Débitmètre Yokogawa

Types de débitmètre Yokogawa

Types de débitmètres volumétriques
Plusieurs types de débitmètres volumétriques sont disponibles et chacun fonctionne selon des principes différents.
●Débitmètres à ondes acoustiques de surface (SAW) :Les débitmètres SAW (Figure 2) sont des dispositifs non intrusifs qui utilisent des ondes acoustiques de surface pour mesurer le débit d'un fluide. Ils fonctionnent en analysant les changements dans la propagation des ondes provoqués par l’écoulement du fluide.
●Tête différentielle :Mesure la différence de pression à travers une obstruction (par exemple, plaques à orifices, venturimètres).
●Surface différentielle (Rotamètres) :Utilise un flotteur dans un tube conique pour afficher visuellement le débit.
●Débitmètres à turbine :Mesure la vitesse d'écoulement par la rotation d'un rotor avec des pales ou des aubes.
●Débitmètres à ultrasons :Calcule le débit en mesurant la différence de temps entre les signaux ultrasoniques transmis.
●Débitmètres à vortex :Détermine le débit en mesurant la fréquence des tourbillons créés par un corps bluff dans le flux.
●Débitmètres magnétiques :Utilise l'induction électromagnétique pour mesurer la tension induite par un fluide conducteur circulant à travers un champ magnétique.
●Débitmètres à roue à aubes :Utilisez un rouet avec des aubes pour mesurer le débit lorsque le fluide pousse contre les pales de la palette.

Débitmètres massiques
Il existe deux types de débitmètres massiques : les débitmètres massiques thermiques et les débitmètres massiques Coriolis. Ils mesurent la masse de matière circulant à travers le compteur. Ils sont principalement destinés à mesurer des gaz mais peuvent mesurer des liquides dans certaines applications.
●Débitmètres massiques thermiques :Les débitmètres thermiques utilisent une source de chaleur pour introduire de la chaleur dans le flux et mesurer l'évolution de la température à l'aide de capteurs ou la quantité d'énergie nécessaire pour maintenir la source de chaleur constante. La source de chaleur peut aller directement dans le flux ou être externe au compteur.
●Débitmètres massiques Coriolis :Les débitmètres massiques Coriolis ont un composant rotatif qui introduit une force de Coriolis dans le fluide en écoulement. Le débitmètre peut détecter le moment cinétique résultant du fluide et est proportionnel à la masse du fluide.

Avantages du débitmètre Yokogawa

Comment choisir le débitmètre Yokogawa

Étapes initiales

La première étape du processus de sélection du capteur de débit consiste à déterminer si les informations sur le débit doivent être continues ou totalisées, et si ces informations sont nécessaires localement ou à distance. À distance, la transmission doit-elle être analogique, numérique ou partagée ? Et, en cas de partage, quelle est la fréquence (minimale) de mise à jour des données requise ? Une fois ces questions répondues, une évaluation des propriétés et des caractéristiques d'écoulement du fluide de procédé et de la tuyauterie qui accueillera le débitmètre doit avoir lieu.

Caractéristiques des fluides et des débits

Le fluide et sa température de pression, sa chute de pression admissible, sa densité (ou densité spécifique), sa conductivité, sa viscosité (newtonienne ou non ?) et sa pression de vapeur à la température de fonctionnement maximale sont répertoriés, ainsi qu'une indication de la manière dont ces propriétés peuvent varier ou interagir. . De plus, toutes les informations de sécurité ou de toxicité doivent être fournies, ainsi que des données détaillées sur la composition du fluide, la présence de bulles, de solides (abrasifs ou mous, taille des particules, fibres), la tendance à l'enrobage et les qualités de transmission de la lumière (opaque, translucide). , ou transparent ?).

Plages de pression et de température

Les valeurs de pression et de température minimales et maximales attendues doivent être indiquées en plus des valeurs de fonctionnement normales. Si le débit peut s'inverser, s'il ne remplit pas toujours le tuyau, si un écoulement de bouchons peut se développer (air-solides-liquide), si une aération ou une pulsation est probable, si des changements brusques de température peuvent se produire ou si des précautions particulières sont nécessaires lors du nettoyage et maintenance, ces faits doivent également être mentionnés.

