Manuals & Guides: Fonctionnalité de densimétrie avancée Théorie configuration et exploitation-ENHANCED DENSITY MANUAL FRENCH|Micro Motion
Micro Motion Manuals & Guides: Fonctionnalité de densimétrie avancée Théorie configuration et exploitation-ENHANCED DENSITY MANUAL FRENCH|Micro Motion Manuals & Guides
Manuel d’instructions
P/N 20002316A, Rev. A
Octobre 2004
Fonctionnalité de
densimétrie avancée
Micro Motion
®
Théorie, configuration et exploitation
Fonctionnalité de
densimétrie avancée
Micro Motion
®
Théorie, configuration et exploitation
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Table des matières
Chapitre 1 Avant de commencer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 But de ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Interface avec le transmetteur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.4 Procédures décrites dans ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chapitre 2 Principe de fonctionnement de la fonctionnalité
de densimétrie avancée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1 A propos de ce chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Présentation de la fonctionnalité de densimétrie avancée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Mesurage de la masse volumique, de la densité et de la concentration. . . . . . . . . . . 3
2.3.1 Définition de la masse volumique, de la densité et de la concentration. . . 3
2.3.2 Effet de la température sur la masse volumique, la densité et la
concentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.3 Calcul de la concentration à partir de la masse volumique . . . . . . . . . . . . 7
2.4 Configuration d’une courbe de densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5 Exemple d’utilisation de la fonctionnalité de densimétrie avancée . . . . . . . . . . . . . . 12
Chapitre 3 Chargement d’une courbe standard ou personnalisée . . . . . . . . . . . 13
3.1 A propos de ce chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Courbes standard ou personnalisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3 Procédure de chargement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3.1 A l’aide de ProLink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.2 A l’aide de l’indicateur d’un transmetteur Série 3000 MVD . . . . . . . . . . . 17
3.3.3 A l’aide de l’indicateur d’un transmetteur Série 3000 non MVD. . . . . . . . 18
Chapitre 4 Configuration d’une courbe définie par l’utilisateur. . . . . . . . . . . . . 19
4.1 A propos de ce chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2 Unités de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3 Procédure de configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3.1 A l’aide de ProLink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3.2 A l’aide de l’indicateur d’un transmetteur Série 3000. . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4 Mise en équation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Chapitre 5 Exploitation d’une courbe de densité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.1 A propos de ce chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2 Sélection de la courbe active . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2.1 A l’aide de ProLink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2.2 A l’aide de l’indicateur d’un transmetteur Série 3000. . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.3 Utilisation des grandeurs de densimétrie avancée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.4 Modification d’une courbe de densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.5 Enregistrement d’une courbe de densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation i
Table des matières suite
Chapitre 6 Options avancées. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.1 A propos de ce chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.2 Ordre maximum pour la mise en équation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.3 Ajustage d’une courbe de densité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.3.1 Ajustage du décalage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.3.2 Ajustage de la pente et du décalage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Annexe A Plage de réglage des points de température et de concentration . . . 37
A.1 A propos de cette annexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
A.2 Nombre minimum de points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
A.3 Nombre de points et plage de réglage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Annexe B Relevés de configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
B.1 A propos de cette annexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
B.2 Relevés électroniques ou manuels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
B.3 Grandeur dérivée : Masse volumique à température de référence . . . . . . . . . . . . . 41
B.4 Grandeur dérivée : Densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
B.5 Grandeur dérivée : Concent masse (Masse vol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
B.6 Grandeur dérivée : Concent masse (Densité) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
B.7 Grandeur dérivée : Concent volume (Masse vol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
B.8 Grandeur dérivée : Concent volume (Densité) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
B.9 Grandeur dérivée : Concent (Masse volumique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
B.10 Grandeur dérivée : Concent (Densité) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
ii Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
Chapitre 1
Avant de commencer
1.1 But de ce manuel
Ce manuel explique le fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée et décrit comment
la configurer.
