de 150 mm), l implantation d un Coriolis est difficile a argumenté face, notamment, aux technologies par ultrasons ou électromagnétique.

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1 G uide d achat MES U R E S P H Y S I Q U E S n est pas (encore?) contaminé par des équipements bas de gamme, de mauvaise qualité. Il existe bien sûr des différences d un constructeur à l autre mais elles résident dans des fonctionnalités ou des particularités parfois subtiles. Les débitmètres à effet Coriolis Le tube de mesure, plus ou moins courbe 48 un volume, il est toujours possible de se tromper, car le volume varie en fonction de la température, de la pression, de la compressibilité du fluide. La masse, elle, c est toujours la même masse, presque insensible aux conditions de mesure et aux caractéristiques du fluide. Les études de marché corroborent cet engouement. Une étude américaine réalisée par Flow Research estime que le marché mondial des débitmètres Coriolis a atteint 662 millions de dollars en 2007 et prévoit une croissance moyenne de 7,5 % par an jusqu en 2012, pour atteindre alors 950 millions de dollars. En France, au sein du Gimélec, les fournisseurs d instrumentations ont également additionné des chiffres à la hausse. Si la débitmétrie électromagnétique reste le plus gros marché en nombre de pièces, la valeur du marché de la débitmétrie Coriolis se rapproche fortement. Le prix d un débitmètre Coriolis peut en effet être facilement trois fois plus élevé qu un électromagnétique. Il est le seul frein à cette technologie. C est la principale raison pour laquelle les industriels n en mettent pas partout. Ainsi, retrouve-t-on les débitmètres Coriolis dans le domaine de la pétrochimie, chimie, pharmacie, sur des produits à haute valeur ajoutée. Ils ont également pénétré les marchés de T out le monde est convaincu et nous enfonçons aujourd hui des portes ouvertes», assure Patrick Baudet, responsable produits débitmétrie industrielle chez ABB. S ils le pouvaient, les industriels en mettraient partout. Depuis plus de trente ans d existence, les débitmètres à effet Coriolis n ont pas failli et leur réputation semble aujourd hui assurée. Une précision de mesure à typiquement 0,1 %, voire à 0,05 % dans certaines conditions d étalonnage, en fait l équipel essentiel ment le plus précis pour mesurer un débit. Le choix d un débitmètre Le débit masse est récoriolis est toujours solument l argument un compromis à trouver : majeur. «C est comme Entre l étendue de mesure, une évidence, soutient la précision et la sensibilité Christian Jay responsarecherchées. ble débitmétrie massi En minimisant les pertes de que, vortex et ultrasons charge, l encombrement chez Krohne. Que ce soit de l appareil, les risques en pharmacie, en chimie, en d encrassement ou de colmatage. agroalimentaire, toutes les formulations chimiques se Les paramètres modifiables font en masse. Mêmes dans au niveau du tube de mesure sont : les silos de stockage, les exploitants gèrent des masses Sa forme, son épaisseur, non des volumes.» son matériau. Lorsque l on mesure l agroalimentaire, de la pharmacie. Pour l eau, il faut bien reconnaître que les Coriolis restent trop chers et ont du mal à détrôner le traditionnel débitmètre électromagnétique (DEM). Sur les gros diamètres, (au-delà de 150 mm), l implantation d un Coriolis est difficile a argumenté face, notamment, aux technologies par ultrasons ou électromagnétique. Mais pourquoi un Coriolis reste encore si cher? Question de marketing, de volume? Pas uniquement. «La fabrication d un Coriolis ne s improvise pas au fond d un garage», précise Patrick Baudet (ABB). Le coût de fabrication de cet équipement reste encore élevé et il faut tout un savoir-faire qui est loin de se banaliser.après avoir fait ses preuves pendant trois décennies, la technologie reste entre les mains d un nombre limité de fabricants. Une dizaine, guère plus, se partagent aujourd hui le marché. Micro Motion ( ), qui fut le premier à proposer la technologie, a pendant longtemps détenu l essentiel du marché. D autres four- IMPOSANT! Les débitmètres à effet Coriolis s imposent dans un grand nombre d applications presque comme une évidence. Débit massique, incertitude, absence d influences des caractéristiques