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Capteurs de débit précis pour votre application

Les débitmètres déterminent le débit massique ou volumétrique d’un gaz ou d’un liquide, c’est-à-dire la quantité d’un fluide qui s’écoule à travers une section transversale pendant un laps de temps donné. Les débitmètres modernes répondent à des exigences complexes : ils sont précis, faciles à intégrer dans différents systèmes d’automatisation et de surveillance et sont conformes à toutes les normes spécifiques à l’industrie.

Bürkert vous propose une large gamme de débitmètres mécaniques et électroniques basés sur différents principes de fonctionnement, par exemple les débitmètres électromagnétiques (MID) ou les débitmètres à ondes acoustiques de surface (SAW). Qu’il s’agisse de procédés mécaniques simples ou de mesures multiparamétriques complexes, nous vous proposons des solutions sur mesure pour vos applications, de la goutte individuelle au débit important. 

Les performances des débitmètres

Un débitmètre fournit des valeurs mesurées qui permettent de déterminer la quantité d’un fluide qui s’écoule. Ces fluides peuvent être des gaz ou des liquides présentant différentes propriétés. Pour les fluides à masse volumique constante, comme l’eau, il est recommandé d’indiquer le débit volumique. Le débitmètre mesure alors la quantité par unité de temps en litres pour les liquides et en mètres cubes pour les gaz. 

Si la masse volumique varie sous l’effet de facteurs externes tels que des différences de pression ou de température, il est plus judicieux de mesurer le débit massique. Le débit massique décrit la quantité de fluide qui traverse le système en un temps donné et est mesuré, par exemple, en kilogrammes par seconde.

Comment fonctionnent les débitmètres ?

Les débitmètres enregistrent les propriétés physiques d’un fluide et calculent le débit à partir de celles-ci. 

Structure des débitmètres

Les débitmètres modernes se composent d’un capteur qui enregistre les valeurs physiques du fluide en écoulement et les convertit en signaux électriques, ainsi que d’un transmetteur qui traite ces informations. Ils sont intégrés dans une vanne ou un raccord fileté qui les relie directement au raccord à vis. 

Fonctionnement et différentes méthodes de mesure

Le transmetteur convertit les signaux fournis, tels que la tension électrique, en un signal standard. Celui-ci transmet les données au débitmètre de manière numérique ou analogique via des interfaces, selon le type d’appareil. Les débitmètres fonctionnent selon différents principes de mesure. Certains utilisent la technologie électromagnétique, d’autres appareils fonctionnent avec des ondes acoustiques de surface ou comme débitmètres à ultrasons.  

Zones d’application des débitmètres

Le débit volumique de liquides, de gaz ou de vapeur est toujours mesuré lorsque la quantité de fluide en circulation doit être surveillée ou contrôlée. Dans le domaine de la gestion de l’eau, par exemple, le débitmètre mesure le débit dans les tuyaux, les canaux à ciel ouvert ou les installations de traitement et détermine ainsi avec précision la consommation, les quantités transportées ou les pertes. 

Dans de nombreux processus industriels, des débitmètres mesurent la quantité de débit des fluides concernés avant et après certaines étapes du processus. Cela permet de surveiller en continu les flux dans les systèmes fermés et d’assurer le dosage, le remplissage et le mélange corrects des liquides ou des gaz. Les débitmètres jouent un rôle central dans la sécurité des processus, l’efficacité et l’assurance qualité.  

Des exemples ? Voici quelques-unes des tâches courantes et des zones d’application pour lesquelles les débitmètres sont utilisés à des fins de contrôle et de commande en boucle ouverte : 

Tâches typiques des débitmètres

  • Surveiller: fournir des informations d’état, par exemple lors du transfert de liquides d’un réservoir à un autre
  • Régulation: par exemple dans les applications de chauffage et de refroidissement avec des échangeurs thermiques dans le processus de brassage ou dans les laiteries
  • Remplissage et dosage: lors du remplissage de poches de perfusion
  • Mélanger: par exemple, du sirop et de l’eau dans la fabrication de boissons gazeuses

Les débitmètres sont utilisés dans diverses industries telles que l’industrie pharmaceutique et médicale, l’industrie alimentaire et des boissons, ainsi que l’industrie cosmétique. Ils jouent également un rôle important dans les infrastructures, par exemple dans le traitement communal de l’eau potable ou la mesure de débit dans les stations d’épuration. 

Trouver le débitmètre adapté ? Nous serons heureux de vous aider !

