James Walton
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Pendant les 4 années où j'ai exercé la fonction de chef produits Coriolis au sein de Bronkhorst UK, j'ai eu de fréquentes discussions avec les industriels dans de nombreux secteurs. Aujourd'hui, je souhaiterais partager un peu de mon expérience dans l’article de cette semaine. En 2013, au début de ma carrière, nous avons lancé le modèle M15, qui était à l’époque, et est toujours, le plus gros débitmètre Coriolis (avec une plage de débit allant jusqu'à 300 kg/h), pour lequel nous avons dû concevoir un tube adapté. Ayant fait mes débuts dans mes fonctions de chef produits Coriolis en même temps que le M15, j'ai toujours eu des affinités avec cet instrument. Les spécifications techniques sont disponibles dans la brochure du débitmètre Coriolis M15.

La série d'instruments mini CORI-FLOW de Bronkhorst commençait alors à se faire un nom, mais les débits requis excédaient ceux couverts par notre gamme. C'est ainsi qu'est né le débitmètre Coriolis modèle M15. De nombreuses applications témoignent de la réussite de son lancement, du dosage d'additifs à celui des conservateurs, en passant par l'application d'huile sur différents produits et le dosage des arômes et des colorants. Forts de ces succès, certains de nos clients ont commencé à nous demander de les aider à répondre à des exigences spécifiques à leur secteur. Ainsi, des clients de l'agroalimentaire se sont associés à nous pour la mise en application de leurs normes. La conception du tube du débitmètre M15 est unique, celui-ci ne présente aucun volume mort susceptible de piéger de la matière et d'entraîner éventuellement le développement de bactéries : il est auto drainant. Les raccords sont soudés au laser.

Des tests supplémentaires ont démontré que, pour le nettoyage, l'instrument M15 peut résister à des températures de vapeur jusqu'à 135°C pendant de longues périodes quand l'instrument est hors tension, ce qui permet de l'utiliser dans des systèmes pour lesquels le nettoyage à la vapeur sur place est utilisé (SIP). Des analyses de la surface interne du tube des instruments ont démontré que sa rugosité est inférieure à 0,8 µm Ra, conformément à la norme ISO 997. Cette caractéristique permet de dire que le M15 est un débitmètre adapté aux exigences des industries agroalimentaires et pharmaceutiques en limitant le risque de développement des bactéries dans la ligne de process.

Pour moi, le M15 est le fleuron de la gamme des débitmètres Coriolis de Bronkhorst, car il ne cesse de surclasser la concurrence, ses spécifications sont uniques et il dépasse les attentes d'un grand nombre de mes clients.

En savoir plus sur nos débitmètres Coriolis

James Walton
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Les fabricants de soupapes vérifient les étanchéités métal-métal de tous les sièges de soupapes par le biais de méthodes de mesure de chute de pression. Étant donné que la nouvelle génération de moteurs de véhicules subit des pressions supérieures, les fabricants ont besoin de nouvelles méthodes pour en tester l'étanchéité et répondre aux besoins des clients.

Bronkhorst a élaboré des solutions matérielles et logicielles novatrices au fil des années pour répondre aux normes de qualité exigeantes des industriels. Bronkhorst a récemment participé, avec les fabricants de vannes et de machines de tests des sièges de soupapes, à la mise en œuvre réussie de mesure instantanée de bas débit comme méthode alternative à la traditionnelle chute de pression pour de meilleures performances.

En collaboration avec les fabricants de soupapes, Bronkhorst a utilisé le mini CORI-FLOW de la série ML120 afin de mesurer les fuites à très faible débit. Des débits d'à peine 50 milligrammes par heure ont été facilement atteints grâce à cet instrument très compact. La mise en œuvre des débitmètres Coriolis a permis aux opérateurs de lire instantanément les résultats, de réduire les délais de test de production et d'augmenter la productivité. De plus, la qualité des sièges de soupapes s’est trouvée améliorée par l'utilisation de débitmètres/régulateurs de débit ultra-faible très précis (lecture de +/- 0,2 %) lors des processus d'essais des fabricants.

