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Débitmètre massique de gaz

78 produits trouvés
Le débitmètre massique gaz permet de mesurer avec précision la masse de gaz circulant dans une tuyauterie, quelle que soit la température ou la pression du process. Il est utilisé dans de nombreux secteurs : industrie chimique, agroalimentaire, production d’énergie, traitement de surface, laboratoires, environnement industriel, ou encore dans les applications liées aux semi-conducteurs et aux énergies renouvelables.
Ce type de débitmètre pour gaz garantit une mesure directe, stable et fiable, notamment dans les contextes où la régulation fine du débit est importante. 
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Quelles sont les caractéristiques d'un débitmètre massique de gaz ?

Principe de mesure

Un débitmètre pour gaz peut s’appuyer sur plusieurs technologies, chacune adaptée à des applications spécifiques :
  • Technologie thermique : Elle repose sur deux sondes de température, l’une mesurant la température ambiante, l’autre étant chauffée. Le refroidissement de cette sonde par le passage du gaz permet de calculer le débit massique. C’est la technologie la plus répandue pour les faibles débits de gaz purs.
  • Effet Coriolis : Cette méthode exploite les déformations de tubes vibrants traversés par le gaz. Elle offre une précision très élevée, y compris pour les mélanges complexes.
  • Ultrasons : Elle mesure le temps de transit des ondes ultrasonores dans le gaz, ce qui permet une mesure non intrusive, souvent utilisée pour les conduites de grand diamètre.
  • Vortex : Cette technologie détecte les tourbillons créés par un obstacle dans l’écoulement. Elle est surtout utilisée pour des applications de débit volumique, mais peut être compensée pour une estimation massique.
  • Pression différentielle : Elle s’appuie sur la chute de pression à travers un orifice calibré. Ce procédé est moins précis pour le débit massique, mais reste utilisé dans certaines installations.

Paramètres mesurés

Un débitmètre gaz fournit plusieurs types de données essentielles au pilotage d’un procédé :
  • Débit massique (kg/h, g/s, Nm³/h)
  • Débit volumique (m³/h)
  • Débit normalisé (corrigé à des conditions standards)
  • Température de process : souvent entre -40 °C et +180 °C
  • Pression de process : jusqu’à plusieurs centaines de bar selon les modèles
Certains modèles offrent une mesure multivariable, intégrant simultanément débit, température et pression.

Précision et répétabilité

Le débitmètre massique gaz est reconnu pour sa haute précision :
  • Précision typique : ±1 à ±2 % pour les modèles thermiques ; jusqu’à ±0,1 % pour les modèles Coriolis
  • Répétabilité : inférieure à ±0,25 %, ce qui garantit une excellente stabilité
Ces performances sont particulièrement recherchées dans les industries sensibles comme la chimie ou les semi-conducteurs.

Compatibilité avec les gaz

Un débitmètre pour gaz doit être compatible avec les propriétés physico-chimiques du gaz mesuré. Il peut mesurer :
  • Air comprimé
  • Gaz neutres : azote, argon, hélium
  • Gaz actifs : oxygène, dioxyde de carbone, hydrogène
  • Gaz combustibles : gaz naturel, biogaz, plasma
Certains modèles incluent un système de conversion de gaz ou une base de données de gaz programmée.

Plage de mesure et dynamique

La plage de mesure varie fortement :
  • De 0,01 ln/min à plus de 11 000 m³n/h
  • Ratio de plage dynamique allant jusqu’à 1000:1 sur certains instruments
Cela permet de couvrir des applications à très faible ou très haut débit avec un seul appareil.

Conception mécanique

  • Matériaux du capteur : inox, aluminium, polymères haute performance
  • Technologie MEMS : miniaturisation pour très petits débits
  • Montage : en ligne, insertion, by-pass ou sur conduite
  • Tuyauterie compatible : DN4 à DN250, selon les besoins industriels
Certains capteurs sont conçus pour assurer une faible perte de charge, afin de ne pas perturber le process.

