Ce principe de mesure est basé sur l'observation d'un détachement de tourbillons après un obstacle placé dans un écoulement, par ex. un pilier de pont.
Les débitmètres vortex sont munis en leur cœur d'un corps perturbateur. Sous l'effet de l'écoulement, des tourbillons se détachent derrière le corps perturbateur. La fréquence de détachement de ces tourbillons des deux côtés du corps perturbateur est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement moyenne.
Les tourbillons détachés engendrent localement une dépression dans le tube de mesure ; celle-ci est mesurée par un capteur capacitif et transmise sous forme d'un signal numérique linéaire à l'électronique.
Regardez cette vidéo pour découvrir comment fonctionne le principe vortex pour la mesure du débit et obtenez plus d'informations ici !
Avantages des débitmètres vortex en un coup d’œil
- Utilisation universelle pour la mesure de liquides, gaz et vapeurs
- Insensible aux variations de pression, masse volumique, température et viscosité
- Grande stabilité à long terme : pas de dérive du point zéro et facteur K « à vie »
- Pas de pièces mobiles
- Faible perte de charge
- Montage et mise en service simples
- Grande dynamique de mesure, typiquement 10:1 à 30:1 pour les gaz/vapeur, ou jusqu'à 40:1 pour les liquides
- Large gamme de température : –200 à +400 °C (–328 à +752 °F) (450 °C / 842 °F sur demande)
Transcription de la vidéo
Les substances les plus diverses sont transportées et distribuées chaque jour dans des systèmes de canalisations.
On peut citer comme exemples les solvants et produits chimiques, le pétrole et le gaz, les réfrigérants dans l'industrie des matières premières ou la vapeur dans la distribution énergétique.
Les fluides qui traversent les canalisations ont souvent des propriétés complètement différentes. C'est pourquoi il existe divers principes pour leur mesure.
L'un d'entre elles est la mesure de débit par principe vortex.
Dès le 16e siècle en Italie, Leonardo da Vinci observait la formation de tourbillons dans l'eau en mouvement. 400 ans plus tard, le physicien hongrois Theodore von Kármán formulait les lois physiques du détachement de ces tourbillons.
Penchons-nous sur le fonctionnement de ce principe de mesure.
Les débitmètres vortex sont munis en leur cœur d'un corps perturbateur, qui représente un obstacle pour le liquide en mouvement.
En aval du corps perturbateur est placé un capteur mécanique qui peut enregistrer les plus petites variations de pression dans un liquide en mouvement.
En l’absence de débit, il n'y a pas de tourbillons.
Dès que le fluide entre en mouvement et atteint un certain débit, des tourbillons commencent à se former derrière le corps perturbateur. Ces tourbillons se détachent alternativement des deux côtés du corps perturbateur et sont emportés par le liquide en mouvement.
Derrière le corps perturbateur se forment des zones en surpression ou en dépression, plus connues sous le nom d'« allée de tourbillons de Kármán ».
Ces différences de pression correspondent exactement à la fréquence de détachement des tourbillons et sont mesurées avec précision par un capteur mécanique - représenté ici au ralenti.
Ce capteur unique dispose d'une construction équilibrée, si bien que les vibrations des conduites jusqu'à 1 g, les coups de béliers et les chocs thermiques restent sans effet sur la mesure.
La distance entre deux tourbillons consécutifs correspondant à un volume donnée, le nombre de tourbillons détachés permet de calculer le débit total.
La fréquence des tourbillons est d'autant plus grande que la vitesse d'écoulement est élevée.
Dans certaines applications, la vitesse d'écoulement est parfois trop faible pour la formation de tourbillons. En montant un débitmètre avec une section de tube réduite, il est possible d'augmenter cette vitesse d'écoulement. Et ce sans compromis quant à la précision.
La fonctionnalité peut être améliorée en intégrant une sonde de température en option dans le capteur.
Une configuration comme celle-ci – avec calculateur de débit intégré – permet de calculer des débits massiques et d'énergie en fonction de la température. Cette fonctionnalité est particulièrement importante dans les process industriels impliquant de la vapeur saturée ou des gaz.
Les débitmètres vortex d'Endress+Hauser sont les plus robustes et les plus fiables actuellement sur le marché avec un facteur d'étalonnage valable pour toute leur durée de vie. Ils ont obtenu de nombreuses récompenses et distinctions.
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