Présentation des sept grandes catégories de compteurs de débit couramment utilisés

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　　Il existe de nombreuses méthodes de mesure du débit et différents types d’instruments, ainsi que de multiples façons de les classer. Jusqu’à présent, il existe pas moins de 60 types de compteurs de débit destinés à l’industrie. La raison de l’existence d’un si grand nombre de modèles réside dans le fait qu’on n’a pas encore trouvé un instrument de débit qui soit adapté à tous les fluides, à toutes les plages de mesure, à tous les états de flux et à toutes les conditions d’utilisation. 　　Ci-dessous, selon la classification actuellement la plus populaire et la plus répandue, à savoir : débitmètres à différence de pression, débitmètres à flotteur, débitmètres à turbine, débitmètres électromagnétiques, débitmètres à vortex, débitmètres de masse et débitmètres en insertion, nous expliquons respectivement le principe, les caractéristiques, un aperçu des applications ainsi que l’évolution à l’échelle nationale et internationale de chaque type de débitmètre. 　　1.1 Débitmètre à différence de pression 　　Le débitmètre à différence de pression est un instrument qui calcule le débit en se basant sur la différence de pression générée par l’élément de mesure du débit installé dans le tuyau, ainsi que sur les conditions connues du fluide et les dimensions géométriques de l’élément de mesure et du tuyau. 　　Un débitmètre à différence de pression se compose d’un dispositif primaire (élément de mesure) et d’un dispositif secondaire (convertisseur de différence de pression et instrument d’affichage du débit). Les compteurs de débit à différence de pression sont généralement classés en fonction du type d’élément de mesure, tels que les compteurs à plaque orifice, les compteurs à Venturi, les compteurs à tube à vitesse constante, etc. 　　Les dispositifs secondaires comprennent divers manomètres mécaniques, électroniques et hybrides, des transmetteurs de différence de pression ainsi que des instruments d’affichage du débit. Il s’agit d’une grande catégorie d’instruments dont le degré de triade (sérialisation, généralisation et normalisation) est très élevé, offrant une grande variété de modèles et de spécifications. Ils peuvent mesurer des paramètres de débit, mais aussi d’autres paramètres (comme la pression, le niveau, la densité, etc.). 　　Les compteurs de débit à différence de pression sont une catégorie de compteurs de débit les plus largement utilisés, occupant la première place parmi tous les types de dispositifs de mesure du débit. Ces dernières années, en raison de l’apparition de divers nouveaux compteurs de débit, leur proportion d’utilisation a progressivement diminué, mais ils restent encore la catégorie la plus importante de compteurs de débit. 　　Avantages :
(1) Le débitmètre à plaque, le plus utilisé, possède une structure solide, des performances stables et fiables, ainsi qu’une longue durée de vie ;
(2) Il a un champ d’application très large, et à ce jour, aucun autre type de débitmètre ne peut rivaliser avec lui ;
(3) Les éléments de mesure, le transmetteur et l’appareil d’affichage sont fabriqués par des fabricants différents, ce qui facilite la production à grande échelle. 　　Inconvénients : 　　(1) Précision de mesure généralement faible ; 　　(2) Plage étroite, généralement seulement de 3:1 à 4:1 ; 　　(3) Exigences élevées en termes de conditions d’installation sur site ; 　　(4) Grande perte de pression (pour les plaques orificielles, les buses, etc.). 　　1.2 Compteur de débit à flotteur 　　Le compteur de débit à flotteur, également appelé compteur de débit à rotor, est un type de compteur à surface variable. Dans un tube conique vertical qui s’élargit d’en bas vers le haut, la gravité d’un flotteur à section circulaire est supportée par la force hydraulique, ce qui permet au flotteur de monter et de descendre librement à l’intérieur du tube conique. 　　Les compteurs de débit à flotteur sont la catégorie de compteurs de débit qui possède la plus large gamme d’applications, juste après les compteurs de débit à différence de pression, et jouent un rôle essentiel, en particulier pour les petits et très faibles débits. 　　Caractéristiques :
