Débitmètres et régulateurs de débit pour l'analyse élémentaire

Savez-vous pourquoi les débitmètres et régulateurs de débit sont utilisés dans l’analyse des traces d’éléments ? Notre spécialiste du marché de l'industrie de l’analyse parle desnouveaux développements et tendances dans l'analyse.

Rob Ten Haaft
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L'analyse élémentaire de traces (TEA) est un groupe de techniques analytiques qui sont importantes dans l'analyse environnementale, la métallurgie, l'industrie alimentaire et les produits pharmaceutiques. Dans un sens général, il s’agit de l'analyse de tous les éléments du tableau périodique des éléments. Bronkhorst propose des débitmètres et des régulateurs de débit précis et reproductibles pour équiper des analyseurs encore plus performants sur le marché de l'analyse.

Dans cet article de blog, Rob, spécialiste du marché de l'industrie de l’analyse, en dit plus sur les nouveaux développements et tendances qu'il voit dans l'analyse élémentaire et sur la façon dont Bronkhorst soutient ces développements.

L'article de blog est basé sur une interview de Carolien Meijer, responsable du marketing stratégique, et de Lynn Woerts, responsable du marketing digital, sur l'analyse élémentaire.

Quand et pourquoi des traces d'éléments sont-elles mesurées ?

La mesure des éléments est faite pour de nombreuses raisons différentes. Par exemple, des traces d'éléments sont mesurées pour les analyses environnementales. Les métaux lourds tels que le mercure, le plomb, le cadmium et l'arsenic sont nocifs pour l'homme et l'environnement à des concentrations élevées. Il est donc important de surveiller la qualité des sols, des végétaux et de l'eau au moyen de cette technique analytique. Mais les éléments plus « communs » tels que le carbone, l'azote, l'hydrogène et le soufre peuvent également être intéressants à mesurer, car des mutations peuvent être la conséquence de changements continus dans notre environnement de vie.

"J'aime l'idée que je peux apporter une petite contribution à un monde propre et sûr en mettant à disposition davantage d'informations sur la pollution. Bien sûr en utilisant les instruments d'analyse commercialisés par d'autres".

Je constate de plus en plus souvent que les entreprises pharmaceutiques utilisent cette technique analytique pour les analyses et contrôlent ainsi la pureté de leur produit final. Mais comme je l'ai dit, il y a beaucoup plus de domaines d'application. Pour presque toutes les applications, des débitmètres et des régulateurs de débit précis et reproductibles sont nécessaires. C'est pourquoi on nous demande généralement de participer à l’étude du projet et d'aider à optimiser l'équipement utilisé pour mesurer les traces. Cela implique d'examiner la précision, la reproductibilité et le temps de réponse de l'appareil d'analyse et de le traduire en une solution de débit appropriée. L'étendue de notre gamme nous permet de proposer de véritables solutions sur mesure aux contraintes imposées par l'appareil d'analyse.

Qu'est-ce que le régulateur de débit supporte et mesure pendant ces analyses ?

Les éléments de l'échantillon sont d’abord séparés les uns des autres, puis quantifiés par un détecteur. Un gaz vecteur assure le transfert des composants séparés de l'échantillon. En outre, des gaz peuvent être nécessaires pour permettre des réactions chimiques et parfois physiques afin de différencier les éléments à mesurer. Un gaz vecteur et un gaz de réaction doivent être propres lorsqu'ils sont utilisés. Les analyses portent en effet sur de très faibles concentrations des éléments à mesurer. Les régulateurs de débit et les débitmètres utilisés pour mesurer un gaz vecteur ou doser un gaz de réaction doivent être non seulement très précis mais aussi très reproductibles. En d'autres termes : le résultat de l'analyse doit non seulement être bon, mais il doit être exactement le même lorsque vous le refaites le lendemain, ou même au sommet d'une montagne en Suisse.

Les caractéristiques les plus importantes auxquelles un débitmètre ou un régulateur de débit doit répondre dans l'analyse élémentaires sont la justesse et la reproductibilité. Cela semble très banal... mais c'est vrai. Le côté attrayant d’un projet réside dans la découverte de la fonction spécifique de l'appareil d'analyse en question et dans les objectifs d’amélioration fixés par le fabricant à cette fin.

