Qu'est-ce qu'un débitmètre massique?
Un débitmètre massique est un appareil utilisé pour mesurer le débit d’un fluide ou d’un gaz traversant un tube en un temps déterminé. Le débit massique dans ce sens fait référence au poids et non au volume de la substance. La mesure du débit massique est utilisée dans diverses applications scientifiques et industrielles et est réalisée à l'aide de l'un des deux types courants de débitmètres massiques: les compteurs inertiels ou à effet de coriolis et les débitmètres massiques thermiques.
Le débit massique, à ne pas confondre avec le débit volumétrique, est une mesure de la masse d'un fluide ou d'un gaz au-delà d'un point fixe dans une période donnée. L'unité de mesure standard du débit massique est le livre par seconde ou le kilogramme par seconde plutôt que les gallons ou les litres par seconde. Ces mesures sont effectuées avec l’un des deux types différents de débitmètre massique. La première utilise un phénomène naturel appelé effet de coriolis pour mesurer le débit massique. Le second type utilise les principes du transfert thermique.
Le débitmètre massique à effet Coriolis ou inertiel utilise un fluide s'écoulant à travers un agencement de tubes soumis à une force vibratoire semi-circulaire induite. L'effet de Coriolis résultant provoque l'oscillation dans différentes parties de l'arrangement de tubes en décalage de phase. L'ampleur de ce déphasage est directement proportionnelle au débit massique du fluide dans le tube. Les capteurs placés sur le tube mesurent l'amplitude, la fréquence et le déphasage de ces oscillations. Le débit massique du fluide est ensuite extrapolé à partir des lectures du capteur.
Le deuxième type commun de débitmètre massique, la variante thermique, utilise le principe du transfert de chaleur dans des conditions contrôlées pour calculer les débits. Le gaz ou le fluide passe à travers un tube où il est exposé à une source de chaleur. Lorsque les molécules de fluide traversent la source de chaleur, elles absorbent de l'énergie thermique, refroidissant ainsi la source. Plus la masse de fluide passant par la source de chaleur est importante, plus l'effet de refroidissement est important.
La vitesse à laquelle se produit le transfert d'énergie moléculaire est une constante connue et l'étendue du refroidissement est une variable mesurable. Ces deux facteurs permettent de calculer le nombre de molécules ayant dépassé la source de chaleur au cours d’une période donnée. A partir de ce résultat, le débit massique exact est calculé. Un profil thermique détaillé du fluide et ses caractéristiques d'écoulement peuvent également être appris à partir des résultats de transfert thermique.