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Jul 01, 2023

Étalonnage sur le terrain des débitmètres DP : meilleures pratiques

1 octobre 2021 | Par Ned Espy et Roy Tomalino, Beamex Une meilleure compréhension du fonctionnement du débitmètre à pression différentielle (DP), ainsi que les meilleures pratiques d'étalonnage, réduisent les erreurs de maintenance

1 octobre 2021 | Par Ned Espy et Roy Tomalino, Beamex

Une meilleure compréhension du fonctionnement du débitmètre à pression différentielle (DP), ainsi que les meilleures pratiques d'étalonnage, réduisent les erreurs de maintenance

L'utilisation d'une plaque à orifice installée dans un tuyau et la mesure précise de la pression différentielle (DP) pour calculer le débit est l'une des méthodes les plus courantes dans les industries de transformation chimique (CPI) (Figure 1). La technologie DP est unique parmi les technologies de mesure de débit dans la mesure où la relation entre le débit est la racine carrée de la pression d'entrée. Ce phénomène présente certains défis à la fois pour les fournisseurs qui fournissent des émetteurs DP et pour les techniciens qui doivent calibrer ces émetteurs.

Figure 1. Les débitmètres à pression différentielle (DP) mesurent la vitesse des fluides en lisant la perte de pression à travers un étranglement de tuyau, tel qu'une plaque à orifice comme celle illustrée ici.

Même si les nouvelles technologies disponibles pour mesurer le débit peuvent fournir des résultats étonnants et que la mesure du débit par pression différentielle est largement utilisée dans de nombreux secteurs industriels, l'utilisation et l'étalonnage appropriés de ces instruments restent importants (Figure 2). Une meilleure compréhension des bases de la technologie de mesure du débit DP, ainsi que des connaissances sur les meilleures pratiques suggérées en matière d'étalonnage, contribueront à minimiser les erreurs de maintenance et d'étalonnage sur le terrain.

Figure 2. Le respect des meilleures pratiques pour l'étalonnage des débitmètres DP permet aux usines de tirer parti des capacités des nouvelles technologies de mesure du débit.

Dans la mesure du débit DP, l'obtention d'un résultat précis implique bien plus que la simple mesure de la pression et le calcul du débit. La précision d'une mesure de débit DP repose sur l'ensemble du système de mesure de débit, y compris les éléments suivants : les parcours droits (en amont et en aval) ; élément d'écoulement (plaque à orifice en bon état) ; et le transmetteur (tenez compte de la « coupure de faible débit » et des points de test appropriés).

Un « parcours droit » dans la tuyauterie en amont de la plaque à orifice est nécessaire pour un écoulement homogène et stable du fluide à travers la plaque. De même, un « parcours direct » en aval est également requis. La plaque à orifice elle-même doit être propre, avec des bords tranchants et sans distorsion ; une inspection de l'élément doit être effectuée pour vérifier qu'il est en bon état. Le montage de la plaque elle-même doit être effectué avec soin pour garantir une mesure reproductible. En supposant que ces composants physiques soient suffisamment pris en compte, l’accent peut être mis sur l’examen de l’étalonnage du transmetteur DP pour s’assurer de son exactitude.

Normalement, un transmetteur de pression fonctionne en mode linéaire de zéro à 100 % (par exemple, au niveau de pression d'entrée de 50 %, la sortie est de 50 %, soit 12 mA).

Cependant, un émetteur DP fonctionne en mode racine carrée. Une méthode courante pour vérifier qu'un transmetteur DP fonctionne en mode racine carrée consiste à rechercher une sortie de 50 % (12 mA) lorsque la pression d'entrée est de 25 % de la plage, en utilisant la relation indiquée ici :

√0,25 (entrée) = 0,50 (sortie) -ou- 0,25 (entrée) = 0,50 2 (sortie)

Gardez à l'esprit que le calcul de la racine carrée est parfois effectué dans le DCS avec l'émetteur programmé en mode linéaire. Assurez-vous donc que la racine carrée n'est pas prise deux fois : une fois dans l'émetteur et une autre fois dans le DCS. Vérifiez ce scénario si les chiffres ne s’additionnent pas.

Un autre problème à considérer concerne les conditions de faible débit. Lorsque le débit descend en dessous de 10 % de la plage de sortie d'un transmetteur (5,6 mA), la pression d'entrée devient si faible (moins de 1 % de la plage) que tout petit changement ou bruit dans l'entrée de pression est amplifié d'un facteur 10. ou plus. En raison de cette caractéristique, la mesure du débit DP n'est pas précise en dessous de ce niveau (Figure 3). En d'autres termes, la sortie augmente beaucoup plus rapidement dans les 0 à 1 % initiaux de l'entrée et le signal est très instable. Cette situation est « l’ennemie » du technicien : aucun étalonnage de qualité ne peut être effectué dans ce cas.