C'est pourquoi j'aime tant mon travail. En comprenant l'application de nos clients, nous pouvons vraiment les aider.

Spécialiste analyse élémentaire de traces

Photo et citation de Rob : « Avec nos régulateurs de débit précis et reproductibles, nous offrons à nos clients la solution pour obtenir des analyseurs encore plus performants »

Pouvez-vous nous en dire plus sur ces questions et besoins spécifiques ?

Les fabricants d'appareils d'analyse ont souvent des besoins différents en ce qui concerne l'utilisation de débitmètres ou de régulateurs de débit. Le plus important est le format – avant tout, l'appareil doit tenir dans l'analyseur – puis le traitement du signal de la mesure et le contrôle/commande et enfin l’origine du débit. Tout cela détermine le choix de l'instrument. Un dernier paramètre important à prendre en considération est le coût de l’instrument dans le prix de revient de l’analyseur.

Avec nos ingénieurs et ceux du client, nous travaillons en partenariat pour obtenir de très bons résultats.

Enfin et surtout, quelles sont les évolutions futures du marché des traces d'éléments ?

Les tendances principales dans l'analyse élémentaire sont la miniaturisation (faible encombrement compatible avec l’analyseur et faciliter de démontage), la maintenance connectée, la propreté et les coûts. Les débitmètres et les régulateurs de débit doivent donc être rendus de plus en plus compacts. En outre, nous constatons également des tendances plus nettes à l'amélioration de l'intelligence des analyseurs, et les analyseurs de laboratoire doivent être capables de faire face à des limites de détection toujours plus basses. Par conséquent, des aspects tels que l’ultra-propreté des instruments deviennent de plus en plus importants.

Laboratoire d'analyse des traces d'éléments

Les régulateurs de débit de Bronkhorst peuvent déjà donner une indication de leur état de marche eux-même, mais nous étudions également comment faire de la maintenance prédictive de l'analyseur, par exemple en examinant la tension de la vanne nécessaire pour réguler le débit.

Comme je me passionne pour ce sujet, j’écoute toujours avec attention les différents besoins et exigences des entreprises pharmaceutiques lorsqu'elles font de l’analyse élémentaire de traces. Aussi, si vous lisez cet article de blog et que vous êtes concerné, je serais heureux de partager avec vous vos réflexions sur ce sujet. Dans l’attente de vous lire…

Si vous souhaitez plus d'informations sur l'analyse des traces d'éléments :

Débitmètre massique – les 10 meilleurs conseils d’installation

Comment installer un débitmètre ou un régulateur de débit massique ? Voici 10 conseils pratiques pour optimiser la performance de vos instruments

James Walton
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Lorsque vous installez un régulateur de débit massique (MFC) ou un débitmètre massique (MFM), il est important que la performance soit optimale dès l'installation et la mise en marche. Le choix du débitmètre et une bonne installation de celui-ci sont essentiels pour la collecte des données sensibles. Connaissez-vous les éléments à prendre en compte lors de l'installation d'un instrument de mesure de débit massique ? Voici une liste de 10 conseils pratiques pour vous aider à l'installation de votre débitmètre ou régulateur de débit massique thermique pour les gaz.

Découvrez notre top 10 des conseils d'installation de votre débitmètre ou régulateur de débit !

Top 10 des conseils d'installation des débitmètres / régulateurs de débit massique thermique

1. La position de montage du débitmètre

La position de montage est importante. De manière générale, le débitmètre doit être monté de préférence en position horizontale et les débitmètres utilisés à des pressions élevées (> 10 bar pour les instruments avec by-pass) devraient être montés dans cette position. Évitez une installation à proximité immédiate de vibrations mécaniques et/ou de sources de chaleur.

2. Eviter les interruptions

Évitez les angles prononcés directement sur l'entrée et la sortie, surtout en cas de débits élevés. Nous recommandons une distance égale de 10 à 30 fois le diamètre de votre tuyauterie entre un coude et l'instrument.