1.2 Terminologie
• Courbe de densité – surface tridimensionnelle qui décrit la relation entre la température,
la concentration et la masse volumique du fluide mesuré.
• Courbes standard – courbes de densité fournies par Micro Motion avec la fonctionnalité de
densimétrie avancée, pouvant être utilisées dans de nombreux procédés. Ces courbes sont
décrites au chapitre 3.
• Courbe personnalisée – courbe de densité configurée par Micro Motion à partir de données
fournies par le client.
• Courbe définie par l’utilisateur – courbe de densité configurée par l’utilisateur à l’aide de
la fonctionnalité de densimétrie avancée.
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
1.3 Interface avec le transmetteur
Suivant le type de transmetteur, une ou plusieurs interfaces peuvent être utilisées pour configurer et
exploiter la fonctionnalité de densimétrie avancée :
• ProLink II – disponible pour tous les transmetteurs sauf ceux de la Série 3000 non MVD
• PocketProLink – disponible pour tous les transmetteurs sauf ceux de la Série 3000 non MVD
• Indicateur des transmetteurs Série 3000 non MVD (ALTUS)
• Indicateur des transmetteurs Série 3000 MVD
Ce manuel décrit les interfaces de ProLink II et de l’indicateur des transmetteurs Série 3000.
L’interface de PocketProLink est similaire à celle de ProLink II.
1.4 Procédures décrites dans ce manuel
Deux procédures de configuration sont possibles :
• Si les courbes standard ou une ou plusieurs courbes personnalisées ont été commandées,
il suffit de charger la ou les courbe(s) désirées dans la mémoire du transmetteur. Pour charger
une courbe dans la mémoire du transmetteur, voir le chapitre 3.
• Si aucune courbe standard ou personnalisée n’a été commandée, l’utilisateur doit configurer
ses propres courbes à partir des données du procédé. Pour configurer une courbe définie
par l’utilisateur, voir le chapitre 4.
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 1
Avant de commencer suite
Lorsque toutes les courbes ont été chargées ou configurées, une de ces courbes doit être sélectionnée
pour les mesures. Cette courbe est la courbe « active ». Il est possible de légèrement modifier une
courbe si nécessaire. Une fois la courbe active sélectionnée, la fonctionnalité de densimétrie avancée
est prête pour être exploitée par le transmetteur. Pour sélectionner la courbe active ou modifier une
courbe existante, et pour exploiter la fonctionnalité de densimétrie avancée, voir le chapitre 5.
La procédure optionnelle d’ajustage des courbes est décrite au chapitre 6.
2 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
Chapitre 2
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité
de densimétrie avancée
2.1 A propos de ce chapitre
Ce chapitre décrit la relation entre la masse volumique et la concentration, comment la concentration
peut être calculée à partir de la masse volumique, et comment ce calcul est effectué par la
fonctionnalité de densimétrie avancée. Un exemple est utilisé pour illustrer la mise en oeuvre de
la fonctionnalité de densimétrie avancée dans une application réelle.
Remarque : Ce chapitre ne donne aucunes instructions de configuration. Pour de l’aide concernant
le chargement d’une courbe standard ou personnalisé fournie par Micro Motion, voir le chapitre 3.
Pour configurer une courbe définie par l’utilisateur, voir le chapitre 4.
2.2 Présentation de la fonctionnalité de densimétrie avancée
Les capteurs Micro Motion mesurent directement la masse volumique, mais pas la concentration.
La fonctionnalité de densimétrie avancée calcule les grandeurs de densimétrie telles que la
concentration ou la masse volumique à température de référence à partir des mesures de masse
volumique et de température.
