Measurement of water flow in closed conduits — Tracer methods — Part 7: Transit time method using radioactive tracers

Tracer methods apply to flow measurement in conduits into which a solution can be injected and those cases where effective mixing of this solution with the water flowing in the conduit can be achieved, this last condition being fundamental. Describes the transit time method using radioactive tracers for the measurement of water flow rate in closed conduits.

Mesure de débit d'eau dans les conduites fermées — Méthodes par traceurs — Partie 7: Méthode du temps de transit, utilisant des traceurs radioactifs

Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VII: Transit time method using radioactive tracers

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30-Nov-1977
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19-Dec-2012

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ISO 2975-7:1977 - Measurement of water flow in closed conduits -- Tracer methods
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ISO 2975-7:1977 - Mesure de débit d'eau dans les conduites fermées -- Méthodes par traceurs
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL STANDARD.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXfiYHAPOAHAII OPTAHMJAUWJI I-IO CXAHAAPTM3AUWH *ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part VII : Transit time method using radioactive tracers
Mesure de d&bit d’eau dans les conduites fermdes - Mthodes par traceurs -
Partie VI/ : Mthode du temps de transit, utitisan t des traceurs radioactifs
First edition - 1977-12-01
UDC 532.574.87 : 621.039.85 Ref. No. ISO 2975/VM977 (E)

Descriptors : flow measurement, pipe flow, watet- flow, tracer methods, radioactive isotopes, time measurement, Position.

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---------------------- Page: 1 ----------------------
FOREWORD

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation

of national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through ISO technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set

up has the right to be represented on that committee. International organizations,

governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the ISO Council.
International Standard ISO 2975/VIl was developed by Technical Committee
ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits, and was circulated to
the member bodies in September 1976.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Belgium India Romania
Egypt, Arab Rep. of Korea, Rep. of Turkey
Finland Mexico United Kingdom
France Netherlands U.S.S.R.
Germany Portugal
Yugoslavia
The member bodies of the following countries expressed disapproval of the docu-
ment on tech nical grounds :
Japan
U.S.A.
0 International Organkation for Standardkation, 1977 l
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 2975/Vl I-l977 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part VII : Transit time method using radioactive tracers
0 INTRODUCTION where

This International Standard is the seventh of a series of V is the volume of the conduit between the detector