Quelle méthode vous convient le mieux ? Grâce à notre guide et à notre liste de contrôle pour la mesure de débit des liquides, vous le découvrirez en 4 étapes. 

 

Notre gamme comprend des débitmètres fiables et efficaces pour presque toutes les zones d’application dans les processus industriels. Voici un aperçu des avantages et des zones d’application des différents principes de mesure. 

FLOWave – Mesure à l’aide d’ondes acoustiques de surface (SAW)

Les débitmètres SAW fonctionnent avec des ondes acoustiques de surface qui se propagent le long d’une surface, de manière similaire aux mouvements sismiques lors d’un tremblement de terre.  Notre FLOWave est le premier capteur de débit qui utilise ce principe de mesure pour réaliser des mesures extrêmement précises dans un espace réduit. 

En savoir plus sur FLOWave

Avantages des débitmètres SAW

+ Hygiénique, car mesure sans contact 
+ Sans usure, car la mesure s’effectue sans pièces mobiles 
+ Ni chute de charge ni perte de pression, car le débitmètre ne présente aucun rétrécissement + Compact par rapport aux débitmètres Coriolis, pouvant donc être utilisé dans des machines et des installations où l’espace est limité 
+ Robuste et sans perturbation, même en cas de vibrations de l’installation ou d’effets magnétiques ou électriques 
+ Le résultat de la mesure est indépendant de la conductivité électrique du fluide

Valeur ajoutée grâce à la mesure multiparamétrique : les débitmètres SAW vous permettent de mesurer plusieurs paramètres avec un seul appareil et, grâce à des fonctions spéciales, de détecter les bulles de gaz et les particules solides ainsi que les changements de fluide.

Domaine d’application idéal pour les débitmètres SAW : industries sensibles à l’hygiène

La technologie SAW permet une mesure sans contact et convient donc particulièrement aux secteurs tels que l’industrie pharmaceutique et biotechnologique ou l’industrie agroalimentaire, où la pureté et l’hygiène jouent un rôle décisif. Dans l’industrie pharmaceutique, par exemple, les WFI-Loops sont utilisées pour la production d’eau pour injection (en anglais : water for injection) sont équipés de ce dispositif. Ces boucles offrent, dans un système de conduites fermé, une technique de traitement sophistiquée pour l’eau qui y circule. Les débitmètres FLOWave garantissent ici une stérilité maximale. Dans l’industrie alimentaire, la technologie SAW vous permet de surveiller les liquides similaires à l’eau, par exemple dans les applications CIP ou autres liquides de nettoyage, afin de garantir une hygiène irréprochable.

Débitmètre magnétique-inductif (MID)

Le débitmètre inductif (appelé MID) repose sur le principe de l’induction de Faraday. Lorsqu’un liquide conducteur circule dans un champ magnétique, une tension est générée le long de deux électrodes perpendiculaires au sens d'écoulement. Cette tension est mesurée et convertie en un signal standard. Cela permet ensuite de déterminer la valeur du débit. Le champ magnétique est généré par les bobines du débitmètre à l’intérieur même du raccord à vis.

également utilisé ici,
Electromagnetic Flow Measurement Principle

Bürkert propose deux options adaptées à différents diamètres de conduite : 

  1. La variante en ligne (« Full Bore ») convient aux conduites de petit diamètre, le champ magnétique s’étendant ici sur toute la section transversale de la conduite. 
  2. La variante Insertion peut être utilisée dans des conduites de grande taille, car le champ magnétique n’est généré que dans une partie du fluide. Les valeurs ainsi déterminées sont ensuite extrapolées à l’ensemble du diamètre de conduite. 

Avantages des débitmètres à technologie électromagnétique

+ Longue durée de vie et peu d’entretien, car aucune pièce mobile n’est présente dans le tube de mesure 
+ Économique et pouvant être installé ultérieurement (à insertion) 
+ Grande stabilité de mesure et faible sensibilité aux conditions d’entrée (en ligne) 

Domaine d’application typique des débitmètres MID : liquides conducteurs

Les débitmètres à mesure électromagnétique peuvent être utilisés dans de nombreux domaines de l’industrie et des infrastructures : de la gestion de l’eau à l’industrie chimique et pharmaceutique en passant par la production alimentaire. Toutefois, pour obtenir des résultats de mesure précis, les fluides à mesurer doivent présenter une conductivité minimale de 5 μS/cm, soit 5 microsiemens par centimètre, et une certaine constance dans leur conductivité. Certaines pièces du débitmètre étant en contact avec le fluide, il convient de choisir un matériau compatible. 

