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Débitmètre à ultrasons

Introduction aux débitmètres à ultrasons à effet Doppler

Un débitmètre à ultrasons (débitmètres à effet Doppler non intrusif) est un débitmètre volumétrique qui nécessite des particules ou des bulles dans le flux. Les débitmètres à ultrasons sont idéaux pour les applications d’eaux usées ou de tout autre liquide souillé qui est conducteur ou à base d’eau. Les débitmètres à ultrasons ne fonctionnent généralement pas avec l’eau distillée ou l’eau potable. Des aérations sont nécessaires dans les applications de liquide propre. Les débitmètres à ultrasons conviennent également parfaitement pour les applications où une faible perte de pression, une compatibilité chimique et peu d’entretien sont nécessaires.
Débitmètre à ultrasons à effet Doppler
Débitmètre à ultrasons à effet Doppler

En savoir plus sur les débitmètres à ultrasons

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement utilise le déplacement de fréquence (effet Doppler) d'un signal à ultrasons lorsqu'il est réfléchi par des particules en suspension ou des bulles de gaz (discontinuités) en mouvement. Cette technique de mesure utilise le phénomène physique d'une onde sonore qui change de fréquence lorsqu'elle est réfléchie par des discontinuités en mouvement dans un liquide en écoulement. Les ultrasons sont transmis dans une conduite avec le liquide en écoulement, et les discontinuités réfléchissent l'onde ultrasonique avec une fréquence légèrement différente qui est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement du liquide (Figure 1). La technologie actuelle nécessite que le liquide contienne au moins 100 parties par million (PPM) de particules en suspension ou de bulles de 100 microns ou plus.

Comment choisir un débitmètre à ultrasons?

Avant de choisir un débitmètre à ultrasons ou un débitmètre à effet Doppler, vous devez vous poser les questions suivantes :
  • Le liquide contient-il des particules de 100 microns à raison de 100 ppm?
  • Ai-je besoin d’un système de surveillance de procédé portatif ou en continu?
  • Ai-je besoin d’une sortie analogique?
  • Quel est le débit minimal et maximal du débitmètre?
  • Quelle est la température minimale et maximale du procédé?
  • Quelle est la pression minimale et maximale du procédé?
  • Quelle est la taille du tuyau?
  • Le tuyau est-il toujours rempli?

Variantes de conception

Le débitmètre ultrason à pince est proposé en versions à capteur simple ou double. Dans la version à capteur simple, les cristaux de transmission et de réception sont enfermés dans le même corps de capteur, qui est fixé en un seul point de la surface du tuyau. Un composé de couplage est utilisé pour connecter par ultrasons la sonde au tuyau. Dans la version à capteur double, le cristal de transmission se trouve dans un corps de capteur et le cristal de réception dans un autre. Ledébitmètre ultrasonà effet Doppler à pince est sensible aux interférences provenant de la paroi même du tuyau, ainsi que de n'importe quel espace d'air entre le capteur et la paroi. Si la paroi du tuyau est en acier inoxydable, elle peut propager le signal de transmission suffisamment loin pour que l'écho de retour se soit suffisamment déplacé pour interférer avec la lecture. Il existe également des discontinuités acoustiques intégrées dans les tuyaux en cuivre, les tuyaux à revêtement intérieur en béton ou en plastique et les tuyaux renforcés de fibre de verre. Celles-ci sont suffisamment importantes pour soit disperser complètement le signal transmis, soit atténuer le signal de retour. Cela diminue considérablement la précision du débitmètre (à seulement ±20 %) et, dans la plupart des cas, les dispositifs à pince ne fonctionnent pas du tout si le tuyau possède un revêtement intérieur.

Applications industrielles populaires

Les débitmètres à ultrasons sont principalement utilisés dans les industries du pétrole et du gaz. Ils sont également utilisés dans les industries chimique, pharmaceutique, des aliments et des boissons, du métal, des mines, des pâtes et papiers et des eaux usées.


Choisir le bon débitmètre à ultrasons

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Débitmètre à ultrasons avec totalisation Débitmètre à ultrasons avec totalisation
Le capteur de débit à ultrason est destiné à des applications de liquide contenant 100 PPM de particules ou de bulles de 100 microns. Il est adapté aux tuyaux de dimension 0,63 cm à 304,8 cm (0,25 à 120 po). Ce débitmètre ultrason est utilisé pour des applications de mesure de débit de 0,1 à 30 pi/s. La série FD-400 est dotée d'un affichage en option ainsi que d'une sortie de 4 à 20 mA, de relais et d'options de sortie à impulsion 12 V. Les systèmes de transmission des débitmètres à ultrasons de la série FD-400 sont conçus pour les cas d’utilisation où un capteur ne peut pas être installé dans le procédé. Modèles standard et améliorés pour les liquides avec des matières solides en suspension ou avec une aération. Proposée en modèle en position fixe non invasif. La série FD-400 est une solution idéale de mesure de débit à effet Doppler. Elle est parfaitement adaptée aux tuyaux remplis d’un liquide qui contient au moins 100 ppm de particules en suspension ou de bulles de gaz d’au moins 100 microns qui agissent comme des « réflecteurs » sonores et sont nécessaires au fonctionnement. Cette technologie est parfaite pour les utilisations suivantes : mesure de débit des déchets des eaux usées/eaux d’égout, des boues réactivées, des boues résiduaires activées, des boues primaires, des pulpes, des huiles brutes, des laits de chaux, des phosphates et des pâtes.
Débitmètre Doppler portable Débitmètre à ultrasons portable
Ce débitmètre est un tube conique et un flotteur. Il est le débitmètre à section variable le plus largement utilisé en raison de son prix économique, sa simplicité, sa faible chute de pression, rangeabilité relativement large, et sortie linéaire. Pour une liste complète des rotamètres cliquez sur l'image vers la gauche.
Débitmètre à ultrasons hybride Débitmètre à ultrasons hybride
La technologie de temps de transit est utilisée pour les liquides propres Le débitmètre à ultrasons hybride FDH-1 de la série OMEGA permet aux clients de choisir entre la technologie doppler et le temps de transit avec un seul instrument. La sortie analogique isolée, la sortie de fréquence et la possibilité d'enregistrer des données sur des cartes SD standard sont des fonctions standard incluses.