Les débitmètres sont des instruments spécialisés utilisés pour mesurer le débit des fluides, largement appliqués dans les domaines industriels et scientifiques. Cet article propose une démonstration animée et une description succincte des principes de fonctionnement de 11 débitmètres industriels couramment utilisés. Ces appareils s’appuient sur des principes issus de la mécanique, de l’électricité, de la thermodynamique et d’autres disciplines, offrant un support technique essentiel à la production industrielle et à la recherche scientifique.
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Débitmètre Électromagnétique
Les débitmètres électromagnétiques fonctionnent selon la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique : une tension proportionnelle à la vitesse du débit est induite lorsqu’un fluide conducteur traverse un champ magnétique. Des électrodes détectent cette tension, que le transmetteur traite pour déterminer le débit volumétrique. Sans pièces mobiles, ces appareils sont très fiables, nécessitent peu d’entretien et conviennent aux liquides conducteurs tels que l’eau, les eaux usées et les fluides corrosifs, offrant polyvalence et durabilité dans diverses applications industrielles.
Débitmètre Massique Coriolis
Basé sur l’effet de Coriolis, un fluide traversant un tube vibrant génère une force proportionnelle au débit massique. En mesurant cette force, le débitmètre Coriolis détermine directement et précisément le débit massique. Il est largement utilisé dans des applications industrielles de précision.
Débitmètre Ultrasonique
Les débitmètres ultrasoniques utilisent souvent la “méthode de différence de temps”, où deux transducteurs transmettent des signaux ultrasoniques à travers le fluide. La différence de temps de parcours entre les signaux amont et aval est utilisée pour calculer la vitesse du fluide et le débit. Cette méthode non invasive et précise est polyvalente et largement applicable.
Débitmètre à Vortex
Les débitmètres à vortex reposent sur le principe d’oscillation des fluides. Lorsque le fluide passe autour d’un corps d’obstruction dans le débitmètre, des vortex alternés sont générés en aval, avec une fréquence proportionnelle à la vitesse du fluide. En mesurant cette fréquence et en tenant compte de la section transversale du tuyau, le débit est calculé. Cette méthode simple et fiable est largement utilisée.
Débitmètre à Turbine
La vitesse de rotation de la turbine est directement proportionnelle à la vitesse du fluide dans une plage donnée. Lorsque le fluide s’écoule, il fait tourner la turbine. La vitesse de rotation est convertie en signaux électriques pulsés, affichés sur un appareil secondaire, reflétant précisément le débit.
Débitmètre à Déplacement Positif
Sous l’effet de la différence de pression entre l’entrée et la sortie, les rotors à l’intérieur du débitmètre tournent, permettant au fluide de remplir et de décharger des chambres de volume fixe. En comptant le nombre de rotations des rotors, le volume total de fluide traversant le débitmètre est directement calculé. Cette méthode est très précise et idéale pour les liquides à haute viscosité.
Débitmètre à Engrenages Ovales
Une différence de pression entraîne une paire d’engrenages ovales à tourner continuellement, mesurant et transférant le liquide de la cavité en croissant vers la sortie. Le débit total est directement proportionnel au nombre de rotations des engrenages multiplié par le volume par rotation. Ce débitmètre est efficace pour mesurer les liquides à haute viscosité.
Rotamètre (Débitmètre à Section Variable)
Le fluide entre dans un tube conique par le bas, poussant le flotteur vers le haut. Le flotteur est soumis à la pression dynamique du débit ascendant, à la flottabilité due au fluide déplacé et à la gravité. Lorsque ces forces atteignent un équilibre, le flotteur se stabilise à une position correspondant à un débit spécifique, selon l’échelle calibrée ou un système de mesure électronique. Cela permet une lecture directe du débit, offrant une méthode fiable et précise pour une surveillance continue.
Débitmètre à Orifice
Lorsque le fluide traverse une plaque d’orifice, il accélère tandis que la pression statique diminue, créant une différence de pression entre les côtés amont et aval. Selon le principe de conservation de l’énergie, le débit est directement proportionnel à cette différence de pression. Les débitmètres à orifice sont économiques et adaptés à divers médias.
Débitmètre à Buse
Lorsque le fluide passe à travers une buse, sa vitesse augmente tandis que la pression statique diminue, créant une différence de pression. Le débit est proportionnel à cette différence de pression. En mesurant cette différence, le débit est déterminé avec précision. Les débitmètres à buse sont fiables et adaptés aux conditions à haute vitesse et haute pression.
Débitmètre Venturi
Lorsque le fluide traverse le rétrécissement d’un tube Venturi, sa vitesse augmente et la pression statique diminue, créant une différence de pression. Cette différence de pression est corrélée au débit. Les débitmètres Venturi présentent une faible perte de pression et conviennent à la mesure de grands débits.