La grandeur dérivée qui est spécifiée lors de la configuration détermine le type de mesure de
concentration effectué (voir la section 2.3.1). Chaque grandeur dérivée permet le calcul de certaines
grandeurs de densimétrie particulières (voir le tableau 2-1). Les grandeurs calculées par la
fonctionnalité de densimétrie avancée peuvent être utilisées pour le contrôle du procédé comme
toute autre grandeur mesurée par le débitmètre (masse, volume, etc.). Par exemple, un événement
peut être contrôlé par une grandeur de densimétrie avancée.
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
2.3 Mesurage de la masse volumique, de la densité et de la concentration
La masse volumique, la densité et la concentration constituent des concepts clés de la fonctionnalité
de densimétrie avancée. Cette section définit ces termes et comment ils s’appliquent à la
fonctionnalité de densimétrie avancée.
2.3.1 Définition de la masse volumique, de la densité et de la concentration
La masse volumique est une mesure de masse par unité de volume. Les mesures de masse volumique
s’appliquent aussi bien aux substances pures comme le mercure ou l’argent qu’aux composés tels que
l’air ou l’eau. Les unités de masse volumique les plus usitées sont :
•le kg/m
•le g/cm
• la lb/ft
• la lb/gal
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 3
3
3
3
3
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
La densité est le rapport de deux masses volumiques :
Masse volumique du fluide mesuré à la température de référence T1
Masse volumique du fluide de référence à la température de référence T2
Le fluide de référence est généralement de l’eau. Les températures T1 et T2 peuvent être différentes.
La densité est une grandeur sans unité. Les combinaisons de température de référence suivantes sont
souvent employées pour calculer la densité :
• Densité 20/4 – Fluide mesuré à 20 °C, eau à 4 °C (masse volumique = 1000 kg/m
• Densité 20/20 – Fluide mesuré à 20 °C, eau à 20 °C (masse volumique = 998,2 kg/m
• Densité 60/60 – Fluide mesuré à 60 °F, eau à 60 °F (masse volumique = 999 kg/m
La concentration représente la quantité d’une substance dissoute ou en suspension dans une solution
par rapport au tout, comme par exemple la concentration de sel dans de l’eau salée. La concentration
est généralement exprimée en pourcentage. Elle peut être basée sur la masse ou sur le volume :
Masse du soluté
Masse totale de la solution
Volume du soluté
Volume total de la solution
3
)
3
)
3
)
Les unités de concentration les plus usitées sont :
• le degré Plato
• le degré Balling
• le degré Brix
• le degré Baumé (densité < 1 ou > 1)
• le degré Twaddell
• le % en masse de matière en suspension
• le % en volume de matière en suspension
• le proof / masse
• le proof / volume
2.3.2 Effet de la température sur la masse volumique, la densité et la concentration
La masse volumique varie toujours en fonction de la température ; pour la plupart des substances,
la masse volumique diminue lorsque la température augmente. Voir la figure 2-1. L’amplitude de cette
variation diffère suivant les substances.
4 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Figure 2-1 Impact de la température sur la masse volumique
Température = 4 °C Température = 25 °C
100 kilogrammes
100,0 litres
Masse volumique à 4
°C = 1000 kg/m
3
100 kilogrammes
100,3 litres
Masse volumique à 25
°C = 997 kg/m
3
La densité ne varie pas avec la température, car elle est définie à des températures de référence
données.
Lors des mesures de concentration, le soluté et le solvant ont souvent des réponses différentes aux
variations de température, le volume de l’un augmentant plus rapidement que volume de l’autre
lorsque la température augmente. En conséquence :
• Les valeurs de concentration en masse ne sont pas affectées par la température. Ce type de
mesure de la concentration est le plus couramment employé. Voir la figure 2-2.
• Les valeurs de concentration en volume sont affectées par la température. Ce type de mesure
de la concentration est donc peu employé, sauf dans l’industrie de distillation d’alcool
(le proof est une unité de concentration en volume)
Figure 2-2 Mesure de concentration non affectée par la température
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
+=
55 kg de sucrose 45 kg d’eau 100 kg de solution
55
à toute température
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 5
°Brix
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Du fait de ces effets de la température, il n’existe pas de relation directe entre la masse volumique
et la concentration (voir la figure 2-3). Une surface tridimensionnelle – concentration, température et
masse volumique – est donc requise. Cette surface tridimensionnelle est la courbe de densité
Différents produits sont caractérisés par différentes courbes de densité. La figure 2-4 illustre une
courbe de densité typique.