3. La plaque signalétique (étiquette avec le numéro de série)

Lisez la plaque signalétique de l'instrument avant l'installation et vérifiez le raccordement électrique, la plage de débit, les fluides à mesurer, la pression d'entrée et de sortie, la température de fonctionnement, la classification ATEX (si applicable) ainsi que les signaux d'entrée et de sortie. Vérifiez également la compatibilité chimique des joints avec le gaz du procédé.

4. Les décharges électrostatiques (ESD)

Les instruments contiennent des composants électroniques sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Un contact avec des personnes ou objets chargés d'électricité statique est susceptible d'endommager ces composants ou d'entraîner leur défaillance.

5. La pression

Ne mettez pas sous pression tant que les raccordements électriques n'ont pas été réalisés. Lors de la mise sous pression du système, prenez soin d'éviter les chocs de pression. Pour cela, nous recommandons d’augmenter progressivement la pression, surtout en cas d’utilisation à pression élevée.

6. Vérifier le système de conduites

Vérifiez que le système de conduites est propre. Pour une propreté absolue, installez toujours des filtres pour assurer un gaz exempt de particule, d'humidité et d'huile. Il est recommandé d'installer un filtre en ligne en amont du débitmètre massique ou régulateur de débit massique, et si un refoulement peut survenir, il est également conseillé d'installer un filtre en aval. Un clapet anti-retour bien sélectionné, en bon état de fonctionnement et positionné suffisament loin en aval du débitmètre peut s’avérer utile pour protéger un débitmètre gaz contre le retour de liquide.

7. L'installation en ligne

Installez le MFC/MFM sur la ligne et serrez les raccords conformément aux consignes fournies par le fournisseur des raccords.

8. Le diamètre de tuyauterie

Pour les débits élevés, évitez d'utiliser des conduites de faible diamètre. Une section de passage inappropriée peut en effet affecter la précision et créer une perte de charge importante au niveau des conduites et des adaptateurs. Choisir le bon diamètre de tuyauterie a son importance pour minimiser autant que possible l'effet de turbulence. Notre article précédent décrit l’effet de turbulence dans la mesure du débit de gaz et ce qu'il faut faire pour le réduire.

9. Le test de fuite

Vérifiez toujours l'absence de fuites avant de mettre le système sous pression, surtout si des liquides toxiques, explosifs ou d'autres fluides dangereux sont utilisés.

10. La mise sous tension

Mettez l'instrument sous tension et attendez env. 30 minutes pour que le système puisse chauffer et se stabiliser. Cette opération peut se faire avant ou après que le fluide du système ait été mis sous pression.

Nous espérons que cette liste pourra vous être utile. N'hésitez pas à l'imprimer pour qu'elle vous serve de référence la prochaine fois que vous devrez installer un débitmètre massique ou un régulateur de débit massique. Si vous avez des questions ou s'il vous semble que nous avons oublié quelque chose, n’hésitez pas à nous le faire savoir. Nous profiterons volontiers de votre expérience.

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l’importance de la mesure de débit massique et la pertinence de la technologie Coriolis

Pourquoi la mesure du débit massique est importante dans les procédés industriels et quels avantages présentent les débitmètres et régulateurs Coriolis?

James Walton
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Pourquoi la mesure du débit massique est importante et quels avantages présentent les débitmètres et régulateurs Coriolis ?

Qu'il s'agisse d'un liquide ou d'un gaz, la mesure du débit est généralement un paramètre critique dans de nombreux procédés. Pour la plupart des opérations, il est essentiel d'être sûr que le bon fluide est au bon endroit au bon moment. Certaines applications critiques nécessitent que l'on puisse mesurer les débits avec précision afin de garantir la qualité des produits. La santé et la sécurité est un facteur à ne pas négliger lorsque l'on travaille avec des liquides et des gaz. Il est donc essentiel d'investir pour garantir que votre équipe opère dans un environnement sûr et productif. Le fait de mesurer le débit et la pression peut assurer la sécurité du procédé et du personnel.

Avec la plupart des débitmètres pour les gaz et les liquides, le débit est déterminé par inférence en mesurant la vitesse des fluides ou la variation de l'énergie cinétique.

