Un débitmètre massique est un appareil utilisé pour mesurer le débit d’un fluide ou d’un gaz traversant un tube dans un temps fixe. Le débit massique dans ce sens se réfère au poids et non au volume de la substance. La mesure du débit massique est utilisée dans une variété d’applications scientifiques et industrielles et est réalisée avec l’un des deux types courants de débitmètres massiques : le débitmètre inertiel ou coriolis et le débitmètre massique thermique.
Le débit massique, à ne pas confondre avec le débit volumétrique, est une mesure de la masse de fluide ou de gaz au-delà d’un point fixe dans un laps de temps spécifique. L’unité de mesure standard pour le débit massique est la livre par seconde ou le kilogramme par seconde plutôt que les gallons ou les litres par seconde. Ces mesures sont effectuées avec l’un des deux types différents de débitmètre massique. La première utilise un phénomène naturel connu sous le nom d’effet Coriolis pour mesurer le débit massique. Le deuxième type utilise les principes du transfert thermique.
Le débitmètre massique à effet Coriolis ou inertiel utilise un fluide s’écoulant à travers un agencement de tubes qui sont soumis à une force vibratoire semi-circulaire induite. L’effet de Coriolis qui en résulte conduit à un décalage de phase de l’oscillation dans différentes parties de l’agencement du tube. L’importance de ce déphasage est directement proportionnelle au débit massique du fluide dans le tube. Des capteurs placés sur le tube mesurent l’amplitude, la fréquence et le déphasage de ces oscillations. Le débit massique du fluide est ensuite extrapolé à partir des lectures du capteur.
Le deuxième type courant de débitmètre massique, la variante thermique, utilise le principe du transfert de chaleur dans des conditions contrôlées pour calculer les débits. Le gaz ou le fluide passe à travers un tube où il est exposé à une source de chaleur. Lorsque les molécules de fluide traversent la source de chaleur, elles absorbent de l’énergie thermique, refroidissant ainsi la source. Plus la masse de fluide passant par la source de chaleur est importante, plus l’effet de refroidissement est important.
La vitesse à laquelle le transfert d’énergie moléculaire a lieu est une constante connue, et l’étendue du refroidissement est une variable mesurable. Ces deux facteurs sont utilisés pour calculer le nombre de molécules qui sont passées sur la source de chaleur dans une période donnée. A partir de ce résultat, le débit massique exact est calculé. Un profil thermique détaillé du fluide et de ses caractéristiques d’écoulement peut également être appris à partir des résultats du transfert thermique.