Siège de soupape

Grâce à la technologie de mesure de bas débits, les fabricants peuvent désormais enregistrer les données des profils de débits et les performances directes de chaque siège de soupape. Ils peuvent en outre non seulement améliorer les processus de fabrication en continu, mais ils disposent également d'un outil performant en temps réel pour faire de l’acquisition de données. Celle-ci permet de faire une meilleure traçabilité qui peut être communiquée à leurs clients et ainsi obtenir un meilleur niveau de confiance dans la relation client/fournisseur.

En savoir plus sur le mini CORI-FLOW ML120

Erwin Eekelder
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De plus en plus d'acteurs dans le génie des procédés vont vers des solutions à faibles débits. Dans le secteur de la chimie, pharmaceutique & de l'alimentaire en particulier, la tendance est de s’orienter vers une fabrication en continu, la diminution des déchets, la réduction des temps d'arrêts et plus de flexibilité. Dans ces domaines, l’offre des débitmètres à ultrasons pour liquides est large pour les conduites de grandes dimensions (1” ou plus), mais il est beaucoup plus difficile de trouver des solutions pour les petits diamètres. Les débitmètres à ultrasons conventionnels emploient soit l'effet Doppler, soit la mesure par temps de transit. Ces techniques conviennent dans la pratique pour les grands diamètres de tuyauteries.

Mais qu'en est-il des débitmètres à ultrasons pour des débits inférieurs à 1500 ml/min voire 200 ml/min ?

Du fait de la complexité de la physique et de la technologie, il n'existe pas beaucoup de principes de mesure dans ces gammes de débit précis, notamment les débitmètres à ultrasons. Par conséquent, le grand défi consistait à trouver une solution pour utiliser les ultrasons dans des tubes avec de très petits diamètres. En collaboration étroite avec la TNO (Organisation néerlandaise de recherche scientifique appliquée), Bronkhorst® a réussi à développer un instrument innovant utilisant la Technologie par Ondes Ultrasoniques. Cette technologie est appliquée dans la nouvelle série ES-FLOW™ pour mesurer des débits volumiques de liquides entre 4 et 1500 ml/min quelle que soit la densité, la température et la viscosité du liquide avec une précision de 1% de la mesure ± 1 ml/min.

Comment fonctionne la Technologie par Ondes Ultrasoniques ?

L’ES-FLOW™ repose sur cette technologie. La mesure du débit par ultrasons est effectuée dans un tube en acier inoxydable droit avec un diamètre intérieur de 1,3 mm, sans obstacles ni volumes morts. Plusieurs disques transducteurs sont présents sur la surface extérieure du tube capteur et créent des ondes ultrasoniques par oscillation radiale. Chaque transducteur peut émettre et recevoir et par conséquent tous les trains d’ondes aval et amont sont enregistrés et traités. On calcule la vitesse du débit et du son en mesurant précisément le retard de temps entre les enregistrements (plage de nanosecondes). En connaissant ces paramètres et la section transversale exacte du tube, l’ES-FLOW™ est capable de mesurer les débits volumiques du liquide. Ce qui distingue ce débitmètre pour faibles débits, c'est qu'il est capable de mesurer la vitesse réelle du son, ce qui signifie que la technologie est indépendante du liquide et que l'étalonnage par fluide n'est pas nécessaire. En outre, la vitesse du son mesurée est un indicateur du type de fluide présent dans le débitmètre.

Disques transducteurs

Voici quatre raisons d'utiliser le débitmètre à ultrasons ES-FLOW™ :

  • Un seul capteur pour des liquides multiples. De nombreuses entreprises ont des conditions variables de procédé et utilisent différents liquides comme des additifs ou des solvants. Étant donné que la technologie ES-FLOW™ est indépendante du fluide, il n'est pas nécessaire d'effectuer un réétalonnage à chaque changement de fluide. Les liquides non-conducteurs comme l’eau déminéralisée peuvent également être mesurés.

  • Facile à nettoyer et risque d'encrassement réduit. Les processus de nettoyage prennent souvent du temps. Grâce à la conception de tube capteur droit sans volume mort, les particules ont moins de risque d'encrasser l'instrument. Le nettoyage peut être réalisé en quelques minutes et par conséquent, les temps d'arrêt seront limités.

