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Les débitmètres à ultrasons sont déjà très largement utilisés dans la vie quotidienne. Leurs avantages sont évidents pour tous, mais a-t-on découvert des inconvénients chez ces débitmètres à ultrasons ? Seuls les avantages et inconvénients permettent d’améliorer les produits. Voici maintenant que nos techniciens de Shanghai Automation Instrument Co., Ltd. vous présenteront les inconvénients des compteurs de débit à ultrasons. Les inconvénients des débitmètres à ultrasons résident principalement dans le fait que la plage de température du fluide mesurable est limitée par la résistance thermique de la transduction ultrasonore et du matériau de couplage entre le transducteur et le tuyau, ainsi que par l’absence de données complètes sur la vitesse de propagation du son dans le fluide à haute température. Actuellement, notre pays ne peut utiliser cela que pour mesurer des fluides à moins de 200 °C. De plus, le circuit de mesure d’un débitmètre à ultrasons est plus complexe que celui d’un débitmètre ordinaire. Cela s’explique par le fait que, dans la mesure industrielle en général, la vitesse de flux des liquides est souvent de quelques mètres par seconde, tandis que la vitesse de propagation des ondes sonores dans les liquides est d’environ 1500 m/s. La variation de la vitesse de propagation sonore due aux variations de la vitesse de flux du fluide mesuré n’atteint au maximum que l’ordre de 10⁻³. Si l’on exige une précision de mesure de la vitesse de flux de 1 %, alors la précision de mesure de la vitesse sonore doit être de l’ordre de 10⁻⁵ à 10⁻⁶ ; par conséquent, des circuits de mesure perfectionnés sont nécessaires pour y parvenir. C’est également la raison pour laquelle les débitmètres à ultrasons ne peuvent être mis en œuvre qu’avec le développement rapide de la technologie des circuits intégrés. Un débitmètre à ultrasons se compose de trois éléments : un transducteur à ultrasons, un circuit électronique, ainsi qu’un système d’affichage et de comptage du débit. Le transducteur émetteur d’ultrasons convertit l’énergie électrique en énergie ultrasonore, laquelle est ensuite émise dans le fluide à mesurer. Les signaux ultrasonores reçus par le récepteur sont amplifiés par des circuits électroniques et convertis en signaux électriques représentant le débit, qui sont ensuite envoyés aux instruments d’affichage et de comptage pour y être affichés et enregistrés. Ainsi, la détection et l’affichage du trafic sont réalisés. Les compteurs de débit à ultrasons utilisent souvent des transducteurs piézoélectriques. Il utilise l’effet piézoélectrique des matériaux piézoélectriques ; un circuit d’émission adapté applique de l’énergie électrique aux éléments piézoélectriques du transducteur émetteur, ce qui provoque des vibrations ultrasonores. Les ondes ultrasonores pénètrent dans le fluide sous un certain angle, se propagent, puis sont reçues par un transducteur de réception. Elles sont ensuite converties en énergie électrique par des éléments piézoélectriques afin d’être détectées. Le transducteur émetteur utilise l’effet piézoélectrique inverse des éléments piézoélectriques, tandis que le transducteur récepteur utilise l’effet piézoélectrique. Les éléments piézoélectriques des transducteurs de débit à ultrasons sont souvent conçus sous forme de fines lamelles circulaires qui vibrent le long de leur épaisseur. Le diamètre de la lame doit être plus de 10 fois supérieur à son épaisseur, afin d’assurer la directionnalité des vibrations. Le matériau des éléments piézoélectriques est souvent du titanate de plomb zirconate. Afin de fixer l’élément piézoélectrique et d’envoyer les ultrasons dans le fluide sous un angle approprié, il est nécessaire de placer l’élément dans une cunée acoustique, formant ainsi l’ensemble du transducteur (également appelé sonde). Le matériau de la cunée acoustique doit non seulement présenter une grande résistance mécanique et être résistant à l’âgement, mais aussi permettre une faible perte d’énergie des ultrasons qui la traversent, c’est-à-dire que son coefficient de transmission doit être proche de 1. Le matériau couramment utilisé pour les cunettes acoustiques est le plexiglas, car il est transparent et permet d’observer l’assemblage des éléments piézoélectriques à l’intérieur de la cunette acoustique. De plus, certains caoutchoucs, plastiques et bakélites peuvent également servir de matériaux pour des cunettes acoustiques. Voici les inconvénients des compteurs de débit à ultrasons : certains peuvent être améliorés par des solutions techniques, tandis que d’autres sont des défauts inhérents au produit lui-même. Tout le monde peut continuer à proposer des méthodes d’amélioration ; on peut espérer que les inconvénients des compteurs de débit à ultrasons diminueront progressivement.