Bronkhorst IN-FLOW - Manuel (Page 12)

BRONKHORST HIGH-TECH B.V.
1.2 Principe de mesure
1.2.1 Débitmètres pour gaz (mesure avec by-pass)
La majorité des capteurs pour débit gaz fonctionnent sur le principe de mesure avec un by-pass. Ce type
d’instrument fonctionne sur le principe du transfert thermique entre le gaz et la partie chauffée d’un capillaire.
Une fraction du débit total passe dans le capillaire de mesure, alors que le débit principal passe au travers de
l’élément déprimogène monté en parallèle, générant une ∆p.
La conception de l’élément déprimogène est telle que le débit dans le capillaire et l’élément déprimogène
sont directement proportionnels. Le ∆T mesuré entre les capteurs de température amont et aval du capillaire
dépend de la chaleur absorbée par le gaz.
La fonction de transfert entre le débit massique et le signal de sortie est modélisée par l’équation suivante :
V
signal
= signal de sortie
c
p
= chaleur spécifique V K c
signal p m
= ⋅ ⋅ Φ
K = constante
Φ
m
= débit massique
Les capteurs de températures font partis d’un pont de mesure et son déséquilibre est linéarisé puis amplifié
au niveau du signal désiré.
1.2.2 Débitmètres pour gaz (mesure de débit direct basé sur le CTA)
Les modèles IN-FLOW CTA fonctionnent sur le principe de la mesure directe du débit massique thermique.
Le capteur à passage direct consiste en une résistance chauffante et en une résistance de température. Les
2 résistances sont composées d’un matériel insensible à la température qui est lui-même recouvert d’un tube
en acier inoxydable. Le dispositif chauffant nécessaire pour maintenir la différence de température constante
entre la source thermique et le capteur est proportionnel au débit massique. Une seule différence thermique
est produite pour chaque valeur de débit. Le principe de mesure décrit est appelé Constant Temperature
Anemometry (CTA).
La fonction de transfert entre le débit massique et le signal de sortie peut être décrite par l’équation suivante :
n
m signal
K S S Φ ⋅ + ≅
0
S
signal
= signal de sortie
S
0
= signal à zéro (débit nul)
K = facteur constant (comprenant λ – conductivité de la chaleur, C
p
– chaleur spécifique, μ – viscosité
dynamique ρ – densité du gaz)
Φ
m
= débit massique
n = constante de construction (d’ordre 0.5)
1.2.3 Débitmètres liquide
Nous distinguons 2 versions numériques de mesure de débit liquide et 2 capteurs montés. Ils ont un point
commun, dans tous les cas, la mesure s’effectue sur le débit total, sans aucun by-pass. On trouvera donc les
montages suivants :
1) La série µ-FLOW pour des débits jusqu’à 2 g/h.
En simplifiant, il s’agit d’un petit capillaire équipé de deux capteurs. Les 2 éléments servent en même temps
à chauffer le fluide et à mesurer le gradient de température. Le ∆T mesuré entre les capteurs de température
amont et aval du capillaire dépend de la chaleur absorbée par le liquide. Les capteurs de température font
partis d’un pont de mesure et son déséquilibre est amplifié au niveau de signal désiré.
La fonction de transfert entre le débit massique et le signal de sortie est modélisée par l’équation :
V
signal
= signal de sortie
c
p
= chaleur spécifique V K c
signal p m
= ⋅ ⋅ Φ
K = constante
Φ
m
= débit massique
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