- Débitmètre à effet Coriolis
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Au XIXe siècle, le mathématicien et ingénieur français Gaspard-Gustave Coriolis découvrit la force de Coriolis le mouvement des corps dans un milieu en rotation. C'est la caractéristique de cette force qui est mis en œuvre dans le principe de mesure du débitmètre à effet Coriolis.
Sommaire
Principaux intérêts du débitmètre de Coriolis
- Le débitmètre à effet Coriolis est un débitmètre massique. Il effectue une mesure directe et intégrale de masse.
- Il permet de connaitre avec précision le débit d'un fluide aussi bien liquide que gazeux, des mélanges de liquides (huile/eau) ou encore des mélanges liquides/solide (pas besoin de filtrage).
- Il permet de recueillir plusieurs informations simultanément : mesure du débit massique, de la masse volumique, de la température (la température est mesurée car elle permet de corriger la mesure du débit et de maintenir la stabilité du "zéro")
- Il possède une grande exactitude de mesure, de l'ordre de 0,1 % contre 0,5 % pour les autres débitmètres. Si les débitmètres à effet de Coriolis doivent être étalonnés par rapport à un système de balance (avec des poids de masse précise), les autres types de débitmètres peuvent tous simplement être étalonnés à partir d'un débitmètre de Coriolis.
- La seule faiblesse du débitmètre à effet Coriolis est son coût. (2 fois supérieur à un débitmètre électromagnétique)
Principe de mesure
La mesure du débit par un débimètre à effet Coriolis repose sur l'information de deux capteurs électrodynamique disposés de part et d'autre de l'oscillateur. Ces capteurs mesurent la vitesse de déplacement du tube de mesure. Le déphasage entre les deux capteurs de mesures est proportionnel au débit massique du fluide circulant dans le tube.
Technologies
Forme du tube
Il existe des débitmètres avec des tubes droits et avec des tubes courbés. La forme du tube n'a pas d'influence particulière sur la mesure. C'est principalement une contrainte imposée par les matériaux utilisés. En imaginant les extrémités du tube fixées, lors de la mesure d'un fluide chaud le tube courbé peut se dilater librement sans apparition de contrainte, ce qui n'est pas le cas du tube droit. Les tubes droits sont en Titan, alors que les tubes courbés sont en acier. Le choix est réalisé principalement en fonction des propriétés chimiques du fluide utilisé (principalement la corrosion).
1 ou 2 tubes
Il existe des débimètres avec 1 ou 2 tubes.
Lorsque le fluide ne s'écoule pas dans le tube, on souhaite que le système soit totalement symétrique. Il faut donc que les deux extrémités du tube soient des nœuds de vibration (voir Onde sur une corde vibrante). Cette perfection peut être (théoriquement) atteinte si :
- On utilise les propriétés d'un diapason. C'est le design avec deux tubes identiques couplés. Les jointures constituent des nœuds de vibrations quelle que soit la densité du fluide dans les tubes.
- Les extrémités du tube unique sont parfaitement immobilisées (encastrées). Théoriquement il faudrait que les extrémités soient reliées à des masses infinies.
D'un point de vue pratique, le design à deux tubes permet de mieux approcher la perfection théorique, mais nécessite de pouvoir diviser le flux parfaitement en deux à l'entrée du débitmètre.
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