des données de manière stable.
• Il peut capter les fluctuations de débit en temps réel, ce qui le rend particulièrement adapté aux processus de production industrielle nécessitant une surveillance dynamique des débits ;
• La perte de pression est minime et n'affectera pratiquement pas l'équilibre global de pression du système de distribution d'oxygène.
• Plusieurs méthodes d'installation, telles que l'insertion ou le raccordement au réseau, peuvent être sélectionnées avec souplesse pour le débitmètre d'oxygène.
• Maintenance aisée, seul un nettoyage régulier de la sonde est nécessaire, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation et de maintenance.
• Il s'adapte à différentes conditions de pression et fonctionne normalement dans des environnements à moyenne et haute pression, de la pression atmosphérique à plusieurs dizaines de bars. Les pièces en contact avec le fluide du capteur de débit d'oxygène sont principalement en acier inoxydable 316L, répondant ainsi aux exigences de nettoyage sans huile et de protection contre la corrosion pour la mesure de l'oxygène.

Rotamètre à tube métallique pour la mesure du débit d'O2

Rotamètre pour gaz O2

Comment fonctionne un rotamètre pour la mesure du débit d'O2 ?

Le rotamètre à tube métallique, considéré comme un instrument pratique pour la mesure de l'oxygène, est apprécié pour sa simplicité et son excellent rapport coût-efficacité. Son principe de mesure repose sur l'équilibre entre la poussée d'Archimède et la gravité ; le débit est indiqué par la position du rotor à l'intérieur du tube métallique conique. La lecture est intuitive et claire, et les opérateurs sur site peuvent rapidement interpréter les données sans formation spécifique.

Quels sont les avantages d'utiliser un débitmètre à section variable pour l'O2 ?

Ce type de débitmètre est particulièrement adapté à la mesure de débits faibles à moyens à température et pression ambiantes, comme le contrôle du débit de sortie des petits équipements de production d'oxygène et la régulation du débit des réseaux de distribution d'oxygène dans les ateliers. Sa plage de mesure, généralement comprise entre 0,1 et 100 mètres cubes par heure, permet de répondre aux besoins en oxygène de la plupart des appareils de petite et moyenne taille.

L'enveloppe extérieure et le tube intérieur sont principalement fabriqués en acier inoxydable, matériau qui offre une forte résistance à la corrosion et peut s'adapter à une légère corrosion acide-base dans les environnements industriels ; de plus, le taux de défaillance est extrêmement faible, le rotor et le tube conique étant les seuls composants principaux, ce qui ne nécessite pratiquement aucun entretien ni remplacement fréquent et présente des avantages évidents en matière de maîtrise des coûts.

Que faut-il noter lors de la mesure de l'oxygène avec un rotamètre ?

Il convient toutefois de noter que cette méthode est plus adaptée aux mesures effectuées dans des conditions de fonctionnement stables. En cas de fortes fluctuations de pression ou de variations brusques de débit, la précision des mesures sera affectée. Par conséquent, elle est plus appropriée aux applications de surveillance de routine ne nécessitant pas une réponse dynamique élevée.

débitmètre à vortex pour débitmètre d'oxygène

Débitmètre à vortex pour gaz O2

Comment un débitmètre à vortex mesure-t-il le débit de gaz O2 ?

Le débitmètre à vortex est un instrument essentiel pour la mesure de l'oxygène à haut débit, grâce à sa haute précision et sa large plage de mesure. Il exploite le phénomène d'allée de tourbillons de Karman généré par le fluide traversant le générateur de vortex, capte la fréquence de cette allée grâce à des capteurs et la convertit en débit.

Quels sont les avantages de l'utilisation d'un débitmètre à vortex pour la mesure de l'oxygène ?

• Le principe du débitmètre à vortex lui confère une grande stabilité même dans des conditions de débit élevé ; sa plage de mesure peut couvrir de 10 mètres cubes à plusieurs milliers de mètres cubes par heure, ce qui peut répondre aux besoins de surveillance de la distribution d'oxygène à haut débit dans des contextes industriels tels que les grandes usines chimiques et les aciéries.
• Il possède une grande précision de mesure, généralement jusqu'à ± 1 % de la pleine échelle, une bonne répétabilité, une faible déviation des données en fonctionnement à long terme et n'est pas affecté par de légères fluctuations de la température et de la pression du gaz.
• Il peut s'adapter à des conditions de travail à haute pression (jusqu'à plusieurs dizaines de bars, voire plus) et à haute température (généralement de -40 °C à 200 °C), et présente une stabilité remarquable dans des environnements industriels complexes.
• Les composants du capteur de débitmètre à vortex ne comportent aucune pièce mobile, ce qui réduit l'usure et prolonge sa durée de vie lors de la mesure volumétrique de l'O2.
• Débitmètre de gaz numérique pour O2 : les transmetteurs de débit Vortex prennent en charge plusieurs signaux de sortie tels que 4-20 mA/impulsion/fréquence/MODBUS RTU et HART, ce qui facilite la connexion au système de contrôle central pour la surveillance à distance.
• Option avec compensation intégrée de température et de pression, permettant de visualiser directement sur l'écran numérique les informations relatives à la température, la pression, le débit et le débit total d'O2.

