VA 500 – Transmetteur de débit pour l’air comprimé ou les gaz
Interface Modbus-RTU (RS 485), sortie analogique 4...20 mA et impulsion de série
Détails
Pourquoi la mesure du débit d'air comprimé est rentable
Le comptage et la surveillance du débit d'air comprimé montrent quels volumes consomment les différentes machines, les ateliers ou les lignes de production, et comment la consommation d'air comprimé se répartit sur la journée. Les coûts peuvent ainsi être répartis en interne selon la consommation et servir d'indicateur dans le management de l'énergie selon ISO 50001 ou dans l'audit énergétique selon EN 16247-1. La consommation de base après la fin du poste révèle les fuites et les équipements consommateurs permanents ; les mesures avant et après une action montrent ce qu'elle a apporté. Les profils de charge, avec pointes de consommation et consommation de base, constituent en outre une base de données pour le dimensionnement des conduites, des sécheurs et des compresseurs. Comme il mesure depuis l'extérieur, le VC 600 permet cette mesure de la consommation d'air comprimé également sur des conduites existantes, sans intervention sur la conduite.
Fonctionnement de la mesure à ultrasons clamp-on sur l'air comprimé et les gaz
Le VC 600 est un débitmètre à ultrasons qui fonctionne selon la méthode par différence de temps de transit. Clamp-on signifie que le capteur mesure depuis l'extérieur du tube, sans intervention sur la conduite ; on parle aussi de mesure non intrusive ou non invasive. Deux transducteurs piézoélectriques logés dans l'unité de capteur émettent des signaux ultrasonores à travers la paroi du tube, alternativement dans le sens de l'écoulement et à contre-courant. La différence de temps de transit donne la vitesse d'écoulement ; la vitesse et la section du tube donnent le débit volumétrique. La difficulté avec les gaz : ils transmettent beaucoup moins bien le son que l'eau, si bien que seule une faible part de l'énergie acoustique traverse la paroi du tube pour atteindre le gaz. L'unité de capteur du VC 600 est donc adaptée à l'épaisseur de paroi du tube, de sorte qu'un signal suffisant arrive dès les basses pressions ; à partir de 3 bar(g), l'appareil mesure de manière fiable dans les tubes métalliques. Le bruit parasite qui se propage dans la paroi du tube est absorbé par le tapis d'amortissement du système de serrage rapide.
Montage avec demi-coques et leviers de serrage rapide, sans intervention sur la conduite
Le système de serrage rapide en acier inoxydable 1.4404 (AISI 316L) se compose de deux demi-coques avec tapis d'amortissement intégré. Il se pose autour du tube sur une zone non peinte et se ferme en serrant alternativement les quatre leviers de serrage rapide ; ceux-ci plaquent uniformément les demi-coques contre le tube, si bien que les transducteurs sont couplés avec un contact complet. L'unité de capteur est ensuite mise en place et fixée avec deux vis M4. Ni gel ni patins de couplage ne sont nécessaires, l'écartement entre les transducteurs est fixé par l'unité de capteur, et un tournevis suffit. L'emplacement de montage et les longueurs droites amont et aval font partie du choix du point de mesure ; les détails figurent dans la notice d'utilisation.
Choisir l'unité de capteur et le système de serrage rapide pour des tubes de 25 à 90 mm
Le système de serrage rapide se choisit selon le diamètre extérieur du tube, en dix tailles de 25 à 90 mm (par exemple tubes en acier DN 20 à DN 80, soit ¾″ à 3″). L'unité de capteur existe en deux versions, adaptées aux épaisseurs de paroi de 1,5 à 2,2 mm et de 2,2 à 5,0 mm ; toutes deux se montent sur toutes les tailles de système de serrage rapide. Pour mesurer sur plusieurs tailles de tube, il suffit donc de systèmes de serrage rapide supplémentaires, et non d'un second appareil. C'est le diamètre extérieur qui compte, et non le diamètre nominal : un tube acier DN 50 mesure 60,3 mm, un tube aluminium « 50 » 50 mm, un tube inox selon EN 10357 53 mm. Dans le code de commande, seul le système de serrage rapide porte donc le code de taille de tube.