Standards covering tracer methods of water flow measure- positions;
ment in closed conduits.
t is the transit time of the labelled fluid particles.
The complete series of Standards is as follows :
In general, the theoretical condition for the validity of the
- Part I : General.
formula is that the measuring section be “closed to dif-
fusion” : i.e. that the ratio of the local velocity to the
- Part II : Constant rate injection method using non-
longitudinal dispersion coefficient be equal at both ends of
radioac tive tracers.
the measuring section.
- Partlll: Constant rate injection method using
In practice this condition is fulfilled when the conduit has
radioactive tracers.
a constant Cross-section.
- PartIV: Integration (sudden in jec tion) me thod
The value of 7 is obtained by measuring the differente in
using non-radioac tive tracers.
abscissae of characteristic Points (in theory : centre of
gravity, but in practice other characteristic Points may be
- Part V : Integration (sudden in jec tion) me th od
found, see 5.6) of recorded distributions, corresponding to
using radioac tive tracers.
concentration/time distributions or their integrals, obtained
- Part VI : Transit time method using non-radioactive
at each detection Cross-section. The Signal from the detec-
tracers,
tors shall be proportional to the tracer concentration. The
value of the proportionality coefficient and hence the
- Part VII : Transit time method using radioactive
absolute concentration value need not, however, be known
tracers.
exactly.
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
This International Standard specifies the transit time method
using radioactive tracers for the measurement of water flow
3 REQUIRED CONDITIONS
rate in closed conduits.
3.1 Tracer
2 PRINCIPLE
The tracer shall meet the general requirements defined in
clause 5 of part 1, when a list of tracers generally used, with
Flow-rate measurement by the transit time method
their advantages and disadvantages, is also given.
(formerly called “Allen velocity method”) is based on
measuring the transit time of “labelled” fluid particles
between two Cross-sections of the conduit a known distance
3.2 Mixing of tracer
apart. Labelling of the fluid particles is achieved by injec-
ting a tracer into the flow upstream of the two measurement
The tracer must be sufficiently mixed with the flow at the
Cross-sections (i.e. detector positions) and the transit time
first detector Position for the recorded concentration/time
is determined from the differente of the mean arrival times
distributions at both detectors to be adequately represen-
of the tracer at each of the detector positions.
tative of the mean flow (sec 4.1). The selection of the
positions for the injection and the detectors is controlled
Under certain conditions (see clause S), the flow rate g, is
by the fluid velocity, tracer dispersion and the conduit
given by
layout. The conditions for this selection are dealt with in
clause 4. At low Reynolds number, Re < 5 000, the mixing
Q” i
of tracer is not sufficient and no measurement tan be made.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 2975/Vl I-l977 (E)
3.3 Test procedure The length of conduit between the injection Position and
the first detector should preferably contain no pipe fittings
The procedure for the preparation and injection of the
or sections likely to increase significantly the longitudinal
tracer solution, which in practice should be injected as
dispersion of tracer at the detector positions. Examples of
rapidly as possible to minimize the dispersion of the tracer,
such fittings and sections are valves, flow regulators, and
is covered in 5.2 and 5.3. The internal volume of the
flow distribution headers.
measuring section must be determined with sufficient
accuracy (see 5.7). Other requirements relating to the tests
and the calculation of the transit time from the data are
4.2 Length of conduit between detector positions
given in clause 5.
The length of conduit necessary between the detector
positions depends on the linear velocity of the fluid, the
spatial dispersion of the tracer at the detector positions
and the required accuracy of the ineasurement of transit
4 CHOICE OF MEASURING LENGTH
time.
In the tra nsit time method, the measuring length consists of
The length of straight conduit (L) between detector pos-
two Parts
itions, the various ratios (p) of the transit time to the mean
- time for the tracer “pulse” to pass each detector Position
the length of conduit between the injection Point
(i.e. corresponding to the passage of 99,7 % of the tracer)
and the Position of the firs t detector
and the various lengths of conduit (IV) between the injec-
the length of conduit between detectors.
tion and first detector positions, are related to each other
by the following formula :
L = 4,25 p (p + fl)
4.1 Length of conduit between injection and first detector
where L and N are expressed in numbers of conduit diam-
When the concentration of tracer C, at only a Single Point
eters.
in each measurement Cross-section is measured, the length
of conduit between the injection Point and first detector
This relationship is shown graphically in figure 1.
shall be equal to or greater than the mixing distance.
If the concentration/time distributions are recorded on a
single-channel recorder, it is necessary for the length of
The mixing distance is defined as the shortest distance at
conduit between detectors to be greater than the mean
which the maximum Variation of JOC, dt over the cross-
spatial dispersion of the tracer at the detector positions so
section is less than some predetermined value (for example
that the recorded distributions do not overlap (p > 1).
0,5 %), C, being the tracer concentration in the conduit -
see clause 6 of part 1. This distance tan be calculated theor-
If a multi-channel recorder is used, this distance tan be
etically according to 6.2.1 of part 1. Figure 3 of the latter
reduced, but it is necessary that for accurate measurement
Shows the measured Variation of mixing distance, with
of transit time the length of conduit between detectors is
respect to variations in JFC, dt across the Cross-section,
not less than one-half of the mean spatial dispersion of the
for various injection arrangements. Methods of reducing the
tracer. For guidance, it is recommended to use in practice
mixing distance are described in 6.3 of part 1.
p < 0,5.
There are, however, insufficient experimental results avail-
4.3 Measuring section
able to relate variations in JOC, dt at the first detector
Position, to the Overall accuracy of transit time as deter-
For the highest accuracy of flow measurement, the length
mined from concentration measurements at Single Points
of conduit between detector positions shall consist of a
in the measurement Cross-sections.
straight pipe of uniform Cross-section and shall contain no
Pipe fittings or sections where dead water zones are Iikely
If the measurement of concentration at each detector
to affect the concentration/time distribution measured at
Position represents the mean concentration in the cross-
the second detector. Examples of such fittings and sections
section (for example by simultaneous measurements at
are valves, flow regulators, abrupt changes of Cross-sectional
many Points- or by a detector sensitive to tracer across the
area, closed-ended branch pipes or sharp bends.
Cross-section), the degree of mixing required at the first
The Overall accuracy of the flow-rate measurement is de-
detector Position is not as great as that corresponding to
pendent on the accuracy with which the internal volume of
the mixing distance. In these circumstances the necessary
the measuring section is determined.
distance between the injection Position and the first detec-
tor Position may be considerably less than the mixing
distance. For example, when using a y-emitting tracer
Losses and additions
centrally injected into a conduit and detected by three

scintillation detectors positioned at each measurement Additions of fluid upstream of the first detector Position,

Cross-section, flow rate has been measured accurately with of the same nature as the fluid in the conduit, do not affect

a distance between injection and the first detector equiv- the result provided that this fluid is mixed with the main

alent to only twelve conduit diameters. flow at the first detector Position.
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ISO 2975/Vl I-l977 (E)

Losses of fluid from the conduit upstream of the first When a turbulente-generating device is positioned in the

detector Position do not affect the result but, if the tracer measuring length between the injection Position and the

is not completely mixed at the Point of loss, the amplitude first detector, the maximum concentration may be greater

of the concentration/time distribution at the detector than that derived from the above equation.

positions may be affected and its value changed by a
This expression may also be used to estimate the amount
constant factor.
of tracer to be injected for each flow measurement from a

Losses or additions of fluid in the length of conduit be- knowledge of the sensitivity of the measurement detectors.

