Résumé des applications des compteurs de débit massique Emerson Micromotion

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　1 Préface Avec le développement rapide de la technologie industrielle, les instruments de mesure du débit se multiplient, et leurs principes de fonctionnement ainsi que leurs caractéristiques diffèrent. Les exigences techniques auxquelles sont confrontés les instruments de mesure du débit deviennent de plus en plus élevées, et les conditions de fonctionnement de plus en plus complexes. Or, la plupart des compteurs de débit actuellement utilisés ont des valeurs de mesure qui varient en fonction de paramètres tels que la pression, la température ou la densité. Par conséquent, lorsque les conditions réelles de fonctionnement diffèrent de celles prévues lors de la conception, les instruments de mesure génèrent des erreurs supplémentaires. Le débitmètre de masse Micromotion mesure directement le débit en masse pendant le processus de mesure, sans être affecté par les variations des propriétés du milieu, ce qui explique son utilisation généralisée. Dans le deuxième système en polyoxyméthylène, 8 débitmètres de masse Micromotion ont été utilisés, dont les numéros de référence sont respectivement FT-3102, FT-3107, FT-5101, FT-5102, FT-5206, FT-5501, FT-5513 et FT-6201. Pour le pentaérythritol, 7 débitmètres de masse Micromotion ont été utilisés, dont les numéros de référence sont respectivement FT-1026, FT-6575, FT-1004, FT-1003, FT-1002, FT-1001 et FT-3029. 　　Principe de fonctionnement du compteur de débit en masse Micromotion : http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100040761_w.png Le compteur de débit en masse Micromotion propose, en fonction des différents domaines d’application, des tubes de débit de la série E, D, T, F et R. En les combinant avec divers transmetteurs tels que 1700, 2700, RFT9739, etc., il est possible de répondre à toutes les exigences des utilisateurs. Le modèle 1700 est un transmetteur monovarié, tandis que le modèle 2700 est un transmetteur multivarié. La principale différence réside dans la sortie : le 1700 ne peut afficher que le débit massique sur l’appareil de mesure secondaire. Et le 2700 peut afficher le débit massique, la densité et la fréquence sur un instrument secondaire. Les utilisateurs peuvent choisir en fonction de leurs besoins techniques. 　　Le débitmètre de masse Micromotion se compose de trois éléments : un capteur, un transmetteur et un afficheur. Les bobines d’excitation provoquent des vibrations dans le tube de mesure ; lorsque le fluide en mouvement traverse ce tube, une force de Coriolis se crée. Sous l’effet de cette force, le tube de mesure se déforme. Les bobines de détection situées sur les côtés du tube transforment ce signal de déformation en signaux électriques, qui sont ensuite envoyés au transmetteur pour être traités plus en détail. http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100019370_w.png　　Figure (1) Schéma du principe du débitmètre à micro-mouvement　　La fonction du transmetteur est de transformer, d’amplifier les signaux à faible niveau ou les signaux binaires provenant des capteurs, et d’émettre un signal standard de 4–20 mA proportionnel au débit et à la densité, ou un signal de fréquence/pulsation, ou un signal numérique. Si le transmetteur et le capteur sont séparés, ils doivent être reliés par un câble spécial, et la distance ne doit pas dépasser 300 M, afin d’éviter que le signal ne subisse de dégradation et de perturbations lors de sa transmission sur de longues distances. 　　L’écran ou un autre dispositif terminal reçoit les signaux émis par le transmetteur et affiche généralement, sous forme numérique, des informations telles que le débit instantané, le débit cumulé, le débit en masse, la densité, la température, etc., du fluide mesuré. 　　Avantages du compteur de débit en masse 3 Micromotion : (1) Il permet de mesurer directement le débit en masse, sans être affecté par des facteurs tels que la température, la pression, la viscosité et la densité ; la précision de mesure de l’appareil peut atteindre 0,1 % à 0,2 %. 　　(2) Il n’y a pas de pièces mécaniques mobiles ; bien que le tube de détection vibre, son amplitude est très faible, de sorte que le frottement n’affecte pas les résultats de la mesure. 　　(3) Large champ d’application : en plus de mesurer des médias ordinaires, il peut également mesurer des fluides à haute viscosité, des slurries, ainsi que des gaz. 　　(4) L’échelle de mesure est large et ajustable, pouvant atteindre jusqu’à 1:100.