du fluide, ses arguments sont connus. Seul le prix peut être un frein à cette technologie, notamment pour les conduites de diamètre important. ABB La technologie Coriolis est aujourd hui acceptée et ses avantages ne sont plus à démontrer : elle mesure un débit massique avec une précision typiquement inférieure à ± 0,1 %. Elle fonctionne aussi bien pour tous les fluides, liquides ou gaz. Elle est insensible à la température, la pression, la compressibilité ou la nature du fluide. La principale limite des débitmètres Coriolis reste le prix parce que leur conception nécessite un savoir-faire important. C est la raison pour laquelle il n y a pas pléthores de fournisseurs. Loin d être banalisée, la technologie évolue toujours. Contrairement à d autres technologies, les débitmètres Coriolis, n exigent pas un grand nombre de longueurs droites, en amont ou aval, ce qui autorise des installations relativement compactes limitées à la simple longueur du tube de mesure. nisseurs d instrumentations tels que Krohne ou ont réussi peu à peu à trouver leur place. Aujourd hui, les principaux acteurs du contrôle de process se positionnent également. «Nous mettons fermement l accent sur cette technologie, indique Patrick Baudet (ABB). Nous sommes aujourd hui au milieu du peloton et nous avons encore des parts de marché à gagner.» Alors comment se différencie un débitmètre Coriolis d un autre débitmètre Coriolis? Pas facile. Etant donné la technologie que cet appareil exige, tous les fournisseurs ont investi beaucoup d argent pour développer des équipements fiables, surtout à la hauteur de la demande et pouvant répondre à toutes les applications. A ce prix-là, il faut que cela fonctionne. En d autres termes, ce marché La forme du tube reste encore un élément de différenciation important d un fournisseur à l autre. A l origine, chacun s est imposé sur le marché avec une forme qui lui était spécifique en double S allongé, en U, en V, en oméga Chacun protégeant sa forme par de nombreux brevets. Aujourd hui, avec la diversification des applications sur des gros ou petits diamètres, sur des fluides chargés ou non, les fournisseurs ont modulé leur forme initiale. Beaucoup proposent des monotubes ou des bitubes plus ou moins droits, plus ou moins courbes. Plus le tube est incurvé, plus la perte de charge et les phénomènes d encrassement sont importants mais mieux il vibre. Si celuici est double, les deux tubes rentrent en résonance, ce qui augmente encore la sensibilité de vibration et donc son seuil de détection. La majorité des fournisseurs préconisent donc un bitube. «Nous proposons un monotube droit uniquement pour des fibres longues, des produits qui peuvent figer, ou pour tout ce qui peut entraîner un colmatage», souligne Jean Yvert, responsable produits débitmétrie et densimétrie chez. La société Krohne se distingue en revendiquant le monotube droit pour la plupart des applications. «Nous avons construit notre réputation avec le monotube droit, souligne Christian Jay. Nous avons investi beaucoup en recherche et développement pour lui apporter les mêmes caractéristiques métrologiques qu un bitube. Ainsi, notre appareil pour transactions commerciales répond aux mêmes classes de précision selon la directive MID, et sur les mêmes étendues de mesure.» L une des astuces de Krohne est de recréer la fonction bitube par un tube coaxial qui enveloppe le tube de mesure. L ensemble est inséré sur la conduite par un dispositif pendulaire pour immuniser la mesure des vibrations extérieures. A l opposé, la société allemande Rheonik a choisi la forme la plus courbe possible : l oméga. Les deux tubes sont par ailleurs associés à une barre de torsion qui renforce la résonance entre les deux et minimise 49

