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RÉSUMÉ
La mesure des débits est un outil précieux dans l’obtention d’une meilleure maîtrise des procédés industriels. Les débitmètres à rotor hélicoïdal présentent un gros avantage, celui de pouvoir être utilisés sur tous les liquides et de plus sur des plages de température et de pression très larges. Cet article en dresse un portrait très complet, de leur aspect théorique aux équipements récepteurs, jusqu’à leurs nombreuses caractéristiques fonctionnelles et leurs étalonnages.
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Dominique MÉTIVIER : Ingénieur de l’Industrie et des Mines - Attaché à la Sous‐Direction de la Métrologie du Ministère chargé de l’Industrie
INTRODUCTION
Les débitmètres à rotor hélicoïdal sont utilisés à des fins industrielles et commerciales sur quasiment tous les liquides dans des plages de température et de pression très étendues.
Cette polyvalence, résultat d’efforts des fabricants depuis une trentaine d’années, a été obtenue sans que les caractéristiques métrologiques de ces instruments ne soient pour autant dégradées.
Si la mesure des débits contribue aujourd’hui de manière importante à une meilleure maîtrise des procédés de fabrication et de manutention, la première application, dans le temps et par la taille, de la mesure des liquides est le mesurage (ou comptage) des volumes.
À cette occasion, les compteurs à rotor hélicoïdal (ou à hélice) ont reçu des noms particuliers selon la nature des liquides mesurés :
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compteur Woltmann pour l’eau ;
-
compteur turbine dans l’industrie pétrolière, cette dernière dénomination ayant été étendue au mesurage de tous les liquides autres que l’eau.
Par souci de simplicité, le vocable rigoureux de débitmètre (ou compteur) à rotor hélicoïdal a été remplacé par celui de débitmètre (ou compteur) à turbine chaque fois que cela a été possible.
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- Version archivée 1 de déc. 1972 par Marcel FIORA
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3. Mesureurs
3.1 Caractères généraux
Il existe de nombreux modèles de mesureurs qui diffèrent selon le constructeur. Par ailleurs, l’importance du débit maximal, le mode de raccordement aux conduites, la nature du liquide à mesurer, les conditions de mesurage, etc., donnent lieu aussi à des différences de réalisation.
On peut toutefois distinguer les organes principaux suivants que tous les mesureurs possèdent :
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un corps tubulaire ;
-
un rotor, coaxial au précédent ;
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des paliers ou coussinets pour supporter l’arbre du rotor ;
-
ainsi que, pour certains modèles :
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une chemise enveloppant le corps proprement dit ;
-
des déflecteurs d’amont et d’aval.
La terminologie relative aux débitmètres à turbine est assez floue ; celle de la norme internationale ISO 2715 est indiquée sur la figure 4.
Le diamètre intérieur d’entrée du corps est généralement égal à celui de la canalisation sur laquelle l’instrument doit être installé, de façon à ne pas perturber l’écoulement. S’il en était autrement, des dispositions particulières devraient être prises.
La présence du moyeu du rotor et, éventuellement, celle des déflecteurs provoquent nécessairement une augmentation de la vitesse du liquide au droit des pales, ce qui améliore la réponse de l’appareil, sans majorer appréciablement la perte de charge, car les pièces intéressées sont toujours judicieusement profilées.
En ce qui concerne leur mode de raccordement, les gros appareils comportent tous des brides, alors que les petits sont généralement munis de tubulures filetées ou taraudées. Dans l’industrie agroalimentaire, le raccordement est souvent réalisé au moyen de colliers démontables afin de permettre un nettoyage correct et sans risque des mesureurs.
Les rotors des petits appareils n’ont que deux ou trois pales, les gros en comptent jusqu’à seize. Ils doivent être parfaitement équilibrés.
Les déflecteurs participent à la tranquillisation et au conditionnement de l’écoulement du liquide dans le mesureur.
La figure 5 représente, à titre d’exemple, un appareil de modèle classique : le compteur Héliflu de la société...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TROSKOLANSKI (A.T.) - Théorie et pratique des mesures hydrauliques. - (Traduit du polonais par M. LARONDE) 848 p. 16 × 25 - 1963 DUNOD (p. 550-5).
-
(2) - HIGSON (D.J.) - The transient performance of a turbine flowmeter in water. - J. Sci. Instr., mai 1964.
-
(3) - GAGEY (E.) - Utilisation des compteurs turbines pour la mesure des volumes et des débits de produits pétroliers. - Société Hydrotech. France IXe Journées de l’hydraulique. Paris 1966.
-
(4) - PENET (P.) - Le comptage des liquides dans l’industrie pétrolière. - Pétrole Informations, avril 1967.
-
(5) - MAUGEIN (G.) - L’évolution du mesurage des produits pétroliers à l’aide de compteurs volumétriques. - Revue de Métrologie pratique et légale, juin-juillet 1967.
-
(6)...
ANNEXES
1 Constructeurs. Distributeurs
Liste non exhaustive des constructeurs représentés en France
Bopp et Reuther Messtechnik GmbH http://www.burmt.de
Cergydis http://www.cergydis.com
Emerson Process Management http://www.emersonprocess.com
Endress + Hauser http://www.endress.com
Euro Air Instruments
Faure Herman http://www.faureherman.com
Foxboro http://www.foxboro.com
GEMU http://www.gemu.de
George Fischer http://www.georgefischer.co.uk
Kobold Instrumentation http://www.kobold.com
Krohne http://www.krohne.com
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