Comment fonctionne un capteur de débit calorimétrique ?

Lorsqu’il est nécessaire de contrôler le débit dans une tuyauterie, on utilise régulièrement un capteur de débit calorimétrique (également appelé contrôleur de débit). Mais comment cet appareil fonctionne-t’il ? c’est l’objet de cet article.

Les capteurs de débit calorimétriques, que l’on peut associer au concept de régulateur thermique de débit, recourent aux lois physiques liées aux flux de transfert de chaleur. Une distinction est faite entre deux solutions techniques : l’échauffement chaleur continue et l’échauffement régulé.

Schéma de fonctionnement d’un capteur de débit calorimétrique

Echauffement continu

Un capteur de débit fonctionnant selon le principe de mesure calorimétrique est constitué d’une sonde de mesure à l’extrémité de laquelle se trouvent deux capteurs de température (voir l’illustration). Un des capteurs est chauffé de façon continue à l’aide d’un élément chauffant intégré (élément bobiné) avec une puissance de chauffe constante et mesure la température au niveau de cet élément chauffant. Le second capteur détermine la température du fluide dans la tuyauterie. De cette façon, on génère une différence de température entre les deux capteurs qui est enregistrée par l’électronique. Plus la vitesse d’écoulement du fluide dans la tuyauterie sera élevée, plus faible sera la différence de température. La raison en est l’effet refroidissant du fluide en écoulement. Les molécules du fluide, en passant à proximité de l’extrémité de la sonde, captent la chaleur et la dissipent en s’écoulant. Plus l’écoulement de ces molécules est élevé, plus l’effet refroidissant est élevé.

Echauffement régulé

La sonde de mesure est à la base identique : il y a deux capteurs de température dans le fluide, l’un d’entre eux peut être réchauffé. Avec cette solution technique, la puissance d’échauffement est régulée de façon à ce que la différence de température entre les deux capteurs de température soit maintenue constante en permanence. Lorsque la vitesse d’écoulement augmente, la puissance d’échauffement doit être augmentée de façon à conserver la différence de température constante. La puissance d’échauffement générée correspond donc à une mesure directe de la vitesse d’écoulement du fluide.

Note

Avez-vous des questions sur le principe de mesure des capteurs de débit calorimétriques ? Avez-vous besoin d’aide pour le choix d’un tel instrument ? WIKA possède dans sa gamme un capteur de débit calorimétrique pour contrôler le débit de fluides liquides (modèle FSD-4). Votre contact commercial WIKA sera heureux de vous renseigner.