2 Le principe de mesure Les débitmètres Coriolis L accélération de Coriolis apparaît lorsque l on soumet une masse à la fois à un mouvement de rotation et à un mouvement de translation. A cette accélération correspond une force : F = 2.m.ω.v ABB CoriolisMaster l influence des vibrations du process : «Nous avons un très bel effet Coriolis et une forte sensibilité, insiste Guy Courtois, directeur commercial de Metra (distributeur de Rheonik en France). Ceci nous permet de jouer sur l épaisseur du matériau et donc de monter en pression. Aujourd hui notre débitmètre tient en pression jusqu à bar.» En réalité, on l aura déjà compris, tout est affaire de compromis : forme, matériau, épaisseur du tube, chaque fournisseur multivariable. Par la mesure de la fréquence de vibration et du déphasage, on accède à la fois au débit massique et à la masse volumique Systèmes de du produit. a développé son savoir-faire pour proposer ensuite à l industriel, selon son application, l équipement qui assurera le meilleur équilibre entre la sensibilité, la précision, l étendue de mesure, la perte de charge. La mesure directe du débit massique est l argument majeur du débitmètre massique. Pourtant, celui-ci sait faire plein d autres choses. Il est, de toute l histoire de l instrumentation, le premier instrument de mesure Entre deux étalonnages a développé un outil spécifique pour le contrôle des débitmètres Coriolis en production. Le contrôle s effectue en simulant les signaux du capteur. Cet outil ne tient pas compte du débit réel de liquide. Il peut être utilisé sans interrompre le process ou démonter les appareils. La simulation de dysfonctionnements et le fonctionnement en dehors des valeurs limites peuvent également être testés. Le temps d immobilisation de la mesure correspondant à la simulation et à la prise en compte des résultats est d environ dix minutes. Deux offres sont possibles : l acquisition de l outil Fieldcheck avec formation du personnel ou une prestation de service par les techniciens. Pour Alain Ciliento, chef produit débitmétrie, cet équipement vient en complément des autodiagnostics : «Les fonctions d auto-diagnostics ont aussi leurs limites. C est de l intelligence injectée dans l appareil. Mais elle peut subir les mêmes perturbations, les mêmes dérives que ce dernier. L idée de Fieldcheck est de proposer un élément de contrôle séparé, stocké dans les meilleures conditions, réétalonnable en laboratoire et traçable métrologiquement». 50 Optibatch de Krohne est une conception compacte avec l électronique intégrée. Le convertisseur, miniaturisé, se situe au niveau du tube de mesure. Les données sont transmises directement vers l automate. Cet appareil est destiné à équiper les machines de remplissage tournantes, linéaires, ou monobec. Foundation Fieldbus Atex, FM, CSA/EHEDG - précision jusqu à 0,5 g/l ; - mesure de concentration à partir de la densité et d une matrice de 100 valeurs avec correction en température (matrices standards ou suivant spécification client) ; - autovidangeable - en concentration : matrice prédéfinie pour Brix, alcool, soude, amidon - possibilité de sortie 4-20 ma et totalisation net produit bitube courbe (débitmètre compact et autovidangeable) 0 à 272 t/h - débit (masse ou volume) : ± 0,10 % de la mesure options ± 0,15 % de la mesure et ± 0,20 % de la mesure ; - masse volumique : ± 1,0 kg/m3 (= ± 0,001 g/cm3) option ± 2,0 kg/m3 (= ± 0,002 g/cm3) ; - applications gaz : ± 0,50 % de la mesure DN6 à DN80 liquides, gaz, vapeurs, fluides chargés à 427 C du vide absolu à 148 bar - température : de à 427 C ; - masse volumique : de 0 à kg/m3; - concentration ( Brix, Plato, % matière sèche, % bases et % acides, volume d alcool pur, etc.) diagnostic d intégrité du transmetteur et des éléments internes du capteur (excitateur, détecteurs et sonde de température) Hart, Fielbus Foundation, Profibus PA ou DP, DeviceNet, Modbus Atex. Pour H aseptique : autorisation 3-A et certification EHEDG nominale spécifiée : rapport de 1 à 40 ; - constructions Inox 316L, Hastelloy H : CIP/SIP - NEP/SEP (nettoyables et stérilisables en place), état de surface meilleur que 0,4 µm jusqu à 2. - applications gaz : ± 0,50 % de la mesure DN6 à DN40 liquides, gaz, vapeurs, fluides chargés - 50 à 150 C du vide absolu à 100 bar - température : - 50 à 150 C ; - masse volumique : 0 à kg/m3 - concentration ( Brix, Plato, % matière sèche, % bases et % acides, etc.) diagnostic d intégrité du transmetteur et des éléments internes du capteur (excitateur, détecteurs et sonde de température) jusqu à 2. Sorties impulsions : jusqu à 2 Hart, Fielbus Foundation, Profibus PA ou DP, DeviceNet, Modbus Atex, autorisation 3-A et certification EHEDG nominale spécifiée : rapport de 1 à 10 environ ; - construction en titane (tube de mesure et parties au contact du fluide) CIP/SIP - NEP/SEP (nettoyables et stérilisables en place) Etat de surface meilleur que 0,4 µm option ± 0,05 % de la mesure ; - masse volumique : ± 0,5 kg/m3 (± 0,0005 g/cm3) option : ± 0,2 kg/m3 (± 0,0002 g/cm3) ; - applications gaz : ± 0,35 % de la mesure DN3 à DN300 liquides, gaz, vapeurs, fluides chargés, mélanges biphasiques avec transmetteur spécifique 2 400S. Exemple : batch vide-plein-vide (démarrage sur ligne vide et purge en fin de batch) C (cryogénie) à 427 C du vide absolu à 148 bar - température : à 427 C ; - masse volumique : 0 à kg/m3 ; - concentration : Brix, Plato, % matière sèche, % bases et % acides, volume d alcool pur, etc. - autocontrôle d exactitude en place par analyse de la raideur du matériau des tubes de mesure ; - diagnostic d intégrité du transmetteur et des éléments internes du capteur (excitateur, détecteurs et sonde de température) jusqu à 2. Sorties impulsions : jusqu à 2 Hart, Fielbus Foundation, Profibus PA ou DP, DeviceNet, Modbus Atex - version transmetteur 2 fils Atex disponible de DN6 à DN40 ; nominale spécifiée : rapport de 1 à 80 environ ; - certifications LNE (national) et MID pour comptage transactionnel sur liquides autres que l eau ; - constructions Inox 316L, Inox 304L, Hastelloy F et H Intrinsèquement multivariable positionnement Les systèmes de «Les industriels semblent découvrir aujourd hui les positionnement vertus de la masse volumique», remarque Patrick PSE 30/32-14 de Baudet (ABB). Appelée souvent à tort densité Halstrup Walcher (rappelons que la densité est une grandeur sans dimension), la masse volumique autooffrent une rise l identification d un produit, la détection solution de passage d un nouveau produit, la diffécompacte pour le renciation des sous-produits. La masse double S allongé ou monotube spiralé suivant diamètres Matériaux : Inox 316Ti, 316L, Hastelloy - masse volumique : de 0,5 à 3,5 g/l ; - mesure de concentration par exemple : sucre (Brix, Baumé), alcool, amidon de blé, amidon de maïs, soude - autodiagnostics : simulation complète de l appareil à partir du clavier ; - 40 alarmes et avertissements accessibles sur l affichage 2 sorties analogiques configurables par clavier sortie impulsions calibrées configurable, 1 sortie TOR et 1 entrée TOR configurable par clavier, bus PA, T positionnement et monotube droit le réglage des (débitmètres autovidangeables) axes auxiliaires. 0 à 87 t/h Ils intègrent un - débit (masse ou volume) : ± 0,15 % de la moteur à mesure ; - masse volumique : ± 2,0 kg/m3 commutation (= ± 0,002 g/cm3) ; électronique, un codeur absolu multitour, un amplificateur de Elite puissance, un système électronique de commande et des interfaces bitubes en delta (jusqu au DN25) ou CANopen ou bitubes en U (DN40 et supérieurs) 0 à t/h Profibus. Ils se prêtent - débit (masse ou volume) : ± 0,10 % de la mesure (masse ou volume) notamment au réglage automatique des outils, butées ou broches sur des Avec ω la vitesse angulaire, v la vitesse de translation et m la masse du fluide. Dans un débitmètre, une bobine excitatrice placée en C, soumet le tube de mesure à un mouvement oscillant autour de l axe de repos A-B. Lorsque les particules du fluide se déplacent avec la vitesse v, elles provoquent des forces de Coriolis qui agissent sur les deux moitiés du tube, dans des sens opposés. Le fluide retarde l oscillation lorsqu il doit lui-même en acquérir le mouvement (entre A et C) et l accélère lorsqu il restitue l énergie prélevée (entre C et B). Il en découle une distorsion du tube très faible qui se superpose à l oscillation de base. Le mouvement total est mesuré à l aide de capteurs inductifs placés en A et en B. En présence de débit, un retard de phase est observé entre l oscillation en A et l oscillation en B. Déphasage auquel correspond un intervalle de temps Δ et directement proportionnel au débit masse Q (f étant la fréquence d oscillation et k une constante). 0,01 à kg/min + 0,4 %/0,25 % /0,15 %/0,1 % de la mesure en précision intrinsèque Diamètres disponibles (DN) : DN1,5 à DN150 liquides, peut convenir sur mélanges biphasiques - 50 C à C jusqu à PN 100 Cl600 51

