Qu’est-ce qu’un capteur de débit calorimétrique
Capteur calori... quoi ? Ce qui sonne comme un compteur de calories est en fait un instrument de mesure faisant appel au principe du transfert thermique par convection. Le mot calorimétrie dérive des mots latins calor pour la chaleur et metrum pour la mesure. Dans ce contexte, on parle aussi de capteurs de débit thermiques.
De nombreuses applications exigent que le capteur de débit ne soit pas invasif ou qu’il le soit le moins possible, afin d’éviter les espaces morts. Cela concerne surtout les applications hygiéniques, car les espaces morts présentent, d’une part, un risque de contamination et ils sont, d’autre part, parfois difficiles à nettoyer. En outre, la perte de charge est négligeable.
Les capteurs calorimétriques peuvent être subdivisés en deux groupes : les contrôleurs de débit calorimétriques et les débitmètres calorimétriques. Les contrôleurs de débit peuvent être réglés sur une valeur seuil. Ils émettent une alarme dès que cette valeur est dépassée vers le haut ou vers le bas, selon la configuration. Les débitmètres calorimétriques sont quant à eux capables de fournir une mesure lue concrète.
Et comment cela fonctionne-t-il ?
Il existe deux procédés de mesure différents, le procédé par chauffage et le procédé du fil chauffant.
Le procédé par chauffage exige deux capteurs de température et un élément chauffant, p. ex. une bobine de fil. De la chaleur est amenée à l’élément chauffant à une puissance constante. Un des capteurs mesure la température directement au niveau de l’élément chauffant. L’autre mesure la température du fluide. La différence entre ces deux valeurs permet de déterminer le transfert thermique. En connaissant la capacité thermique du fluide à mesurer, on peut déduire le débit.
Il est également possible de placer l’élément chauffant entre les deux capteurs. Tant qu’il n’y a pas de débit, la répartition de la température reste symétrique. Dès que le fluide se met à circuler, la répartition de la température change ; une différence de température dépendant du débit se crée. Ce dispositif présente l’avantage de permettre une mesure bidirectionnelle et la détection du sens d’écoulement.
Le procédé dufil chauffant consiste à chauffer électriquement un fil mince. La température est réglée sur une valeur constante. Plus le débit massique est élevé, plus la dissipation de chaleur est grande et plus il faut d’énergie électrique pour maintenir constante la température du fil. Comme la dissipation de chaleur dépend bien entendu aussi de la température du fluide, un capteur de référence est également nécessaire.
Les débitmètres calorimétriques sont également adaptés à la mesure des gaz, selon leur conception. En principe, ce procédé de mesure permet de déterminer le débit massique. C’est toutefois le débit volumique qui est intéressant pour la plupart des applications. On l’obtient de la manière suivante :
Structurellement, un tel capteur peut être conçu comme une version à visser avec une sonde ou comme une version en ligne. Les capteurs à visser présentent l’inconvénient que la sonde pénètre dans la section de la conduite. L’avantage est qu’un même capteur convient à différents diamètres nominaux.
Il existe aussi des versions en ligne où l’élément chauffant et les capteurs de température sont montés à l’extérieur du tube de mesure. Il s’agit d’une mesure de débit totalement non invasive.
Les débitmètres calorimétriques conviennent généralement pour les températures de fluide allant jusqu’à environ 70 °C. Cette limite est due au principe utilisé, car la dissipation de chaleur n’est plus suffisante au-delà d’une certaine température.
Si ce sujet vous intéresse, je vous invite à jeter un coup d’œil à nos contrôleurs de débit calorimétriques. Et en cas de questions sur ce produit, n’hésitez pas à me contacter