D'autres facteurs ayant une influence sur le débit d'un liquide sont sa viscosité et sa densité, de même que la friction du liquide en contact avec la conduite.

Étant donné la grande diversité en matière de technologies de débitmètres disponibles sur le marché, il peut s'avérer difficile de choisir celle qui soit la plus adaptée à l'application visée.

Une question importante et à laquelle on ne pense peut-être pas toujours consiste à examiner ce que l'instrument est supposé faire et si ses capacités répondent à cette attente.

Mesure directe du débit

La mesure directe du débit massique est un développement important au sein de l'industrie car elle élimine les imprécisions dues aux propriétés physiques du fluide, dont - et non des moindres - la différence entre le débit massique et le débit volumique. Les variations de température et de pression n'ont pas d'influence sur la masse. Ce simple fait donne toute son importance à cette méthode de mesure de débit de fluide. En termes de précision, le débit volumique reste valide du moment que les conditions du procédé et que les conditions d'étalonnage de référence sont respectées. Les appareils de mesure volumétrique, tels que les débitmètres à bille et les débitmètres à turbine, sont incapables de distinguer les variations de température ou de pression.

Débit massique contre débit volumique

Débit massique contre débit volumique

Une des méthodes de mesure de débit massique utilise le phénomène de la force de Coriolis.

Le principe de mesure du débit Coriolis

Le principe de mesure du débit Coriolis est présent tout autour de nous dans le monde physique, par exemple dans la rotation de la terre et son effet sur les conditions météorologiques. Le principe de fonctionnement est basique mais très efficace.

Une énergie est appliquée sur un tube par une vibration fixe. Lorsqu'un fluide passe à l'intérieur de ce tube, l'impulsion du débit massique provoque une variation de la vibration du tube. Celle-ci fait osciller le tube, ce qui se traduit par un déphasage. Cette oscillation peut être mesurée et on en déduit une sortie linéaire proportionnelle au débit.

Ce principe mesure le débit massique indépendamment de la substance présente à l'intérieur du tube. Il peut donc être appliqué directement à n'importe quel fluide circulant dans le tube, que ce soit un liquide ou un gaz. De plus, en parallèle avec le déphasage de fréquence entre l'entrée et la sortie, il est également possible de mesurer la variation réelle de la fréquence naturelle. Cette variation de fréquence est directement proportionnelle à la densité du fluide – et on peut en déduire une sortie de signal supplémentaire. Il est intéressant de constater qu'en ayant mesuré à la fois le débit massique et la densité, il est possible d'en déduire le débit volumique.

Par rapport à d'autres principes, les débitmètres massiques Coriolis présentent des caractéristiques intéressantes :

  • Pas besoin de (ré)étalonnage du champ – mesure et régulation de débit indépendantes du fluide
  • Possibilité de mesurer le gaz et le liquide avec le même capteur
  • Capacité à mesurer un mélange indéfini ou variable
  • Paramètres multiples

Appliqué à un débitmètre massique, le principe de Coriolis a toute sa place dans la mesure et la régulation de fluides dans de nombreuses industries.

Débitmètres et régulateurs de débit Mini CORI-FLOW

Bronkhorst a conçu la série Mini CORI-FLOW, une gamme de débitmètres / régulateurs de débit massique Coriolis compacts et économiques pour mesurer et réguler de façon précise des débits de gaz et de liquide (ultra) faibles.

Ces débitmètres et régulateurs de débit offrent d'excellentes performances même en cas de modification des conditions de service : pression, température, densité, conductivité et viscosité. Découvrez la gamme.

Débitmètre coriolis mini-CORIFLOW

Débitmètre massique Coriolis Mini CORI-FLOW

Si vous souhaitez plus d'informations au sujet des débitmètres et régulateurs de débit massique Coriolis, contactez notre équipe.

Débitmètres massiques Coriolis - articles connexes

Contrôler une pompe à l'aide d'un régulateur de débit massique peut optimiser la couleur du détergent

Découvrez comment le contrôle d' une pompe à l'aide d'un débitmètre massique Coriolis permet de doser des colorants liquides de manière appropriée.