3 Promass I Promass F monotube droit de 0 à 180 t/h bitube légèrement coudé de 0 à t/h - débit massique liquide : ± 0,10 à 0,15 % (selon transmetteur) ; - débit massique gaz : ± 0,50 % - masse volumique : ± 2 kg/m 3 (conditions de référence), ± 4 kg/m 3 de 0 à 85 C et de 0 à kg/m 3 (suite à étalonnage spécial en usine) DN8, 15, 25, 40, 50, 80 liquides, gaz - 50 à 150 C jusqu à 100 bar - débit massique liquide : ± 0,05 à 0,15 % (selon transmetteur et étalonnage) ; - débit massique gaz : ± 0,35 % ; - masse volumique : ± 0,5 kg/m 3 (conditions de référence), 1 kg/m 3 de 0 à 85 C et de 0 à kg/m 3 (étalonnage spécial en usine) DN8, 15, 25, 40, 50, 80, 100, 150, 250 liquides, gaz - standard : de - 50 à 200 C - options : de à C - température : de - 50 à 200 C (± 0,5) ; - masse volumique : de 0 à kg/m 3 ; volume, % API, Brix, Plato ; - mesure de la viscosité (répétabilité de 0,5 %) du transmetteur et du capteur, présence de liquide dans le gaz, ou de gaz dans le liquide ; jusqu à 100 bar - température de à 350 C (± 0,5) ; - masse volumique de 0 à kg/m 3 ; volume, % API, Brix, Plato du transmetteur et du capteur, présence de liquide dans le gaz, ou de gaz dans le liquide ; Atex gaz et poussière pour zone 1 et 2, FM classe 1 div 1 ou 2, NEPSI, TIIS agrément SIL2, agrément 3-A, EHEDG Observations - particularités : - enceinte de réchauffage ; - écart de mesure typiquement de ± 0,0002 % de la fin d échelle/ C ; - raccord triclamp excentrique vidangeable horizontalement Atex gaz et poussière pour zone 1 et 2, FM classe 1 div 1 ou 2, NEPSI, TIIS agrément SIL2, agrément 3-A, EHEDG agrée transaction commerciale selon la directive des instruments de mesure (MID) Observations - enceinte de réchauffage dédié et optimisé pour transférer un maximum de chaleur TM TME en oméga de 0,5 à kg/h ± 0,1 % de la mesure DN10 à DN150 liquides, gaz - 90 à 260 C en oméga de 20 à kg/h ± 0,15 % de la mesure DN10 à DN80 liquides, gaz jusqu à 900 bar - masse volumique avec une précision de ± 0,003 g/cm 3-40 à 180 C jusqu à 40 bar - masse volumique avec une précision de 0,003 g/cm 3 Atex - possibilités de matériaux pour les tubes : Inox, Hastelloy C22, Hastelloy B2, Monel, nickel, tantale, zirconium, verre ; - possibilités pour le réchauffage traçage Atex possibilités pour le réchauffage traçage Promass P monotube légèrement coudé de 0 à 70 t/h - débit massique liquide : ± 0,10 % à ± 0,15 % (selon transmetteur) ; - débit massique gaz : ± 0,50 % ; - masse volumique : de 0,5 kg/m 3 (conditions de référence), 2 kg/m 3 de 0 à 85 C et de 0 à kg/m 3 (étalonnage spécial en usine) DN8, 15, 25, 40, 50 liquides, gaz de - 50 à 200 C jusqu à 63 bar - température : de - 50 à 200 C (± 0,5) ; - masse volumique : de 0 à kg/m 3 ; volume, % API, Brix, Plato du transmetteur et du capteur, présence de liquide dans le gaz, ou de gaz dans le liquide ; Atex gaz et poussière pour zone 1 et 2, FM classe 1 div 1 ou 2, NEPSI, TIIS agrément SIL2, agrément 3-A, EHEDG, certificat de conformité ASME BPE Observations - - enceinte de réchauffage dédié et optimisé ; - écart de mesure des capteurs Promass typiquement de ± 0,0002 % de la fin d échelle/ C ; - raccord triclamp excentrique vidangeable horizontalement industries biologiques comme le traitement des eaux, l eau industrielle, les process de fermentation, la préparation de produits, les fermenteurs à batch, les process de stérilisation, les produits et solutions de nettoyage. Utilisable après des nettoyages NEP/SEP KHRONE TMU en U de 60 à kg/h ± 0,1 % de la mesure DN10 à DN400 liquides, gaz de - 40 à 260 C jusqu à 40 bar - masse volumique avec une précision de ± 0,003 g/cm 3 Atex - possibilités de matériaux pour les tubes : Inox, Hastelloy C22 ; - possibilités pour le réchauffage traçage 52 53

