Couverture Mesures n°895

Le 11/05/2017 à 18:01  

« La technologie à effet Coriolis se distingue par encore bien d'autres avantages : une très grande stabilité de la mesure dans le temps, ce qui permet de s'affranchir d'étalonnages fré-quents,aucune pièce en mouvement, d'où aucune usure. Dès que l'opportunité se présente, nous conseillons de passer à la technologie à effet Coriolis », énumère Sandrine Guychard, responsable de l'équipe technico-commerciale sédentaire au sein de l'activité Analyse et instrumentation d'ABB France. Jean-FrançoisVittu (Emerson Automation Solutions France) précise toutefois qu'« une dérive peut apparaître dans le temps si la rigidité du tube de mesure est modifiée par un phénomène de corrosion, d'abrasion ou une surpression ».

Les débitmètres à effet Coriolis ont encore d'autres atouts dans leur manche: « en plus d'être aussi une mesure bidirectionnelle avec un temps de réponse court et fixe (contrairement à un modèle massique thermique), la grande rangeabilité – elle est par exemple de 1: 4000 pour le mini Cori-Flow ML120 – apporte une souplesse d'utilisation aux débitmètres à effet Coriolis.C'est ce que l'on préconise en R&D surtout, où le cahier des charges n'est pas forcément bien défini, la composition de matrices est inconnue », explique Yann Le Guenniou (Bronkhorst France). Les débitmètres massiques thermiques, eux, sont vendus pour une seule et unique échelle de mesure.

La grande majorité des fabricants proposent, dans leur catalogue, plusieurs designs de tube de mesure (monotube droit, monotube courbé, bitube courbé…) et des tubes de taille différente (DN10 et DN150 bien souvent), pour pouvoir répondre à toutes les applications.

Signalons encore l'absence de contraintes d'installation particulières: l'absence de longueurs droites amont et aval, ce qui se traduit par un encombrement réduit, l'existence de modèles supportant des températures très basses (-200 °C) ou très hautes (+350 ou +400 °C), des pressions très élevées (jusqu'à 410 bar, voire même au-delà). En termes de diamètre nominal (DN), les débitmètres à effet Coriolis les plus courants sur le marché des procédés sont disponibles entre DN10 et DN150, avec une limite à DN400 pour les modèles les plus gros tels que le Promass X d'Endress+Hauser, le TMU de l'allemand Kobold. « Plus le diamètre nominal est important, plus le coût en termes de matériau augmente, voire de manière exponentielle avec certains matériaux. Mais des prestataires sont prêts à débourser plus de 150 000 euros pour un débitmètre car ils savent que l'investissement sera vite rentabilisé », constate Alain Ciliento, Oil&Gas Industry Manager et Flow Specialist chez Endress+Hauser France.

Le débitmètre à effet Coriolis n'aime ni l'eau ni la vapeur

Et il ne faut pas oublier le transport et la manipulation des débitmètres, lors de leur installation, leur maintenance ou leur étalonnage; s'il faut recourir à des moyens exceptionnels pour cela, car la masse de l'appareil est très importante, ce n'est plus la même chose. À l'autre bout de la gamme des DN, le néerlandais Bronkhorst et l'américain Brooks Instrument, distribué en France par Serv'Instrumentation, proposent des modèles en DN2 à DN4, et même de diamètres encore plus petits, pour les applications de microdébits en instrumentation analytique,enR&D,enmi-crofluidique. Il existe également une demande en pharmaceutique. « Une norme Namur définit une distance standard

Principe de fonctionnement

L'accélération de Coriolis apparaît lorsque l'on soumet une masse à la fois à un mouvement de rotation et à un mouvement de translation. À cette accélération correspond une force F=2.m. .v Avec la vitesse angulaire, v la vitesse de translation et la masse du fluide. Dans un débitmètre, une bobine excitatrice placée en C soumet le tube de mesure à un mouvement oscillant autour de l'axe de repos A-B.

Lorsque les particules du fluide se déplacent avec la vitesse v, elles provoquent des forces de Coriolis qui agissent sur les deux moitiés du tube, dans des sens opposés.

Le fluide retarde l'oscillation lorsqu'il doit lui-même en acquérir le mouvement (entre A et C) et l'accélère lorsqu'il restitue l'énergie prélevée (entre C et B).

Il en découle une distorsion du tube très faible qui se superpose à l'oscillation de base. Le mouvement total est mesuré à l'aide de capteurs inductifs placés en A et en B.

En présence de débit, un retard de phase est observé entre l'oscillation en A et l'oscillation en B, un déphasage. Déphasage auquel correspond un intervalle de temps directement proportionnel au débit masse Q (f étant la fréquence d'oscillation et k une constante).