Actuellement, il existe trois principaux types de débitmètres d'oxygène, chacun adapté à des applications spécifiques : les débitmètres thermiques conviennent à la mesure de l'oxygène gazeux, notamment pour les débits faibles et moyens. Ils se caractérisent par une réponse rapide, une faible perte de charge et une installation et une maintenance aisées. Le débitmètre à rotor à tube métallique, de structure simple et de coût modéré, est adapté à la mesure des débits moyens et faibles à température et pression ambiantes. Il offre une lecture intuitive et une forte résistance à la corrosion. Enfin, le débitmètre à vortex est conçu pour la mesure de l'oxygène gazeux à haut débit. Il se distingue par sa grande précision, sa large plage de mesure, son adaptabilité aux hautes pressions et températures et sa bonne stabilité.

Comment mesurer un faible débit d'oxygène tel que 10 sccm ?

Débitmètre/régulateur de débit d'oxygène à très faible débit

La mesure de faibles débits d'oxygène (1 sccm, 10 sccm, 100 sccm, etc.) exige un compromis entre précision et capacité de contrôle. Le choix privilégié se porte sur un débitmètre thermique compact avec régulateur. Ce type d'appareil exploite le principe de la diffusion thermique pour une mesure précise, en détectant les variations de chaleur lors du passage du gaz. La plage de mesure est de 0 à 1 L/h, avec une précision de ± 1 % de la pleine échelle, répondant ainsi aux besoins des laboratoires, des équipements médicaux, des petits réacteurs et autres applications. Le régulateur de débit intégré assure une régulation précise et directe du débit d'O₂ sans module de contrôle supplémentaire, pour une utilisation simplifiée. Compact et peu encombrant, l'appareil est idéal pour les espaces restreints.

Comment mesurer le débit d'oxygène liquide (LOX) ?

mesure du débit cryogénique de LOX

L'oxygène liquide présente la caractéristique d'une température extrêmement basse (environ -183 °C) et d'une vaporisation facile. Les débitmètres conventionnels ne résistent pas aux températures extrêmement basses et nécessitent l'utilisation de débitmètres Coriolis spécialisés. Ce type de débitmètre utilise le principe de la mesure du débit massique, insensible aux variations de température, de pression et de densité, et peut fonctionner de manière stable dans des environnements à très basse température. Un alliage d'acier inoxydable résistant aux basses températures doit être choisi comme matériau afin d'éviter la fissuration fragile à basse température ; la conception structurelle doit présenter de bonnes performances d'isolation pour empêcher l'influence de la vaporisation de l'oxygène liquide sur la mesure.

Dans le même temps, il est nécessaire de respecter les normes de nettoyage sans huile, d'éliminer les risques pour la sécurité et d'être largement utilisé dans le stockage, le transport, l'industrie chimique, l'aérospatiale et d'autres secteurs pour la surveillance du débit d'oxygène liquide.

Quels paramètres techniques vérifier lors du choix d'un débitmètre d'oxygène ?

Outre les fonctions essentielles, la sélection doit s'attacher à vérifier les paramètres suivants :

• La plage de mesure doit couvrir la plage de débit réelle utilisée. Les utilisateurs doivent fournir le débit minimum, le débit normal et le débit maximum aux ingénieurs de silverinstruments.com afin de dimensionner correctement le capteur de débit d'O2 et d'éviter d'affecter la précision si la plage est trop grande ou trop petite.
• Le niveau de précision est déterminé par le principe du débitmètre, en utilisant la plage, la température de fonctionnement et la pression, avec des scènes industrielles allant de ± 1,5 % à ± 2,5 %, et des exigences de haute précision allant de ± 0,5 % à ± 1 % ;
• La pression et la température de fonctionnement doivent correspondre aux conditions réelles d'utilisation. La plage de résistance à la pression de l'équipement doit être confirmée pour la mesure de l'oxygène gazeux, et sa tolérance aux basses températures doit être vérifiée pour la mesure de l'oxygène liquide.
• Privilégiez le protocole 4-20 mA/impulsion ou HART pour les signaux de sortie afin de faciliter l'accès aux systèmes de contrôle ;
• Le matériau doit être composé de matériaux compatibles avec l'oxygène, tels que l'acier inoxydable 316L, afin de garantir la sécurité et la stabilité.