Mise en service : calculer le débit volumétrique normalisé directement dans l'appareil
Un assistant de configuration guide l'utilisateur dans la saisie du diamètre intérieur, de l'épaisseur de paroi, de la pression et de la température ; la pression et la température peuvent être des valeurs fixes ou provenir en continu de capteurs externes. Pour finir, l'assistant vérifie la qualité du signal et la confirme. Le VC 600 convertit lui-même aux conditions de référence choisies – ISO 1217 en réglage d'usine – et totalise la consommation comme un compteur d'air comprimé ; via Bluetooth, la CS SensorApp affiche les valeurs mesurées en direct et leur évolution.
Installer une mesure de débit a posteriori, sans arrêt de production
Les points de mesure typiques pour une installation a posteriori sont la conduite d'alimentation en aval du sécheur, les dérivations vers les halls ou les centres de coûts, la conduite d'alimentation d'une machine à la consommation inhabituelle et les conduites haute pression en aval d'un surpresseur ; la consommation d'azote peut, elle aussi, être attribuée de cette façon aux différents points d'utilisation. La conduite reste fermée et aucun nouveau raccordement en contact avec le fluide n'est créé. Les valeurs mesurées sont transmises via l'interface choisie à un enregistreur de données tel que le DS 500 ou directement au système de management de l'énergie.
Foire aux questions sur la mesure du débit par clamp-on avec le VC 600
| Caractéristique | VC 600 |
| principe de mesure | Différence de temps de transit des ultrasons, Clamp-on |
| gamme de mesure | 0,08–20 m/s (F1) ; 0,08–25 m/s (F2) |
| précision | ±1,5 % de la valeur mesurée ±0,3 % de la valeur supérieure de l'étendue de mesure |
| Diamètre extérieur du tuyau | 25–90 mm (¾″–3″) ; diamètres nominaux supérieurs sur demande |
| Épaisseur de paroi | 1,5–5,0 mm (unité de capteur B1 : 1,5–2,2 mm, B2 : 2,2–5,0 mm) |
| Matériaux des tubes | Acier, acier inoxydable, aluminium |
| Pression dans la conduite | à partir de 3 bar(ü) ; limitée vers le haut par la conduite, et non par le capteur ; compatibilité avec les conduites à haute pression en fonction des caractéristiques de la conduite et des conditions de fonctionnement |
| Gaz | Air comprimé, azote ; autres sur demande |
| étalonnage | effectué en usine avec certificat d’étalonnage ; étalonnage standard via la constante des gaz (D1), étalonnage au gaz réel pour le gaz sélectionné (D2) ; réétalonnage par renvoi de l'unité de capteur |
| température | Conduite : −30 … +80 °C, environnement : −20 … +70 °C |
| Conditions de référence | ISO 1217 (20 °C, 1 000 mbar), DIN 1343 (0 °C, 1 013,25 mbar), 15 °C/981 mbar, 15 °C/1 013,25 mbar |
| Entrées | Pression 4…20 mA ou Modbus RTU (PTS 500) ; température Pt100/Pt1000 ou 4…20 mA |
| Sorties selon le modèle | I1 : 4…20 mA + RS 485 Modbus RTU · I2 : 4…20 mA + IO-Link · I3 : alimentation électrique via Ethernet, Modbus TCP + 4…20 mA + RS 485 · I4 : M-Bus + 4…20 mA + RS 485 Modbus RTU ; Bluetooth pour l’application CS SensorApp |
| Affichage, mémoire | Écran tactile ; relevé du compteur ; enregistreur graphique 50 Mo (environ 2 ans à raison de 10 min) |
| Alimentation, indice de protection, lieu d'installation | 18–36 VCC, 7 W ; IP 65 ; usage en intérieur, hors zones Ex |
Exemples pour de l'air comprimé à 7 bar(surpression) et 20 °C, volume normalisé selon la norme ISO 1217, valeur supérieure de l'étendue de mesure à 20 m/s. Le tableau complet pour chaque système de serrage rapide figure dans la fiche technique.
| Diamètre intérieur | Gamme de mesure à 7 bar(surpression) |
| 21,7 mm | 0,85–213 m³/h |
| 41,9 mm | 3,18–794 m³/h |
| 50,0 mm | 4,52–1 130 m³/h |
| 60,3 mm | 6,58–1 644 m³/h |
| 80,9 mm | 11,84–2 960 m³/h |
Un capteur thermique pénètre dans la conduite et nécessite pour cela une vanne à boisseau sphérique ou une section de mesure, alors que le VC 600 se fixe à l'extérieur du tube. Le VC 600 mesure la vitesse d'écoulement sur la section du tube et la convertit en volume normalisé à l'aide de la pression et de la température ; un capteur thermique mesure directement le débit massique et doit pour cela connaître le type de gaz.
