Comparaison des méthodes de mesure pour la concentration et la densité

Chacune de ces méthodes de mesure présente des avantages et des inconvénients par rapport aux autres. Cliquez sur la méthode de mesure correspondante.

Mesure de la vitesse du son

La LiquiSonic^® La technologie est basée sur la mesure de la vitesse du son. Avec cette méthode de mesure par ultrasons, il est possible de déterminer avec précision et rapidité la concentration dans un liquide, car la vitesse du son dans un liquide dépend de la concentration des composants individuels et de la température.

Pour déterminer la vitesse du son, une impulsion sonore est envoyée à travers le liquide et le temps est mesuré jusqu'à ce que l'impulsion atteigne le récepteur. Comme la distance entre l'émetteur et le récepteur ultrasonique est constante en raison de la conception, la vitesse du son peut être calculée.

Caractéristiques du LiquiSonic^® Méthode de mesure :

• La mesure est indépendante de la couleur, de la conductivité et de la transparence du liquide de processus
• Précision de mesure de ±0,05 m/s
• Haute précision de mesure sans dérive même avec une forte proportion de bulles de gaz
• Taux de mise à jour des valeurs mesurées de 250 ms
• Installation directe dans les tuyaux ou réservoirs
• Installation sans bypass
• Conception de capteur robuste sans joints ni pièces mobiles
• Technologie de mesure sans entretien
• Insensible à la contamination
• Température d'utilisation de –90 °C à 200 °C
• Pression d'utilisation jusqu'à 500 bar
• Utilisation de matériaux spéciaux dans des liquides chimiquement agressifs
• Mesure de température intégrée

Mesure de densité Coriolis

Le décalage de phase d'un tube oscillant traversé est lié à la force de Coriolis avec le débit massique du liquide traversant. Différents fabricants de débitmètres massiques Coriolis promeuvent l'adéquation de leurs appareils pour la détermination de la densité.

Cependant, les débitmètres Coriolis sont conçus pour optimiser la détection du décalage de phase du système oscillant, tandis que la mesure de densité nécessite une mesure précise de la fréquence d'oscillation. Par conséquent, la précision atteignable est dans la plupart des cas inférieure à ± 5 % à ± 10 % de la plage de mesure.

La mesure de densité et de concentration n'est donc que partiellement possible et est associée à de nombreux inconvénients :

• haute sensibilité aux bulles de gaz et aux sédiments
• Réalisation d'une compensation de température de l'appareil, mais pas du calcul de la densité
• seul un étalonnage de densité en usine est possible
• effort d'installation élevé pour les diamètres nominaux plus grands
• réduction interne du diamètre nominal, d'où une chute de pression élevée et une sensibilité à la contamination

Mesure de densité par oscillateur à flexion

Le principe de l'oscillateur à flexion est une méthode éprouvée en laboratoire pour mesurer la densité et utilise la dépendance de la fréquence d'oscillation d'un tube traversé par rapport 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
• l'oscillateur à flexion est sensible à la pression et aux coups de bélier
• aucun capteur immergé réalisable
• haute sensibilité aux bulles de gaz et aux sédiments

Mesure de la conductivité

La conductivité d'un liquide dépend de la concentration et de l'activité des ions électriquement conducteurs dans ce liquide.

La mesure de la conductivité (inductive) est donc une méthode économique pour mesurer la concentration, mais présente les inconvénients suivants :

• L'activité et donc la conductivité des ions dépendent fortement de la température (jusqu'à 3 % par °C).
• L'activité est fortement influencée par les impuretés, la formation de complexes, les enveloppes d'hydrate, etc.
• La méthode ne peut être utilisée que pour des tâches de mesure dans des liquides inorganiques en raison de son principe.

Mesure du pH

La détermination du pH est une méthode empruntée au laboratoire pour déterminer indirectement la concentration ou la densité.

Cependant, le faible coût des capteurs utilisés présente un certain nombre d'inconvénients :

• contact direct de la membrane avec le processus nécessaire
• une dérive élevée nécessite un effort de calibration continu ainsi qu'une technologie de raccords et de prélèvement complexe et coûteuse
• non utilisable dans les plages typiques de mesure de concentration de plus de 1 m%
• Les capteurs de pH sont fabriqués en verre; en raison de leur fragilité, leur utilisation dans certaines industries est critique (aliments, pharmacie).

Réfractométrie

La détermination de l'angle limite de la 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 une série d'inconvénients pour les appareils de traitement (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 par effet Peltier, ce qui limite la durée de vie.
• L'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde de la lumière.
• Les valeurs d'indice de réfraction de la littérature ou d'un réfractomètre manuel ou de laboratoire ne peuvent pas être utilisées pour les appareils de traitement.

Radiométrie

Un produit radioactif envoie son rayonnement sur le produit à mesurer, qui est reçu par le détecteur. Un scintillateur convertit les radiations radioactives en éclairs lumineux et évalue leur nombre. Comme la pénétration des rayonnements gamma dépend de la matière, la densité est déterminée à partir de l'intensité des rayonnements entrants.

1 : Émetteur avec blindage
2 : Compteur à scintillation
3 : Section de mesure à pince sur la conduite

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, à des exigences réglementaires, à des coûts et à un potentiel de danger :

• Acceptation coûteuse et complexe des appareils par le TÜV / l'association professionnelle
• Entretien continu, par exemple, contrôles d'étanchéité réguliers
• Formation de 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
• Potentiel de danger élevé pour les employés en cas d'accidents