Figure 2-3 Relation entre la masse volumique et la concentration à deux températures différentes
1,8
1.8
)
3
1,6
1.6
1,4
1.4
1,2
1.2
1,0
Masse volumique (g/cm
1
Température 1
Temp 1
Température 2
Temp 2
0,8
0.8
0 50 100
0 50 100
Concentration (%)
Figure 2-4 Exemple d’une courbe de densité
1,6
1,5
1,4
1,3
Axe des Y :
Masse
volumique
1,2
1,1
100
20
60
Axe des Z :
Température
1,0
12
16
20
24
28
32
Axe des X :
Concentration
6 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
36
40
44
48
52
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
2.3.3 Calcul de la concentration à partir de la masse volumique
Le calcul de la concentration se fait en deux étapes (voir la figure 2-5) :
1. Correction en température des données de masse volumique du procédé. Cette étape fait
correspondre la valeur de masse volumique actuelle à une valeur équivalente pour un point de
température donné, ce qui produit une valeur de masse volumique à température de référence.
2. Conversion de la masse volumique à température de référence en une valeur de concentration.
Puisque toutes les valeurs de masse volumique sont corrigées en température, il en découle
que toute variation de la masse volumique résulte d’un changement de composition du fluide
et une conversion directe à une valeur de concentration peut donc être effectuée.
Les données de la courbe de densité mises en mémoire dans le transmetteur contiennent les coefficients
qui permettent de ramener la masse volumique mesurée à une température de référence et de faire
correspondre cette valeur à une valeur de concentration.
Figure 2-5 Calculs de densité avancée
Axe des Y :
Masse
volumique
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
Axe des X :
Concentration
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
100
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
Température
de référence
20
60
Axe des Z :
Température
2.4 Configuration d’une courbe de densité
Cette section explique de façon générale la procédure de configuration d’une courbe de densité.
Des instructions plus spécifiques sont données au chapitre 3 pour les courbes standard et personnalisées,
et au chapitre 4 pour les courbes définies par l’utilisateur.
La configuration d’une courbe de densité se fait en cinq étapes :
• Spécification de la grandeur dérivée
• Spécification des valeurs de référence requises
• Configuration de la surface de densité avancée
• Mise en correspondance des valeurs masse volumique à température de référence avec les
valeurs de concentration
• Mise en équation
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 7
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Etape 1 Spécification de la grandeur dérivée
La fonctionnalité de densimétrie avancée permet de calculer la concentration à l’aide de différentes
méthodes. Par exemple, il peut s’agir d’une concentration en masse dérivée de la masse volumique à
température de référence, ou d’une concentration en volume dérivée de la densité. La méthode
utilisée, et donc le type de mesure de concentration, dépend de la « grandeur dérivée » configurée.
La grandeur dérivée sélectionnée détermine quelles grandeurs de densimétrie seront disponibles
pour le contrôle du procédé. Le tableau 2-1 définit les grandeurs dérivées et indique les grandeurs
mesurées qui sont disponibles avec chaque grandeur dérivée. Il faut s’assurer que la grandeur dérivée
sélectionnée permet le mesurage des grandeurs de densimétrie requises par l’application, et qu’elle
peut être calculée à partir de données disponibles.
Remarque : Toutes les grandeurs dites « nettes » présument que les données de concentration sont
basées sur un pourcentage. Ceci est valable pour le débit massique net, le débit volumique net,
ainsi que les totaux partiels et généraux correspondants. Si une grandeur « nette » doit être mesurée,
s’assurer que les valeurs de concentration sont basées sur un pourcentage de matière sèche.