Zone de tuyauterie et d'installation

Concernant la tuyauterie et la zone où doit être situé le débitmètre, les informations suivantes doivent être précisées : Pour la tuyauterie, son sens (éviter l'écoulement vers le bas dans les applications liquides), ses dimensions, son matériau, sa nomenclature, sa pression nominale de bride, son accessibilité, virages vers le haut ou en aval, vannes, régulateurs et longueurs de conduite droite disponibles.
En ce qui concerne la zone, l'ingénieur concepteur doit savoir si des vibrations ou des champs magnétiques sont présents ou possibles, si une alimentation électrique ou pneumatique est disponible, si la zone est classée pour les risques d'explosion ou s'il existe d'autres exigences particulières telles que le respect des normes sanitaires. ou les réglementations de nettoyage en place (CIP).

Débits et précision

L'étape suivante consiste à déterminer la plage de compteur requise en identifiant les débits minimum et maximum (massiques ou volumétriques) qui seront mesurés. Ensuite, la précision requise de la mesure du débit est déterminée. En règle générale, la précision est spécifiée en pourcentage de la lecture réelle (AR), en pourcentage de l'échelle calibrée (CS) ou en pourcentage d'unités à pleine échelle (FS). Les exigences de précision doivent être indiquées séparément pour les débits minimum, normal et maximum. À moins que vous ne connaissiez ces exigences, les performances de votre compteur risquent de ne pas être acceptables sur toute sa plage.

Précision vs répétabilité

Dans les applications où les produits sont vendus ou achetés sur la base d’un relevé de compteur, une précision absolue est essentielle. Dans d'autres applications, la répétabilité peut être plus importante que la précision absolue. Par conséquent, il est conseillé d’établir séparément les exigences d’exactitude et de répétabilité de chaque application et de les indiquer toutes deux dans les spécifications.
Lorsque la précision d'un débitmètre est exprimée en unités % CS ou % FS, son erreur absolue augmente à mesure que le débit mesuré diminue. Si l'erreur du compteur est indiquée en % AR, l'erreur en termes absolus reste la même aux débits élevés ou faibles. Étant donné que la pleine échelle (FS) est toujours une quantité plus grande que l'étendue calibrée (CS), un capteur avec une performance % FS aura toujours une erreur plus grande qu'un capteur avec la même spécification % CS. Par conséquent, afin de comparer équitablement toutes les offres, il est conseillé de convertir toutes les déclarations d’erreur citées dans les mêmes unités % AR.
Il est également recommandé à l'utilisateur de comparer les installations sur la base de l'erreur totale de la boucle. Par exemple, l'imprécision d'une plaque à orifices est indiquée en % AR, tandis que l'erreur de la cellule d/p associée est en % CS ou % FS. De même, l'imprécision d'un compteur Coriolis est la somme de deux erreurs, l'une donnée en % AR, l'autre en % FS. L'imprécision totale est calculée en prenant la racine de la somme des carrés des imprécisions des composants aux débits souhaités.
Dans les spécifications des débitmètres bien préparées, toutes les déclarations de précision sont converties en unités % AR uniformes et ces exigences % AR sont spécifiées séparément pour les débits minimum, normal et maximum. Toutes les spécifications et offres de débitmètres doivent clairement indiquer à la fois l’exactitude et la répétabilité du débitmètre aux débits minimum, normal et maximum.
Si des performances acceptables peuvent être obtenues à partir de deux catégories de débitmètres différentes et que l’une d’elles ne comporte aucune pièce mobile, sélectionnez celle sans pièce mobile. Les pièces mobiles sont une source potentielle de problèmes, non seulement pour des raisons évidentes d'usure, de lubrification et de sensibilité au revêtement, mais également parce que les pièces mobiles nécessitent des espaces libres qui introduisent parfois un « glissement » dans le débit mesuré. Même avec des compteurs bien entretenus et calibrés, ce débit non mesuré varie en fonction des changements de viscosité et de température du fluide. Les changements de température modifient également les dimensions internes du compteur et nécessitent une compensation.
De plus, si l'on peut obtenir les mêmes performances avec un débitmètre complet et un capteur ponctuel, il est généralement conseillé d'utiliser le débitmètre. Étant donné que les capteurs ponctuels n'examinent pas le débit total, ils ne lisent avec précision que s'ils sont insérés à une profondeur où la vitesse d'écoulement est la moyenne du profil de vitesse à travers le tuyau. Même si ce point est soigneusement déterminé au moment de l'étalonnage, il est peu probable qu'il reste inchangé, car les profils de vitesse changent en fonction du débit, de la viscosité, de la température et d'autres facteurs.
Si toutes les autres considérations sont les mêmes, mais qu’une conception offre moins de perte de pression, il est conseillé de sélectionner cette conception. Cela s'explique en partie par le fait que la perte de pression devra être compensée par des coûts d'exploitation plus élevés des pompes ou des compresseurs tout au long de la durée de vie de l'usine. Une autre raison est qu'une chute de pression est provoquée par toute restriction dans le trajet d'écoulement et, partout où un tuyau est restreint, il devient un site potentiel d'accumulation de matériaux, de colmatage ou de cavitation.