tween the detector positions would Cause serious errors in The amount of injected tracer shall be such that the tracer

the measurement of flow rate. Consequently, it is essential concentration at the detector Position be within the linear

that the conduit between the two detector positions range of the detector.
contain no branch connections and is free from Ieaks.
5.4 Injection of concentrated Solution
In Order to minimize dispersion of the measured concen-
5 PROCEDURE
tration/time distributions, the tracer shall be injected as
rapidly as possible with no “tailing” of the injected Solution
5.1 Handling of radioisotopes
from the injection tubes within the conduit. This tan be
achieved by any of the following means :
The use of radioisotopes (storing, transportation, handl ing)
y with any ex isting statutory regulations.
shall compl
a) by means of injection devices at the extremity of
each injection Point, for example pop-valves which
5.2 Location of injection Points
open and close simultaneously and rapidly;
The number and Position of injection Points located at
injected solution is flushed into
by ensu ring that the
the injection Cross-section depends mainly on the length of
tracer-free water;
the conduit flow of
bY a
conduit between the injection Position and the first detec-

tor Position and the method of measuring the tracer concen- The tracer may be injected into the conduit by means

tration at the detector positions (i.e. “averaging” method of an additional pressure of gas according to methods

or Single-Point, see 4.1, qfh Paragraph). consistent with either of the above requirements. When

the tracer is injected at the pipe wall it is important that
When the available length of conduit between the injection
the injected fluid has a sufficient momentum to pen-
Point and the first detector is less than the mixing distance,
etrate the flow;
it is recommended to proceed as mentioned in 6.3 of part 1.
c) by breaking, with the aid of a suitable device, an
In particular, a suitable procedure consists in using a Single
ampoule containing the liquid to be injected in the
central injection against the flow or any other device which
conduit.
respects the symmetry of the conduit. Injection may be
also be made upstream of a pump or a turbulence-generat-
ing device. If multi-orifice injections are used, the device
5.5 Detection of tracer
shall be so designed as to allow simultaneous injection at
al I Points.
The tracer concentration tan be determined with detectors
situated within the conduit or preferably outside of it, or
with detector flow-cells for sampling the flow rate in the
5.3 Preparation of the injected Solution
measuring Cross-section.
The concentration of tracer in the injected Solution shall be
The yield of a radiation detector is a function of the
uniform. Homogeneity tan be achieved by means of a
distance of the emitting particle from the detector. Where
mechanical stirrer or closed-circuit pump.
the detector is not significantly sensitive to tracer in all
The required concentration will depend on the volume of
Parts of the Cross-section, consideration should be given to
fluid to be injected for each measurement, the degree of
the degree of mixing at the first detector Position.
longitudinal dispersion of the tracer at the detector pos-

itions and the sensitivity of the detectors. An estimate of lt is always desirable to adopt identical detectors in both

the maximum concentration C, of tracer observed in a measuring Cross-sections and to place them according to the

straight pipe of diameter D at N conduit diameters down- same geometrical configuration.

stream of a rapid injection tan be obtained from the
The differente in respo nse times of the detector assemblies
expression :
in both sections shall be negligible wi th respect to the transit
3A time.
c, =
4D3N1’2
...

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VII: Transit time method using radioactive tracersMesure de débit d'eau dans les conduites fermées -- Méthodes par traceurs -- Partie 7: Méthode du temps de transit, utilisant des traceurs radioactifsMeasurement of water flow in closed conduits -- Tracer methods -- Part 7: Transit time method using radioactive tracers17.120.10Pretok v zaprtih vodihFlow in closed conduitsICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 2975-7:1977SIST ISO 2975-7:1997en01-september-1997SIST ISO 2975-7:1997SLOVENSKI

STANDARD
SIST ISO 2975-7:1997

INTERNATIONAL STANDARD. t INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXfiYHAPOAHAII OPTAHMJAUWJI I-IO CXAHAAPTM3AUWH *ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VII : Transit time method using radioactive tracers Mesure de d&bit d’eau dans les conduites fermdes - Mthodes par traceurs - Partie VI/ : Mthode du temps de transit, utitisan t des traceurs radioactifs First edition - 1977-12-01 UDC 532.574.87 : 621.039.85 Ref. No. ISO 2975/VM977 (E) Descriptors : flow measurement, pipe flow, watet- flow, tracer methods, radioactive isotopes, time measurement, Position. Price based on 9 pages SIST ISO 2975-7:1997

FOREWORD ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing International Standards is carried out through ISO technical committees. Every member body interested in a subject for which a technical committee has been set up has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by the ISO Council. International Standard ISO 2975/VIl was developed by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits, and was circulated to the member bodies in September 1976. lt has been approved by the member bodies of the following countries : Belgium India Egypt, Arab Rep. of Korea, Rep. of Finland Mexico France Netherlands Germany Portugal Romania Turkey United Kingdom U.S.S.R. Yugoslavia The member bodies of the ment on tech nical grounds : following countries expressed disapproval of the docu- Japan U.S.A. 0 International Organkation for Standardkation, 1977 l Printed in Switzerland SIST ISO 2975-7:1997

