Un débitmètre vortex est un type de débitmètre volumétrique qui utilise un phénomène naturel qui se produit lorsqu'un liquide s'écoule autour d'un objet bluffant.Les débitmètres à vortex fonctionnent selon le principe de perte de vortex, dans lequel des vortex (ou tourbillons) sont rejetés alternativement en aval de l'objet.La fréquence du vortex est directement proportionnelle à la vitesse du liquide circulant à travers le compteur.
Les débitmètres à vortex conviennent mieux aux mesures de débit où l'introduction de pièces mobiles présente des problèmes.Ils sont disponibles en qualité industrielle, en laiton ou entièrement en plastique.La sensibilité aux variations des conditions de procédé est faible et, sans pièces mobiles, l'usure est relativement faible par rapport aux autres types de débitmètres.
Conception du débitmètre à vortex
Un débitmètre vortex est généralement fabriqué en acier inoxydable 316 ou en Hastelloy et comprend un corps bluff, un ensemble capteur vortex et l'électronique du transmetteur, bien que ce dernier puisse également être monté à distance (Figure 2).Ils sont généralement disponibles dans des tailles de bride allant de ½ po à 12 po. Le coût installé des compteurs à vortex est compétitif par rapport à celui des compteurs à orifice de tailles inférieures à six pouces.Les compteurs à corps de plaquette (sans bride) ont le coût le plus bas, tandis que les compteurs à bride sont préférés si le fluide de procédé est dangereux ou est à haute température.
Les formes et dimensions du corps Bluff (carré, rectangulaire, en forme de T, trapézoïdal) ont été expérimentées pour obtenir les caractéristiques souhaitées.Les tests ont montré que la linéarité, la faible limitation du nombre de Reynolds et la sensibilité à la distorsion du profil de vitesse ne varient que légèrement en fonction de la forme du corps du bluff.En termes de taille, le corps de bluff doit avoir une largeur qui représente une fraction suffisamment grande du diamètre du tuyau pour que tout l'écoulement participe au délestage.Deuxièmement, le corps de bluff doit avoir des bords saillants sur la face amont pour fixer les lignes de séparation des flux, quel que soit le débit.Troisièmement, la longueur du corps de falaise dans la direction de l'écoulement doit être un certain multiple de la largeur du corps de falaise.
Aujourd'hui, la majorité des compteurs vortex utilisent des capteurs piézoélectriques ou de type capacitif pour détecter l'oscillation de pression autour du corps bluff.Ces détecteurs répondent à l'oscillation de pression avec un signal de sortie basse tension qui a la même fréquence que l'oscillation.Ces capteurs sont modulaires, peu coûteux, faciles à remplacer et peuvent fonctionner sur une large gamme de températures – des liquides cryogéniques à la vapeur surchauffée.Les capteurs peuvent être situés à l’intérieur du corps du compteur ou à l’extérieur.Les capteurs mouillés sont directement sollicités par les fluctuations de pression du vortex et sont enfermés dans des boîtiers durcis pour résister aux effets de corrosion et d'érosion.
Des capteurs externes, généralement des jauges de contrainte piézoélectriques, détectent indirectement le déversement du vortex grâce à la force exercée sur la barre de délestage.Les capteurs externes sont préférés pour les applications hautement érosives/corrosives afin de réduire les coûts de maintenance, tandis que les capteurs internes offrent une meilleure rangeabilité (meilleure sensibilité au débit).Ils sont également moins sensibles aux vibrations des canalisations.Le boîtier électronique est généralement résistant aux explosions et aux intempéries et contient le module transmetteur électronique, les connexions de terminaison et éventuellement un indicateur de débit et/ou un totalisateur.
Styles de débitmètres à vortex
Les compteurs vortex intelligents fournissent un signal de sortie numérique contenant plus d'informations que le simple débit.Le microprocesseur du débitmètre peut corriger automatiquement les conditions de conduite droite insuffisantes, les différences entre le diamètre d'alésage et celui du raccord.
Applications et limites
Les compteurs à vortex ne sont généralement pas recommandés pour les applications de dosage ou autres applications à débit intermittent.En effet, le réglage du débit de goutte-à-goutte de la station de dosage peut tomber en dessous de la limite minimale du nombre de Reynolds du compteur.Plus le lot total est petit, plus l’erreur résultante risque d’être importante.
Les gaz à basse pression (faible densité) ne produisent pas une impulsion de pression suffisamment forte, surtout si les vitesses des fluides sont faibles.Par conséquent, il est probable que dans de tels services, la rangeabilité du compteur soit mauvaise et que les faibles débits ne soient pas mesurables.D'un autre côté, si une plage de réglage réduite est acceptable et que le débitmètre est correctement dimensionné pour un débit normal, le débitmètre vortex peut toujours être envisagé.
Heure de publication : 21 mars 2024