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Principe de fonctionnement
Mesure du débit massique
Mesure de la masse volumique
Densité en degré API
86
suite
Le mouvement vibratoire des tubes de mesure, combiné avec
l'écoulement du fluide dans les tubes, engendre des forces de Coriolis
qui tendent à déformer chaque tube proportionnellement au débit
massique du fluide dans le tube durant chaque cycle vibratoire. Comme
cette torsion se traduit par un retard de l'une des branches du tube
d'écoulement par rapport à l'autre, les signaux produits par les
détecteurs situés sur les deux branches peuvent être comparés
électroniquement pour déterminer le déphasage. Le transmetteur
mesure le retard entre les détecteurs de vitesse angulaire gauche et
droit à l'aide d'une horloge à quartz. Cette valeur de retard est filtrée
numériquement pour réduire le bruit et améliorer la finesse de la
mesure, puis est multipliée par le coefficient d'étalonnage en débit pour
donner le débit massique.
Comme la rigidité du tube dépend de la température, le couple de
torsion produit par les forces de Coriolis est également fonction de la
température des tubes de mesure. Le coefficient d'étalonnage en débit
du capteur est donc continuellement compensé en température par le
logiciel du transmetteur à partir du signal de sortie d'une thermosonde à
résistance de platine montée en applique à l'extérieur du tube de
mesure. Le signal issu de cette sonde est transmis à un amplificateur de
sonde trois fils, puis est converti en fréquence et numérisé par un
compteur pour pouvoir être exploité par le microprocesseur.
Le débitmètre massique à effet de Coriolis fournit également une
information de masse volumique. La fréquence propre des tubes
d'écoulement est fonction de leur rigidité, de leur géométrie et de leur
masse totale (masse du tube + masse du fluide contenu). On peut donc
mesurer la masse volumique d'un fluide après avoir caractérisé les
fréquences propres du capteur avec deux fluides de masse volumique
connue.
Le transmetteur mesure la période de chaque cycle vibratoire à l'aide
d'une horloge haute fréquence. Cette mesure est filtrée numériquement
et la masse volumique est calculée à l'aide des coefficients d'étalonnage
en masse volumique du capteur après correction de la fréquence propre
mesurée en fonction des variations de rigidité dues à la température. Le
transmetteur calcule le débit volumique en divisant le débit massique
mesuré par la masse volumique mesurée.
Si l'on choisit le degré API comme unité de masse volumique, le
transmetteur calcule le volume corrigé à la température de référence
selon la norme API 2540. Le transmetteur calcule le débit volumique et
le total en volume à 60 °F ou 15 °C, selon l'unité de température :
• Si l'on choisit le degré Fahrenheit ou le degré Rankine comme unité de
température, le transmetteur calcule le volume à 60 °F.
• Si le degré Celsius ou le degré Kelvin est choisi comme unité de
température, le transmetteur calcule le volume à 15 °C.
A partir de la masse volumique et de la température aux conditions de
service d'un liquide pétrolier donné, on peut déterminer directement la
masse volumique à la température de référence (60 °F ou 15 °C) à
partir des tables de conversion API ou en utilisant l'équation suivante
(API 2540) :
Manuel d'instructions du transmetteur RFT9739 version site
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