INTERNATIONAL STANDARD ISO 2975/Vl I-l977 (E) Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VII : Transit time method using radioactive tracers 0 INTRODUCTION This International Standard is the seventh of a series of Standards covering tracer methods of water flow measure- ment in closed conduits. The complete series of Standards is as follows : - Part I : General. - Part II : Constant rate injection method using non- radioac tive tracers. - Partlll: Constant rate injection method using radioactive tracers. - PartIV: Integration (sudden in jec tion) me thod using non-radioac tive tracers. - Part V : Integration (sudden in jec tion) me th od using radioac tive tracers. - Part VI : Transit time method using non-radioactive tracers, - Part VII : Transit time method using radioactive tracers. 1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION This International Standard specifies the transit time method using radioactive tracers for the measurement of water flow rate in closed conduits. 2 PRINCIPLE Flow-rate measurement by the transit time method (formerly called “Allen velocity method”) is based on measuring the transit time of “labelled” fluid particles between two Cross-sections of the conduit a known distance apart. Labelling of the fluid particles is achieved by injec- ting a tracer into the flow upstream of the two measurement Cross-sections (i.e. detector positions) and the transit time is determined from the differente of the mean arrival times of the tracer at each of the detector positions. Under certain conditions (see clause S), the flow rate g, is given by V =- Q” i where V is the volume of the conduit between the detector positions; t is the transit time of the labelled fluid particles. In general, the theoretical condition for the validity of the formula is that the measuring section be “closed to dif- fusion” : i.e. that the ratio of the local velocity to the longitudinal dispersion coefficient be equal at both ends of the measuring section. In practice this condition is fulfilled when the conduit has a constant Cross-section. The value of 7 is obtained by measuring the differente in abscissae of characteristic Points (in theory : centre of gravity, but in practice other characteristic Points may be found, see 5.6) of recorded distributions, corresponding to concentration/time distributions or their integrals, obtained at each detection Cross-section. The Signal from the detec- tors shall be proportional to the tracer concentration. The value of the proportionality coefficient and hence the absolute concentration value need not, however, be known exactly. 3 REQUIRED CONDITIONS 3.1 Tracer The tracer shall meet the general requirements defined in clause 5 of part 1, when a list of tracers generally used, with their advantages and disadvantages, is also given. 3.2 Mixing of tracer The tracer must be sufficiently mixed with the flow at the first detector Position for the recorded concentration/time distributions at both detectors to be adequately represen- tative of the mean flow (sec 4.1). The selection of the positions for the injection and the detectors is controlled by the fluid velocity, tracer dispersion and the conduit layout. The conditions for this selection are dealt with in clause 4. At low Reynolds number, Re < 5 000, the mixing of tracer is not sufficient and no measurement tan be made. 1 SIST ISO 2975-7:1997

ISO 2975/Vl I-l977 (E) 3.3 Test procedure The procedure for the preparation and injection of the tracer solution, which in practice should be injected as rapidly as possible to minimize the dispersion of the tracer, is covered in 5.2 and 5.3. The internal volume of the measuring section must be determined with sufficient accuracy (see 5.7). Other requirements relating to the tests and the calculation of the transit time from the data are given in clause 5. 4 CHOICE OF MEASURING LENGTH In the tra two Parts nsit time method, the measuring length consists of - the length of conduit and the Position of the firs t between detector the injection Point - the length of conduit between detectors. 4.1 Length of conduit between injection and first detector When the concentration of tracer C, at only a Single Point in each measurement Cross-section is measured, the length of conduit between the injection Point and first detector shall be equal to or greater than the mixing distance. The mixing distance is defined as the shortest distance at which the maximum Variation of JOC, dt over the cross- section is less than some predetermined value (for example 0,5 %), C, being the tracer concentration in the conduit - see clause 6 of part 1. This distance tan be calculated theor- etically according to 6.2.1 of part 1. Figure 3 of the latter Shows the measured Variation of mixing distance, with respect to variations in JFC, dt across the Cross-section, for various injection arrangements. Methods of reducing the mixing distance are described in 6.3 of part 1. There are, however, insufficient experimental results avail- able to relate variations in JOC, dt at the first detector Position, to the Overall accuracy of transit time as deter- mined from concentration measurements at Single Points in the measurement Cross-sections. If the measurement of concentration at each detector Position represents the mean concentration in the cross- section (for example by simultaneous measurements at many Points- or by a detector sensitive to tracer across the Cross-section), the degree of mixing required at the first detector Position is not as great as that corresponding to the mixing distance. In these circumstances the necessary distance between the injection Position and the first detec- tor Position may be considerably less than the mixing distance. For example, when using a y-emitting tracer centrally injected into a conduit and detected by three scintillation detectors positioned at each measurement Cross-section, flow rate has been measured accurately with a distance between injection and the first detector equiv- alent to only twelve conduit diameters. The length of conduit between the injection Position and the first detector should preferably contain no pipe fittings or sections likely to increase significantly the longitudinal dispersion of tracer at the detector positions. Examples of such fittings and sections are valves, flow regulators, and flow distribution headers. 4.2 Length of conduit between detector positions The length of conduit necessary between the detector positions depends on the linear velocity of the fluid, the spatial dispersion of the tracer at the detector positions and the required accuracy of the ineasurement of transit time. The length of straight conduit (L) between detector pos- itions, the various ratios (p) of the transit time to the mean time for the tracer “pulse” to pass each detector Position (i.e. corresponding to the passage of 99,7 % of the tracer) and the various lengths of conduit (IV) between the injec- tion and first detector positions, are related to each other by the following formula : L = 4,25 p (p + fl) where L and N are expressed in numbers of conduit diam- eters. This relationship is shown graphically in figure 1. If the concentration/time distributions are recorded on a single-channel recorder, it is necessary for the length of conduit between detectors to be greater than the mean spatial dispersion of the tracer at the detector positions so that the recorded distributions do not overlap (p > 1). If a multi-channel recorder is used, this distance tan be reduced, but it is necessary that for accurate measurement of transit time the length of conduit between detectors is not less than one-half of the mean spatial dispersion of the tracer. For guidance, it is recommended to use in practice p < 0,5. 4.3 Measuring section For the highest accuracy of flow measurement, the length of conduit between detector positions shall consist of a straight pipe of uniform Cross-section and shall contain no Pipe fittings or sections where dead water zones are Iikely to affect the concentration/time distribution measured at the second detector. Examples of such fittings and sections are valves, flow regulators, abrupt changes of Cross-sectional area, closed-ended branch pipes or sharp bends. The Overall accuracy of the flow-rate measurement is de- pendent on the accuracy with which the internal volume of the measuring section is determined. Losses and additions Additions of fluid upstream of the first detector Position, of the same nature as the fluid in the conduit, do not affect the result provided that this fluid is mixed with the main flow at the first detector Position. 2 SIST ISO 2975-7:1997