Débitmètres à roue à ailettes

La roue à ailettes fait partie des débitmètres mécaniques. Une roue à ailettes à l’intérieur d’un tuyau tourne sous l’effet du mouvement du liquide. Un élément capteur détecte la vitesse de rotation de l’ailette de manière optique ou magnétique et transmet un signal de fréquence correspondant au transmetteur. Il calcule ensuite le débit à l’aide d’un facteur de conversion spécifique qui dépend du diamètre nominal du tuyau. Le résultat est affiché par le débitmètre sous forme numérique ou analogique. 

Voir les débitmètres à roue à ailettes
Paddle Wheel Flow Measurement Principle

Selon le modèle, la roue à ailettes est intégrée dans le « raccord », c’est-à-dire la pièce de raccordement entre les raccords à vis (en ligne), ou est logée dans un composant du transmetteur si nécessaire, ce qui permet de l’installer ultérieurement dans des raccords à vis déjà existants (à insertion). 

Avantages du débitmètre à roue à ailettes

+ Relativement petit et léger, donc également utilisable pour les installations et machines compactes
+ Faible consommation d’énergie 
+ Technologie économique 
+ La conductivité du fluide n’est pas une condition préalable à la précision de mesure

Important : différents facteurs peuvent influencer la précision de mesure de ce débitmètre mécanique. Ainsi, une certaine quantité minimale de débit est nécessaire pour que la roue à ailettes se mette en mouvement. Comme ils contiennent des pièces mobiles, les débitmètres à roue à ailettes ne sont pas exempts d’entretien ni résistant à l’usure. Lors du montage dans le système de tuyauterie, il faut également tenir compte des sections d’entrée et de sortie.  

Domaine d’application typique : débitmètre pour eau

L’appareil est particulièrement adapté aux fluides pauvres en matières solides, à faible viscosité et tout au plus légèrement agressifs. Il est donc souvent utilisé comme débitmètre pour l’eau, tant dans le traitement de l’eau ou pour l’irrigation que pour le refroidissement de machines dans les processus industriels. 

Débitmètre à roue ovale

Le débitmètre à roue ovale mesure le débit volumique des liquides à l’aide de deux roues ovales engrenées qui transportent, à chaque tour, un volume défini du fluide traversant. Un capteur enregistre le nombre de ces rotations et transmet les impulsions correspondantes au transmetteur qui calcule alors le débit. La valeur déterminée est indiquée par le débitmètre sous forme numérique ou analogique. 

Voir les débitmètres à roue ovale
Oval Gear Flow measurement Principle

Avantages du débitmètre à roue ovale

+ Mesures très précises, indépendamment de la vitesse d’écoulement 
+ Ne nécessite pas de sections de conduite amont et aval droites – montage compact 
+ Robuste et durable 

Domaine d’application typique : débitmètre idéal pour les fluides visqueux

Comme ce débitmètre mécanique fonctionne selon le principe du déplacement volumique, il mesure très efficacement la graisse, l’huile, le miel, la colle et d’autres fluides visqueux. Les résultats de mesure sont extrêmement précis, à condition que le débit et la viscosité soient suffisants et qu’il n’y ait pas de bulles d’air. 

Débitmètre à ultrasons

Il existe deux méthodes qui fonctionnent avec des signaux ultrasonores, chacune étant adaptée à une zone d’application différente :

  • Méthode de différence de temps de propagation : Deux capteurs émettent des signaux ultrasonores dans le sens du flux et dans le sens contraire, le son se propageant plus rapidement dans le sens du flux que dans le sens contraire. Cette différence de temps de passage permet de calculer la vitesse d’écoulement et, en tenant compte du diamètre du tuyau, le débit volumique.  
  • Procédé Doppler : Dans le procédé Doppler, en revanche, le volume de débit est calculé à partir de la variation de fréquence subie par les ondes ultrasonores lorsqu’elles sont réfléchies par des particules ou des bulles de gaz présentes dans le fluide. 

La méthode de la différence de durée est plus couramment utilisée.

Voir les débitmètres à ultrasons
Ultrasonic Flow Measurement Principle

Avantages des débitmètres à ultrasons

+ Technologie nécessitant peu d’entretien, car elle ne comporte aucune pièce mobile 
+ Convient aux fluides conducteurs et non conducteurs  

Domaines d’application typiques des débitmètres à ultrasons

La méthode de différence de temps de fonctionnement est la mieux adaptée aux liquides purs et homogènes. Elle est utilisée pour l’irrigation, le débit d’eau industrielle ou le chauffage et le refroidissement dans l’industrie métallurgique. La précision du résultat de mesure dépend également des propriétés du liquide. 