Tableau 2-1 Grandeurs dérivées et grandeurs mesurées disponibles
Grandeurs mesurées disponibles
Grandeur dérivée :
code de ProLink II et définition
Masse volumique à T ref
Masse volumique à température de référence
Masse par unité de volume, calculée à une
température de référence donnée
Densité
Densité
Rapport de la masse volumique d’un fluide à une
température donnée à celle de l’eau à une
température donnée. Les deux températures de
référence ne sont pas forcément identiques
Concent masse (Masse vol)
Concentration en masse dérivée de la masse
volumique à température de référence
Teneur en masse de liquide en solution ou de
matière sèche en suspension dans un mélange,
calculée à partir de la mesure de masse
volumique à température de référence
Concent masse (Densité)
Concentration en masse dérivée de la densité
Teneur en masse de liquide en solution ou de
matière sèche en suspension dans un mélange,
calculée à partir de la mesure de densité
Concent volume (Masse vol)
Concentration en volume dérivée de la masse
volumique à température de référence
Teneur en volume de liquide en solution ou de
matière sèche en suspension dans un mélange,
calculée à partir de la mesure de masse
volumique à température de référence
Masse
volumique à
température
de référence
✓✓
✓✓✓
✓✓ ✓✓
✓✓✓✓✓
✓✓ ✓ ✓
Débit
volumique à
température
de référence
Densité Concen-
tration
Débit
en
masse
nette
Débit
en
volume
net
8 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Tableau 2-1 Grandeurs dérivées et grandeurs mesurées disponibles (suite)
Grandeurs mesurées disponibles
Grandeur dérivée :
code de ProLink II et définition
Concent volume (Densité)
Concentration en volume dérivée de la densité
Teneur en volume de liquide en solution ou de
matière sèche en suspension dans un mélange,
calculée à partir de la mesure de densité
Concentration (Masse vol)
Concentration dérivée de la masse volumique
à température de référence
Proportion en masse, volume, poids, ou nombre
de moles de liquide en solution ou de matière
sèche en suspension dans un mélange, calculée
à partir de la mesure de masse volumique à
température de référence
Concentration (Densité)
Concentration dérivée de la densité
Proportion en masse, volume, poids, ou nombre
de moles de liquide en solution ou de matière
sèche en suspension dans un mélange, calculée
à partir de la mesure de densité
Masse
volumique à
température
de référence
✓✓✓✓ ✓
✓✓ ✓
✓✓✓✓
Débit
volumique à
température
de référence
Densité Concen-
tration
Débit
en
masse
nette
Débit
en
volume
net
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
Etape 2 Spécification des valeurs de référence requises
Suivant la grandeur dérivée sélectionnée, différentes valeurs de référence doivent être spécifiées pour
le calcul des grandeurs mesurées. Le tableau 2-2 définit ces valeurs de référence. Le tableau 2-3
indique les valeurs de référence qui doivent être spécifiées pour chaque grandeur dérivée.
Tableau 2-2 Définition des valeurs de référence
Valeur de référence Définition
Température de référence du fluide mesuré Température à laquelle les valeurs de masse volumique seront corrigées
Température de référence de l’eau La température de référence T2 utilisée pour le calcul de la densité
Masse volumique de référence de l’eau Masse volumique de l’eau à la température de référence T2
Tableau 2-3 Grandeurs dérivées et valeurs de référence requises
Valeurs de référence
Température de référence
Grandeur dérivée
Masse volumique à T ref ✓
Densité ✓✓✓
Concent masse (Masse vol) ✓
Concent masse (Densité) ✓✓✓
Concent volume (Masse vol) ✓
Concent volume (Densité) ✓✓✓
Concentration (Masse vol) ✓
Concentration (Densité) ✓✓✓
du fluide mesuré
Température de
référence de l’eau
Masse volumique de
référence de l’eau
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 9
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Etape 3 Configuration de la surface de densité avancée
La surface de densité avancée permet de convertir les mesures de masse volumique du procédé en
masse volumique à la température de référence. Pour configurer la surface de densité avancée :
1. Spécifier entre 2 et 6 points de température
2. Spécifier entre 2 et 5 valeurs de concentration qui définiront les courbes de concentration
3. Pour chaque point de données (intersection d’un point de température et d’une courbe de
concentration), spécifier la masse volumique correspondante du fluide. Par exemple,
pour configurer la surface de densité illustrée à la figure 2-6, qui comporte 6 points de
température et 5 courbes de concentration, il faut spécifier la masse volumique du fluide à la
valeur de concentration A et au point de température 1, à la valeur de concentration A et au
point de température 2, etc., jusqu’à la valeur de concentration E et au point de température 6.
