Mesure de la densité par Coriolis
Le déphasage d'un tube vibrant traversé dépend de la force de Coriolis avec le débit massique du liquide traversant. Différents fabricants de débitmètres massiques Coriolis promeuvent l'aptitude de leurs appareils à déterminer la densité.
Les débitmètres Coriolis sont cependant conçus pour optimiser la détection du déphasage du système de vibration, tandis que la mesure de la densité nécessite une mesure précise de la fréquence de vibration. Par conséquent, la précision atteignable est dans la plupart des cas inférieure à ± 5 % à ± 10 % de la plage de mesure.
La mesure de la densité ou de la concentration n'est donc que partiellement possible et présente de nombreux inconvénients :
- sensibilité élevée aux bulles de gaz et aux sédiments
- réalisation d'une compensation de température de l'appareil, mais pas du calcul de la densité
- seule une calibration de densité en usine est possible
- effort d'installation élevé pour les diamètres nominaux plus grands
- réduction interne du diamètre nominal, donc forte chute de pression et sensibilité à la contamination
Mesure de la densité par vibreur à flexion
Le principe du vibreur à flexion est une méthode éprouvée en laboratoire pour la mesure de la densité et utilise la dépendance de la fréquence de vibration d'un tube traversé à la densité du liquide traversant.
Cependant, dans les applications de processus, cette méthode rencontre les limites suivantes :
- utilisable uniquement en dérivation, le diamètre nominal maximal est généralement de 10 mm
- le vibreur à flexion est sensible à la pression et aux chocs de pression
- aucun capteur plongeant réalisable
- sensibilité élevée aux bulles de gaz et aux sédiments
Mesure du pH
La détermination du pH est une méthode issue du laboratoire pour l'obtention indirecte de la concentration ou de la densité.
Cependant, l'avantage du prix bas des capteurs utilisés est compensé par un certain nombre d'inconvénients :
- contact direct de la membrane avec le processus nécessaire
- forte dérive nécessitant un effort de calibration continu ainsi qu'une technologie de robinetterie et de prélèvement coûteuse et complexe
- non utilisable dans les plages de mesure de concentration typiques supérieures à 1 m%
- Les capteurs de pH sont fabriqués en verre ; en raison de leur sensibilité à la rupture, leur utilisation dans certaines industries est critique (agroalimentaire, pharmaceutique)
Réfractométrie
La détermination de l'angle limite de réflexion totale (indice de réfraction) est une méthode empruntée au laboratoire pour déterminer la concentration ou la densité via des courbes d'étalonnage.
L'indice de réfraction est déterminé à la fenêtre optique. Cela entraîne un certain nombre d'inconvénients pour les appareils de processus (réfractomètres) :
- Les dépôts sur la fenêtre provoquent une dérive des valeurs mesurées ou empêchent la mesure.
- Les fenêtres optiques nécessitent un joint ou un collage qui peut être attaqué par des fluides de processus corrosifs.
- Certaines parties de l'électronique (ligne CCD) nécessitent un refroidissement Peltier, ce qui entraîne une durée de vie limitée.
- L'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde de la lumière.
- Les valeurs d'indice de réfraction tirées de la littérature ou d'un réfractomètre manuel ou de laboratoire ne peuvent pas être utilisées pour les appareils de processus.
Radiométrie
Une préparation radioactive envoie son rayonnement sur l'objet à mesurer, qui est reçu par le détecteur. Un scintillateur convertit les rayonnements radioactifs en éclairs lumineux et en évalue le nombre. Comme la pénétration des rayons gamma dépend de la matière, la densité est déterminée à partir de l'intensité des rayonnements reçus.
1 : Émetteur avec blindage
2 : Compteur à scintillation
3 : Section de mesure clamp-on sur la tuyauterie
La radiométrie est aujourd'hui remplacée par des méthodes de mesure modernes car l'utilisation d'une mesure radiométrique est associée à un effort élevé, des exigences réglementaires, des coûts et des risques :
- acceptation coûteuse et complexe des appareils par le TÜV / association professionnelle
- entretien continu, par exemple, contrôles d'étanchéité réguliers
- formation des responsables de la radioprotection
- obligation d'information et de documentation envers les pompiers
- élimination très coûteuse des sources de rayonnement en cas de remplacement ou de retour des appareils
- Livraison dans des véhicules spécialisés
- Risque élevé pour le personnel en cas d'accidents