Comment un débitmètre à plaque orifice à différence de pression mesure-t-il le débit

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Les compteurs de débit à différence de pression ont une application particulièrement large ; ils sont utilisés pour mesurer le débit dans des tuyaux fermés pour divers types de fluides, tels que : fluides monophasiques, mixtes, purs, sales, visqueux, etc. ; en ce qui concerne les conditions de fonctionnement : pression atmosphérique, haute pression, vide, température ambiante, haute température, basse température, etc. ; en ce qui concerne le diamètre du tuyau : de quelques millimètres à plusieurs mètres ; et en ce qui concerne les conditions de flux : subsonique, sonique, flux pulsé, etc. Son utilisation dans les différents secteurs industriels représente environ un quart à un tiers de la consommation totale des compteurs de débit. Un dispositif de régulation est installé dans le conduit de flux du gaz ; il contient une plaque orifice pourvue d’un trou circulaire au centre, dont le diamètre est inférieur à celui du diamètre intérieur du conduit. Avant la plaque orifice, le gaz s’écoule de manière stable vers l’avant. Lorsque le gaz traverse la plaque orifice, le rétrécissement du diamètre entraîne une diminution de la section transversale, ce qui perturbe l’état de flux stable. Par conséquent, la vitesse du flux augmente et la pression statique du gaz diminue. Ainsi, une chute de pression se crée avant et après la plaque orifice, c’est-à-dire une différence de pression (la pression est plus élevée à l’endroit où la section transversale est grande, avant la plaque orifice, et plus faible à l’endroit où la section transversale est petite, après la plaque orifice). Il existe une relation numérique définie entre l’amplitude de la différence de pression et le débit de gaz : plus le débit est élevé, plus la différence de pression est grande ; plus le débit est faible, plus la différence de pression est petite. Le débit est proportionnel à la racine carrée de la différence de pression. Un 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 détection) 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 capteur utilisé, tels que les compteurs à plaque orifice, les compteurs à Venturi, les compteurs à tube à vitesse constante, etc. Les dispositifs secondaires comprennent divers capteurs de différence de pression mécaniques, électroniques ou 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 permettent non seulement de mesurer les paramètres de débit, mais aussi d’autres paramètres tels que la pression, le niveau, la densité, etc. Selon leur principe de fonctionnement, les éléments de mesure des débitmètres à différence de pression peuvent être classés en plusieurs grandes catégories : dispositifs de restriction, à résistance hydraulique, centrifuges, à tête dynamique, à gain de tête dynamique et à jet. Les éléments de test peuvent également être divisés en deux grandes catégories en fonction de leur degré de normalisation : standardisés et non standardisés. Les éléments de mesure standard sont ceux dont la valeur de débit et l’erreur d’estimation de mesure peuvent être déterminées simplement en les concevant, en les fabriquant, en les installant et en les utilisant conformément aux documents standards, sans nécessiter de calibrage avec un flux réel. Les éléments de test non standard sont ceux dont le niveau de maturité est faible et qui n’ont pas encore été inclus dans les normes internationales. Le débitmètre à différence de pression est une des catégories de débitmètres les plus largement utilisées, occupant la première place parmi tous les types de instruments de mesure de débit. Ces dernières années, en raison de l’apparition de divers nouveaux compteurs de débit, leur pourcentage d’utilisation a progressivement diminué, mais ils restent encore la catégorie la plus importante de compteurs de débit. Avantages : (1) Le compteur de débit à plaque, le plus utilisé, possède une structure solide, des performances stables et fiables, ainsi qu’une longue durée de vie ; (2) Il a une large gamme d’applications, et à ce jour, aucun autre type de compteur de débit 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 d’échappement, les buses, etc.).