Le débitmètre de type pression différentielle (également de type étranglement) est basé sur le principe de l'étranglement de l'écoulement du fluide, en utilisant la différence de pression créée lorsque le fluide traverse le dispositif d'étranglement pour réaliser une mesure de débit. C'est l'une des méthodes couramment utilisées pour mesurer la maturité du débit dans la production actuelle. Il est généralement constitué d'un dispositif d'étranglement capable de convertir le débit du fluide à tester en un signal de pression différentielle tel qu'une plaque d'orifice, une buse, un Venturi, etc., et d'un débitmètre de pression différentielle capable de convertir cette pression différentielle en une valeur de débit correspondante.
Un dispositif dit d'étranglement est la mise en place dans le conduit d'éléments susceptibles de provoquer une contraction locale du fluide. L'application large est la plaque d'orifice, suivie par la buse, le tube Venturi et la buse Venturi. Ces types de dispositifs d'étranglement ont une longue histoire d'utilisation, ont accumulé une riche expérience pratique et des données expérimentales complètes, de sorte que leurs formes sont normalisées à la maison et à l'étranger et appelées dispositifs d'étranglement standard. C'est - à - dire que les dispositifs d'étranglement standard conçus et fabriqués selon des normes uniformes peuvent être utilisés directement pour la mesure sans qu'il soit nécessaire de les étalonner individuellement. Mais pour les dispositifs spéciaux d'étranglement non normalisés, ils doivent être étalonnés individuellement lorsqu'ils sont utilisés.

Principe de mesure du débitmètre à pression différentielle

Lorsque le fluide circule dans une canalisation munie d'un dispositif d'étranglement, le phénomène de différence de pression statique du fluide au niveau des parois de la canalisation à l'avant et à l'arrière du dispositif d'étranglement est appelé phénomène d'étranglement. Le dispositif d'étranglement comprend un élément d'étranglement et des moyens de prise de pression. L'élément d'étranglement est l'élément qui permet au fluide dans la tuyauterie de créer un rétrécissement local, l'élément d'étranglement couramment utilisé est la plaque d'orifice, la buse et le tube de Venturi, etc., ci - dessous la plaque d'orifice comme exemple pour illustrer le phénomène d'étranglement.
Le fluide circulant dans le conduit a une énergie cinétique et une énergie potentiométrique qui, sous certaines conditions, peuvent être converties l'une en l'autre. Et selon la loi de conservation de l'énergie, la somme de l'énergie statique et cinétique d'un fluide, combinée à la perte d'énergie pour surmonter la résistance à l'écoulement, est invariable en l'absence d'énergie appliquée. La figure illustre la répartition de la vitesse du fluide en fonction de la pression avant et après la plaque d'orifice. Le fluide circule à un certain débit V devant la section I du conduit. La pression statique à ce moment est p;. A l'approche du dispositif d'étranglement, une partie de l'énergie cinétique étant convertie en énergie hydrostatique par suite de la rencontre d'un blocage du dispositif d'étranglement qui soumet le fluide à proximité de la paroi du tube à l'effet de blocage maximal du dispositif d'étranglement, il apparaît une augmentation de la pression hydrostatique du fluide au niveau de la surface d'extrémité de la population du dispositif d'étranglement à proximité de la paroi du tube et supérieure à la pression au Centre du tube, c'est - à - dire une différence de pression radiale qui crée une vitesse radiale supplémentaire du fluide et donc un écoulement du point de masse du fluide au niveau de la paroi du tube incliné par rapport à l'axe central du tube, créant un mouvement de contraction du faisceau. Du fait de l'inertie, l'endroit où la contraction du faisceau est minimale n'est pas au niveau de l'ouverture de la plaque mais au niveau de la section 11 au niveau de l'ouverture. Selon l'équation de continuité de l'écoulement du fluide, la vitesse d'écoulement du fluide au niveau de la section II est maximale, atteignant V2. Le faisceau s'élargit ensuite progressivement jusqu'à la section III, puis revient à l'état stationnaire et le débit diminue jusqu'à sa valeur initiale, soit V1 = V3.
Les moyens d'étranglement provoquant une contraction locale du faisceau, font varier le débit du fluide, c'est - à - dire l'énergie cinétique. Dans le même temps, la pression statique caractérisant l'énergie de pression statique du fluide varie également. Au niveau de la section I, le fluide présente une pression statique P1. En arrivant à la section II, le débit augmente jusqu'à une valeur maximale, la pression statique diminue jusqu'à une valeur minimale P2, puis se rétablit progressivement avec la récupération du faisceau, car à l'extrémité de la plaque d'orifice, la Section de circulation se rétrécit soudainement et se dilate, de sorte que le fluide forme un tourbillon local, à consommer une partie de l'énergie, tandis que le fluide traverse la plaque d'orifice, à surmonter les forces de frottement, de sorte que la pression statique du fluide ne peut pas revenir à la valeur initiale P; Il en résulte une perte de pression ￡ = p1 - P2. La pression du fluide avant le dispositif d'étranglement est plus élevée, appelée pression positive, souvent marquée par un « + », et la pression du fluide après le dispositif d'étranglement est plus faible, appelée pression négative (différente du concept de degré de vide), souvent marquée par un « un». L'ampleur de la différence de pression avant - arrière du dispositif d'étranglement est liée au débit. Plus le débit de fluide circulant dans la canalisation est important, plus la différence de pression créée avant et après le dispositif d'étranglement est importante, aussi longtemps que l'ampleur de la différence de pression avant et après la plaque d'orifice est mesurée, ce qui reflète l'ampleur du débit, c'est le principe de base de la mesure du débit par le dispositif d'étranglement.
Il est intéressant de noter: il est difficile de mesurer avec précision les pressions P1 et P2 au niveau de la section I par rapport à la section II, car la position de la section II produisant la faible pression statique P2 change avec le débit et ne peut être déterminée à l'avance. Il s'agit donc en fait de choisir deux points fixes de prise de pression sur la paroi du tube, à l'avant et à l'arrière de la plaque d'orifice, pour mesurer la variation de pression du fluide avant et après le dispositif d'étranglement. La relation entre la pression différentielle mesurée et le débit est donc étroitement liée au choix du point et du mode de mesure de la pression.