Intégration et interface

Un bon débitmètre gaz s’intègre facilement dans une architecture de régulation :
  • Sorties : analogique 4-20 mA, numérique Modbus, Profibus, Ethernet
  • Afficheur : valeurs instantanées et cumulées (totalisation)
  • Interface de communication : paramétrage à distance ou local

Comment choisir un débitmètre massique gaz ?

Type de gaz à mesurer

Le gaz mesuré influence directement le choix du débitmètre pour gaz :
  • Gaz neutres : azote, air comprimé, argon, hélium.
  • Gaz actifs ou corrosifs : oxygène, dioxyde de carbone, hydrogène.
  • Gaz combustibles ou mixtes : gaz naturel, biogaz, plasma.
Chaque gaz possède une conductivité thermique, une viscosité et une densité propres. Ces paramètres impactent le type de capteur à utiliser. Certains débitmètres massiques gaz proposent une base de données intégrée avec différents profils de gaz. D’autres offrent une fonction de conversion de gaz permettant de changer le réglage sans recalibrage.

Conditions de process

Les conditions dans lesquelles le débitmètre gaz sera installé déterminent le choix de la technologie et des matériaux :
  • Température de process : Les débitmètres doivent supporter des températures pouvant aller de -40 °C à +180 °C. Des capteurs spécifiques sont nécessaires pour des températures extrêmes.
  • Pression de process : Certains modèles sont conçus pour résister à de fortes pressions (plusieurs centaines de bar). Il est essentiel de connaître la pression maximale du circuit.
  • Environnement : En cas de milieu explosif ou de zones dangereuses, le débitmètre doit être certifié ATEX ou équivalent, avec un indice de protection IP adapté (IP65 ou supérieur). La présence de poussières, d’humidité ou de projections chimiques est également à considérer.

Plage de débit et précision requise

Déterminer la plage de mesure est fondamental. Il faut identifier le débit minimal et maximal attendu :
  • Un débitmètre massique gaz avec une plage dynamique élevée (jusqu’à 1000:1) permet de couvrir des besoins variés sans perte de précision.
  • La précision et la répétabilité doivent être alignées avec les exigences du process. Pour les dosages critiques ou les régulations fines, une précision ≤ ±1 % est recommandée.

Type d’installation

L’environnement physique et la configuration de la tuyauterie influencent la sélection :
  • Montage en ligne : insertion dans la canalisation, adapté aux petits et moyens diamètres.
  • Montage sur conduite : utile pour les installations fixes ou les gros réseaux.
  • Technologie by-pass : pratique pour les faibles débits avec circulation continue.
  • Orientation du montage : horizontale ou verticale selon les contraintes de site.
Le débitmètre pour gaz doit être compatible avec le diamètre de tuyauterie existant (DN4 à DN250 ou plus) et les matériaux (inox, plastique, etc.).

Connectivité et intégration système

Le mode de communication et l’interface doivent être compatibles avec le système d’automatisation ou de supervision :
  • Sortie analogique : 4-20 mA classique pour les boucles de régulation.
  • Sortie numérique : Modbus, Profibus, Ethernet/IP pour une intégration plus poussée.
  • Afficheur : utile pour visualiser en local les valeurs instantanées ou les données de totalisation.
Certains débitmètres massiques gaz proposent des diagnostics internes et une interface de configuration accessible via un logiciel ou un écran embarqué.

Application finale

Chaque secteur a des exigences spécifiques :
  • Industrie agroalimentaire : hygiène, matériaux compatibles avec les gaz alimentaires (CO₂, azote).
  • Chimie et pétrochimie : résistance aux gaz corrosifs, sécurité renforcée.
  • Semi-conducteurs : mesure ultra précise de gaz comme l’hélium ou l’argon.
  • Énergie : suivi de la production de biogaz, surveillance de la combustion.
  • Laboratoires : contrôle de faibles débits, flexibilité, compatibilité multigaz.
  • Traitement de surface : régulation fine pour l’aération ou la pulvérisation de gaz.
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