Principes et méthodes de sélection des débitmètres de masse

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　Les débitmètres de masse offrent une précision extrêmement élevée ainsi qu’une grande stabilité ; de plus en plus d’industriels utilisent ces dispositifs pour mesurer la masse des fluides. Lors de l’achat d’un débitmètre de masse, la sélection du modèle est extrêmement cruciale. Il convient d’appliquer certains principes et méthodes pour choisir un débitmètre de masse, afin d’en assurer une utilisation et une maintenance normales à l’avenir. 　　I. Principes de sélection
1. Choisir la structure du débitmètre en fonction du type de fluide à mesurer
Il existe de nombreuses formes de tuyaux de mesure pour les débitmètres à masse par force de Coriolis ; il convient de choisir celle qui convient en fonction du type de milieu à mesurer. En principe, les liquides purs à faible viscosité ne posent pas de exigences particulières en ce qui concerne la forme du tube de mesure ; lors de la mesure de liquides contenant de petites bulles d’air, de suspensions contenant des particules solides ou de liquides à haute viscosité, il convient de choisir un tube de mesure dont la forme empêche l’accumulation de bulles d’air ou de particules solides, et dont les parois intérieures ne permettent pas l’adhérence du milieu à mesurer ; si le tube est utilisé dans l’industrie alimentaire, il doit être facile à nettoyer. 　　2. Principes de sécurité Lors de la mesure de fluides corrosifs, il convient de prêter attention à la résistance à la corrosion du tube de mesure, et l’enveloppe du capteur doit également posséder des propriétés anti-corrosion. En cas de rupture du tube de test, des mesures de protection doivent être mises en place avant toute manipulation. La corrosivité varie selon les différents milieux, et les matériaux à protéger contre la corrosion diffèrent également ; il convient de faire une distinction entre eux. Lors de la mesure de médias abrasifs, il convient de prendre en compte la résistance à l’usure du tube de mesure. 　　Lorsque la pression de traitement est élevée, il convient de prendre en compte le niveau de résistance à la pression du capteur afin d’éviter de endommager le tube de mesure ; lorsque la température du fluide est élevée, il faut tenir compte de la plage de température d’utilisation du capteur pour ne pas endommager les éléments de détection. 　　Si le débitmètre choisi est utilisé dans une zone dangereuse ou dans des conditions difficiles, il convient de prêter une attention particulière au fait que son étanchéité anti-explosion et son niveau de protection doivent répondre aux exigences des normes de sécurité. 　　3. Plage de débit Deux principes doivent être respectés pour déterminer la plage de débit : premièrement, la plage de débit du compteur Tianchen Borui doit pouvoir couvrir la plage de débit en service du fluide mesuré. Deuxièmement, le débit de processus habituel doit se situer dans la plage de débit économique du compteur. Le terme « plage de débit économique » a ici deux significations : premièrement, pour les débitmètres à masse à force de Coriolis, la stabilité du zéro a une influence importante sur la précision de la mesure du débit minimal. Plus on se rapproche de la limite de débit, moins la stabilité au point zéro affecte la précision ; par conséquent, la plage située à plus d’un tiers du débit maximal du compteur peut être considérée comme la plage de débit économique pour la précision. Deuxièmement, pour des compteurs du même type, si plusieurs diamètres permettent de couvrir l’intervalle de débit requis dans le processus, choisir un compteur de petit diamètre permet évidemment d’économiser des fonds et est donc plus économique. Cependant, cette économie n’est pas absolue ; si l’on cherche à maintenir le débit d’utilisation proche de la vitesse maximale du compteur, cela entraînera inévitablement une vitesse de flux trop élevée dans le tuyau de mesure, avec pour conséquences négatives une perte de pression importante et une augmentation du risque. Certains médias inflammables et explosifs, si leur vitesse de flux est trop élevée, peuvent très facilement subir une détonation due à la création d’électricité statique par frottement. Par conséquent, il convient de faire attention à ne pas dépasser la vitesse de flux sûre pour ce type de milieu. 　　4. Précision Les exigences en matière de niveau de précision doivent être déterminées en fonction de l’objet et du but de la mesure. Il convient également de prendre en compte la méthode de calcul du niveau de précision du produit, ainsi que les conditions d’utilisation ou les facteurs limitants nécessaires pour atteindre ce niveau. En général, les débitmètres à force de Coriolis indiquent le niveau de précision en pourcentage des lectures de débit avec une stabilité au point zéro ; certains modèles utilisent une méthode où différentes plages de débit correspondent à des limites d’erreur distinctes, tandis que d’autres indiquent le niveau d’erreur en pourcentage de la pleine échelle dans les basses vitesses de débit. 　　