ISO 2975/Vl I-l977 (E) Losses of fluid from the conduit upstream of the first detector Position do not affect the result but, if the tracer is not completely mixed at the Point of loss, the amplitude of the concentration/time distribution at the detector positions may be affected and its value changed by a constant factor. Losses or additions of fluid in the length of conduit be- tween the detector positions would Cause serious errors in the measurement of flow rate. Consequently, it is essential that the conduit between the two detector positions contain no branch connections and is free from Ieaks. 5 PROCEDURE 5.1 Handling of radioisotopes The use of radioisotopes (storing, transportation, handl shall compl y with any ex isting statutory regulations. 5.2 Location of injection Points ing) The number and Position of injection Points located at the injection Cross-section depends mainly on the length of conduit between the injection Position and the first detec- tor Position and the method of measuring the tracer concen- tration at the detector positions (i.e. “averaging” method or Single-Point, see 4.1, qfh Paragraph). When the available length of conduit between the injection Point and the first detector is less than the mixing distance, it is recommended to proceed as mentioned in 6.3 of part 1. In particular, a suitable procedure consists in using a Single central injection against the flow or any other device which respects the symmetry of the conduit. Injection may be also be made upstream of a pump or a turbulence-generat- ing device. If multi-orifice injections are used, the device shall be so designed as to allow simultaneous injection at al I Points. 5.3 Preparation of the injected Solution The concentration of tracer in the injected Solution shall be uniform. Homogeneity tan be achieved by means of a mechanical stirrer or closed-circuit pump. The required concentration will depend on the volume of fluid to be injected for each measurement, the degree of longitudinal dispersion of the tracer at the detector pos- itions and the sensitivity of the detectors. An estimate of the maximum concentration C, of tracer observed in a straight pipe of diameter D at N conduit diameters down- stream of a rapid injection tan be obtained from the expression : 3A c, = 4D3N1’2 where A is the amount of tracer injected. lt is of i nterest does not depend to on note that the maximum concent the flow rate in the conduit. When a turbulente-generating device is positioned in the measuring length between the injection Position and the first detector, the maximum concentration may be greater than that derived from the above equation. This expression may also be used to estimate the amount of tracer to be injected for each flow measurement from a knowledge of the sensitivity of the measurement detectors. The amount of injected tracer shall be such that the tracer concentration at the detector Position be within the linear range of the detector. 5.4 Injection of concentrated Solution In Order to minimize dispersion of the measured concen- tration/time distributions, the tracer shall be injected as rapidly as possible with no “tailing” of the injected Solution from the injection tubes within the conduit. This tan be achieved by any of the following means : a) by means of injection devices at the extremity of each injection Point, for example pop-valves which open and close simultaneously and rapidly; b) by ensu ring that the injected solution the conduit bY a flow of tracer-free water; is flushed into The tracer may be injected into the conduit by means of an additional pressure of gas according to methods consistent with either of the above requirements. When the tracer is injected at the pipe wall it is important that the injected fluid has a sufficient momentum to pen- etrate the flow; c) by breaking, with the aid of a suitable device, an ampoule containing the liquid to be injected in the conduit. 5.5 Detection of tracer The tracer concentration tan be determined with detectors situated within the conduit or preferably outside of it, or w

...

