Lorsque Shiego Satomura, physicien japonais inventa en 1959 le premier débitmètre à ultrasons, il ne s’attendait surement pas  à voir son invention dominer la mesure de débit sans contact quelques années plus tard.

À l’heure actuelle, de nombreuses entreprises de fabrication conçoivent différents types de débitmètres pour mesurer le débit de liquide avec ou sans contact. Un débitmètre à ultrasons utilise des ultrasons pour mesurer la vitesse d’un fluide.

Le principe de fonctionnent des débitmètres à ultrasons.

Les débitmètres à ultrasons utilisent des ondes sonores(Ultrasons) aux fréquences situées au-delà de la plage d’audition (0,5, 1 ou 4 MHz). Ce signal ultrasonore est envoyé dans un flux de liquide en circulation en utilisant des transducteurs à insertion qui établissent un contact direct avec le liquide, ou des transducteurs externes qui eux envoient les ultrasons à travers la paroi du tuyau; ces derniers permettent aux utilisateurs de mesurer le débit volumétrique d’un fluide dans une conduite, ce qui diminue les coûts d’installation et de maintenance.

Ce principe utilise 2 transducteurs à ultrasons qui fonctionnent à la fois comme émetteur et récepteur d’ultrasons. Chaque transducteur émet et reçois alternativement une rafale d’ultrasons et mesurent ainsi, le temps de transit nécessaire au son pour se déplacer entre les deux transducteurs. La différence du temps de transit (∆ temps) mesurée est directement proportionnelle à la vitesse du liquide dans la conduite donc, au debit volumique. voici 02 principes de fonctionnement des débitmètres à ultrasons :

1.  Technologie à temps de transit (time-of-flight)  :

   – Ce type de débitmètre envoie des signaux ultrasonores à travers le fluide, dans deux directions : avec le courant (sens du flux) et à contre-courant.

   – La différence de temps nécessaire pour que les ultrasons parcourent la distance entre les transducteurs dans les deux directions est mesurée.

   – En utilisant cette différence de temps de transit et la distance entre les transducteurs, la vitesse du fluide peut être calculée.

   – Le débit volumétrique est alors déterminé en multipliant la vitesse du fluide par la section transversale de la canalisation.

2.  Technologie Doppler  :

   – Dans ce type de débitmètre, les ultrasons sont réfléchis par les particules en mouvement dans le fluide (effet Doppler).

   – La fréquence des ultrasons réfléchis est différente de celle des ultrasons émis, en fonction de la vitesse des particules du fluide.

   – En mesurant le changement de fréquence des ultrasons réfléchis, on peut déterminer la vitesse du fluide.

   – En combinant cette vitesse avec la section transversale de la canalisation, le débit volumétrique peut être calculé.

Avantages du débitmètre à ultrasons

Inconvénients du débitmètre à ultrasons

• Il est parfois plus coûteux par rapport aux autres débitmètres mécaniques.

• Sa conception est parfois complexe

• Mesures difficiles sur les tuyaux rouillés, sales, en ciment ou de béton.

• Ne fonctionne pas une fois que le tuyau contient des trous ou des bulles d’air

• Son installation demande le respect de longueurs droites avant et après.  

En résumé, les débitmètres à ultrasons utilisent les propriétés des ondes ultrasonores pour mesurer avec précision le débit d’un fluide dans une canalisation, offrant une méthode fiable et non invasive de surveillance des flux de liquides dans divers environnements industriels et commerciaux.

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