(5) Il n’est pas sensible à la distribution de la vitesse du fluide, n’est pas affecté par les conditions de flux laminaire ou turbulent, et ne nécessite pas de tronçons de tuyau droits avant ou après son installation. 　　(6) Lors de la mesure du débit, il est également possible d’obtenir un signal de densité du milieu ; la mesure de la densité en ligne du fluide ne nécessite pas de prélèvements périodiques par d’autres techniques. 　　(7) On peut mesurer les fluides bidirectionnels. 　　Inconvénients du débitmètre à masse Micromotion : (1) L’instabilité du point zéro du capteur provoque un décalage du point zéro, ce qui entrave une amélioration supplémentaire de sa précision. C’est pourquoi de nombreux modèles d’instruments doivent diviser l’erreur totale en une erreur de base et une mesure de l’instabilité du point zéro. 　　(2) Les capteurs ne peuvent pas être utilisés pour mesurer les médias à faible densité et les gaz à basse pression ； Une teneur en gaz dans le liquide supérieure à une certaine limite (qui varie selon le modèle) a un impact significatif sur les valeurs de mesure. 　　(3) Les capteurs sont sensibles aux vibrations extérieures ; afin d’éviter que les vibrations des tuyaux n’aient un impact, la plupart des modèles de capteurs de débit exigent des conditions strictes pour leur installation fixe. 　　(4) Il ne peut pas être utilisé pour des diamètres de tuyau plus importants et reste actuellement limité à moins de 150 (200) mm. 　　(5) L’usure, la corrosion ou les dépôts de calcaire sur l’intérieur de la paroi du tube de mesure peuvent affecter la précision des mesures, ce qui est particulièrement évident pour les capteurs utilisés avec des tubes à paroi fine. 　　4 Précautions d’installation du débitmètre de masse Micromotion : (1) Le débitmètre de masse effectue ses mesures grâce aux vibrations du capteur ; afin d’éviter les perturbations extérieures, le lieu d’installation de l’appareil ne doit pas comporter de sources de vibration importantes, et des mesures de renforcement doivent être prises pour stabiliser les tuyaux situés à proximité de l’appareil. 　　(2) Le débitmètre de masse nécessite un champ magnétique d’excitation pour fonctionner ; par conséquent, il ne peut pas être installé à proximité d’équipements générant de forts champs magnétiques tels que de grands transformateurs, moteurs ou pompes, et doit au moins être distancé de 0,6 à 1,0 m d’eux afin d’éviter toute interférence. 　　(3) Aucune contrainte (principalement de torsion) ne doit exister lors du raccordement du capteur du débitmètre de masse aux tuyaux ; il est essentiel d’installer le capteur sans contraintes lors de son raccordement aux éléments de processus et aux tuyaux de processus. Il convient de prêter une attention particulière à la réduction des contraintes sur les connexions de processus ; aligner correctement les tuyaux de processus avec les brides et maintenir leur coaxialité permet de réduire ces contraintes. Les vannes ou les pompes situées sur les tuyauteries de processus à proximité du capteur doivent disposer de leurs propres supports ; il est interdit d’utiliser la plaque de fixation du capteur ou les éléments de connexion du processus pour soutenir la pompe ou la vanne. 　　(4) Lorsque des capteurs sont utilisés en série dans un tuyau, les deux capteurs montés en série doivent être fixés à l’aide de supports de tuyau, afin d’éviter que les vibrations du tube intérieur d’un capteur ne se transmettent au autre via le tuyau. 　　(5) Un débitmètre à tuyau droit doit être installé verticalement de préférence, afin que le circuit de mesure puisse être vidé lorsque l’appareil est hors service et d’éviter ainsi la formation de dépôts. S’il est installé horizontalement, il est nécessaire que les deux tubes de mesure soient au même niveau. 　　(6) Lorsque le compteur de débit à tuyau courbé est installé horizontalement, s’il mesure un liquide, la coque doit être orientée vers le bas afin d’éviter l’accumulation de gaz dans le tube de mesure ; s’il mesure un gaz, la coque doit également être orientée vers le bas pour éviter l’accumulation de condensats dans le tube de mesure. 　　(7) Afin d’éviter tout flux lors du réglage à zéro, des vannes de fermeture sont installées en amont et en aval du capteur pour garantir l’absence de fuites. La vanne de régulation doit être installée en aval du capteur, afin que ce dernier maintienne une pression statique aussi élevée que possible, pour éviter l’effet de cavitation et la flash. 　　5 Configuration des paramètres du transmetteur La configuration des paramètres du transmetteur s’effectue à l’aide de HART275 ou HART375. Lors de la configuration, il est nécessaire d’entrer correctement dans le transmetteur, via l’opérateur HART, les coefficients de calibration du débit et de la densité indiqués sur la plaque signalétique du capteur, ainsi que les paramètres K1, K2, D1, D2, etc. Définissez les paramètres tels que la plage de mesure, les unités des paramètres, le niveau de coupure des signaux faibles, les coefficients du instrument, etc. Le menu de configuration est présenté ci-dessous. 