NORME INTERNATIONALE 2975lVll

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXJlYHAPOAHAII OPI-AHMSALVUI l-I0 CTAH~APTM3AUWW.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Mesure de débit d’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant des
traceurs radioactifs
Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods -
Part VII : Transit time method using radioactive tracers
Première édition - 1977-12-01
CDU 532.574.87 : 621.039.85 Réf. no : ISO 2975/VII-1977 (F)

Descripteurs : mesurage de débit, écoulement en conduite, écoulement d’eau, méthode par traceurs, isotope radioactif, mesurage du temps,

position .
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AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale

d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration

des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque

comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique

correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2975/Vll a été élaborée par le comité technique

ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et a été soumise

aux comités membres en septembre 1976.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
France
Allemagne Roumanie
Belgique Inde Royaume-Uni
Mexique
Corée, Rép. de Turquie
Pays-Bas
Égypte, Rép. arabe d’ U.R.S.S.
Finlande Portugal
Yougoslavie
Les comités membres des pays suivants l’ont désapprouvée pour des raisons tech-
niques :
Japon
U.S.A.
0 Organisation internationale de normalisation, 1977 l
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE Iso 2975/Vl I-1977 (F)
Mesure de débit d’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant des
traceurs radioactifs
0 INTRODUCTION où
V est le volume de la conduite entre les deux sections
La présente Norme internationale est la septième d’une
série de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans de détection;
les conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
t est le temps de transit des particules marquées.
La série complète des normes est la suivante :
D’une manière générale, la condition théorique de validité
Partie I : Généralités.
de la formule est que le tronçon de mesure soit fermé à la
diffusion, c’est-à-dire que le r$pport entre la vitesse locale
Partie II : Méthode d‘injection à débit constant, utili-
et le coefficient de dispersion longitudinale est le même aux
san t des traceurs non radioactifs.
deux extrémités du tronçon de mesurage.
: Méthode dlinjection à débit constant,
- Partie Ill
En pratique, cette condition est satisfaite dans le cas d’une
utilisant des traceurs radioactifs.
conduite de section constante.
- Partie IV : Méthode d’intégration (injection instan-
On obtient la valeur F en mesurant la différence des abscis-
tanée), utilisant des traceurs non radioactifs.
ses des points caractéristiques (en théorie le centre de gravité,
mais en pratique on peut trouver d’autres points caractéris-
- Partie V : Méthode d’intégration (injection instan-
tiques, voir 5.6) sur des courbes enregistrées de répartition
tanée), utilisant des traceurs radioactifs.
correspondant aux courbes concentrationkemps, ou leurs
Partie VI : Méthode du temps de transit, utilisant des
intégrales, obtenues en chaque section de détection. Le
traceurs non radioactifs.
signal issu des détecteurs doit être proportionnel à la
concentration du traceur; il n’est toutefois pas nécessaire
- Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant
de connaître la valeur exacte du coefficient de proportion-
des traceurs radioactifs.
nalité et, par conséquent, la valeur absolue de la concen-
tration.
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
La présente Norme internationale spécifie la méthode du
temps de transit, utilisant des traceurs radioactifs, pour la
3 CONDITIONS REQUISES
mesure de débit d’eau dans les conduites fermées.
3.1 Traceur
2 PRINCIPE
Le traceur doit remplir les conditions générales définies au
chapitre 5 de la partie 1, qui donne une liste de traceurs
La mesure du débit par la méthode du temps de transit
généralement utilisés avec leurs avantages et leurs inconvé-
(précédemment appelée «méthode d’AIlen))) est fondée sur
nients.
la mesure du temps de transit de particules fluides «mar-
quéew entre deux sections droites de la conduite, éloignées
3.2 Mélange du traceur
d’une distance connue. Le marquage des particules est
réalisé par injection d’un traceur dans l’écoulement, en
Le traceur doit être suffisamment mélangé à l’écoulement
amont des deux sections de mesure (c’est-à-dire positions
au niveau du Ier détecteur pour que les fonctions concen-
des détecteurs) et on détermine le temps de transit en
tration/temps enregistrées au niveau des deux détecteurs
faisant la différence des temps moyens d’arrivée du traceur
soient bien représentatives de l’écoulement moyen (voir 4.1).
au niveau de chacune des positions de détection.
Le choix des positions de l’injection et des détecteurs

Dans certaines conditions (voir chapitre 3), le débit Q, est dépend de la vitesse du fluide, de la dispersion du traceur

et de la configuration de la conduite. Les conditions de ce
donné par :
choix sont traitées au chapitre 4. Aux faibles nombres de
Reynolds, Re < 5 000, le mélange n’est pas effectif et
ZZZ-
9” t
aucune mesure ne peut être faite.
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ISO 2975/VI I-1977 (F)
3.3 Mode opératoire précision lorsque la distance séparant le point d’injection
du premier détecteur était égale à seulement douze diamè-
Le mode opératoire pour la préparation et l’injection de la
tres de conduite.
solution de traceur (solution qui en pratique doit être

injectée aussi rapidement que possible pour minimiser la II est préférable que la longueur de conduite comprise entre

durée de la fonction concentration/temps) est traitée en
le point d’injection et le premier détecteur ne contienne

