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Étude de cas : Application d'un débitmètre massique thermique à cinq gaz — hydrogène, propane, oxygène, azote et chlore Application : Contrôle des gaz de laboratoire/de procédé | Produit : Débitmètre massique thermique micro Silver SRK-DL | Références : MFC-140101 à MFC-140105
Silver Automation Instruments a fourni cinq microdébitmètres massiques thermiques SRK-DL pour une application de laboratoire multigaz couvrant l'hydrogène, le propane, l'oxygène, l'azote et le chlore. Les cinq appareils sont dotés d'un raccord fileté 1/4" 3000#, d'une interface 24 V CC / 4-20 mA / RS485 et d'un boîtier résistant à une pression de 3 MPa. Ils ont été choisis comme une alternative économique aux débitmètres massiques de marque Western, offrant des performances de mesure équivalentes.
Un client nous a transmis la fiche technique d'un instrument comprenant cinq régulateurs de débit massique sur un même schéma P&ID ( B01-100-PR-DWG-14-002) . Chaque régulateur est associé à un gaz différent : hydrogène, propane, oxygène, azote et chlore. Les débits sont faibles, tous compris entre 0,02 et 0,2 kg/h en conditions normales. La pression de service est de 6 barg. Le raccordement est entièrement fileté 1/4" 3000#.
Le cahier des charges initial prévoyait des vannes de régulation à globe avec positionneurs (signal 4-20 mA, entrée de câble M20x1,5, caractéristique à pourcentage égal). Le client recherchait un fournisseur performant et économique pour la partie mesure du projet. Nous lui avons proposé le débitmètre massique thermique de la série SRK-DL : une seule plateforme, cinq gaz, un câblage et un signal identiques.
| Étiqueter | Fluide | MW | Flux normal | Débit maximal | Pression | Notes |
| MFC-140101 | Hydrogène (H2) | 2.02 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bara / 6 barg | Gamme 002L, fluorocaoutchouc |
| MFC-140102 | Propane (C3H₈) | 44.1 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bara / 6 barg | Gamme 500C, fluorocaoutchouc |
| MFC-140103 | Oxygène (O2) | 32 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bara / 6 barg | Plage de température de 200 °C, sans O₂ |
| MFC-140104 | Azote (N2) | 28 | 0,15 kg/h | 0,25 kg/h | 2 bara / 6 barg | Plage de température 200 °C, fluorocaoutchouc |
| MFC-140105 | Chlore (Cl2) | 70,9 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bara / 6 barg | Plage de température de 200 °C, vérifier que le tapis est bien mouillé. |
MFC-140101 — Gaz hydrogène
L'hydrogène est le gaz le plus léger de la liste, avec une masse moléculaire de 2,02. Cette faible densité implique que la plage de débit équivalente en SLM est relativement large pour un faible débit massique. Nous avons spécifié une plage de 2 SLM (0,02 L), ce qui offre une couverture confortable à la valeur maximale indiquée de 0,2 kg/h. Les joints en fluoroélastomère supportent parfaitement l'application à la pression d'entrée normale de 2 bar.
Un point important à noter : la fiche technique indique des températures de conception cryogéniques jusqu’à -253 °C (proche de la température de l’hydrogène liquide). Le SRK-DL est conçu pour fonctionner entre 0 et 50 °C au niveau du corps du compteur. Nous avons confirmé auprès du client que le compteur lui-même est installé à température ambiante ; la température extrêmement basse mentionnée est une contrainte de conception de la ligne, et non une condition de fonctionnement à l’emplacement de l’instrument.
MFC-140102 — Gaz propane (C3H8)
Le propane a une masse moléculaire de 44,1, soit environ 22 fois plus lourde que l'hydrogène. La plage de 500 SCCM (500 °C) correspond à environ 75 SCCM pour le C₃H₈, maintenant ainsi le débit normal dans la plage de linéarité. Les joints en fluoroélastomère sont compatibles avec le propane sec.
Le propane est inflammable. La classe de ligne du client (S82A) et le raccord fileté 3000# sont adaptés à la pression de service de 6 barg. Si la zone d'installation requiert une certification ATEX ou IECEx, le modèle SRK-DL standard n'est pas antidéflagrant ; il faudra alors envisager d'autres solutions de protection.
MFC-140103 — Gaz oxygène (O2)
La distribution d'oxygène requiert une attention particulière. La présence de contaminants organiques dans une conduite d'oxygène peut s'enflammer sous pression. Nous avons spécifié une plage de 200 SCCM pour l'O₂ (MW 32), ce qui couvre le débit maximal de 0,2 kg/h. Les joints en fluoroélastomère sont généralement compatibles avec l'O₂ gazeux à des pressions modérées.
L'exigence essentielle est le dégraissage à l'oxygène de toutes les pièces en contact avec l'eau avant expédition. Cette étape du processus est validée par l'usine. Nous l'avons explicitement mentionnée dans le devis, et le client doit la confirmer avant de passer commande. Omettre cette étape sur une ligne de production à l'oxygène est inacceptable.