Figure 2-6 Exemple d’une courbe de densité
Courbes de concentration A à E
1,6
1,5
1,4
Points de
température
1 à 6
1,3
Axe des Y :
Masse
volumique
1,2
1,1
1,0
12
Axe des X :
Concentration
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
100
20
60
Axe des Z :
Température
Micro Motion recommande de :
• spécifier la température de référence comme l’un des points de température de la courbe
de densité
• s’assurer que les points de température sélectionnés couvrent et dépassent légèrement la plage
de température attendue du fluide mesuré
• s’assurer que les valeurs de concentration sélectionnées couvrent et dépassent légèrement la
plage de concentration attendue du fluide mesuré
Pour la plupart des fluides, ces données peuvent être obtenues à partir d’abaques existantes. Celle du
chlorure de sodium est illustrée au tableau 2-4.
10 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
Tableau 2-4 Masse volumique (en g/cm
3
) d’une solution de chlorure de sodium (NaCl) et d’eau (H2O)
à différentes valeurs de température et de concentration
Concentration (%) 0 °C 10 °C 25 °C 40 °C 60 °C 80 °C 100 °C
1 1,00747 1,00707 1,00409 0,99908 0,9900 0,9785 0,9651
2 1,01509 1,01442 1,01112 1,00593 0,9967 0,9852 0,9719
4 1,03038 1,02920 1,02530 1,01977 1,0103 0,9988 0,9855
8 1,06121 1,05907 1,05412 1,04798 1,0381 1,0264 1,0134
12 1,09244 1,08946 1,08365 1,07699 1,0667 1,0549 1,0420
16 1,12419 1,12056 1,11401 1,10688 1,0962 1,0842 1,0713
20 1,15663 1,15254 1,14533 1,13774 1,1268 1,1146 1,1017
24 1,18999 1,18557 1,17776 1,16971 1,1584 1,1463 1,1331
26 1,20709 1,20254 1,19443 1,18614 1,1747 1,1626 1,1492
Etape 4 Mise en correspondance des valeurs de masse volumique à température de référence
avec les valeurs de concentration
Remarque : Cette étape n’est pas nécessaire si la grandeur dérivée sélectionnée est la masse
volumique à température de référence ou la densité, car ces grandeurs ne sont pas des mesures de
concentration.
La fonctionnalité de densimétrie avancée doit faire correspondre les valeurs calculées de masse
volumique à température de référence à des valeurs de concentration. Pour ce faire, il faut :
• spécifier entre 2 et 6 valeurs de concentration. Micro Motion recommande d’utiliser les mêmes
valeurs de concentration qui ont été utilisées à l’étape 3.
• Pour chaque valeur de concentration, spécifier la valeur correspondante de masse volumique
à température de référence du fluide.
Comme mentionné plus tôt, ces données peuvent être obtenues à partir d’abaques existantes. Par exemple,
si le fluide mesuré est une solution de chlorure de sodium et d’eau et que la température de référence
spécifiée est 25 °C, les valeurs à utiliser se trouvent dans la troisième colonne du tableau 2-4.