(1) Le débitmètre à flotteur en tube conique en verre a une structure simple et est facile à utiliser ; son inconvénient est une faible résistance à la pression, ainsi qu’un risque élevé de bris du tube en verre ;
(2) Il convient aux petits diamètres de tuyau et aux faibles vitesses de flux ;
(3) La perte de pression est faible. 　　1.3 Compteur de débit à turbine 　　Le compteur de débit à turbine est le type principal parmi les compteurs de débit à vitesse ; il utilise un rotor à plusieurs ailes (turbine) pour détecter la vitesse moyenne du fluide, et ainsi déterminer le débit ou la quantité totale. 　　En général, il se compose de capteurs et d’un afficheur, mais peut également être conçu en unité unique. 　　Les compteurs de débit à turbine, les compteurs de débit volumétriques et les compteurs de débit en masse Coriolis sont considérés comme les trois types de compteurs offrant la meilleure reproductibilité et précision. En tant que l’un des dix principaux types de compteurs de débit, leurs produits ont été développés à l’échelle de la production en série, avec une grande variété de modèles. 　　Avantages : 　　(1) Haute précision, c’est le compteur de débit le plus précis parmi tous ; 　　(2) Bonne reproductibilité ; 　　(3) Aucun décalage du point zéro, bonne résistance aux interférences ; 　　(4) Grand champ de mesure ; 　　(5) Structure compacte. 　　Inconvénients : 　　(1) Les caractéristiques de calibration ne peuvent pas être maintenues sur le long terme ; 　　(2) Les propriétés du fluide ont une influence importante sur les caractéristiques du débit. 　　1.4 Compteur de débit électromagnétique 　　Le compteur de débit électromagnétique est un appareil de mesure pour les liquides conducteurs, conçu en se basant sur la loi de l’induction électromagnétique de Faraday. 　　Le débitmètre électromagnétique possède une série de caractéristiques excellentes qui permettent de résoudre des problèmes difficiles à gérer avec d’autres types de débitmètres, tels que la mesure de flux sales ou corrosifs. Dans les années 70 et 80, des progrès technologiques majeurs ont été réalisés dans le domaine du débitmètre électromagnétique, ce qui en a fait une catégorie de débitmètres largement utilisés, dont la part d’usage parmi les instruments de mesure de débit ne cesse d’augmenter. 　　Avantages :
(1) Le canal de mesure est un tube droit et lisse, qui ne se bouchera pas, ce qui le rend adapté à la mesure de fluides biphasés liquide-solide contenant des particules solides, tels que la pâte à papier, les boues, les eaux usées, etc. ;
(2) Aucune perte de pression due à la détection du débit n’est générée, ce qui assure une bonne économie d’énergie ;
(3) Le débit volumique mesuré n’est en réalité pas fortement affecté par les variations de densité, de viscosité, de température, de pression et de conductivité du fluide ;
(4) Grande plage de débit et large gamme de diamètres ;
(5) Peut être utilisé avec des fluides corrosifs. 　　Inconvénients : 　　(1) Ne peut pas mesurer les liquides ayant une conductivité très faible, tels que les produits pétroliers ; 　　(2) Ne peut pas mesurer les gaz, les vapeurs et les liquides contenant de grandes bulles ; 　　(3) Ne peut pas être utilisé à des températures élevées. 　　1.5 Compteur de débit à vortex 　　Le compteur de débit à vortex est un instrument qui place dans le fluide un corps générateur de vortex non aérodynamique, de sorte que le fluide se sépare alternativement des deux côtés de ce corps, libérant ainsi deux séries de vortex disposés de manière régulière et entrelacée. 　　