4 Krohne Optimass Metra (Rheonik) RHMO15 à RHM160 Siemens Sitrans FC (Flow Coriolis) monotube en Z, monotube droit, bitube droit, bitube en U. Tous matériaux usuels plus tantale 0,3 à kg/h monotube/bitube de 65 kg/h (PE) à 87 t/h (PE) ± 0,1 % de la valeur mesurée - monotube : DI 1.5, 3, 4, 6, 15, 25, 40 ; - bitube : DN20, 25, 50, 65, 80, 100, 150 liquides, gaz 0,1 % de la VM 1 à 250 mm liquides, gaz, mélanges biphasiques à C - masse volumique : sur la gamme de débit de 500 à kg/m 3 autodiagnostics oméga solidaire d une barre de torsion 1 g/min à t/h 0,1 % de la valeur mesurée 1/4 à 16 liquides, gaz, mélanges biphasiques, fluides chargés à 400 C - standard : - 40 à 115 C ; - version hte température : jusqu à 180 C jusqu à 410 bar - température (± 0,5 C) ; - masse volumique ; - mesure de concentration Brix ; - débit fractionné recherche des erreurs et contrôle de l appareil par menus spéciaux de diagnostic, traitement et enregistrement autoexplicatifs des erreurs Sorties : version standard : - 1 sortie courant, 1 sortie fréquence/ jusqu à 3 sorties 4-20 ma (Hart) pulse, fréquence, Profibus Fieldbus IP67, FM, CSA, CEM, PED, Atex, MID OIML R nouvelle gamme Optimass pour les comptages en vrac, en DN100, DN150, DN250 équipés en standard d une enceinte jusqu à bar - température : à 400 C ; - masse volumique jusqu à kg/m 3 (ex : brome) Sorties : 2 sorties 4-20 ma, 3 sorties numériques affectables (défaut, sens de passage, tubes vides, seuils débits, seuils températures, seuil masse volumique) Atex, NMI, PTB impulsion, 1 sortie relais, 1 entrée numérique ; - 3 sorties courant, 2 sorties fréquence/ impulsion, 2 sorties relais, 1 entrée numérique ; Toutes sorties indépendamment configurables pour masse, volume, densité, etc. Communication numérique : Profibus PA/DP, Hart, Modbus RTU, CanOpen, DeviceNet, Foundation Fieldbus EEx-de [ia/ib] IIC T6, DEMKO 03 Atex 13253X Observations - particularités : - puce de débit masse dédiée (ASIC) ; - réduction du temps de réponse à vitesse effective de mise à niveau de 30 Hz ; de confinement, avec encombrement réduit. Appareils pour bancs de comptage process et transactionnel, certifiés selon la MID MI005 et OIML R117-1 classe 0,3 ; - nouvelle gamme Optibatch de conception compacte avec électronique intégrée. Cet appareil est destiné à équiper les machines de remplissage tournantes, linéaires, ou monobec, lorsque le liquide à mesurer n est pas conducteur d électricité ou lorsqu une mesure pondérale est demandée Observations particularités : - appareils avec réchauffage intégral jusqu au plan de brides ; - autodiagnostic Mesures sous haute pression, mesures de fluides supercritiques (CO 2 ), fluides très corrosifs (matériau tantale), fluides abrasifs (tube de mesure épais), débits pulsés (derrière une pompe doseuse), mesures en zone, sous rayonnements nucléaires - immunité aux parasites (algorithme breveté par transformation discrète de Fourier) ; - stabilité de point zéro et précision de mesure améliorée, une résolution des signaux d entrée supérieure à 0,35 ns ; - commande de dosage intégrée à dispositif de compensation ; - 2 totalisateurs incorporés - industrie chimique et pharmaceutique ; - produits/denrées alimentaires et boissons ; - industrie automobile ; - huiles et gaz ; - eaux potables et eaux résiduelles (dosage des produits chimiques pour le traitement des eaux) Le premier Coriolis 2 fils On le disait fort consommateur en énergie. Pourtant Micro Motion lance aujourd hui le premier débitmètre Coriolis à technologie 2 fils. «Par sa construction mécanique notre tube de mesure, demande très peu d énergie d excitation», explique Jean Yvert, responsable produits débitmétrie et densimétrie chez. A ce tube, en réalité un bitube en forme de U ou de Δ, le fabricant a adjoint un transmetteur très basse consommation. Toutes les économies d énergie ont été envisagées : plus de rétroéclairage, des boutons-poussoir à la place de touches électro-optiques «Ainsi, nous n avons fait aucune concession sur les performances métrologiques et l échantillonnage du signal reste inchangé : le déphasage est mesuré fois/s», poursuit Jean Yvert. Par ce produit, Micro Motion espère ainsi lever les dernières réticences des industriels qui hésitaient à mettre un Coriolis à la place d un autre débitmètre déjà implanté en 2 fils, uniquement pour des raisons de câblage. volumique n est pas cruciale dans tous les procédés mais elle est prisée dans certains secteurs tels l agroalimentaire ou la chimie. Un débitmètre Coriolis intègre également un capteur de température. Ensuite, selon le transmetteur, il est également possible d accéder à d autres grandeurs comme le débit volumique ou la mesure de concentration. Selon l application, cette mesure de concentration (qui s appuie sur la masse volumique) peut être convertie en degré d alcool, en concentration de sucre