Un débitmètre à ultrasons pour gaz détecte la viscosité, la densité et la température du flux de gaz à l’aide d’ondes sonores mécaniques. Ces appareils sont équipés pour mesurer les variations de vitesse des ondes ultrasonores lorsqu’elles traversent un milieu d’écoulement, permettant le calcul des propriétés des matériaux par leur effet sur les vibrations acoustiques. Les transducteurs reçoivent des impulsions sonores et les mesurent par rapport aux différentiels entre les ondes sonores qui se déplacent avec et contre les flux de matières. Cet équipement à semi-conducteurs est disponible dans des tailles allant de portable à pince et fixe.
Trois types principaux comprennent l’équipement de débitmètre à ultrasons pour gaz typique : transmission, décalage Doppler et canal ouvert. Les types de transmission, ou compteurs de temps de vol, mesurent le temps de transit par rapport au débit d’un tuyau, soit par le biais d’une détection invasive ou d’unités à pince non invasives. Ceux-ci fonctionnent sur le principe que les ondes acoustiques circulant le long d’un flux arrivent à un moment différent de celles circulant à contre-courant. Les différences de temps de réponse reflètent des changements proportionnels avec le débit. Ils permettent une analyse sans interruption de tout processus de flux.
L’équipement reposant sur l’analyse d’un effet de décalage Doppler peut également être appelé un réflectomètre. Un débitmètre à canal ouvert pourrait mesurer les débits exposés des rivières et des ponceaux ainsi que des égouts. Contrairement aux débitmètres mécaniques, ces technologies sont moins coûteuses et moins invasives.
Les débitmètres industriels étaient connus pour leurs performances moins efficaces lors de la mesure du gaz par rapport aux liquides. Cela est dû à des impédances acoustiques plus faibles et à des niveaux d’atténuation plus élevés, ou des pertes de modèle d’onde, des propriétés du gaz. Les innovations techniques ont permis le développement généralisé de produits de débitmètre à ultrasons pour gaz, performants même là où les rapports signal/bruit sont négligeables. Ces appareils peuvent désormais mesurer avec précision la propagation des ondes ultrasonores dans les canalisations. Les milieux d’écoulement peuvent comprendre de l’air, de la vapeur, du gaz naturel et d’autres éléments gazeux.
L’utilisation généralisée d’équipements de débitmètre à ultrasons pour gaz permet à de nombreuses industries d’accéder à des données précieuses, qui peuvent aider dans les processus de production et les évaluations des coûts opérationnels. La polyvalence de la technologie offre des applications dans les industries traitant des eaux usées, des produits pétrochimiques et des boues. Les techniques de mesure telles que les réflexions Doppler des particules ou des bulles d’écoulement ne bloquent pas les écoulements ou ne présentent pas de structures interférentes pouvant piéger les insectes ou les particules ; cela les rend adaptés aux industries qui doivent répondre aux normes d’hygiène.
Cette technologie permet même la mesure de fluides non conducteurs dans une grande variété de diamètres et d’épaisseurs de tuyaux. L’équipement de débitmètre à ultrasons pour gaz améliore l’efficacité opérationnelle des usines de traitement aux plates-formes offshore. Il est capable de capter des flux à travers de petits tubes et conduits vers de grands conduits, dans de larges plages de température. Certaines unités offrent des options pour les transducteurs à trajet simple ou double, ainsi que pour l’électronique fixe ou distante.
Essentiellement constitué d’une interface de commande connectée à une paire de transducteurs montables sur tuyau, l’équipement a de nombreuses applications. Les principes pertinents de la mesure de débit par ultrasons sont nombreux et évolutifs dans de nombreux domaines. Ils peuvent inclure des utilisations non seulement dans la simple surveillance du débit, mais également dans la détection de fuites, les inspections de compteurs d’installations fixes, la gestion de l’alimentation et de l’énergie et la surveillance. L’équipement peut aller de détecteurs de poche légers à des réseaux de transducteurs massifs et complexes sur des structures fixes.