Ron Tietge
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Les régulateurs de débit massique avec le contrôle d’une pompe offrent des solutions uniques de dosage précis pour les produits chimiques ménagers tels que les détergents et les produits de nettoyage.

Utiliser le contrôle de la pompe pour doser les colorants non dilués

Les grandes entreprises de produits ménagers du monde entier utilisent des colorants liquides pour ajouter de la couleur à leurs détergents, à leurs produits de lavage et de nettoyage. Les colorants sont très concentrés et, souvent, une petite quantité suffit pour donner la bonne couleur au produit fini.

Les deux exigences les plus importantes sont par conséquent :

  • La reproductibilité : l'uniformité de la couleur du produit final est d'une importance capitale, car chaque flacon doit être de la même couleur. Le dosage de la couleur doit donc être d'une régularité invariable.
  • L'exactitude : les colorants ayant tendance à ne pas être bon marché, un dosage précis du colorant est fortement souhaitable.

Comment doser ces colorants liquides de manière appropriée ?

La première solution qui vient à l'esprit consiste à utiliser une pompe pour doser le colorant. Cette manière de doser n'est cependant pas très précise, du moins pas pour cette application. Associer une pompe à un régulateur de débit massique Coriolis ou à un régulateur de débit volumique à ultrasons vous permettra de contrôler la pompe et par conséquent, le dosage, de manière beaucoup plus précise.

Débitmètre Coriolis et pompe

Débitmètre massique Coriolis associé à une pompe Tuthill

Comment fonctionne le contrôle de la pompe ?

Le débit généré par une pompe est un débit volumétrique, avec toutes les caractéristiques que cela implique. La précision dépendra fortement des propriétés du fluide, et le débit dépendra de la température et de la pression. En outre, la plupart des pompes ne peuvent pas gérer une fluctuation de la contre-pression, car cela entraîne une instabilité et d'importantes déviations du débit.

Une méthode pour améliorer l'exactitude consiste à mesurer le débit de la pompe avec un débitmètre, puisque ces instruments mesurent le véritable débit massique (en kg/h, g/h, etc.). La sortie du débitmètre est souvent reliée à un régulateur PID qui corrige la fréquence de rotation (tr/min) de la pompe. L'un des inconvénients de cette méthode est que le débit d'une pompe n'est pas stable, ce qui oblige à filtrer le signal de sortie, qui subit par conséquent un ralentissement. Parce que ce signal est aussi utilisé comme signal de commande, la réponse et le contrôle seront ralentis.

Utiliser un régulateur de débit pour contrôler la pompe

Pour éviter cela, vous pouvez utiliser un débitmètre massique Coriolis ou un débitmètre volumique à ultrasons avec régulateur PID intégré et signal de commande séparé pour contrôler la vitesse de la pompe. Parce que ce signal de commande, contrairement au signal de sortie, ne subit pas l'interférence du filtre, la combinaison du débitmètre et de la pompe peut atteindre une stabilité et une vitesse de contrôle sans équivalent. En cas de changement de la contre-pression, le débit est immédiatement corrigé par une accélération ou un ralentissement presque instantané du fonctionnement de la pompe, ce qui assure le maintien de la précision requise.

Cette méthode de mesure du débit est indépendante des propriétés des fluides, et il n'est donc pas nécessaire de recalibrer ou de faire appel à des facteurs de conversion en cas de changement de liquide.

Débitmètre à ultrasons avec une pompe pilotée

Contrôle de la pompe à bas débit

Dans notre exemple de dosage de colorants liquides, un régulateur de débit massique Coriolis à débit (ultra) faible permet de doser du colorant non dilué. Il devient dès lors superflu de mélanger le colorant avec de l'eau pour créer un débit suffisamment élevé. Non seulement le colorant non dilué est beaucoup plus concentré et donc, d'une qualité bien meilleure que les mélanges avec de l'eau, mais il est également possible d'économiser l'eau et d'éviter le développement d'algues à l'intérieur de l'équipement.

Principe de mesure d'un débitmètre massique Coriolis

Vous voulez en savoir plus?

