Article

1 - PRINCIPALES NOTIONS CONCERNANT LES ONDES ULTRASONORES

2 - MESURE DE DÉBIT EN CONDUITE PLEINE

3 - CONCLUSION

4 - GLOSSAIRE

5 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : R2265 v3

Mesure de débit par ultrasons - Mesure en conduite pleine

Auteur(s) : Emmanuel THIBERT

Date de publication : 10 déc. 2022

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Présentation

RÉSUMÉ

Cet article traite de la débitmétrie par la méthode ultrasonore en temps de transit. Il s’agit d’une méthodologie de mesure basée sur la propagation d’ondes ultrasonores au sein d’un fluide en écoulement dans une conduite cylindrique pleine fermée. Cette mesure présente la particularité de se décliner sous une forme intrusive - sondes ultrasonores installées dans un élément de tuyauterie - mais également sous une forme non-intrusive - sondes ultrasonores accrochées en paroi externe d’une conduite. L’exactitude des débitmètres basés sur cette technologie dépend fortement des conditions d’installations et du profil de vitesse de l’écoulement à l’endroit de la mesure.

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ABSTRACT

Ultrasonic flow metering – Measurement in closed conduits

This paper deals with transit time ultrasonic flow measurement. This methodology is based on the propagation of ultrasonic waves within a flowing fluid in a circular-cross section conduits running full. This measurement can be either intrusive  - ultrasonic probes are thus installed in a spool piece - or non-intrusive - ultrasonic probes are thus clamped on the external wall of the pipe. The accuracy of ultrasonic flow meters is highly dependent on the device installation conditions and on the local flow velocity profile.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Loffre de débitmètres par ultrasons en différence de temps de transit s’est largement améliorée et développée depuis les années 2000 jusqu’à devenir en 2022 une des mesures les plus utilisées dans le milieu industriel. Ce fort développement s’explique par les multiples avantages que présente cette technique de mesure de débit : génération de pertes de charge nulle ou quasi nulle, utilisation pertinente pour une large gamme de débits et de fluides (eau douce, eau de mer, eau lourde, acides, huiles, sodium liquide, produits pétroliers, gaz, air, vapeur…), possibilité de mesurer directement le débit dans les deux sens d’écoulement, possibilité de mesurer le débit dans des conduites de grand diamètre, technologie disponible en installation non intrusive. Cette polyvalence trouve néanmoins ses limites dans l’exactitude de mesure qui, si elle demeure au niveau habituel des autres techniques de mesure de débit, doit être minutieusement évaluée à l’aune des conditions d’installation et d’utilisation des appareils.

Cet article a été conçu pour permettre une compréhension de fond de cette technique de mesure de débit qui possède une forte capacité d’adaptation aux différentes problématiques de mesure de débit qu’il est possible de rencontrer au sein d’un process industriel. Cette technique de mesure de débit dite « par différence de temps de transit » détermine la vitesse d’écoulement à partir de la différence de parcours d’une onde ultrasonore entre une sonde amont et une sonde aval, et inversement. Le débit est alors calculé en liant cette vitesse à la surface interne de la conduite et aux conditions d’écoulement. Par souci de complétude, la technique de mesure par effet Doppler et celle par intercorrélation sont succinctement présentées en tant que complément de la technique par différence de temps de transit.

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KEYWORDS

ultrasonic method   |   Flow rate   |   flow profile   |   closed conduit

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-r2265


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    NORMES

    • Mesurage de débit des fluides dans les conduites fermées – Compteurs ultrasoniques pour liquides. ISO - ISO 12242 - 2012

    • Hydrométrie – Mesure du débit par la méthode du temps de transit ultrasonique (temps de vol). ISO - ISO 6416 - 2017

    • Essai de réception sur place des turbines hydrauliques, pompes d’accumulation et pompes-turbines, en vue de la détermination de leurs performances hydraulique (annexe J : méthode acoustique de mesurage du débit). AFNOR - NF EN 60041 - 2014

    • measurement of liquid flow in closed conduits using transit-time ultrasonic flowmeters, R2018. ASNE - ASME MFC-5.1 - 2011

    • Compteurs de gaz domestiques à ultrasons. AFNOR - NF EN 14236 - 2018

    ANNEXES

    1. 1 Annuaire

      1 Annuaire

      Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

      Flexim :

      http://www.flexim.com

      Bronkhorst (Panametrics, Ultraflux) :

      http://www.bronkhorst.com

      Endress&Hauser :

      http://www.fr.endress.com

      Krohne :

      http://www.fr.krohne.com

      Accusonic :

      http://www.adsenv.com/accusonic/

      Emerson :

      http://www.emerson.com

      Siemens (Controlotron) :

      http://www.new.siemens.com

      Fuji :

      http://www.fujielectric.fr

      Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

      Association française de normalisation (AFNOR X10A) :

      http://www.afnor.org

      Bureau de normalisation du gaz (BNG 237) :

      http://www.afgaz.fr

      HAUT DE PAGE

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