Théorie Courbes définies par l’utilisateurCourbes standard ou personnaliséesAvant de commencer
Etape 5 Mise en équation
Lorsque toutes les données ont été saisies, le transmetteur génère automatiquement la courbe de
densité. La qualité de la mise en équation de la courbe peut être évaluée à l’aide de deux paramètres :
• Le résultat de la mise en équation. La mesure de concentration ne sera disponible que si la
mise en équation est
Bonne. Si la mise en équation est Médiocre ou en Echec, il faut
reconfigurer la courbe en modifiant les données. Dans ce cas, il faut :
- soit corriger les données erronées
- soit reconfigurer la courbe en utilisant moins de points de température ou de courbes de
concentration.
Si le résultat de la mise en équation est
Vide, la mise en équation ne s’est pas terminée ou a
échoué. Attendre une minute, ou entrer une nouvelle fois les données.
• L’incertitude de la mise en équation. Cette valeur correspond à l’erreur moyenne de la mise en
équation, et elle ne tient pas compte des erreurs sur les valeurs utilisées pour définir la courbe
de densité, ni des erreurs des mesures de masse volumique ou de température.
Remarque : La détermination de l’incertitude totale du calcul de concentration est une opération
complexe. Si cette information est nécessaire, contacter le service après-vente de Micro Motion.
Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation 11
Principe de fonctionnement de la fonctionnalité de densimétrie avancée suite
L’incertitude est calculée dans l’unité de concentration de la courbe. Elle est représentée par
une valeur telle que :
8,4337E-5
Dans cet exemple, si l’unité de concentration de la courbe de densité est le % de matière en
suspension, l’erreur moyenne de mise en équation est 0,000084337 % MES.
2.5 Exemple d’utilisation de la fonctionnalité de densimétrie avancée
Une usine utilise une solution de nettoyage caustique (NaOH dans de l’eau) et la rejette dans le
système d’égout de la municipalité. Pour satisfaire aux normes environnementales, la concentration
totale en masse de NaOH dans l’eau rejetée ne doit pas excéder 5 %.
Traitement sans la fonctionnalité de densimétrie avancée
Il est déterminé à partir de tests que la solution de nettoyage qui est rejetée dans le réservoir d’évacuation
est concentrée à 50 %. Pour respecter les normes d’émission, chaque unité de solution de nettoyage doit
être diluée dans 19 unités d’eau. Des échantillons doivent périodiquement être testés en laboratoire pour
vérifier la conformité des effluents.
Cette méthode a de nombreux inconvénients :
• La concentration de la solution de nettoyage peut être différente de l’échantillon d’origine.
• La concentration de la solution de nettoyage peut varier au-delà des tolérances.
• Les tests de laboratoire sont lents et chers, et risquent de ne pas détecter des variations
importantes de la concentration : certains rejets peuvent ne pas être en conformité avec les
normes d’émission, tandis que d’autres peuvent contenir plus d’eau que nécessaire, ce qui
représente une dépense inutile.
• Le traitement discontinu des eaux usées est un processus peu efficient.
• Il n’y a pas de processus en place pour retraiter les rejets non conformes.
Traitement avec la fonctionnalité de densimétrie avancée
Un processus de dosage continu est mis en place. Un débitmètre équipé de la fonctionnalité de
densimétrie avancée est installé en aval et est configuré pour mesurer la concentration en masse.
Par l’intermédiaire d’un automate programmable, le débitmètre contrôle une vanne située en amont
qui régule le débit d’eau déversé dans le mélangeur statique.
Grâce à cette méthode :
• Toute variation dans la concentration de la solution de nettoyage qui est déversée dans le
réservoir d’évacuation est immédiatement et automatiquement corrigée.
• Aucun test de laboratoire n’est nécessaire.
• Le processus de dosage discontinu et les problèmes de non conformité associés à cette
méthode sont éliminés.
12 Fonctionnalité de densimétrie avancée : Théorie, configuration et exploitation
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