Un débitmètre clamp-on ne mesure les gaz que si son unité de capteur fait passer suffisamment de signal à travers la paroi du tube ; or la plupart des débitmètres clamp-on sont conçus pour les liquides. Les gaz transmettent beaucoup moins bien le son. Le VC 600 est conçu pour cette application et mesure dans les tubes métalliques à partir de 3 bar(g).
La pression minimale du VC 600 est de 3 bar(g), et la limite haute est fixée par la conduite, non par le capteur, car l'appareil est monté à l'extérieur et n'est pas soumis à la pression. Comme la gamme de mesure est exprimée en vitesse d'écoulement réelle, le VC 600 couvre des débits volumétriques normalisés élevés à haute pression : à 40 bar(g) et 50 mm de diamètre intérieur, 20 m/s correspondent à environ 5 800 m³/h, rapportés à 20 °C et 1 bar absolu, selon l'approximation du gaz parfait.
Dans les réseaux d'air comprimé, un capteur de pression relative tel que le PTS 500 ou le CS 16 suffit : le VC 600 calcule la pression absolue nécessaire au calcul du volume normalisé à partir d'une valeur fixe de pression atmosphérique de 1 000 ou 1 013,25 mbar. Une variation de 30 mbar de la pression atmosphérique ne modifie le volume normalisé à 7 bar(g) que d'environ 0,4 %. Un capteur de pression absolue peut également être raccordé et paramétré sur l'appareil.
Le VC 600 existe en deux unités de capteur parce que la paroi du tube détermine la quantité de son qui parvient jusqu'au gaz. Chaque unité de capteur est adaptée à une plage d'épaisseur de paroi afin qu'un signal suffisant arrive même à basse pression. Une version couvre 1,5 à 2,2 mm, l'autre 2,2 à 5,0 mm. Toutes deux se montent sur tous les systèmes de serrage rapide.
Le tapis d'amortissement du système de serrage rapide absorbe, au niveau de l'unité de capteur, le bruit solidien : la part des ultrasons qui continue de se propager dans la paroi du tube et se réfléchit sur les brides, les soudures et les raccords filetés. Si une bride se trouve près du point de mesure ou si le tube est très rugueux, le signal peut en être affecté. Des colliers antivibratoires placés en amont et en aval du capteur, adaptés à la taille du tube et à 50 mm au plus du système de serrage rapide, apportent alors une solution.
Le VC 600 fonctionne sur les tubes en acier, en acier inoxydable et en aluminium de 25 à 90 mm de diamètre extérieur et de 1,5 à 5,0 mm d'épaisseur de paroi. Les systèmes de tuyauterie en aluminium pour l'air comprimé de 25 à 80 mm entrent dans cette plage. L'emplacement de montage doit être exempt de peinture, de rouille et de soudures.
Le VC 600 atteint une précision de ±1,5 % de la valeur mesurée ±0,3 % de la pleine échelle, soit la même valeur que les capteurs thermiques VA 550 et VA 570 en version standard. Cela suppose des données de tube correctement saisies et un point de mesure conforme aux conditions de montage.
Le VC 600 met les fuites en évidence sous forme de consommation de base : ce qui circule encore après la fin du poste provient des fuites et des équipements consommateurs permanents. Pour de très faibles débits résiduels, nous définissons avec vous la gamme de mesure et l'incertitude de mesure. La fuite elle-même se localise ensuite avec le détecteur de fuites LD 500 ou la caméra acoustique LeakCam 600.
Chaque VC 600 est étalonné avant livraison sur le banc d'essai de débit de CS INSTRUMENTS et livré avec un certificat d'étalonnage. Pour le réétalonnage, seule l'unité de capteur est envoyée ; le système de serrage rapide reste sur le tube.
Product configurator
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