Capteur de débit massique thermique pour les gaz

Principe de by-pass

Quand on parle de débitmètres massiques thermiques, les gens pensent souvent aux systèmes utilisant un by-pass (dérivation capillaire ou capteur de dérivation).

Figure A

Capteur de débit massique pour les gaz, principe du by-pass

Dans les instruments thermiques basés sur le principe du by-pass, seule une partie du flux de gaz traverse le capteur (comme le montre la Figure A). Le flux de gaz qui passe à travers le capteur est réchauffé par deux dispositifs de chauffage (RHT1 et RHT2). Ainsi, la température du tube est mesurée en deux points (T1 et T2).

Si aucun débit n'est mesuré, le différentiel de température entre les deux points est nul. Lorsque le débit augmente, la température au premier point de mesure (T1) diminue, car le fluide emporte la chaleur (comme le montre la Figure B). Dans le même temps, la température au deuxième point de mesure (T2) augmente car le fluide lui amène de la chaleur. En cas de débit plus important, le différentiel de température augmente et est directement proportionnel au débit massique. Sur le plan électrique, les températures T1 et T2 sont en fait des résistances tributaires de la température RHT1 et RHT2.

La Figure A illustre de quelle manière les signaux mesurés dans le capteur sont amplifiés en signaux électriques. Le capteur est monté en dérivation (by-pass) sur le canal principal et un séparateur de flux à résistance se charge de diviser le flux de façon proportionnelle.

L'élément à flux laminaire (diviseur de flux) de Bronkhorst se compose d'une pile de disques en acier inoxydable dotés de canaux d'écoulement gravés de haute précision, présentant des caractéristiques similaires à celles du capteur de débit. Pour les débits plus élevés, les disques sont équipés d'une section supplémentaire afin de filtrer les effets de turbulence. La division parfaite de flux des séparateurs de Bronkhorst permet un dosage précis et mesurable du débit, même dans des conditions de processus variables.

Figure B

Applications à faible chute de pression

À titre de variante au principe de by-pass décrit ci-dessus, Bronkhorst a imaginé une configuration spécifique pour les applications à faible chute de pression – la Série LOW-dP-FLOW – un capteur qui ne requiert que 0,25 à 2,5 mbar environ. En outre, les canaux d'écoulement, plus larges, limitent les risques de colmatage et facilitent le nettoyage et la purge. Cette solution doit donc être privilégiée pour les applications utilisant des gaz corrosifs.