Vous pouvez consulter nos systèmes de dosage liquide sur notre site ou nous contacter.

Série d’articles de blog : Comment traiter les faibles débits de liquide ? Partie 4/5

Dans cette 3ème partie des articles «Comment traiter les faibles débits de liquides » Bronkhorst explique l’utilisation d’un régulateur de débit associé à une pompe pour établir un débit de pression très stable.

Bart de Jong
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4ème partie - alimentation en liquide à l’aide d’une pompe

Dans le monde de la régulation et de la mesure de débits, nous faisons une distinction entre les « faibles débits » et les « forts débits ». Mais qu’est-ce que cela signifie réellement ? Bronkhorst fournit des débitmètres et des régulateurs dans la gamme « faible débit ». Savez-vous ce que signifie « faible débit » ? Dans notre série d’articles, nous expliquons la différence et partageons nos conseils et astuces sur les installations à faible débit de liquide.

Alimentation en liquide – utilisation d'une pompe

Pour garantir qu'un régulateur de débit ait un (ultra) faible débit de liquide stable, une pression d’entrée très stable est indispensable. Comme vous l'avez lu dans le 3ème article de la série, la présence de gaz dissous dans le liquide est la principale difficulté à surmonter lors de l’utilisation d’une cuve sous pression pour obtenir un faible débit de liquide stable. S'il est essentiel d'éviter la dissolution de gaz dans le liquide, l'utilisation d'une pompe pour produire la pression d'entrée est un bon choix. C'est ce sujet qui sera abordé dans cette quatrième partie de notre série d’articles sur les faibles débits.

Débitmètre Coriolis avec pompe

Une pompe est un dispositif permettant de fournir une pression ou un débit stable, fiable et continu pour cette application. Aucun gaz dissous n'entrera dans le flux de liquide, car l'action mécanique de la pompe seule pressurise le liquide. Si la pompe soutire le liquide d’un réservoir séparé non pressurisé, celui-ci peut être rempli à tout moment sans interrompre le débit injecté. Il est recommandé que cette cuve soit placée au même niveau que la pompe afin d'éviter une aspiration en dépression qui risquerait de produire des bulles de gaz quand le réservoir est placé plus bas. Dans le cas contraire où le réservoir est placé en hauteur, il convient de prévoir une vanne d’arrêt supplémentaire ou un clapet anti-retour qui empêche que la cuve ne se vide spontanément dans la pompe. Assurez-vous que cette vanne soit montée de sorte qu’il n’y ait aucun volume mort supplémentaire, où de l'air pourrait s'accumuler et ne se dissolve dans le liquide.

Quel type de pompe choisir ?

Une pompe à déplacement – comme une pompe à engrenages ou une pompe à piston – permet de fournir la pression d'entrée nécessaire pour le régulateur de débit. Dans une pompe à engrenages, un volume de liquide fixe se déplace entre les dents des engrenages rotatifs afin de générer un débit. Dans une pompe à piston, un débit de liquide est généré par les déplacements linéaires d'un piston qui remplit et vide un volume fixe. De manière générale, les petites pompes sont préférables, car une pompe ayant un faible volume interne réduit le temps d’injection et du renouvellement de la charge. Quel que soit le type de pompe choisi, assurez-vous toujours que les matériaux de la pompe en contact avec le fluide résistent au liquide traité. Étant donné que le volume de liquide fixe déplacé dans les pompes à engrenages est généralement plus faible que dans les pompes à piston, les premières sont davantage recommandées si un client souhaite une régulation du débit relativement stable pour de faibles débits de liquide. Toutefois, les pompes à engrenages sont limitées à une pression de fonctionnement maximale de 10 à 15 bars en général. Les pompes à piston peuvent gérer des pressions plus élevées, de quelques dizaines de bars à plus de 400 bars. De telles conditions de procédé sont fréquentes dans des applications à faible débit.

