Avantages et inconvénients des différents compteurs de gaz

1. Compteur de gaz à membrane

Le gaz mesuré pénètre par l'entrée du compteur, remplit l'espace intérieur et pénètre dans les chambres de mesure 2 et 4 par l'orifice du clapet coulissant. Il utilise la différence de pression gazeuse de part et d'autre de la membrane pour actionner le mouvement de la membrane de la chambre de mesure, forçant le gaz des chambres de mesure 1 et 3 à sortir par la sortie via le clapet coulissant et la chambre de distribution. Lorsque la membrane atteint sa position finale, l'inertie du mécanisme rotatif entraîne le déplacement du couvercle du clapet coulissant dans la direction opposée. Les chambres de mesure 1 et 3 sont connectées à l'entrée et les chambres 2 et 4 à la sortie. La membrane effectue un mouvement de va-et-vient, complétant ainsi une révolution. À ce moment, la valeur affichée par le compteur correspond au débit d'une révolution (c'est-à-dire le volume effectif de la chambre de mesure). Le débit cumulé du compteur à membrane est le produit du débit d'une révolution et du nombre de révolutions.

※ Avantages

Les compteurs à membrane présentent de nombreux avantages. Tout d'abord, leur plage de mesure est relativement large, atteignant 1:160, ce qui les rend particulièrement adaptés aux utilisateurs présentant d'importantes variations de débit. C'est pourquoi ils sont largement utilisés dans des contextes tels que les hôtels, les restaurants et les cantines. Leur faible coût, leur haute précision, leur sécurité, leur fiabilité et leur durabilité sont autant d'atouts.

※ Inconvénients

Les compteurs de gaz à membrane ne peuvent être utilisés que pour le comptage à basse pression, et généralement la pression de service maximale (Pmax) ne peut pas dépasser 50 kPa.

2. Débitmètre à pression différentielle

Le débitmètre à pression différentielle est basé sur l'équation de Bernoulli et l'équation de continuité des fluides. Selon le principe de la restriction, lorsque le fluide traverse un élément de restriction (tel qu'une plaque à orifice standard, une buse standard, une buse à long diamètre, une buse Venturi classique, etc.), une différence de pression est générée en amont et en aval, et cette différence de pression est proportionnelle au carré du débit. Dans les débitmètres à pression différentielle, le dispositif de restriction à plaque à orifice standard est largement utilisé en raison de sa structure simple, de son faible coût de fabrication, des recherches approfondies dont il a fait l'objet et de sa normalisation. Les débitmètres à pression différentielle se composent généralement de dispositifs de restriction (éléments de restriction, tubes de mesure, sections de tuyauterie droite, régulateurs de débit, conduites de mesure de pression) et de manomètres différentiels. Dans les situations où une grande précision est requise en raison des variations des conditions de fonctionnement, des manomètres (capteurs ou transmetteurs), des thermomètres (capteurs ou transmetteurs), des calculateurs de débit, etc. sont nécessaires. Lorsque les composants sont instables, des densimètres en ligne (ou des chromatographes) sont également requis.

※ Avantages :

(1) Le débitmètre à plaque à orifice, le plus largement utilisé, possède une structure simple et robuste, des performances stables et fiables, une longue durée de vie et un prix bas.

(2) Son champ d'application est extrêmement large, et il n'existe actuellement aucun autre type de débitmètre comparable. Tous les fluides monophasiques, y compris les liquides, les gaz et la vapeur, peuvent être mesurés, et certains flux diphasiques peuvent également l'être.

(3) Les composants de détection, les transmetteurs et les instruments d'affichage sont produits par différents fabricants, ce qui facilite une production économique.

(4) Le débitmètre à pression différentielle standard ne nécessite pas d'étalonnage de débit réel et peut être mis en service immédiatement.

※ Inconvénients :

(1) La répétabilité et la précision des mesures sont généralement faibles.

(2) Plage de mesure étroite : en raison de la relation quadratique entre le signal de pression différentielle et le débit, la plage générale n'est que de 3:1 à 4:1.

(3) Les exigences d'installation sur site sont élevées, nécessitant une longue section de tuyauterie droite.

(4) Perte de charge élevée (notamment pour les plaques à orifice, les buses, etc.).

