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3 Bases théoriques
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Bases théoriques
Lors de la mesure du débit, on détermine la vitesse d'écoulement du fluide à l'intérieur d'une conduite. En même temps la
célérité du son dans le fluide est mesurée.
Le profil d'écoulement et la vitesse d'écoulement n'ont aucune influence sur la mesure de la célérité du son.
À l'aide de un jeu de données le transmetteur calcule, base sur la célérité du son et la température la concentration du
fluide.
D'autres grandeurs de mesure (par ex. le débit volumétrique, le débit massique, le débit calorifique) sont obtenues à partir
de la vitesse d'écoulement et, si nécessaire, de grandeurs de mesure supplémentaires.
3.1
Système de mesure
Le système de mesure comprend les composants transmetteur, capteurs ultrasonores avec les câbles de la sonde et la
conduite sur laquelle la mesure est effectuée.
Les capteurs ultrasonores sont fixés sur la paroi extérieure de la conduite. Les signaux ultrasonores sont émis à travers
du fluide et de nouveaux reçus par les capteurs. Le transmetteur contrôle le cycle de mesure, élimine les signaux para-
sites et évaluent les signaux utiles. Les valeurs mesurées peuvent être affichées, utilisées pour faire des calculs et trans-
mises.
3.2
Principe de mesure
Dans le mode TransitTime, la vitesse d'écoulement du fluide est mesurée à l'aide du principe par corrélation de la diffé-
rence de temps de transit ultrasonore (voir section 3.2.2). La célérite du son est déduite des temps de transit. La concen-
tration et la densité du fluide peuvent être déterminés à la base de la célérité du son.
Dans le cas des mesures avec une proportion élevée de bulles gazeuses et de matière solide, le transmetteur peut bascu-
ler sur le mode NoiseTrek (voir section 3.2.3).
3.2.1
Termes et définitions
Profil d'écoulement
Répartition des vitesses d'écoulement sur la section de la conduite. Pour obtenir une mesure optimale, le profil d'écoule-
ment doit être entièrement développé et symétrique à l'axe. La forme du profil d'écoulement varie selon que l'écoulement
est laminaire ou turbulent et est fortement influencée par les conditions qui règnent à l'entrée du point de mesure (voir le
chapitre 5).
Nombre de Reynolds Re
Nombre caractéristique du comportement de turbulence d'un fluide dans une conduite. Le nombre de Reynolds se com-
pose de la vitesse d'écoulement, de la viscosité cinématique du fluide et du diamètre intérieur de la conduite.
Si le nombre de Reynolds est supérieur à une valeur critique (en règle générale env. 2 300 dans le cas des écoulements
dans une conduite), il se produit une transition de l'écoulement laminaire vers l'écoulement turbulent.
Écoulement laminaire
Un écoulement sans turbulences. Les filets fluides se déplacent parallèlement les unes aux autres et ne se mélangent
pas.
Écoulement turbulent
Un écoulement caractérisé par les turbulences du fluide. Dans les applications techniques, l'écoulement dans la conduite
est presque toujours turbulent.
Zone transitoire
L'écoulement est partiellement laminaire, partiellement turbulent.
UMPIOX_S7V4-6-3FR, 2018-10-10
transmetteur
Fig. 3.1: Exemple d'un montage de la mesure
capteurs
conduite
PIOX S70x
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