Mesure et Contrôle du Débit

Ces contrôleurs régulent le débit massique en mesurant la chute de pression (ou perte de charge) du gaz à travers un élément de restriction laminaire, également appelé élément de flux laminaire.

Avantages

• Grande précision dans la mesure du débit massique.
• Temps de réponse rapide, adapté aux procédés dynamiques.
• Moins sensible aux variations de température et de pression comparé aux systèmes volumétriques.

Applications typiques

• Laboratoires de recherche en chimie ou physique.
• Contrôle de procédés industriels impliquant des gaz.
• Systèmes de calibration et d’étalonnage.

Les contrôleurs de débit liquide laminaire sont conçus pour assurer une régulation précise et stable du débit volumétrique des liquides.
Ils fonctionnent selon un principe fondé sur la dynamique des fluides laminaires : lorsque le liquide s’écoule à travers un élément de flux laminaire (généralement un canal ou un tube calibré), une chute de pression se produit entre l’entrée et la sortie de cet élément.

Cette chute de pression est proportionnelle au débit du liquide. En mesurant cette chute de pression, le contrôleur peut :

• Calculer le débit en temps réel
• Comparer le débit réel au débit souhaité
• Ajuster activement une vanne ou un actionneur pour maintenir le débit cible

Débitmètres à (également appelé rotamètre) section variable avec une vanne à pointeau ajoutée à l’entrée ou à la sortie. Il fonctionne en laissant un flotteur se déplacer librement dans un tube conique, où la hauteur d’équilibre du flotteur est proportionnelle au débit volumique.

Les régulateurs de débit massique à base thermique fonctionnent en mesurant la quantité de chaleur absorbée ou transportée par un gaz en mouvement. Ce principe repose sur la capacité thermique spécifique du gaz, c’est-à-dire la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter sa température. En surveillant la variation de température dans un flux chauffé, ces dispositifs permettent de calculer et de contrôler précisément le débit massique, indépendamment de la pression ou de la température ambiantes.

Les débitmètres massiques laminaires calculent le débit massique en mesurant la chute de pression à travers les éléments de flux laminaire.

Principe de fonctionnement

Ces débitmètres sont équipés d’un élément de restriction luminaire  dans lequel le fluide s’écoule en régime laminaire. Lorsque le gaz passe à travers cet élément :

• une chute de pression se produit entre l’entrée et la sortie de l’élément laminaire,
• cette chute de pression est proportionnelle au débit volumique dans le régime laminaire,
• connaissant la température et la pression du gaz, le débit massique peut être calculé avec précision.

Avantages

• Très bonne précision meme pour les faibles débits,
• Réponse rapide et linéaire dans le régime laminaire,
• Peu sensible à la composition du gaz (si calibré correctement).

Les débitmètres massiques thermiques exploitent les propriétés thermiques des gaz, pour mesurer directement le débit massique d’un fluide gazeux.

• Mesure directe du débit massique (pas besoin de corriger pour la température ou la pression).
• Idéal pour les gaz purs.
• Très peu de pièces mobiles → maintenance réduite.

Un rotamètre est un instrument de mesure du débit d’un fluide (liquide ou gaz) circulant dans une conduite verticale élargie (typiquement un tube en forme de cône inversé). Il fonctionne selon le principe de la section variable, où la position d’un flotteur dans le tube indique directement le débit.

• Simples, robustes et économiques.
• Ne nécessitent pas d’alimentation électrique (dans leur version mécanique).
• Idéals pour les petits débits et les installations fixes.