Pour les débitmètres à masse à force de Coriolis, lors de l’évaluation de leur classe de précision, il convient également de prendre en compte les deux points suivants : premièrement, en raison de la particularité de la méthode de calcul de la classe de précision de ce type de débitmètre, certains produits affichent une classe de précision élevée, mais présentent en même temps une grande dérive au point zéro, ce qui augmente leur marge d’erreur admissible ; deuxièmement, certains produits offrent une classe de précision élevée avec une faible dérive au point zéro, cependant leurs conditions d’installation sont presque extrêmes et ne peuvent être respectées qu’en laboratoire. En raison de la présence généralisée des vibrations sur le site et des contraintes liées au lieu d’installation, il est difficile de respecter de telles conditions d’installation pour atteindre les effets théoriques escomptés. Ces deux niveaux de « haute précision » ne sont pas souhaitables. Tant que les exigences de précision de mesure sont satisfaites, il convient de prendre en compte des facteurs tels que le prix, sans nécessairement rechercher un niveau de précision excessivement élevé. 　　D’un autre côté, en principe, les caractéristiques de mesure des débitmètres à force de Coriolis ne sont pas affectées par la température et la pression du fluide. Cependant, en réalité, en raison des contraintes liées aux procédés de fabrication et aux propriétés des matériaux, ces facteurs ont néanmoins une certaine influence sur les caractéristiques du débitmètre. Les conditions d’évaluation en usine des compteurs de débit sont généralement fixes, tandis que les conditions d’utilisation varient considérablement. Si ces dernières diffèrent trop des conditions d’évaluation, il est nécessaire de prendre en compte l’impact de ces facteurs d’incertitude lors du choix du modèle. Actuellement, pour certains produits, le degré d’impact de ces facteurs sur les résultats de mesure ainsi que les méthodes de correction ont été déterminés par des calculs et des expériences. Lorsque l’on utilise un débitmètre pour une mesure précise, il convient de prendre en compte les corrections nécessaires. 　　5. Perte de pression Lors des mesures sur site, des exigences spécifiques sont toujours imposées en ce qui concerne la perte de pression du compteur de débit. Lorsque la densité, la viscosité et le débit du fluide sont déterminés, l’ampleur de la perte de pression dans le compteur de débit dépend de sa structure ; pour un compteur de débit en masse à force de Coriolis, cela dépend du diamètre, de la surface de passage et de la forme du tube de mesure ; une fois la structure du capteur définie, plus le débit est élevé, plus la perte de pression est importante. Lors du calcul de la perte de pression dans le choix du modèle, il convient de prendre pleinement en compte les points suivants : le débit dans les tuyauteries de processus ainsi que la perte de pression admissible ; la capacité du capteur à répondre aux exigences de précision de mesure dans des conditions de perte de pression acceptables ; l’impact des variations de viscosité et de densité du fluide de processus sur la perte de pression ; il faut éviter, dans l’application, la vaporisation du liquide due à une perte de pression trop élevée. Lorsque toutes les autres conditions sont identiques, il convient de choisir un débitmètre présentant une perte de pression plus faible. 　　6. Prise en compte d’autres facteurs de performance : premièrement, il s’agit de prendre en compte les capacités de mesure supplémentaires du compteur de débit, comme la précision avec laquelle un compteur de débit en force de Coriolis mesure la température et la densité du fluide ; deuxièmement, il faut considérer les facteurs affectant l’installation, tels que le volume et le poids du compteur de débit, ainsi que les contraintes imposées par les câbles spéciaux. 　　7. Le rapport performance/prix est un principe fondamental pour le choix du modèle. Lors de l’application concrète, en plus de prendre en compte de bonnes performances et un prix bas, on a souvent une préférence pour la diversité des fonctionnalités, estimant que plus il y en a, mieux c’est. En fait, en tant que débitmètre de masse, son objectif principal est de mesurer le débit en masse du fluide. Bien que l’utilisation généralisée de la technologie des micro-ordinateurs et de circuits intégrés (sur)grandes tailles dans les transmetteurs permette une diversification accrue des fonctions, cela entraîne inévitablement une augmentation des coûts de fabrication, d’autant plus que certaines fonctions ne sont pas nécessairement nécessaires ou utiles dans des applications concrètes. D’un autre côté, d’un point de vue théorique de la fiabilité, plus les performances et la structure sont complexes, plus leur niveau de fiabilité est faible. Par conséquent, le principe correct est de considérer le rapport performance/prix du compteur en fonction des besoins réels. 　　