1. Brève introduction
Le débitmètre à ultrasons est composé d'un calculateur et d'un capteur à ultrasons. Les capteurs à ultrasons utilisés comprennent un capteur non invasif, un capteur à insertion et un capteur fixé à la paroi interne du tuyau ou au fond du canal.
Les capteurs à ultrasons à temps de transit doivent être fixés à la paroi externe de la conduite à mesurer selon les méthodes en V, en Z ou en W. Le débitmètre à ultrasons à deux canaux est similaire au débitmètre à un seul canal. La différence réside dans le fait que le débitmètre à un seul canal nécessite une paire de capteurs, tandis que le débitmètre à deux canaux en requiert deux. Les capteurs sont fixés à l'extérieur et effectuent les mesures de débit directement à travers la paroi de la conduite. La précision est de 0,5 % à 1 %. Les capteurs à ultrasons à temps de transit conviennent parfaitement à la mesure des liquides propres et légèrement chargés en impuretés.
Les transducteurs ultrasoniques Doppler à pince doivent être montés sur le tuyau extérieur directement face à face et conviennent à la mesure de liquides sales, à condition qu'il y ait des particules suffisamment grosses pour provoquer une réflexion longitudinale, les particules doivent avoir un diamètre d'au moins 100 microns (0,004 pouce) et une longueur de 40 à 4000 mm. Si le liquide est très clair, ce type de débitmètre ne fonctionnera pas correctement.
Le capteur de vitesse surfacique est généralement fixé à la paroi intérieure du tuyau ou installé au fond du canal. Pour notre capteur, le niveau de liquide minimal doit être supérieur à 20 mm ou à la hauteur du capteur (22 mm). Afin de garantir une bonne précision, le niveau de liquide minimal doit se situer entre 40 et 50 mm.
Pour garantir une bonne précision, les deux types de compteurs nécessitent une longueur suffisante de conduite droite ; généralement, il faut au moins 10D en amont et 5D en aval, où D représente le diamètre de la conduite. Les coudes, vannes et autres dispositifs perturbant l’écoulement laminaire peuvent réduire considérablement la précision.
2. Fonctionnement d'un débitmètre à ultrasons à temps de transit
Dans un débitmètre à ultrasons à temps de transit en conduite pleine, les transducteurs échangent des signaux. Le mouvement du fluide dans la conduite induit une différence mesurable du temps de transit du son, selon que le fluide se déplace dans le sens ou à contre-courant. Selon le diamètre de la conduite, le signal peut se propager directement entre les transducteurs ou se réfléchir d'une paroi à l'autre. À l'instar de la technologie Doppler, le transducteur mesure la vitesse du courant, qui est ensuite convertie en débit.
Le débitmètre de type zone-vitesse mesure la vitesse de l'eau à proximité du transducteur DOF6000 par effet Doppler acoustique, en enregistrant le décalage acoustique dû aux particules et aux microbulles d'air en suspension dans l'eau. La profondeur de l'eau au-dessus du transducteur DOF6000 est mesurée par un capteur de pression enregistrant la pression hydrostatique de l'eau au-dessus de l'instrument. La température est mesurée afin d'affiner les enregistrements acoustiques. Ces derniers sont liés à la vitesse du son dans l'eau, qui est fortement influencée par la température. Le débit volumique et le débit total sont calculés par un calculateur de débit à partir des dimensions du canal définies par l'utilisateur.
3. Types de débitmètres à ultrasons
Technologie de temps de transit : TF1100-EC mural ou monté de façon permanente, TF1100-EI type à insertion, TF1100-CH type portatif et TF1100-EP type portable ;
SC7/ WM9100/Débitmètre d'eau ultrasonique en ligne Ultrawater comprenant un raccord fileté et un raccord à bride.
Débitmètre ultrasonique à deux canaux à fixation murale TF1100-DC, débitmètre ultrasonique à deux canaux à insertion TF1100-DI et débitmètre ultrasonique à deux canaux portable à batterie TF1100-DP.
Technologie Doppler temporelle : DF6100-EC mural ou à montage permanent, DF6100-EI type à insertion et DF6100-EP type portable.
Méthode de vitesse de surface : type fixe ou stationnaire DOF6000-W et type portable DOF6000-P ;
4. Caractéristiques communes
1. Technologie ultrasonique
2. Normalement, le débitmètre à ultrasons à temps de transit est plus précis que le débitmètre de type Doppler.
3. Impossible de mesurer des liquides à plus de 200℃.
5. Limitations courantes
1. Pour le débitmètre ultrasonique à temps de transit et à effet Doppler pour conduite pleine, la conduite doit être remplie de liquide sans bulles d'air.
2. Pour les débitmètres à ultrasons à pince, les tuyaux doivent être constitués de matériaux homogènes capables de transmettre le son. Les matériaux comme le béton, le PRV, les tuyaux métalliques revêtus de plastique et autres composites interfèrent avec la propagation des ondes sonores.
3. Pour un débitmètre à ultrasons sans contact, la conduite ne doit généralement pas présenter de dépôts internes et sa surface externe doit être propre à l'endroit où le transducteur est monté. La transmission du son peut être améliorée par l'application de graisse ou d'un produit similaire à l'interface avec la paroi de la conduite.
4. Pour un débitmètre à ultrasons non invasif, il est préférable de monter les transducteurs sur les côtés du tuyau, aux positions 3 h et 9 h, plutôt qu'en haut et en bas. Cela évite l'accumulation de sédiments au fond du tuyau.
Date de publication : 19 décembre 2022