Ferdinand Luimes
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Instrument connu pour sa grande précision, un débitmètre massique Coriolis présente de nombreux avantages par rapport aux autres appareils de mesure. Chaque principe de mesure pose toutefois ses problèmes et le principe de Coriolis n’échappe pas à la règle. L’utilisation d’instruments Coriolis peut être un défi considérable pour les applications à bas débit de l’industrie lourde où l’on peut avoir affaire à toutes sortes de vibrations. Dans cette publication, j’aimerais partager avec vous mes expériences en la matière.

Le principe de Coriolis

Les débitmètres massiques Coriolis présentent de nombreux avantages sur les autres appareils de mesure. Tout d'abord, les instruments à effet Coriolis mesurent le débit massique direct. Il s’agit d’une caractéristique importante pour l’industrie, car elle élimine les imprécisions dues aux facteurs de correction calculés avec incertitudes des propriétés physiques du fluide. Autre avantage : les instruments à effet Coriolis sont très précis, offrent une excellente répétabilité, ne contiennent aucune pièce mobile et ont une plage dynamique élevée, etc.

Pour en savoir plus sur l’importance de la mesure de débit massique et la pertinence de la technologie Coriolis, lisez le précédent article de notre blog : l’importance de la mesure de débit massique et la pertinence de la technologie Coriolis.

Les vibrations influencent-elles la précision de mesure d’un débitmètre massique Coriolis ?

Dans les applications industrielles, toutes sortes de vibrations avec différentes fréquences sont très courantes. Un débitmètre Coriolis mesure un débit massique à l’aide d’un tube capteur vibrant, dont la fluctuation se déphase lorsque la masse du fluide s’écoule au travers de celui-ci, comme cela est expliqué dans la vidéo à la fin de cet article.

Cette technique de mesure est sensible aux vibrations non désirées ayant une fréquence proche de celle de résonance du tube capteur (cela dépend de la conception du tube capteur, par ex. 360 Hz) ou une harmonique plus élevée de cette fréquence (voir la photo ci-dessous).

Description de l’image les débitmètres Coriolis ne sont sensibles qu’à la fréquence de résonance ou à une harmonique plus élevée de cette fréquence

La probabilité de présence de ces vibrations non désirées est plus grande dans un environnement industriel. Aussi les fabricants de débitmètres Coriolis font de leur mieux pour réduire l’influence des vibrations sur la valeur mesurée par l’utilisation de solutions techniques courantes, à savoir :

  • des fréquences plus élevées
  • des tubes à double capteur
  • différentes formes de capteur
  • l'utilisation de lest (ex.: des blocs massiques)
  • la compensation passive et active des vibrations
  • des compensateurs de dilatation

Donc oui, les vibrations peuvent influencer la précision de mesure de votre débitmètre Coriolis, mais seulement si elles ont une fréquence proche de la fréquence de résonance. Que pouvez-vous y faire ? Cela dépend du type de vibration.

Quels types de vibrations existent-t-il ?

Dans un environnement industriel, les fréquences peuvent être générées par :

  • les sources de vibration liées à l’environnement (transport routier, les voies ferrée, activités industrielles)
  • les sources de vibration liées au bâtiment (installations mécaniques et électriques, comme la climatisation)
  • les sources de vibration liées à l’usage (équipement et machines installés, par ex. les pompes, les convoyeurs).

Ces vibrations traversent les éléments comme le sol, l’air, des tuyaux ou le fluide en tant que tel. Si ces vibrations perturbent la fréquence de Coriolis, le débit mesuré pourrait dans une certaine mesure être erronnée.

Afin d’atténuer les effets des vibrations, il est utile d’identifier ces causes. Parfois, il est possible de déplacer juste un peu le débitmètre, de le tourner (les débitmètres Coriolis sont dans la plupart des cas moins sensibles aux vibrations s’ils sont tournés de 90 degrés), d’utiliser un bloc massif lourd (ou plus important), d’utiliser des tubes souples ou des tubes métalliques en U ou des alternatives pour la suspension.

Comment pouvez-vous vérifier la performance d’un débitmètre Coriolis ?

Un débitmètre et un régulateur qui fonctionnent bien donneront les meilleurs résultats au procédé. Avant de leur faire entièrement confiance, il est donc conseillé de tester les instruments Coriolis dans votre application, si vous vous attendez à des vibrations équivalentes à celles de l’industrie lourde. Faites attention lors de la filtration du signal de mesure. Dans certains cas, cela semble judicieux (par ex. quand une réponse rapide n’est pas requise), mais si vous voulez évaluer le emps de réponse d’un débitmètre, la filtration pourrait fausser votre jugement.

Panneau de dosage Coriolis

Si, dans des circonstances spécifiques, le débitmètre Coriolis ne fonctionne pas comme il le devrait, l’opérateur constatera un changement à la sortie du procédé. Ainisi, par exemple, dans une application de dosage de la couleur d’un détergent, cela peut provoquer des différences de couleur du produit dues à un dosage incorrect et/ou à un comportement inattendu du signal de mesure. Dans ces cas-là, vérifier le signal de mesure brute (sans filtres !) est justifié, puisque cela vous donnera une bonne indication de la performance du débitmètre. Demandez au fabricant de votre débitmètre comment annuler la filtration de tous les signaux.

Normes relatives aux vibrations

Étonnamment, l’influence des vibrations externes n’est pas clairement définie dans une norme relative aux débitmètres Coriolis. Plusieurs normes portent sur les vibrations, mais aucune sur la précision des mesures en relation avec les vibrations. Il existe toutefois deux normes utiles relatives aux vibrations :

  • IEC60068-2, Essais d’environnement de l’équipement électronique concernant la sécurité
  • MIL STD 810, Considérations de génie écologique concernant les chocs, le transport et l’utilisation

En tant qu’utilisateur de débitmètres Coriolis, il est important de bien appréhender l’environnement de votre application, surtout en ce qui concerne les sources de vibrations externes potentielles. Spécialistes de l’effet Coriolis à bas débit, nous travaillons en collaboration avec des partenaires comme l’Université de Twente et le TNO (un organisme néerlandais de recherche scientifique appliquée) afin d’approfondir constamment notre compréhension de ces phénomènes et de leurs effets.

Dotés d’installations de tests en interne, nous sommes en mesure de réaliser des tests de vibrations spéciales. Forts de l’expérience acquise grâce aux applications de nos clients et à des solutions sur mesure, nous n’avons de cesse d’améliorer nos débitmètres Coriolis afin qu’ils donnent encore plus satisfaction à nos clients.

Regardez notre vidéo sur le principe de Coriolis :

En savoir plus sur le principe de mesure de Coriolis

Consultez notre cas d’utilisation des régulateurs de débit massique Coriolis pour l’odorisation de notre gaz naturel.