  • Insensible aux vibrations. La mesure par ultrasons n'est pas sensible aux vibrations car elle ne repose ni sur les fréquences, ni sur les rotations. Le fait que le débit soit laminaire ou turbulent n'a pas d'importance non plus.

  • Régulateur PID intégré et réponse rapide. La carte de régulation PID intégrée peut être utilisée pour piloter une vanne ou une pompe de régulation, ce qui permet aux utilisateurs d'établir une boucle de commande compacte complète avec un temps de réponse rapide.

James Walton
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Tout le monde veut bénéficier d'une plus grande précision, jugée à la fois souhaitable et réalisable. Les équipes R&D et marketing l'ont mise en avant pendant des années, décrivant avec force détails la précision de leurs nouveaux instruments, le travail, les nouvelles technologies et le temps passé pour y parvenir.

Bien sûr, la précision est très subjective et dépend du secteur et de l'application elle-même. Je vous laisserai le soin d'appliquer vos propres chiffres, mais la définition reste la même.

  • Exactitude (ou justesse) : proximité d'une mesure par rapport à la valeur réelle
  • Précision ( ou fidélité) : degré de répétabilité des mesures par rapport à la valeur réelle

    Précision-répétabilité

Mais tout le monde se pose-t-il la question de savoir à quel point il est nécessaire d’avoir un instrument exact (juste) ?

Cette question est souvent, pour l'utilisateur final, synonyme de possibilités manquées parce que l'on suppose qu'une plus grande exactitude est le paramètre souhaité, ou que le fournisseur n'est pas encore en mesure de proposer des alternatives.

En termes de débit massique, le type de capteur utilisé peut dépendre des exigences de précision. Si vous avez besoin d'une très grande précision, vous pouvez faire appel à un débitmètre Coriolis, sinon vous aurez peut-être besoin d'un débitmètre massique thermique de type semi calorimétrique à capillaire ou CTA (Constante Temperature Anemometry et voir la série MASS-STREAM par exemple) ou un autre type de capteur.

Ces choix peuvent avoir un impact important sur le coût de l'instrument et, par conséquent, sur la solution choisie. Obtenir une haute précision exige des capacités d'ingénierie et de R&D d'un degré extrêmement élevé pour définir avec précision le comportement du débitmètre massique sur toute sa plage de mesure. C’est pourquoi des normes strictes permettant d'étalonner les futurs instruments afin de garantir à l'utilisateur final les performances annoncées. Tout ceci doit être appliqué dans le cadre d’une assurance qualité rigoureuse permettant de garantir des caractéristiques reproductibles d’un instrument à l’autre.

Quand la discussion s'élargit avec l’utilisateur, elle porte très spécifiquement sur l'application et les conseils qui s'y rapportent, par exemple sur une très haute précision dans une application à faible débit ou sur une plus faible précision et une haute répétabilité dans une application à haut débit. Chaque modification peut avoir un impact sur le coût de l'instrument et rend souvent l'instrument moins cher que la version standard du modèle phare de nombreux fabricants.

Dans cette situation, il est utile de travailler avec des interlocuteurs qui disposent de plusieurs types de débitmètres. Si vous n'avez accès qu'à un seul type de capteur, vos options sont considérablement réduites par rapport au fait de travailler avec toute une gamme de capteurs répondant à différentes exigences en matière de précision et de coût.

Comprendre ce principe peut modifier la façon dont vous achetez vos instruments, mais c'est aussi un bon moyen de vérifier si votre fournisseur est attentif à vos besoins!

Si vous avez aimé cet article, je vous invite à approfondir le sujet sur notre chaîne Youtube et notre site web.

Johan van ‘t Leven
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Un fabricant de raccords suit un protocole de tests pour un type de raccords gaz spécifiques utilisés sur le marché des États-Unis. Ces raccords gaz doivent être étanches à l'air sur une courte durée en cas d'incendie.