Depuis un peu plus d un an, à tous ces paramètres, a ajouté également la viscosité. Une barre de torsion fixée sur le tube de mesure provoque un mouvement de rotation. Cette torsion du tube est atténuée avec la viscosité du produit. Il est alors possible d accéder à la viscosité dynamique. La mesure simultanée de la masse volumique du produit permet de déterminer également la viscosité cinématique. «Tout le monde n est pas intéressé par cette grandeur. Néanmoins, nous avons déjà plus de références d application», souligne Alain Ciliento, chef produit débitmétrie chez. Cette mesure peut être utilisée soit en alarme pour avertir un risque de prise en masse de la matière, soit en contrôle de procédés. «Par exemple, dans la production de yaourts, ni la masse volumique, ni la conductivité ne parviennent à distinguer le lactosérum de la matière blanche, seule une mesure de viscosité peut être utilisée», poursuit Alain Ciliento. Autre évolution, chaque nouvelle génération de transmetteurs a apporté son lot de fonctions d autosurveillance et de diagnostics. Tous les paramètres sont aujourd hui autosurveillés : les éléments qui provoquent les vibrations, les capteurs qui mesurent les fréquences, la température L autodiagnostic, désormais du quotidien L autodiagnostic détecte non seulement des défauts de fonctionnement du capteur mais surveille aussi le process en lui-même : une fuite, un défaut du profil d écoulement, des vibrations «C est devenu du quotidien», souligne Christian Jay (Krohne). Du coup, les fournisseurs mettent peut-être un peu moins en avant ces fonctions d autocontrôle de l équipement qui atteignent aussi leurs limites. Maintenant, il s agit pour l exploitant Yokogawa RotaMass 3 bitube cintré de 1 kg/h à 600 t/h débit massique : ± 0,1 % 1/4 à 8 (DN200) liquides, gaz, convient à des mélanges biphasiques liquide/gaz de à 350 C jusqu à 285 bar - température avec une précision de ± 0,5 C ; - masse volumique avec une précision de ± 0,5 g/l ; - mesure de concentration sur mesure détection de présence de gaz dans les liquides, détection de corrosion et abrasion des tubes de mesures, historique des autozéros 2 sorties 4-20 ma et 2 sorties impulsions en standard sorties numériques : communication Fieldbus disponible Atex ADF et SI, également disponibles : FM, INMETRO et IECEx - construction avec un système dit de cage flottante pour une insensibilité aux perturbations vibratoires externes (pas de préconisation de montage sur le RotaMASS même derrière une pompe doseuse) ; - l ensemble de la gamme peut être proposé en version calorifuger avec un traçage par fluide caloporteur, le tout dans un caisson de protection en acier Inoxydable, solution clés en main réalisée et garantie par le constructeur) ; - pour couvrir l ensemble des applications, de 1 kg/h à 6 t/h, le RotaMASS est équipé d une seule électronique afin de minimiser les coûts de maintenance et de formation des équipes. Cette électronique dispose des fonctions avancées telle que la détection de présence de gaz. Les menus intuitifs et les touches de programmation infrarouge en face avant permettent une configuration complète sans l aide de d outils de type pocket Hart haute température (350 C), mélanges biphasiques (détection de présence de gaz), fortes vibrations sur les conduites, applications de type dosages BRONKHORST 54 55

5 Les débitmètres Coriolis pour les microdébits Bronkhorst Cori-tech mini Cori-Flow et Cori-Flow oméga ou rectangulaire avec 2 boucles de 0,1 à 5 g/h jusqu à 12 à 600 kg/h ± 0,2 % de la mesure 1 à 4 mm liquides, gaz, applications en vapeur (Cori-Flow) 0 à 120 C jusqu à 100 bar - masse volumique (Cori-Flow) régulation de débit PID avec vanne ou pompe associée sorties analogiques : 0-5 V, 0-10 V, 4-20 ma RS232, Modbus RT4 RS485, Profibus DP, DeviceNet, Lonworks, Flowbus Atex zone 2, catégorie 3 autre version disponible : régulation de débit PID avec vanne ou pompe à engrenages associée au débitmètre - dosage d additifs, de solvants, de fluides organiques, de fluides agressifs (associé à une pompe à engrenages) ; - matériau : Hastelloy Servinstrumentation (marque Brooks et Micro Motion) Quantim et Elite droit et oméga de 0,5 g/h à 100 t/h débit massique : ± 0,1 % de la valeur mesurée 0,2 mm à 4 