Si le débit à mesurer est celui de liquides plutôt sales, contenant des bulles ou des particules, il est judicieux d’utiliser le procédé Doppler, car la mesure s’effectue à partir de ces matières en suspension ou bulles présentes. 

Débitmètre massique thermique

Cette technique de mesure du débit mesure le débit massique des gaz à partir des différences de température. Le fonctionnement repose sur un capteur chauffé dans le système de conduites qui réchauffe le gaz qui passe. Des sondes mesurent la température du fluide en amont et en aval de la source de chaleur. Plus le flux est rapide, plus le gaz absorbe de chaleur. Le débit massique réel peut être calculé à partir de la différence de température mesurée entre les deux sondes. 

Voir les débitmètres massiques thermiques

Avantages du débitmètre massique thermique

+ Le débit massique est mesurable avec précision, indépendamment des variations de pression ou de température 
+ Temps de réaction très rapides grâce à la faible masse des capteurs 
+ Peu d’entretien, car aucune pièce mobile n’est impliquée 
+ Construction compacte, remplacement facile de l’appareil grâce à la mémoire de configuration intégrée 

Domaine d’application des débitmètres massiques thermiques : gaz dans différentes applications

Les débitmètres thermiques mesurent avec précision et rapidité les gaz purs et mélangés. Ils sont polyvalents et peuvent être utilisés pour la surveillance des gaz de processus dans un contexte industriel, pour l’analyse de la consommation d’air comprimé ou dans les systèmes de distribution de gaz (par exemple pour l’azote, l’oxygène ou le CO₂). Grâce à leur conception compacte, les débitmètres massiques thermiques peuvent également être utilisés dans de nombreuses applications dans les domaines de la biotechnologie et des techniques de laboratoire ou des techniques de mesure des gaz d’échappement et de l’environnement. 

Débitmètre massique avec technologie Coriolis

Ce débitmètre électronique ne mesure pas le volume, mais le débit massique d’un fluide, indépendamment de sa masse volumique, de sa température ou des variations de pression. Il utilise pour cela l’effet Coriolis, qui consiste à mettre en vibration deux tubes de mesure courbés. La vibration reste symétrique jusqu’à ce que le fluide passe à travers. Cela modifie le mouvement oscillatoire et des capteurs enregistrent le déplacement. Plus la masse qui traverse est importante, plus ce « déphasage » est prononcé. 

Vers les débitmètres massiques à effet Coriolis
Coriolis Flow Measurement Principle

Avantages des débitmètres à technologie Coriolis

+ Mesure très précise, grande rangeabilité 
+ Extrêmement stable, aucun réglage du point zéro nécessaire, même après une longue période 
+ Matériaux hautement résistants, même en contact avec des fluides agressifs 
+ Zone d’application variée

Les débitmètres à technologie Coriolis sont naturellement sensibles aux vibrations. Un montage précis et sans tension est donc essentiel pour obtenir des résultats de mesure exacts.

Domaines d’application typiques des débitmètres massiques à technologie Coriolis : petites quantités de liquide

Vous souhaitez mesurer et réguler avec précision de petites quantités de liquides et enregistrer d’autres valeurs telles que la masse volumique ou la température du fluide ? Dans ce cas, le débitmètre massique à technologie Coriolis est une bonne option. Il est souvent utilisé dans des applications de l’industrie chimique et pharmaceutique, dans la fabrication de batteries et de semi-conducteurs, dans la technologie alimentaire et dans les laboratoires, c’est-à-dire partout où il s’agit de contrôler et de doser avec précision de petites quantités. 

Qu’est-ce qui caractérise les débitmètres Bürkert ?

Il existe un débitmètre optimal pour chaque scénario et le choix du modèle approprié peut être déterminant pour la précision et l’efficacité de vos processus. Chez Bürkert, vous trouverez une solution complète et sur mesure pour presque toutes les applications, car notre gamme de technologies de mesure répond à de nombreuses exigences individuelles en termes de précision de mesure, de signaux d’entrée et de sortie et de domaine d’application. 

Nos experts se feront un plaisir de vous conseiller pour toutes les questions relatives au choix des débitmètres. Contactez-nous dès maintenant.