Surface Acoustic Waves (SAW)
Les clients de Bürkert utilisent la technologie SAW pour la mesure du débit en ligne des liquides avec le débitmètre innovant et éprouvé de type 8098 FLOWave. Dans cet article du glossaire, vous en apprendrez davantage sur les bases de la technologie SAW, le principe de mesure, les bénéfices et les avantages ainsi que des exemples dans lesquels cette technologie est utilisée avec succès depuis des années.
Principes
L’abréviation « SAW » signifie « Surface Acoustic Waves », soit ondes de surface acoustiques. Ce sont des ondes qui se propagent le long des surfaces. Le type de propagation est comparable à la propagation des ondes lors d’activités sismiques comme un tremblement de terre.
Ces ondes de surface sont générées artificiellement sous forme miniaturisée grâce à la technologie SAW. Avec le débitmètre FLOWave, ces ondes de surface se propagent le long du tube de mesure du capteur, ce qui signifie que ces ondes acoustiques de surface peuvent être utilisées pour mesurer le débit de liquides. Bürkert a breveté l’utilisation de SAW pour la mesure du débit.
Explication du principe de mesure SAW
Les ondes de surface sont générées par des transducteurs dits interdigitaux (abréviation : IDT, de l’anglais « interdigital transducer »). Ceux-ci sont placés sur des zones spécifiques du tube de mesure FLOWave. Une impulsion électrique émise à une fréquence de l’ordre de 1 MHz excite les IDT, produisant des SAW.
Depuis le centre d’excitation initial résultant, un front d’onde se propage le long de la surface du tuyau et à travers le fluide. Le front d’onde est également « réfléchi » par le tube de mesure et traverse ainsi plusieurs fois le fluide contenu dans le tube.
Description détaillée du processus présenté dans la vidéo
Détermination des valeurs mesurées
La différence de temps entre la durée de propagation du signal de mesure dans le sens aller et retour du liquide en écoulement est proportionnelle à la vitesse d’écoulement. À partir de ces valeurs mesurées, il est possible de calculer le débit volumique. La mesure de la température est effectuée par un capteur de température numérique intégré.
Sur la base des paramètres ainsi définis : température, densité, vitesse d’écoulement et débit volumique, il est également possible de déterminer le débit massique.
D’autres fonctions spéciales dérivées des valeurs de processus (facteur de différenciation, facteur de transmission acoustique, concentration de certains mélanges) offrent des informations supplémentaires sur le liquide concerné, comme par exemple la détection de bulles de gaz ou de parties solides ainsi que la détection de changements de fluide.
Avantages
L’utilisation de la technologie SAW présente de nombreux avantages pour la mesure industrielle du débit de liquides :
Un seul tube (316L / 1.4435 acier inoxydable)
- Aucune autre pièce en contact avec le fluide
- Mesure sans contact et hygiénique
- Aucune pièce mobile - aucune usure
- Aucune restriction, aucune chute de pression / perte de pression
Mesure multiparamètre
- Un seul appareil pour déterminer plusieurs paramètres
- Effort réduit pour la gestion des appareils/actifs
- Surveillance transparente
- Fonctions spéciales pour détecter les bulles de gaz, les pièces solides ou les changements de fluide
Robuste et utilisable dans l’industrie
- La fréquence d’excitation élevée dans la plage de 1 MHz permet d’éviter les perturbations causées par les vibrations du système
- Aucun effet magnétique ou électrique n’influe sur la mesure
- La mesure est indépendante de la conductivité du fluide et est donc possible même en cas de conductivité nulle ou faible.
Compact et léger
- La réduction de l’encombrement permet de réduire la taille des machines et des systèmes
- Faciles à installer et mettre en service
- Aucun support, aucun renfort supplémentaire nécessaire
- Effort de maintenance minimal, par ex. avec des intervalles de maintenance prescrits
Exemples d’application
La technologie SAW est particulièrement utilisée dans les environnements où l’hygiène est primordiale dans les secteurs pharmaceutique et biotechnologique ainsi que dans l’agroalimentaire. Des centaines de clients font confiance depuis des années à la mesure de débit innovante avec FLOWave - que ce soit, par exemple, pour garantir la qualité des produits pharmaceutiques, pour détecter les changements de fluide, pour mesurer le débit dans les circuits WFI ou pour doser l’huile alimentaire.
De plus amples informations et des exemples de projets FLOWave mis en œuvre avec succès par des entreprises innovantes de premier plan dans les industries pharmaceutique et alimentaire sont disponibles sur le site Web suivant.