Conseils
Ce qu'il faut savoir sur les débitmètres et les capteurs de niveau
Un débitmètre est un appareil technique qui permet de déterminer le débit d'un gaz ou d'un liquide à travers un tuyau, de manière globale ou par unité de temps.
Le terme anglais est flowmeter.
Les débits sont déterminés afin de calculer et de taxer correctement les quantités de liquide ou de gaz pour leur utilisation ou leur vente.
Pour les processus chimiques ou lors de l'assemblage de différentes substances, les différents composants doivent être réunis dans des proportions de mélange préalablement définies.
Selon la tâche de la surveillance et en fonction du fluide à mesurer, on distingue le débit volumétrique en tant que volume par unité de temps, par exemple dans une station-service, ou le débit massique en tant que poids par unité de temps, par exemple dans un compteur de gaz.
Outre le capteur de débit, il existe des capteurs de niveau. Ils déterminent quand les liquides ou les produits en vrac ont atteint un niveau défini (hauteur de remplissage) dans des récipients.
Cela comprend également la détermination des niveaux inférieurs ou supérieurs à un niveau de remplissage. Avec un tel capteur, on distingue les méthodes de mesure suivantes :
Mesure en continu
Les valeurs de mesure obtenues sont sorties en pourcentage ou en unités de longueur, de volume ou de masse en fonction du débit ou de la hauteur du stand, de manière analogique ou numérique.
Mesure du seuil de remplissage
Elle sert à surveiller les niveaux limites, par exemple pour éviter la marche à sec ou le trop-plein d'un réservoir. La sortie des valeurs de mesure s'effectue par des contacts de commutation, également magnétiques.
Mesure combinée du niveau de remplissage
Les deux méthodes peuvent être utilisées de manière combinée. Le choix de la méthode de mesure dépend avant tout du type de fluide à mesurer (liquides ou solides).
Le principe physique de base consiste à convertir la vitesse (et la direction) de déplacement d'un liquide ou d'un gaz dans son environnement en un signal électrique utilisable. Pour ce faire, on utilise différents capteurs qui dépendent des conditions environnementales et de la précision requise.
Capteurs magnéto-inductifs
Un champ magnétique est généré au moyen d'une bobine dans laquelle ou contre laquelle se déplace un objet qui modifie le champ magnétique. Cette méthode est sans contact et sans usure. Elle permet de mesurer des positions angulaires, des déplacements, des distances et des vitesses. Il peut s'agir par exemple d'un flotteur sur un liquide. Sa position influence sans contact le champ magnétique du capteur inductif - la modification de l'inductance est évaluée comme résultat de mesure. Dans une autre variante, un aimant fixé au flotteur peut actionner un ou plusieurs interrupteurs magnétiques (contacts Reed).
Capteur de débit
Dans un capteur de débit, on utilise des pales ou des roues dentées qui sont mises en rotation lorsque le fluide à mesurer s'écoule à travers elles. La vitesse de rotation représente la vitesse d'écoulement, qui peut être convertie en volume parcouru à l'aide de la section transversale du tube. Ce type de capteur peut également être appelé capteur de débit.
Capteurs capacitifs
Un capteur capacitif utilise la variation de la capacité électrique lorsqu'un liquide agit comme une plaque de condensateur ou comme le diélectrique d'un condensateur, ce qui modifie la capacité du condensateur ainsi formé lorsqu'un niveau est modifié.
Autres capteurs
D'autres techniques de détection ont été développées, surtout pour les applications industrielles exigeant une mesure précise. Il s'agit entre autres de :
- Les débitmètres à ultrasons déterminent la vitesse du fluide à l'aide d'ondes acoustiques.
- Mesure du débit à l'aide de dispositifs d'étranglement tels que des diaphragmes ou des tubes de mesure
- Anémomètre pour déterminer la vitesse d'un fluide
- Laser-Doppler comme méthode de mesure de haute précision, surtout dans la recherche et le développement.
Notre conseil pratique
Dans des conditions spéciales, des dispositions relatives à la protection contre les explosions ou au dispositif anti-débordement doivent être respectées. Il existe à cet effet diverses directives et classifications techniques spécifiques au secteur pour les appareils agréés.
Respectez également les délais de contrôle, de maintenance et de remplacement des capteurs de débit et de niveau.
Il n'existe pratiquement aucun domaine dans lequel les appareils peuvent se passer de la surveillance des quantités ou des niveaux de liquides ou de gaz. On peut citer ici quelques exemples :
Technique du bâtiment
La consommation d'eau, de gaz et d'électricité doit être déterminée avec précision pour la facturation, ce qui nécessite l'utilisation de plus d'un capteur. Pour ce faire, des compteurs d'eau et de gaz sont utilisés comme compteurs volumétriques. Afin d'exclure toute irrégularité ou manipulation, les appareils sont protégés et doivent être remplacés à des intervalles prescrits par la loi. Les filtres à eau, qui font partie intégrante de la domotique, mesurent le volume d'eau qui s'écoule à l'aide d'un capteur afin d'indiquer le moment où il faut changer le filtre ou ajouter du détartrant.
Les machines à café, les lave-linge et les lave-vaisselle possèdent des capteurs de niveau afin de contrôler avec précision la quantité d'eau nécessaire à chaque processus. De même, un capteur émet des avertissements lorsque, par exemple, le réservoir à marc d'une machine à café est plein ou lorsque le lave-linge n'a pas reçu d'eau au moment du démarrage du processus de lavage proprement dit.
Technique automobile
Chaque voiture a besoin de divers liquides, par exemple du carburant, de l'huile et du liquide de refroidissement. Des niveaux de liquide incorrects ou trop bas peuvent causer des dommages importants aux véhicules.
C'est pourquoi les voitures sont équipées de différents capteurs de niveau et de débit qui surveillent ou contrôlent avec précision le niveau de carburant et d'eau de refroidissement, le remplissage d'huile moteur et d'huile de transmission, le degré de remplissage de liquide de frein et de nettoyant pour pare-brise ou la quantité d'air pour le processus de combustion dans le moteur.
Industrie
Les applications industrielles de mesure de débit et de niveau imposent des exigences particulières à chaque capteur utilisé pour la surveillance. Il s'agit souvent de fluides particulièrement fluides ou extrêmement visqueux ainsi que de produits chimiques agressifs. De plus, il faut souvent répondre à des exigences thermiques et mécaniques élevées en matière de résistance à la pression, aux chocs et aux vibrations.
Météorologie
Im meteorologischen Bereich wird die Füllstandsmessung beispielsweise zur automatisierten Ermittlung und Übertragung von Niederschlagsmengen genutzt.