Les compteurs de débit à courants tourbillonnants peuvent être classés selon leur méthode de détection de fréquence en : à contrainte, à déformation, capacitif, thermique, à corps vibrant, optoélectrique et ultrasonique, etc. 　　Le compteur de débit à vortex fait partie de la catégorie la plus récente de compteurs de débit, mais il s’est développé rapidement et est aujourd’hui devenu un type de compteur couramment utilisé. 　　Avantages : 　　(1) Structure simple et solide ; 　　(2) Adapté à de nombreux types de fluides ; 　　(3) Haute précision ; 　　(4) Grande plage de mesure ; 　　(5) Faible perte de pression. 　　Inconvénients : 　　(1) Ne convient pas pour les mesures à faible nombre de Reynolds ; 　　(2) Nécessite un tronçon de tuyau droit assez long ; 　　(3) Coefficient d’instrumentation plus faible (par rapport aux compteurs à turbine) ; 　　(4) Faible expérience d’application dans les flux pulsés et les flux multiphasés. 　　1.6 Débitmètre ultrasonore 　　Le débitmètre ultrasonore est un appareil qui mesure le débit en détectant l’effet du flux de fluide sur un faisceau ultrasonore (ou des impulsions ultrasonores). 　　Selon les principes de détection du signal, les débitmètres ultrasonores peuvent être classés en méthode basée sur la différence de vitesse de propagation (méthode à retard temporel direct, méthode au retard temporel, méthode à différence de phase et méthode à différence de fréquence), méthode d’offset du faisceau, méthode Doppler, méthode de corrélation croisée, méthode de filtrage spatial et méthode basée sur le bruit. 　　Tout comme les compteurs de débit électromagnétiques, les compteurs de débit à ultrasons, du fait qu’aucun obstacle n’est présent dans le canal de flux du dispositif, appartiennent à la catégorie des compteurs à flux non obstrué. Ce sont des types de compteurs adaptés pour résoudre les problèmes difficiles de mesure du débit, et ils présentent des avantages particulièrement remarquables pour la mesure du débit dans de grands diamètres. Ces dernières années, ils font partie des types de compteurs qui se développent le plus rapidement. 　　Avantages : 　　(1) Permet des mesures sans contact ; 　　(2) C’est une mesure sans obstruction du flux, sans perte de pression ; 　　(3) Peut mesurer les liquides non conducteurs, constituant ainsi un complément aux compteurs de débit électromagnétiques pour des mesures sans obstacle. 　　Inconvénients : (1) La méthode du temps de propagation ne peut être utilisée que pour les liquides et les gaz purs ; tandis que la méthode Doppler ne peut être utilisée que pour mesurer des liquides contenant une certaine quantité de particules en suspension et de bulles ; (2) La précision de la méthode Doppler n’est pas élevée. 　　1.7 Débitmètre pour canaux ouverts  Contrairement aux types mentionnés précédemment, il s’agit d’un instrument de mesure du débit du flux naturel à la surface libre, utilisé dans des canaux ouverts non remplis. 　　Un canal où le flux n’est pas à pleine charge est appelé canal ouvert, et l’appareil utilisé pour mesurer le débit du fluide dans un canal ouvert est appelé débitmètre de canal ouvert. 　　En plus de la forme circulaire, les compteurs de débit pour canaux ouverts existent également en forme de U, en trapèze, en rectangle et dans d’autres formes. 　　Les applications des compteurs de débit pour canaux ouverts comprennent les canaux d’alimentation en eau des villes ; les canaux d’alimentation et d’évacuation des centrales électriques, ainsi que les canaux d’entrée et d’évacuation pour le traitement des eaux usées ; les émissions d’eau des entreprises industrielles et minières, ainsi que les canaux utilisés dans les ouvrages hydrauliques et l’irrigation agricole. Certaines estimations indiquent 1 995 unités, soit environ 1,6 % du total des compteurs de débit, mais il n’existe pas de données d’estimation pour les applications nationales.