En pratique, lors de la surveillance de la pression différentielle, on constate que le signal de sortie d'un transmetteur de pression différentielle doit parfois être converti en un signal de 4 à 20 mA (√20 mA). Ce type d'application est fréquent dans les systèmes industriels de mesure de débit utilisant le principe de la pression différentielle, une méthode courante pour la surveillance du débit. Après un bref rappel sur la mesure de débit par pression différentielle, on peut comprendre le rôle du transmetteur de pression différentielle dans le fonctionnement du débitmètre.
Les débitmètres jouent un rôle essentiel dans la surveillance du débit des fluides au sein des réseaux complexes de canalisations industrielles. Ils fournissent des mesures de débit précises et opportunes, contribuant ainsi à une gestion efficace des matériaux et à la sécurité des opérations. La méthode de pression différentielle est l'une des principales technologies de mesure de débit et comprend différents types de débitmètres. Bien que leur structure diffère, ils partagent des objectifs de fonctionnement similaires : créer un intervalle de pression pour le calcul du débit, selon le principe fondamental suivant :L'équation de BernoulliL'énergie totale, composée de l'énergie cinétique et potentielle, d'un fluide en écoulement reste constante quelles que soient les conditions. Par conséquent, l'élément principal de ces débitmètres à pression différentielle est essentiellement un dispositif d'étranglement (plaque à orifice, tube de Venturi, tube de Pitot, cône en V, etc.) qui accélère localement l'écoulement, entraînant une chute de pression hydrostatique du fluide.
C'est là qu'intervient le transmetteur de pression différentielle. Ses éléments principaux sont de simples dispositifs mécaniques qui génèrent physiquement une différence de pression dans le processus, mais aucun n'est capable de mesurer directement cette différence et de produire un signal de sortie. Ils ont donc besoin d'un dispositif pour détecter la pression différentielle entre l'amont et l'aval et la convertir en un signal de sortie correspondant à la mesure du débit — une tâche parfaitement adaptée au transmetteur de pression différentielle.
Une fois la mesure de la pression différentielle établie, la question se pose de savoir comment la pression différentielle et le débit volumique sont liés. D'après l'équation de Bernoulli et l'équation de continuité, il existe une relation non linéaire entre la pression différentielle générée (ΔP) et le débit volumique réel (Q).
Q=K√ΔP
Où K représente un coefficient spécifique au débitmètre, déterminé par le type d'élément primaire et plusieurs autres facteurs (densité du fluide, diamètre de la conduite, etc.). Le signal brut 4~20 mA du transmetteur n'est pas linéaire par rapport au débit et ne permet pas d'en représenter correctement l'évolution. Ce problème peut être résolu par l'intégration d'une extraction de racine carrée (ERC), qui extrait la racine carrée de la variation de pression (ΔP) native, rendant ainsi le signal proportionnel au débit volumique.
Si le transmetteur ne peut pas effectuer l'auto-calcul (SRE) en interne, ce calcul doit être pris en charge par un calculateur de débit ou un système de contrôle externe, ce qui peut accroître la complexité et les risques d'erreurs dans le routage du signal. C'est pourquoi les transmetteurs DP modernes intègrent généralement une fonction SRE sur circuit analogique et peuvent fournir un courant de sortie de 4 à 20 mA (racine carrée). De plus, ils peuvent implémenter une coupure en cas de faible débit afin d'atténuer la dérive du capteur, qui peut être fortement amplifiée à faible débit. Cette fonction logicielle force la sortie à 4 mA (débit nul) lorsque le débit calculé descend en dessous d'un seuil défini, évitant ainsi les signaux erratiques et les erreurs de mesure.
Les systèmes de mesure de débit par pression différentielle comptent parmi les technologies de contrôle de débit les plus éprouvées et les plus répandues. Malgré leurs avantages indéniables, ils présentent également des limitations liées à leur structure et à leur principe de fonctionnement :
Conception standardisée, technologie éprouvée
+ Structure robuste et durable, sans pièces mobiles
+ Précision et stabilité améliorées
- Perte de pression permanente
- Rapport de réduction étroit
- Sensible aux variations de densité du fluide et à d'autres facteurs
Le choix d'un débitmètre adapté est essentiel pour garantir l'efficacité et la précision de la mesure du débit des fluides. En prenant en compte l'ensemble des facteurs de fonctionnement, les utilisateurs peuvent prendre des décisions éclairées, en adéquation avec leurs besoins spécifiques.Shanghai WangyuanNotre entreprise se consacre depuis plus de 20 ans à la fabrication et à la maintenance d'instruments de mesure et de contrôle, notamment tous types de débitmètres, de transmetteurs de pression différentielle et autres accessoires pour la mesure de débit. Pour toute question ou demande d'information, n'hésitez pas à nous contacter.
Date de publication : 25 août 2025