Connaissances || Précautions pour l’installation d’un débitmètre ultrasonique

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1.1 Sélection du type de transducteur (1) Méthode du temps de propagation Ce type d’instruments peut utiliser de nombreux types de transducteurs ; la structure des transducteurs varie d’un fabricant à l’autre, tout comme les conditions des fluides applicables (température, pression, etc.), les conditions des tuyaux (matériau, forme, diamètre, longueur en ligne droite, etc.) et les conditions d’installation. Cela dépend également de la méthode de configuration des canaux, qui est à son tour étroitement liée à la précision des mesures et à la reproductibilité. Pour les gaz, l’USF ne peut être utilisé que avec des transducteurs à rayonnement direct, car l’efficacité de propagation des ultrasons à l’interface entre le solide et le gaz est très faible. Par conséquent, les mesures du débit de gaz n’utilisent généralement pas d’USF à montage externe. (2) Transducteur réfractif de type Doppler utilisé dans ce type d’instruments. Actuellement, la plupart des produits nationaux utilisent un type à emboîtement, mais leurs caractéristiques techniques, telles que la fréquence d’émission de la transducteur à emboîtement employée dans la méthode du temps de propagation, diffèrent, ce qui empêche leur utilisation mixte. Cependant, les conditions de tuyauterie applicables aux deux sont essentiellement identiques. 1.2 Considérations relatives à l’installation et à l’aménagement 1) Emplacement d’installation et direction du flux La partie capteuse de débit de l’USF (capteur de débit ultrasonore ou transducteur ultrasonore) peut généralement être installée dans des tuyaux horizontaux, inclinés ou verticaux. Pour les tuyaux verticaux, il est préférable de choisir un flux d’en bas vers le haut ; si le flux est d’en haut vers le bas, une pression de retour suffisante doit être présente en aval, par exemple grâce à des tuyaux suivants situés au-dessus du point de mesure, afin d’éviter un flux partiel dans ce dernier. 2) Flux unidirectionnel ou bidirectionnel : en général, c’est un flux unidirectionnel, mais il peut également être conçu pour un flux bidirectionnel au moyen de circuits électroniques plus complexes ; dans ce cas, la longueur des tronçons droits de tuyau de chaque côté du point de mesure du débit doit être configurée conformément aux exigences des tronçons droits en amont. 3) Conditions des tuyaux : La couche de dépôts sur la surface intérieure des tuyaux USF à montage externe provoque une mauvaise transmission des ondes sonores ainsi qu’un écart par rapport au trajet et à la longueur prévus du canal acoustique ; il convient de l’éviter ； La surface extérieure est moins affectée en raison de sa facilité de traitement. Le transducteur à montage intermédiaire et la surface de contact du tuyau doivent être enduits d’un coupleur. Il convient de noter que pour les tuyaux en matériaux à structure granulaire (comme le fer fondu ou le béton), il est très probable que les ondes sonores soient dispersées, ce qui empêche la majeure partie d’entre elles d’atteindre le fluide et diminue ainsi les performances. Il ne doit y avoir aucun interstice entre le revêtement des tuyaux ou la couche de rouille à l’endroit où est installé le transducteur et la paroi du tuyau. Lors de l’hypothèse inverse selon la méthode V, il faut éviter les soudures et les jonctions (voir figure 11). 4) Perturbations du flux en amont Comme la plupart des autres instruments de mesure de débit, l’USF est sensible au profil de distribution des vitesses du flux à travers l’instrument, ce qui exige également une section de tuyau droit assez longue en amont. Les exigences relatives aux tronçons de tuyau droits ont déjà été abordées précédemment. 5) Prévention des perturbations acoustiques Il convient de faire attention aux perturbations acoustiques causées par une forte perte de pression dans les vannes de contrôle, ce qui est particulièrement important lors de la mesure du débit de gaz ; il faut s’efforcer de les éviter. Par exemple, l’alarme de mesure en temps réel des interférences sonores dans les afficheurs USF de la société Instromet ； Pour mesurer dans les tuyaux, on utilise des tuyaux courbes comme illustré à la figure 9 afin de bloquer les interférences sonores. 2. Installation du capteur de débit ou du transducteur (1) Installation du capteur de débit (c’est-à-dire l’assemblage de transducteur à insertion avec section de mesure) 1) Lors de l’installation de ce type de capteur de débit, le réseau de tuyauterie doit être mis hors service ; le tuyau au point de mesure doit être coupé avant d’y connecter le capteur de débit. 2) Le diamètre intérieur du tuyau reliant le capteur de débit doit être identique à celui du capteur de débit, avec une différence ne dépassant pas ±1 %. 3) Le capteur du capteur de débit doit, autant que possible, être installé dans une zone formant un angle de 45 degrés par rapport au diamètre horizontal, comme indiqué à la figure 10, afin d’éviter son installation près du diamètre vertical. Sinon, lors de la mesure de liquides, la surface des ondes sonores du transducteur est facilement affectée par les gaz ou les particules, et lors de la mesure de gaz, elle est affectée par les gouttelettes ou les particules. 4) Lors de la mesure d’un liquide, la position d’installation doit être entièrement remplie de liquide. 5) Il doit y avoir des tronçons de tuyau droits suffisants en amont et en aval. (2) Installation des transducteurs à fixation externe. En plus de prêter attention aux points 2), 3), 4) et 5) ci-dessus, il convient également de faire attention aux points suivants. 1) Enlever complètement la couche d’isolation et la couche de protection dans la section d’installation, et polir soigneusement la paroi à l’endroit où le transducteur sera installé. Éviter les creux locaux, aplanir les protubérances et polir complètement la couche de rouille. 2) Pour les tuyaux montés verticalement, si l’instrument utilise la méthode du temps de propagation monophonique, la position d’installation du transducteur doit être autant que possible dans le plan de l’axe de courbure du tuyau en amont (voir figure 11), afin d’obtenir une valeur moyenne plus proche de celle résultant des distorsions du champ de flux dans le tuyau courbé. 3) Le lieu d’installation du transducteur et les points de réflexion sur la paroi du tuyau doivent être éloignés des jonctions et des soudures, comme illustré à la figure 12 avec un exemple selon la méthode V. 4) L’enduit des tuyaux et la couche de calcaire à l’emplacement du transducteur ne doivent pas être trop épaisseurs. Il ne doit y avoir aucun espace entre le revêtement, la couche de rouille et la paroi du tuyau. Pour les tuyaux fortement rouillés, on peut utiliser un marteau pour frapper la paroi du tuyau, afin de faire tomber la couche de rouille et de garantir une propagation normale des ondes sonores. Mais il faut faire attention à éviter de créer des creux. 5) Un couplant suffisant doit être maintenu entre la surface de travail du transducteur et la paroi du tuyau ; il ne doit y avoir ni air ni particules solides, afin d’assurer un bon couplage. 6) Le transducteur à montage par méthode Doppler peut être installé de deux manières : de manière symétrique ou du même côté, comme le montre la figure 13. L’installation symétrique convient aux tuyaux de petit et moyen diamètre (généralement inférieurs à 600 mm) ainsi qu’aux fluides contenant peu de particules en suspension ou de bulles ； L’installation du même côté convient aux tuyaux de toutes les diamètres et aux fluides contenant de nombreuses particules en suspension ou des bulles.