Les pompes à double piston que nous utilisons chez Bronkhorst sont déphasées de 180° et offrent dès lors une pression/un débit très stable, ce qui est important dans la gamme « faible débit ». Quant à savoir si une telle pompe est suffisamment précise, cela dépend du procédé de l’application client. La quantité de liquide requise est précisément dosée mais, en raison du principe de fonctionnement du pompage, elle sera dosée par petites impulsions. Si le volume du procédé est assez élevé, il sera suffisant pour lisser les impulsions. Cependant, si vous voulez un dosage ponctuel qui soit réparti de façon uniforme sur une courte période de quelques secondes, une telle installation de pompe à piston sera moins adaptée et une pompe à engrenages sera un meilleur choix.

Utilisation de débitmètre massique avec une pompe en vue d'obtenir une boucle de régulation

Les débitmètres massiques de Bronkhorst, en particulier les Coriolis, sont idéaux pour travailler avec des pompes afin d'obtenir une boucle de régulation qui fixe un faible débit stable. Une autre méthode permettant de créer un faible débit stable, consiste à l’utiliser avec une boucle de régulation de pression. Dans ce cas-ci, la vitesse de la pompe est régulée grâce à un régulateur de pression (EL-PRESS) qui établit une pression d’entrée stable et constante. Parallèlement, le débit est réglé par une vanne de régulation actionnée au moyen d'un débitmètre/régulateur, tel que le mini CORI-FLOW ML120 de Bronkhorst.

Régulation de la pression

Régulation de la pression

Pour de nombreuses applications à faible débit, l'installation d'une boucle de régulation ne doit pas être aussi complexe que celle combinant les régulations du débit et de la pression, décrite ci-dessus. La manière la plus simple d'utiliser une pompe pour générer un débit de liquide est de la laisser soutirer le liquide dans une cuve et de réguler la vitesse de la pompe par le signal « actionneur » de la boucle de régulation du débitmètre-régulateur. Dans la pratique, une telle installation de « régulation directe » a été appliquée pour le dosage stable de faibles débits d'hydrocarbures liquides sans pulsation pour la R&D de catalyse haute pression.

Régulation directe

Régulation directe

Pour assurer une régulation douce et un débit stable sur toute la plage de débit, une ligne de dérivation (by-pass) peut être ajoutée entre la sortie de pompe et le débitmètre-régulateur avec une restriction réglable, comme une vanne à pointeau. Dans le cas de la configuration avec dérivation, la vitesse de la pompe sera plus grande, ce qui entraînera une régulation du débit/de la pression plus stable, de sorte que la pompe fonctionnera à un régime plus efficace et stable, permettant un débit de sortie du liquide plus lissé.

igne de dérivation (By-pass)

Ligne de dérivation (by-pass)

Ne manquez pas la cinquième partie !

Dans la prochaine et dernière partie de cette série d’articles sur les faibles débits, nous nous concentrerons sur la manière d'empêcher ou de maîtriser l'influence des conditions externes. La cinquième partie sera publiée en mai.

Vous pouvez lire les parties précédentes ici :

  • 1ère partie - « Que sont les faibles débits de liquide ? » : dans cette partie, nous expliquons ce que sont les (ultra) faibles débits de liquide, les problèmes qui peuvent survenir et les solutions pour une performance optimale.
  • 2ème partie - « Conseils pour la sélection du débitmètre » : dans cet article, nous donnons des conseils sur la façon d’optimiser la stabilité et les performances de votre système, ainsi que des recommandations sur le dimensionnement, le choix des matériaux et les meilleures procédures à suivre.
  • 3ème partie - « Alimentation en liquide à l'aide d’une cuve sous pression » : dans cet article, nous épinglons deux méthodes qui permettent de fournir une pression d’entrée stable au système liquide, à savoir l’utilisation d’une cuve sous pression ou d'une pompe.

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Les débitmètres régulateurs massiques pour le contrôle qualité des appareils respiratoires

Bronkhorst contribue à mettre au point une technologie fiable avec l’utilisation des régulateurs de débit massique dans la réalisation d’un simulateur métabolique qui peut être utilisé pour étalonner des appareils de capacité respiratoire.