liquides, gaz, fluides biphasiques (modèle Elite) jusqu à 427 C jusqu à 400 bar - masse volumique 4-20 ma (technologie 4 ou 2 fils) Modbus, Profibus DP, Profibus PA, Fieldbus Foundation, DeviceNet Atex zone 1 et Atex zone 2 - fonction régulateur avec vanne intégrée et vanne déportée haute pression 300 bar ; - tube Hastelloy ; - technologie du champ optique sans contact mécanique pour mesurer la déformation du tube ; - autodiagnostic - applications laboratoires de recherche ; - pilotes industriels ; - production : systèmes d injection et de dosage, remplissage, contrôle de pompes doseuses Pour les microdébits, la révolution Coriolis n a pas encore eu lieu mais elle paraît inéluctable. Parce qu une fois encore, avec un débitmètre Coriolis, la mesure ne dépend pas des caractéristiques du fluide, et parce qu une fois encore, avec une incertitude de 0,1 %, il n existe pas mieux. «Seule pour quelques applications simples, comme sur de l eau, par exemple, ou lorsque le fluide ne varie jamais, les performances d un débitmètre massique thermique restent suffisantes. Mais dès que les propriétés du fluide changent, le Coriolis s impose», explique Ludovic Bergère, directeur commercial de Bronkhorst France. On n est plus ici sur les process, mais dans les laboratoires de recherche et développement, sur des pilotes industriels ou des machines de dosages ultrafins. Dans ce domaine, on parle de microdébits, de l ordre de quelques grammes par heure. Pour ces applications, la technologie Coriolis est beaucoup plus récente. En 2000, Brooks Instruments qui appartenait alors à a bénéficié de la technologie de Micro Motion et lançait le premier débitmètre Coriolis pour microdébits. «L appareil est protégé par plus de 25 brevets, souligne Christophe Farjaudon, responsable grands comptes chez Serv Instrumentation (distributeur de Brooks Instruments depuis que le constructeur a été cédé par début 2008 à une société américaine de capital investissement) et pour appréhender les très faibles déformations sur d aussi petits diamètres, on ne travaille plus avec des bobines traditionnelles mais avec une technologie par champ optique sans contact et donc sans usure mécanique.» Il y a environ quatre ans, Bronkhorst, principal concurrent en débitmétrie thermique, développait à son tour son Coriolis. Les deux fournisseurs se sont appliqués à faire ressembler comme deux gouttes d eau leur gamme Coriolis à leur gamme thermique. Pour répondre au marché, ils peuvent ainsi intégrer une vanne et un régulateur PID. Et c est, une fois encore, le prix qui freine l essor du Coriolis. Les débitmètres massiques thermiques se situent aux alentours de à euros et les débitmètres Coriolis entre et euros. «La différence de prix s est déjà beaucoup réduite et devrait se réduire encore, souligne Ludovic Bergère. Le changement de technologie a déjà commencé pour des applications difficiles, pour les autres, ça prendra certainement un peu plus de temps.» d utiliser réellement ces informations. Une tension trop faible ou une fréquence trop forte au niveau du capteur, qu est-ce que cela signifie au niveau du procédé en lui-même? Et comment l exploitant peut rétroagir sur son installation. «On sent bien qu il y en a qui sont très avancés sur ces connaissances, d autres pas du tout», note un fournisseur. En 2007, Micro Motion a sans doute franchi un pas supplémentaire en termes d autosur- veillance. «La seule possibilité de dérive, au niveau de l élément primaire provient de la rigidité du matériau qui constitue le tube de mesure, explique Jean Yvert. Il n y a que ce paramètre qui est susceptible de faire varier la réponse métrologique.» Cette rigidité peut évoluer en fonction des conditions du process et de la nature du fluide : corrosion abrasion Micro Motion a mis ainsi au point un autocontrôle de cette rigidité du matériau. Il s agit d un test qui peut être effectué sur l équipement en place sans interruption du procédé. L analyse de signaux en fréquence établit le comportement vibratoire du matériau et suit au cours du temps l évolution de sa rigidité. Ce test ne remplace pas les étalonnages (qui obligent toujours à démonter le débitmètre de l installation) mais peut conduire à espacer leur périodicité. Marie-Pierre Vivarat-Perrin 56