L'histoire et l'avenir de la mesure du débit

(1) L'origine de la mesure du débit

La clepsydre et l'horloge à eau, utilisées dans l'Antiquité pour mesurer le temps, sont des instruments utilisant la technologie du débit constant pour calculer le temps. La plus ancienne clepsydre au monde est l'horloge à eau égyptienne du XIVe siècle av. J.-C. Dans notre pays, la Cité interdite possède une horloge à eau en cuivre datant de la dynastie des Han occidentaux (206 av. J.-C. à 8 apr. J.-C.). En 3000 av. J.-C., on tenta de mesurer le débit du Nil en mesurant le niveau d'eau pour les cultures agricoles. Dès lors, il devint possible de calculer la répartition de l'eau. C'est peut-être l'origine de la mesure du débit.

L'anémomètre a été inventé au XVIe siècle, le vélocimètre pour canaux ouverts au XVIIe siècle et le tube de Pitot au XVIIIe siècle, qui ont jeté les bases du développement des techniques de mesure du débit. À la même époque, l'équation fondamentale de la mécanique des fluides, l'équation de Bernoulli, a été établie.

Tube de Pitot pour la mesure de la vitesse d'écoulement des fluides

Cependant, la véritable mesure du débit a débuté au XIXe siècle, avec la création du prototype du réseau commercial d'approvisionnement en eau et en gaz. Afin de répondre aux besoins du commerce, des compteurs de gaz humides, des compteurs de gaz secs, des compteurs d'eau, des débitmètres à membrane, des débitmètres à Venturi, etc., ont été conçus pour mesurer l'eau et le gaz. À la même époque, la loi de Faraday, le nombre de Reynolds, la loi de conservation de l'énergie et l'expérience du tourbillon de Karman menée par Strohal ont été développés. La science et la technologie de cette période ont jeté les bases du développement rapide de la mesure du débit. Cependant, il convient de noter que le processus de fabrication des débitmètres était encore relativement approximatif, la compréhension des technologies associées était insuffisamment claire et le niveau de mesure global était faible.

(2) Développement de la mesure du débit

Depuis le 20e siècle, avec le développement rapide de la technologie électronique, des matériaux et de la technologie de traitement, le développement et l'amélioration des débitmètres ont progressé rapidement.

Avec la prospérité de diverses industries, telles que l'industrie de transformation, et les services publics, tels que l'approvisionnement en eau et en gaz, le débitmètre est devenu de plus en plus populaire.

Le nombre et les domaines d'utilisation se sont rapidement développés. Les principaux débitmètres mécaniques actuels ont été développés durant cette période, tels que les plaques à orifice, les débitmètres à rotamètre, les déversoirs triangulaires et autres types de débitmètres à déversoir, les débitmètres à fente, etc., au cours de la première moitié du XXe siècle. L'application pratique des débitmètres électromagnétiques représente un progrès remarquable. Ils sont non seulement utilisés pour la mesure du débit en conduites rondes, mais ont également été appliqués à une large gamme de débits, des rivières aux eaux sanguines.


À l'instar d'autres technologies industrielles, la seconde moitié du XXe siècle a été marquée par un important développement des instruments de mesure de débit. Durant cette période, la mesure du débit étant largement répandue, le fluide mesuré étant complexe et les conditions et environnements de mesure très variés, les exigences en matière de débitmètres ont varié. Par conséquent, afin de s'adapter à différents milieux, conditions environnementales et exigences d'utilisation, divers instruments de mesure de débit ont vu le jour. Selon des statistiques incomplètes, il existe des dizaines de types de débitmètres couramment utilisés. On peut même affirmer que, tant que de nouvelles technologies seront développées, on cherchera à les appliquer à la mesure de débit, comme les débitmètres thermiques, les débitmètres électromagnétiques modernes, les débitmètres à ultrasons, les débitmètres massiques , les débitmètres à vortex, les débitmètres à jet et autres débitmètres similaires.


En Chine, les débitmètres d'eau et les débitmètres de gaz ont été produits indépendamment dans les années 1950, et le développement et la qualité stable des produits ont été atteints dans les années 1990. En général, le niveau de fabrication des débitmètres dans mon pays est encore loin du niveau avancé mondial, en particulier dans les roulements des débitmètres à turbine, les matériaux et les procédés des débitmètres massiques et les procédés des débitmètres à ultrasons.

À l'aube du 21e siècle, la technologie des débitmètres à ultrasons multicanaux a connu de nouveaux développements et a été appliquée dans les domaines de la mesure industrielle et de la vérification métrologique avec ses avantages incomparables.

(3) L'avenir de la mesure du débit

Face à la demande croissante de transactions commerciales, la mesure de l'énergie et la protection de l'environnement sont de plus en plus prises en compte. L'amélioration de la qualité de la production industrielle, de l'efficacité et de la maîtrise des coûts impose des exigences plus strictes en matière de quantité, de précision et de fiabilité des débitmètres. Les principales améliorations techniques portent sur les aspects suivants.

(1) Le niveau de fabrication des débitmètres continue de s'améliorer
Les améliorations apportées à la structure, aux matériaux et aux techniques de fabrication des débitmètres ont permis une mesure de débit de haute précision, et la fiabilité de fonctionnement à long terme du débitmètre a également été considérablement améliorée, ce qui constitue un indicateur important. Par exemple, l'amélioration du matériau des paliers et du procédé de fabrication du débitmètre à turbine a considérablement amélioré sa stabilité de fonctionnement à long terme ; l'amélioration des matériaux et des techniques de fabrication du débitmètre massique a non seulement réduit les coûts de production, mais également amélioré ses performances de mesure.

(2) La technologie d’étalonnage des débitmètres suscite de plus en plus d’attention

Avec l'amélioration de la précision des mesures de débitmètres, la précision des appareils d'étalonnage est devenue un élément essentiel de la mesure. L'amélioration des appareils d'étalonnage est devenue un élément important de la mesure de débit. Ces dernières années, elle a été particulièrement appréciée et le niveau technique des appareils a considérablement progressé.

(3) Recherche sur l'impact des conditions d'installation et d'utilisation

Les performances de mesure d'un débitmètre étalonné en laboratoire peuvent varier lors de son utilisation sur le terrain, car les conditions de laboratoire sont très différentes de celles du terrain. Par conséquent, des recherches pertinentes ont été menées sur les différences entre les conditions d'utilisation du débitmètre, notamment l'influence de la section droite du tube, de la position de l'installation, des variations de fluide, de l'écoulement tourbillonnaire et des conditions environnementales. De plus, les performances de l'instrument de mesure sont également améliorées et font l'objet d'une attention croissante.

(4) Développement d'une technologie d'étalonnage de flux non réel

Face à la demande croissante de mesure de débit à grand diamètre et au développement de la technologie de mesure par ultrasons, la demande de débitmètres à grand diamètre se fait de plus en plus pressante, mais la taille des appareils d'étalonnage reste limitée. Dans ce contexte, la technologie d'étalonnage non réel des débitmètres à grand diamètre a connu un développement rapide. Cette technologie est obtenue en combinant la dynamique des fluides numérique, des expériences sur modèles et des expériences sur le terrain.