En tenant compte du rapport qualité-prix, c’est-à-dire ce que l’on appelle généralement si c’est la bonne affaire. En tant que débitmètre de masse, cette « valeur » se reflète non seulement dans le nombre de fonctions et la qualité des performances, mais aussi dans les services de vente du produit. Avec les progrès technologiques et les efforts constants de chaque entreprise, l’écart de niveau de production entre les fabricants se réduit de plus en plus, et la domination d’un seul acteur laisse place à une collaboration où chacun complète les forces des autres. Selon les principes de sélection ci-dessus, il arrive qu’un point de mesure puisse d’abord faire l’objet de plusieurs produits disponibles de différentes marques ; dans ce cas, il convient de choisir un débitmètre d’une marque reconnue pour sa fiabilité. Pour évaluer la capacité d’un fabricant, il ne suffit pas de se baser sur son niveau de production et ses capacités de fabrication, mais il faut également examiner la qualité de ses services. Ce service ne représente pas seulement le service après-vente au sens habituel, mais doit également inclure les services avant-vente et en cours de vente. En plus des pratiques courantes telles que la présentation des caractéristiques du produit, l’envoi d’une offre et l’offre de services, cela consiste également en une formation préalable des utilisateurs afin qu’ils maîtrisent l’installation et le dépannage ainsi que les méthodes de traitement des pannes les plus fréquentes, jusqu’à ce que l’on puisse les guider dans l’installation et les aider à dépanner. La durée du délai de livraison, les mesures concrètes garantissant la qualité du produit, la durée de la maintenance gratuite, la vitesse de réponse en cas de panne, le niveau de traitement, la disponibilité des pièces de rechange, et même l’attitude du personnel de maintenance, tout cela reflète le niveau de service du fabricant. 　　Ces différents principes de sélection s’entravent parfois les uns les autres ; dans la pratique, il convient de partir des besoins réels sur site et de prendre en compte tous les facteurs. On peut également mettre l’accent sur des aspects différents en fonction des caractéristiques propres à chaque occasion. Seul un bon choix du matériel permet d’utiliser correctement les instruments de mesure ; on peut dire que le bon choix est une condition préalable à une utilisation satisfaisante. 　　II. Méthode de sélection Les méthodes de sélection des compteurs de débit en masse Tianchen Borui comprennent le calcul manuel et la méthode logicielle ; cette dernière consiste à utiliser un ordinateur pour remplacer les calculs manuels, le principe restant identique. Par conséquent, cette section se concentrera sur le calcul manuel. La méthode concrète consiste à déterminer, en fonction des conditions de procédé connues, le modèle de débitmètre dont la plage de débit correspond aux exigences, à calculer la perte de pression à un débit de procédé donné, et à choisir le type et le modèle du débitmètre en se basant sur les principes de sélection énoncés dans la section précédente. Les méthodes et étapes concrètes sont les suivantes :
1. Remplir les conditions d’opération du procédé
Les conditions d’opération du procédé constituent la base du calcul de sélection ; elles doivent inclure les éléments suivants :
(1) Nom et propriétés du fluide (par exemple, s’il est corrosif) ;
(2) État du fluide : liquide, gazeux, pâteux ou autre forme ;
(3) Débit dans les conditions du procédé : valeurs maximale, normale et minimale ;
(4) Pression dans les conditions du procédé : valeurs maximale, normale et minimale ;
(5) Température dans les conditions du procédé : valeurs maximale, normale et minimale ;
(6) Plage de densité dans les conditions du procédé ;
(7) Plage de viscosité dans les conditions du procédé ;
(8) Diamètre des tuyaux du procédé ;
(9) Erreur de mesure autorisée ;
(10) Perte de pression autorisée ;
(11) Vitesse de flux maximale autorisée. 　　2. Selon les conditions de traitement et en se référant aux spécifications techniques, sélectionner à l’avance le modèle de capteur. En général, le diamètre nominal (ou « diamètre intérieur nominal ») du débitmètre doit être égal ou inférieur au diamètre des tuyaux du processus. Lors du choix, il convient d’abord, en fonction de la plage de débit de procédé déterminée et des spécifications techniques des débitmètres de masse de différentes marques, de sélectionner à l’avance le diamètre du capteur ; en fonction des propriétés corrosives du milieu, de choisir le matériau du tube de mesure du capteur ; et en fonction de la température et du niveau de pression du milieu, de faire un choix plus précis du modèle de capteur.