6 Compte tenu de l’utilisation de ces compteurs dans l’entreprise, les débitmètres à qualité Micro Motion se distinguent principalement par une grande précision de mesure, une grande fiabilité et un faible besoin en entretien. Cependant, des pannes peuvent malgré tout survenir avec le temps d’utilisation. Les méthodes couramment utilisées pour diagnostiquer les pannes qui surviennent sont les suivantes : 6.1 Vérifier que les connexions des capteurs, du processeur principal et du transmetteur de débit sont solides et fiables, ainsi que que le câble de terre est en bon état. Vérifier si la source d’alimentation est en bon état ; il existe deux types : alimentation 24VDC et alimentation 220VAC. La plupart de nos équipements sont alimentés en 24 VDC, tandis que le pentaérythritol FT6575 est alimenté en 220 VAC. 　　6.2 Vérification des paramètres du transmetteur de débit Facteurs de mesure (meter factors) : ces facteurs comprennent le facteur de débit en masse (mass factor), le facteur de débit en volume (vol factor) et le facteur de débit en densité (dens factor). Leur valeur par défaut à la sortie d’usine est « 1 » ; en général, il n’est pas nécessaire de les modifier lors de l’utilisation. Si une correction de pression est requise, nous pouvons la réaliser en calculant sur la base de la pression d’application sur site et de la pression de calibration d’usine. La dernière fois, le FT-1001 pour le pentaérythritol ne parvenait pas à afficher le débit massique ; la cause identifiée était un coefficient de débit massique égal à « 0 ». En changeant ce coefficient en « 1 », l’appareil a fonctionné normalement. 　　Coefficient de calibration du débit : Le coefficient de calibration du débit doit correspondre à celui indiqué sur la plaque signalétique du capteur ou sur le certificat d’essai émis par l’organisme officiel de métrologie, afin d’assurer une mesure précise du débit. Notez que les coefficients de calibration du débit varient considérablement entre les différents modèles de capteurs. 　　Coefficient de densité : Le coefficient de densité doit être identique à celui indiqué sur la plaque signalétique du capteur, afin que le transmetteur de débit affiche une densité précise. 　　Plage de mesure : Configurer correctement la plage de débit du transmetteur de débit en fonction des conditions réelles d’utilisation du processus. 　　Découpage du débit : En général, le paramètre de découpage du débit doit être égal à 0,05 % du débit maximal du capteur. Si le paramètre de coupure du débit égal à 0,05 % du débit maximal du capteur s’avère peu pratique, il est possible d’entrer un paramètre de coupure du débit plus élevé ou plus bas. La dérive à zéro peut être atténuée en configurant les paramètres de coupure du débit du débitmètre et en réglant ce dernier à zéro. 　　Si l’inspection révèle que le transmetteur de débit en masse est endommagé, il n’est pas nécessaire de réconfigurer les paramètres lors du remplacement par un nouveau transmetteur de débit, car toutes les données de configuration des paramètres sont stockées dans le processeur central du capteur. 　　6.3 Zéro du débitmètre : Avant que le débitmètre de masse ne soit mis en service normal, si l’opération de mise à zéro n’est pas effectuée, cela peut provoquer des erreurs inutiles chez le débitmètre de masse. Avant d’effectuer les étapes de réglage à zéro du compteur de débit, il convient d’installer correctement le capteur, d’alimenter le transmetteur de débit et de le laisser préchauffer au moins 30 min, en faisant passer le fluide à mesurer à travers le capteur jusqu’à ce que la lecture de température du capteur soit pratiquement identique à celle du fluide. Faire en sorte que le tube de mesure du capteur soit entièrement rempli du fluide à mesurer dans les conditions normales de fonctionnement (telles que température, densité et pression, etc.) : fermer d’abord la vanne de coupure en amont du capteur, puis la vanne de coupure en aval, afin de garantir que le fluide à l’intérieur du capteur soit complètement immobile. Lors de l’opération de réglage à zéro du débitmètre, le passage de fluide à travers le capteur peut entraîner un réglage imprecis, ce qui affecte la précision de mesure du débitmètre de masse. Si le réglage à zéro du débitmètre de masse échoue, il faut éliminer des facteurs anormaux tels que le tube de mesure du capteur non rempli ou le fluide pas entièrement immobile, puis effectuer à nouveau le réglage à zéro. 　　La formation de tartre ou les dépôts dus au déplacement sur la paroi intérieure du tube de mesure peuvent également affecter la précision des mesures, il est donc nécessaire de le nettoyer régulièrement. 　　6 Conclusion Les compteurs de débit en masse Emerson Micromotion se caractérisent par une haute précision, une bonne stabilité, un faible besoin en entretien et une longue durée de vie. En comprenant pleinement leur principe de fonctionnement et leurs propriétés, en tirant des leçons de l’expérience sur les pannes rencontrées au quotidien, et en procédant à des réparations approfondies pour éliminer en temps opportun la saleté à l’intérieur du tube du capteur de débit, on peut garantir leur bon fonctionnement pendant le processus de production. Un montage correct et une utilisation/maintenance appropriés sont nécessaires pour assurer une mesure fiable du débit, fournissant ainsi des données de débit précises pour le contrôle automatique industriel et les transactions commerciales.