Le test se fait comme suit : le raccord gaz est fixé à l'extrémité d'un tube qui est introduit dans un four chauffé à une certaine température constante. Puis cet assemblage tube-raccord est soumis à une surpression de 10 bars (139,5 psi). Le raccord passe le test d’étanchéité si la fuite d'air est inférieure à une valeur prescrite pendant une durée définie. Comme il s'agit d'une méthode d'essai destructif, seuls quelques raccords gaz d'un lot sont testés. Dans la configuration d'origine, le capteur de pression avait souvent tendance à mal fonctionner en raison du haut débit (il s'agissait d'un débitmètre à pression différentielle). Avec la solution Débit-Pression de Bronkhorst, le débit ne peut pas être supérieur au débit limite de la pleine échelle du régulateur de débit.

Cette solution Débit-Pression est composée d’un transmetteur de pression / régulateur « maître » (modèle EL-PRESS PM51 de Bronkhorst) qui contrôle un régulateur de débit en amont « esclave ». Lorsque le raccord gaz échoue aux tests, le capteur de pression, détectant une pression inférieure aux 10 bars recherchés, force le régulateur de débit à générer un débit d'air dans le système. Si ce débit a une valeur non nulle, c'est qu'une fuite a été détectée. Selon le fabricant de raccords, le système est robuste et la détection de la pression est fiable.

Coffret de solution débit-pression

Pour ces tests de fuite, mieux vaut combiner un transmetteur/régulateur de pression « maître » et un régulateur de débit « esclave » qu'un régulateur de pression et un débitmètre. Dans ce dernier cas, il existe un risque de voir une mesure de débit hors échelle, incohérente dans la phase initiale de gonflage lorsque le régulateur de pression cherche à atteindre son point de consigne très rapidement. L'avantage de la configuration de Bronkhorst est que le débit généré ne peut jamais dépasser la pleine échelle du régulateur de débit.

Cette configuration prévoit également un filtre de 15 μm qui empêche les particules de suie du four d'entrer dans le régulateur de débit, ce qui serait néfaste pour la mesure de débit de cet appareil. En cas d'obstruction, il n'est pas nécessaire de démonter l'installation pour nettoyer le filtre, celui-ci peut être nettoyé à l'air par rétro-soufflage. Cette configuration est livrée par défaut avec un coffret de commande numérique (série E-8000) qui permet d'afficher et de régler les paramètres. Cette électronique de commande peut être connectée à un système informatique via un port série RS232 et les logiciels standard de Bronkhorst ou ceux développés spécialement par les utilisateurs. En cas d'intégration d'un potentiomètre, une modification est également possible afin de permettre le réglage manuel des paramètres, si vous le souhaitez. Cette modification comprend le passage du numérique à l'analogique.

Voir les transmetteurs et régulateurs de pression

Télécharger la note d'application (en anglais)

Jethro Molenaar
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Les bactéries ou levures sont les premiers maillons de la chaîne de la biotechnologie moderne. Elles y sont employées en culture cellulaire pour produire des substances chimiquement, pharmaceutiquement ou biologiquement actives telles que des anticorps ou l'insuline. Les bioréacteurs ou fermenteurs forment le milieu artificiel où ces bactéries sont cultivées. Dans cet environnement, la température, le pH et surtout le dosage des liquides ou des gaz essentiels à la croissance des bactéries doivent être régulés avec précision.

Pour le marché du laboratoire, un fabricant de bioréacteurs a mis au point un mini-bioréacteur de paillasse (de la taille d'un PC de bureau) et avait besoin de régulateurs de débit massique pour réguler l’injection des gaz. En raison de la taille du bioréacteur, les régulateurs devaient eux-mêmes être miniaturisés et pouvoir traiter des débits limités. Bronkhorst a fourni au client ses régulateurs miniaturisés : l'IQ +FLOW pour une voie et l'IQM trois canaux pour le dosage de l'oxygène, de l'azote et du CO2.

Les caractéristiques des régulateurs de débit massique de Bronkhorst : le faible encombrement, la justesse de mesure et la reproductibilité pour chaque lot de culture produit se sont avérées être la combinaison gagnante pour les utilisateurs.

Note d'application (en anglais)

Débitmètres et régulateurs de débit massique miniaturisés