MFC-140104 — Gaz azote (N2)
L'azote est le plus simple des cinq gaz : inerte, sec et non corrosif. Sa masse molaire est de 28 g/mol et son débit de 200 cm³/min couvre aisément la limite de 0,25 kg/h. Des joints en fluoroélastomère standard sont utilisés. Aucun traitement ni confirmation particulière n'est requis. Cette étiquette est un exemple typique d'application MFM thermique.
MFC-140105 — Gaz chlore (Cl2)
Le chlore est le fluide le plus agressif de cet ensemble. Sa masse molaire est de 70,9, ce qui en fait le gaz le plus lourd. Il est extrêmement corrosif, surtout en présence d'humidité. La plage de 200 SCCM couvre le débit maximal de 0,2 kg/h en régime normal.
Nous avons soulevé une question de compatibilité des matériaux concernant cette étiquette. Les pièces en contact avec le fluide en acier inoxydable 316 peuvent convenir pour le chlore gazeux sec à faible concentration ; nous utilisons également du perfluoroélastomère (FFKM) comme matériau d'étanchéité afin d'améliorer la résistance à la corrosion pour la mesure du chlore. Le client doit confirmer la concentration en chlore et le taux d'humidité avant que nous ne finalisions le choix du matériau.
Débitmètre massique thermique SRK-DL
Les instruments d'origine du client provenaient d'une marque européenne. Les délais de livraison pour cette marque dans la région sont de 10 à 16 semaines. Le SRK-DL est expédié de Chine sous 7 à 10 jours ouvrables. Pour le calendrier de mise en service d'un projet, cette différence est cruciale.
Au-delà du délai de livraison, plusieurs raisons techniques expliquent pourquoi le SRK-DL était bien adapté à cette situation :
Une seule plateforme permet de couvrir les cinq gaz. Même boîtier, même câblage, même signal (4-20 mA + RS485). Le technicien d'instrumentation n'a donc qu'un seul produit à gérer, et non cinq.
• Le raccord fileté 1/4" 3000# correspond exactement à la classe de ligne du client. Aucun adaptateur requis.
• Pression nominale de 3 MPa — bien supérieure à la pression de conception de 6 barg.
• La sortie RS485 permet l'intégration avec un système SCADA ou DCS de site sans convertisseurs de signal supplémentaires.
• La plage de fonctionnement de 0 à 50 °C couvre les conditions ambiantes à l'emplacement de l'instrument.
Les analyseurs de gaz multiples thermiques de marques occidentales destinés à ce type d'application en laboratoire sont généralement beaucoup plus chers, souvent deux à quatre fois plus que le SRK-DL. Pour cinq instruments aux spécifications similaires, la différence de budget est significative. Le SRK-DL n'est pas un produit au rabais : il offre la même double sortie 4-20 mA / RS485, le même écran intégré et la même construction en acier inoxydable 316 avec contact avec le fluide que les modèles européens.
| Paramètre | Valeur |
| Principe de mesure | Débit massique thermique (type capillaire de dérivation) |
| Plage de débit de gaz | 2 SCCM à 30 SLM (dépendant du modèle) |
| Précision | ±1,5 % F.S. (typique) |
| Répétabilité | ±0,5 % F.S. |
| Pression nominale | 3 MPa (30 bar) |
| Température de fonctionnement | 0 à 50°C |
| Signal de sortie | 4-20 mA + RS485 (Modbus RTU) |
| Alimentation électrique | 24 V CC |
| Afficher | Écran LCD intégré, débit instantané et totalisé |
| matériau d'étanchéité | Fluorocaoutchouc (standard) ; O₂-clean sur demande |
| Connexion au processus | Compression 1/4" / Filetage G (standard) |
| Matière corporelle | SS316 |
| Protection | IP65 |
Trois éléments nécessitent la confirmation du client avant que cette commande puisse être passée :
• 1. MFC-140103 (O2) : Confirmer auprès du fabricant les exigences de dégraissage à l’oxygène. Cette condition est non négociable pour toute intervention sous oxygène.
• 2. MFC-140105 (Cl2) : Vérifier la concentration en Cl2 et le taux d’humidité. En cas de chlore humide ou de forte concentration, utiliser des pièces en contact avec le fluide en Hastelloy C-276 plutôt qu’en SS316.
• 3. Raccordement process : Le SRK-DL est livré de série avec un raccord à compression fileté G de 1/4". Si la tuyauterie du client utilise des filetages NPT ou des extrémités à souder, vérifiez si un adaptateur fileté convient ou si un raccord spécial est nécessaire.
Si vous avez une application similaire de mesure ou de contrôle de débit multigaz, envoyez-nous les informations suivantes et nous effectuerons un dimensionnement et un devis dans les 24 heures :
Contactez Silver Automation Instruments : inquiry@silverinstruments.com | WhatsApp : +86-18936759191 | Page produit SRK-DL