Unités de masse ou volumétriques

Avant de spécifier un débitmètre, il est également conseillé de déterminer si les informations de débit seront plus utiles si elles sont présentées en unités massiques ou volumétriques. Lors de la mesure du débit de matériaux compressibles, le débit volumétrique n'est pas très significatif à moins que la densité (et parfois aussi la viscosité) ne soit constante. Lorsque la vitesse (débit volumétrique) de liquides incompressibles est mesurée, la présence de bulles en suspension entraînera une erreur. Par conséquent, l'air et le gaz doivent être éliminés avant que le fluide n'atteigne le compteur. Dans d'autres capteurs de vitesse, les revêtements de canalisations peuvent causer des problèmes (ultrasons), ou le compteur peut cesser de fonctionner si le nombre de Reynolds est trop faible (dans les compteurs à vortex, RD > 20,000 est requis).
Compte tenu de ces considérations, il convient de garder à l’esprit les débitmètres massiques, qui sont insensibles aux variations de densité, de pression et de viscosité et ne sont pas affectés par les changements du nombre de Reynolds. Les différents canaux capables de mesurer le débit dans des conduites partiellement pleines et de laisser passer de gros solides flottants ou décantables sont également sous-utilisés dans l'industrie chimique.

Comment entretenir le débitmètre Yokogawa

Un certain nombre de facteurs influencent les exigences de maintenance et la durée de vie des débitmètres. Le facteur majeur, bien entendu, est d’adapter le bon instrument à l’application particulière. Des appareils mal sélectionnés entraîneront invariablement des problèmes à un stade précoce. Les débitmètres sans pièces mobiles nécessitent généralement moins d’attention que les appareils avec pièces mobiles. Mais tous les débitmètres nécessitent éventuellement un certain entretien.

Les éléments primaires des débitmètres à pression différentielle nécessitent une tuyauterie, des vannes et des raccords étendus lorsqu'ils sont connectés à leurs éléments secondaires, de sorte que la maintenance peut constituer un effort récurrent dans de telles installations. Les lignes d'impulsion peuvent se boucher ou se corroder et doivent être nettoyées ou remplacées. Et un mauvais emplacement de l'élément secondaire peut entraîner des erreurs de mesure. Le déplacement de l'élément peut être coûteux.
Les débitmètres avec pièces mobiles nécessitent une inspection interne périodique, surtout si le liquide mesuré est sale ou visqueux. L'installation de filtres avant ces unités contribuera à minimiser l'encrassement et l'usure. Les instruments sans obstruction, tels que les compteurs à ultrasons ou électromagnétiques, peuvent développer des problèmes avec les composants électroniques de leur élément secondaire. Les capteurs de pression associés aux éléments secondaires doivent être périodiquement retirés et inspectés.

Les applications dans lesquelles des revêtements peuvent se produire constituent également des problèmes potentiels pour les instruments sans obstruction tels que les unités magnétiques ou ultrasoniques. Si le revêtement est isolant, le fonctionnement des débitmètres magnétiques sera finalement altéré si les électrodes sont isolées du liquide. Cette condition sera évitée par un nettoyage périodique. Avec les débitmètres à ultrasons, les angles de réfraction peuvent changer et l'énergie sonique absorbée par le revêtement rendra le débitmètre inopérant.