5.2 et 5.3. Le volume intérieur de la section de mesure doit aucun accessoire de tuyauterie, ni aucune section suscep-

être déterminé avec une précision suffisante (voir 5.7). tible d’augmenter de façon notable la dispersion longitu-

D’autres conditions relatives aux essais et au calcul du dinale du traceur aux points de détection. Par accessoires

temps de transit à partir des données disponibles sont de tuyauterie et sections, on entend par exemple des robi-

précisées au chapitre 5. nets, des régulateurs de débit, des collecteurs, etc.
4.2 Longueur de conduite entre les détecteurs
4 CHOIX DU TRONÇON DE MESURE
La longueur de conduite nécessaire entre les sections de
Dans la méthode du temps de transit, le troncon de mesure
détection dépend de la vitesse axiale du fluide, de la réparti-
comporte deux parties :
tion dans l’espace du traceur au niveau des détecteurs et de
la précision requise sur la mesure du temps de transit.
- la longueur de conduite entre le point d’injection et
la position du premier détecteur;
La longueur droite de conduite (L) entre les détecteurs, les
différents rapports (p) du temps de transit au temps moyen
- la longueur de conduite comprise entre les deux
de passage du nuage de traceur à chaque point de détection
détecteurs.
(c’est-à-dire le temps correspondant au passage de 99,7 %
du traceur) et les différentes valeurs de la longueur de
4.1 Longueur de conduite entre le point d’injection et le
conduite (N) entre le point d’injection et le premier détec-
premier détecteur
teur sont liés entre eux par l’expression suivante :
Lorsqu’on mesure la concentration en traceur C, en un seul
L = 4,25 p (p + ai
point dans chaque section droite de mesure, la longueur de
conduite comprise entre le point d’injection et le premier
où L et N sont exprimés en nombre de diamètres de
détecteur doit être égale ou supérieure à la longueur de bon
conduite.
mélange.
Cette relation est représentée graphiquement à la figure 1.
La longueur de bon mélange se définit comme la distance
Si l’on enregistre sur un appareil mono-voie les courbes
la plus courte à partir de laquelle la variation maximale de
concentration/temps, il est nécessaire que la longueur de
JOC, dt dans la section est inférieure à une valeur détermi-
conduite comprise entre les deux détecteurs soit supérieure
née à l’avance (par exemple 0,5 %), C, étant la concen-
à la dispersion spatiale moyenne du traceur au niveau des
tration du traceur dans la conduite - voir chapitre 6 de la
positions de détection, de manière à ne pas avoir de recou-
partie 1. Cette distance peut se calculer théoriquement
vrement des courbes enregistrées (p > 1).
suivant les indications de 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de
celle-ci représente la variation mesurée de la longueur de
Si l’on utilise un enregistreur multi-voies, cette longueur
bon mélange en fonction des variations de l; C, dt dans la
peut être réduite mais pour mesurer avec précision le temps
section pour diverses conditions d’injection. Des moyens
de transit il est nécessaire que la longueur de conduite
pour réduire la longueur de bon mélange sont décrits en
comprise entre les deux détecteurs ne soit pas inférieure à
6.3 de la partie 1.
la moitié de la dispersion moyenne spatiale du traceur.
À titre indicatif, il est recommandé d’utiliser en pratique
II n’existe cependant pas suffisamment de résultats expéri-
p a 0,5.
mentaux disponibles pour relier les variations de Jr C, dt
au niveau du premier détecteur à la précision globale du
temps de transit déterminée par des mesures de concen-
4.3 Tronçon de mesure
tration en des points isolés des sections de mesure.
Pour obtenir une précision maximale sur la mesure du
Si la mesure de la concentration au niveau de chaque
débit, le troncon de conduite entre les deux détecteurs doit
détecteur représente la concentration moyenne dans la
consister en une conduite rectiligne de section uniforme et
section (par exemple mesures simultanées en plusieurs
ne comporter aucun accessoire de tuyauterie ni sections
points ou par un détecteur sensible au traceur sur toute la
dans lesquels des zones d’eau morte sont susceptibles
section), le degré de bon mélange requis au niveau du
d’affecter la courbe concentration/temps enregistrée au
premier détecteur n’est pas aussi strict que celui qui corres-
niveau du deuxième détecteur. Par accessoires de tuyauterie
pond exactement à la longueur de bon mélange. Dans ce
et sections, on entend des robinets, des régulateurs de débit,
cas, l’écartement nécessaire entre le point d’injection et le
des variations brusques de la section, des dérivations à
premier détecteur peut être considérablement moindre que
extrémités fermées ou des coudes accentués.
la longueur de bon mélange. Par exemple, en utilisant un