Aperçu des applications :

Le débitmètre à pression différentielle a un large éventail d'applications, notamment la mesure de débit dans les conduites fermées pour divers fluides : monophasiques, diphasiques, propres, sales, visqueux, etc. ; en termes de conditions de fonctionnement : pression normale, haute pression, vide, température normale, haute température, basse température, etc. ; en termes de diamètre de tuyauterie : de quelques millimètres à quelques mètres ; en termes de conditions d'écoulement : subsonique, sonique, écoulement pulsé, etc. Il représente environ 1/4 à 1/3 de l'utilisation totale des débitmètres dans divers secteurs industriels.

3. Débitmètre à vortex

Un générateur de vortex non profilé est placé dans le fluide, et le fluide se sépare et libère alternativement deux rangées de tourbillons régulièrement disposés de part et d'autre du générateur de vortex. Dans une certaine plage de débits (nombre de Reynolds), la fréquence de détachement des tourbillons est proportionnelle au débit volumique du fluide traversant le capteur de débit à vortex.

※ Avantages :

(1) La structure est simple et robuste, facile à entretenir et nécessite un entretien minimal.

(2) Convient à divers types de fluides, tels quesous forme de liquides, de gaz, de vapeurs et de fluides partiellement miscibles.

(3) Haute précision, généralement de ± 1 % R à ± 2 % R

(4) Large plage de mesure, jusqu'à 20:1 à 10:1

(5) La perte de charge est faible, environ 1/4 à 1/2 de celle d'une plaque à orifice.

(6) Signal de fréquence d'impulsion en sortie, adapté à la mesure de la quantité totale et à la connexion à un ordinateur, sans dérive du zéro.

(7) Dans une certaine plage de nombres de Reynolds, le signal de fréquence de sortie n'est pas affecté par les propriétés du fluide (densité, viscosité) et sa composition, c'est-à-dire que le coefficient de l'instrument n'est lié qu'à la forme et à la taille du générateur de vortex et de la tuyauterie, et il suffit de le vérifier dans un milieu typique pour qu'il soit applicable à divers milieux. Le débitmètre à vortex est un type de débitmètre susceptible de devenir un débitmètre à étalonnage à sec uniquement.

※ Inconvénients :

(1) Ne convient pas aux mesures à faible nombre de Reynolds (ReD ≥ 2 × 10⁴), application limitée dans des conditions de haute viscosité, de faible débit et de petit diamètre.

(2) La stabilité de la séparation des vortex est affectée par la distorsion de la distribution de la vitesse d'écoulement et l'écoulement rotationnel, nécessitant une section de tuyau droite plus longue.

(3) Le débitmètre à vortex est sensible aux vibrations mécaniques dans les tuyauteries et ne doit pas être utilisé dans des zones soumises à de fortes vibrations.

(4) Le coefficient de l'instrument est relativement faible (par rapport aux débitmètres à turbine), la résolution est faible, et plus le diamètre est grand, plus la résolution est faible. Il est généralement utilisé pour des diamètres DN300 et inférieurs.

(5) L'instrument manque encore d'expérience d'application en écoulement pulsé et en écoulement multiphasique.

4. Débitmètre à vortex spiralé

Lorsque le fluide traverse le générateur de vortex composé d'aubes directrices en spirale, il est forcé de tourner fortement autour de l'axe central pour former un écoulement tourbillonnaire. En traversant le tube élargi, le centre du vortex effectue une précession selon une forme spirale conique. Dans une certaine plage de débits (nombre de Reynolds), la fréquence de précession de l'écoulement tourbillonnaire est proportionnelle au débit volumique du fluide traversant le capteur de débit à vortex.

Les caractéristiques d'un débitmètre à vortex sont fondamentalement les mêmes que celles d'un débitmètre à allée de vortex, à trois différences près : premièrement, la perte de charge du débitmètre est beaucoup plus importante, environ 3 à 4 fois celle d'un débitmètre à allée de vortex ; Deuxièmement, il possède une forte capacité d'anti-interférence et la longueur nécessaire de la section de tuyau droite est courte, généralement de 5D en amont et de 1D en aval ; la troisième raison est que le débit initial est relativement important.