Une plaque à orifice est un appareil qui mesure le débit de fluide dans un tuyau. Les plaques à orifice sont généralement des plaques métalliques rondes avec un trou au milieu. La plaque elle-même est généralement prise en sandwich entre les extrémités de deux tuyaux à bride sur le système dans lequel le débit doit être mesuré.
Les plaques à orifice peuvent être constituées de plusieurs matériaux différents, et le matériau de construction dépendra du fluide mesuré. L’acier au carbone est couramment utilisé pour les hydrocarbures. L’acier inoxydable est principalement utilisé pour les fluides plus corrosifs. La compatibilité chimique est importante car la corrosion peut avoir un impact négatif sur les performances.
Le trou, ou alésage, dans une plaque à orifice a généralement un côté tranchant et un côté biseauté. Le côté pointu de la plaque doit être du côté de l’entrée du tuyau. Le côté biseauté est du côté sortie du tuyau. La plaque à orifice doit être installée dans le bon sens ; la géométrie latérale joue un grand rôle dans la façon dont le fluide passe à travers l’orifice.
Une plaque à orifice mesure le débit en reliant les pressions et les vitesses du fluide aux côtés entrée et sortie de la plaque. Le fluide du côté entrée est forcé de passer à travers l’alésage de l’orifice. Peu de temps après avoir traversé l’orifice, le fluide atteint un point de convergence maximale, connu sous le nom de vena contracta. À ce stade, la vitesse et la pression du fluide sont différentes de ce qu’elles étaient du côté de l’entrée du tuyau. Les différences de pression et de vitesse sont utilisées pour calculer le débit selon le principe de Bernoulli.
Pour mesurer la pression différentielle, de petits tuyaux – parfois appelés « jambes » – sont installés sur les côtés entrée et sortie de la plaque et sont connectés à un compteur de pression différentielle. Ces tuyaux doivent être exempts de débris ou d’accumulation importante de liquide. Un matériau autre que le fluide mesuré dans les branches du tuyau nuira à la précision de la mesure de la pression différentielle.
Les plaques à orifice sont couramment utilisées pour les mesures de débit de fluide car elles sont relativement bon marché, faciles à installer, faciles à entretenir et bien comprises dans l’industrie de traitement chimique. Les plaques à orifice n’ont pas de pièces mobiles à entretenir. On peut s’attendre à ce que la précision typique d’un compteur à orifice se situe entre 90 et 95 %. L’un des inconvénients des compteurs à orifice est qu’ils peuvent introduire d’importantes chutes de pression permanentes dans un système de tuyauterie.