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10 La mesure de la concentration et du débit massique
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La mesure de la concentration et du débit massique
10.1
Introduction
L'instrument de mesure PIOX S sert à déterminer la teneur d'un composant dans un mélange. Le transmetteur possède
en mémoire, pour le mélange à mesurer, un jeu de données stipulant la teneur du composant en pour-cent. Le terme
usuel de "concentration" sera utilisé ci-après pour désigner ce pourcentage.
Selon la norme DIN 1310, la teneur d'un composant dans un mélange peut être exprimée en tant que concentration ou en
tant que proportion. La concentration correspond toujours au ratio entre la masse, le volume ou la quantité du composant
et le volume du mélange. En revanche, la proportion est le ratio entre la masse, le volume ou la quantité du composant et
la somme des grandeurs physiques correspondantes de tous les composants présents dans le mélange.
Avant la mise en service, la teneur dont il s'agit dans l'application et l'unité de mesure correspondante (par ex. M%, °Brix)
sont définies dans le jeu de données des fluides de l'instrument de mesure.
10.1.1
Mesure de la concentration
La concentration d'un mélange à deux composants peut être mesurée. Le fluide se compose du composant principal, gé-
néralement un solvant, et du composant mesuré. Les composants ne sont pas nécessairement présents à l'état pur. Dans
le cas, par ex., d'un colorant dissous dans un solvant, le mélange à base de solvant est le composant principal et le colo-
rant le composant mesuré.
Les fluides suivants conviennent, par ex., à une mesure de concentration :
• matières solides entièrement dissoute dans un liquide (par ex. du sel dans l'eau)
• matières solides partiellement dissoute dans un liquide (par ex. solution saline saturée)
• mélanges de deux liquides (par ex. huile et eau)
• gaz partiellement dissous dans un liquide (on mesure la concentration du gaz dissout)
• composants dont la concentration varie (suite à une réaction chimique ou à un phénomène physique) dans un liquide
(par ex. agrégation et changement d'état d'une émulsion ou d'une suspension). La modification de la célérité du son peut
être interprétée comme conversion ou degré d'agrégation.
Une mesure de concentration est possible si les conditions suivantes sont remplies :
• existe la mesure du débit avec valeurs mesurées valables
• un jeu de données valable a été enregistré et sélectionné
• mesure de la température du fluide (Pt100/Pt1000 ou mesure de la température externe) est passible avec le transmet-
teur.
La concentration mesurée peut être enregistrée et sortie avec les autres valeurs de mesure.
Principe de mesure
Pour calculer la concentration d'un composant d'un fluide, on mesure la célérité du son du fluide qui s'écoule. Vu que les
imprécisions de l'installation (par ex. écart entre capteurs, diamètre de la conduite, épaisseur de paroi de la conduite) in-
fluent fortement sur la célérité du son mesurée, il est nécessaire de la rectifier à l'aide de une calibration :
c
= c
+ m · T + n
c
m
c
– célérité du son corrigée en m/s
c
c
– célérité du son mesurée en m/s
m
T
– température du fluide en °C
n
– coefficient de calibration (détecte les imprécisions durant l:installation, p.ex. l'écart capteurs)
m
– coefficient de calibration (détecte les modification des propriétés de la conduite en fonction de la température)
Les coefficients de calibration sont définis directement pendant l'installation par FLEXIM ou par l'utilisateur (voir section
10.8). Si la variation de température est faible, il suffit, pour la plupart des points de mesure, de déterminer le coefficient n.
La concentration est calculée à partir de la célérité du son corrigée à l'aide d'un algorithme défini dans le jeu de données.
Étant donné que la moyenne des deux temps de transit est utilisée pour la mesure de la célérité du son, la mesure de la
concentration est indépendante du profil d'écoulement.
UMPIOX_S7V4-6-3FR, 2018-10-10
PIOX S70x
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