Johan van ‘t Leven
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En 2018, je me suis rendu dans les locaux d'une société spécialisée dans le développement et la conception de solutions d'appareillage médical. J’ai pu m’entretenir avec les deux directeurs Ivar Donker et Henk van Middendorp sur les activités de Relitech dans l’industrie médicale et de leur simulateur métabolique. Leur enthousiasme et leur dévouement à l’égard de leur travail m’ont amené à mieux comprendre leurs objectifs et l’importance d’une société comme Relitech.

Test exercice cardiopulmonaire

Simulateur métabolique : un contrôle de qualité pour les instruments de mesure de capacité respiratoire

Il existe de nombreux instruments de capacité respiratoire utilisés dans le mondes, tels que des appareils de spirométrie et d'ergospirométrie. Pour que ces instruments de mesure de capacité respiratoire continuent d’offrir des performances élevées, ils doivent être étalonnés afin de répondre aussi aux exigences des règlementations légales. Actuellement, le contrôle de qualité de tels dispositifs est limité en raison du fait que chaque capteur (O2, CO2 et débit) est calibré / étalonné séparément, sans tenir compte de l’interaction dynamique critique entre chacun des capteurs. Relitech a donc imaginé une solution de terrain pour ses clients en mettant au point ce simulateur métabolique.

Le simulateur métabolique est un dispositif complètement mobile, ce qui permet de le transporter facilement et de faire les tests sur site. Sur site, l'appareil mélange deux gaz purs, N2 et CO2, et génère des profils respiratoires en temps réel. Grâce à sa conception intelligente, différents profils respiratoires humains peuvent être simulés avec précision, ce qui permet d'obtenir des capnographes ressemblant étroitement à ceux réels des patients testés

Simulateur métabolique

L'utilisation de régulateur de débit massique thermique

Le simulateur produit un mélange massique d’azote pure et de dioxyde de carbone à l’aide de deux régulateurs de débit massique thermique Bronkhorst. Le mélange de ces deux gaz permet de reproduire des profils d’échange de gaz respiratoire en temps réel et quasiment identiques aux profils respiratoires humains. Il en résulte ce que l’on appelle des capnographes, lesquels ressemblent à ceux des athlètes, par exemple. Les valeurs de capnographe sont visibles sur l’écran d'affichage du simulateur métabolique. La valeur V’CO2 représente la quantité expirée de dioxyde de carbone, et la valeur V’O2 correspond à la quantité d’oxygène inspirée. BF est simplement l’abréviation pour « breathing frequency » (fréquence respiratoire).

« L’utilisation de régulateurs de débit massique n’a rien d'innovant pour moi », explique Van Middendorp. « Je participais déjà à la conception de systèmes de fonction pulmonaire bien avant de rejoindre Relitech en 2002 ».

« Lorsque nous avons commencé à développer le simulateur métabolique chez Relitech, nous étions à la recherche de régulateurs de débit massique compacts et extrêmement précis. C’est là que mon chemin a croisé celui de Bronkhorst. C’est en partie grâce à l’utilisation de ces régulateurs de débit thermiques compacts que nous sommes parvenus à mettre au point un modèle de simulateur d'encombrement réduit ».

Relitech, une technologie fiable

C’est avec passion et dévouement que Relitech met au point des technologies fiables en se concentrant sur les composants électroniques, les logiciels et les logiciels embarqués. Outre leur expertise en matière de technologie de mesure, leur principale compétence est dans le domaine médical, avec des applications telles que la mesure des capacités pulmonaires, l’anesthésie et l’hyperthermie. Pour ces produits et services, la société est certifiée ISO13485. En collaborant étroitement avec divers universités, instituts académiques, multinationales et petites entreprises, Relitech s’est constitué un large réseau de clients très diversifié.

Directeurs Relitech

Le rôle de Bronkhorst

Grâce à notre expertise en matière de débitmètres et de régulateurs massiques précis et fiables pour les liquides et les gaz, nous travaillons en étroite collaboration avec des entreprises du secteur de la haute technologie et avec des universités techniques pour développer des solutions qui vous aideront à optimiser la mesure et la régulation des fluides de votre procédé.

Découvrez les exemples d’application de contrôle de qualité pour les appareils respiratoires.

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