émetteur y, injecté au centre d’une conduite et détecté La précision globale sur la mesure du débit dépend de la

par trois compteurs à scintillation disposés en anneau à précision avec laquelle le volume du troncon de mesure a

chaque section de mesure, le débit a été mesuré avec été déterminé.
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ISO 2975/VII -1977 (F)
4.4 Pertes et apports en aval du point d’injection rapide lorsqu’il n’y a pas
d’obstacle dans la conduite et que l’injection est symétrique,
Les apports de fluide de même nature que le fluide de la
peut être faite à l’aide de l’expression suivante :
conduite en amont du premier détecteur n’affectent pas les
résultats dans la mesure où le fluide se trouve mélangé à 3A
c, =
l’écoulement principal lorsqu’il atteint le premier détecteur.
4D3N1’*
Les pertes de fluide en amont du premier détecteur n’affec-
où A est la quantité injectée de traceur.
tent pas le résultat, mais si le traceur n’est pas complètement
mélangé au point où la perte se produit, l’amplitude de la
II est intéressant de noter que cette concentration maximale
courbe concentration/temps peut en être affectée au niveau
ne dépend pas du débit dans la conduite.
des détecteurs, et sa valeur peut être mcd3fiGe d’un facteur
Lorsqu’un dispositif, augmentant artificiellement la turbu-
constant.
lence, est intercalé entre le point d’injection et la première
Les pertes ou apports de fluide dans la longueur de conduite
section de mesure, la valeur de la concentration maximale
comprise entre les détecteurs provoquent des erreurs consi-
peut être supérieure à celle indiquée par la formule ci-dessus.
dérables dans la mesure du débit. II est par conséquent
Cette expression peut aussi servir à évaluer la quantité de
primordial que la conduite ne comporte aucune tubulure
traceur à injecter pour chaque mesure de débit à partir de
de dérivation entre les deux détecteurs, et qu’on n’observe
la valeur connue de la sensibilité des détecteurs de mesure.
aucune fuite.
La quantité de traceur injectée doit être telle que sa concen-
tration au point de détection soit dans la gamme de linéarité
5 MODE OPÉRATOIRE du détecteur.
5.1 Mise en œuvre des produits radioactifs
5.4 Injection de la solution concentrée
La manipulation des radio-éléments (stockage, transport,
Pour réduire au minimum la dispersion de la répartition
mise en œuvre) doit s’effectuer conformément à la Iégis-
mesurée concentration/temps, le traceur doit être injecté
lation en vigueur.
aussi rapidement que possible sans qu’il subsiste de résidus
de solution injectée dans les tubes d’injection qui s’écoulent
5.2 Emplacement des points d’injection
ensuite dans la conduite. Ceci peut se réaliser de l’une des
trois manières suivantes :
Le nombre et la position des points d’injection situés dans
la section d’injection dépendent principalement de la lon-
a) par l’intermédiaire de dispositifs d’injection placés
gueur de conduite comprise entre le point d’injection et le
à chaque point d’injection par exemple des soupapes
premier détecteur et de la méthode de mesure de la concen-
s’ouvrant et se fermant rapidement et simultanément;
tration du traceur au niveau des détecteurs (c’est-à-dire
b) en assurant l’évacuation de la solution injectée dans
méthode de la «moyenne» ou prélèvement unique -
la conduite par écoulement d’une certaine quantité d’eau
voir 4.1, 4e alinéa).
exempte de traceur;
Lorsque la longueur de la conduite disponible entre le
Le traceur peut être injecté dans la conduite sous une
point d’injection et le premier détecteur est inférieure à la
pression d’air ou d’un liquide par des méthodes corres-
longueur du bon mélange, il est recommandé de procéder
pondant à l’une ou l’autre des méthodes ci-dessus. S’il
comme il est indiqué en 6.3 de la partie 1.
est injecté à la paroi, il est important de s’assurer qu’il
Un procédé approprié consiste, en particulier, à utiliser
est injecté avec une quantité de mouvement suffisante
l’injection à contre-courant d’un jet central ou tout autre
pour assurer une bonne prénétration dans l’écoulement;
dispositif respectant la symétrie de la conduite. L’injection
c) en brisant à l’aide d’un dispositif adéquat une
peut également s’effectuer en amont d’une pompe ou d’un
ampoule contenant le traceur à introduire dans la
dispositif générateur de turbulence. Si l’on utilise plusieurs
conduite.
points d’injection, le système doit être conçu pour permet-
tre une injection simultanée en tous les points.
5.5 Détection du traceur
5.3 Préparation de la solution injectée
Les concentrations du traceur peuvent être déterminées par
La concentration du traceur dans la solution injectée doit
des détecteurs situés à l’intérieur ou de préférence à I’exté-
être uniforme. L’homogénéité peut être réalisée à l’aide
rieur de la conduite, ou par des cellules de détection échan-
d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit fermé.
tillonnant dans les sections de mesure.
La concentration requise dépend du volume de fluide à
Le rendement du détecteur est fonction, entre autres choses,

injecter pour chaque mesure du débit-volume, du degré de de la distance de la particule émettrice au détecteur. Dans l

...

NORME INTERNATIONALE 2975lVll

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXJlYHAPOAHAII OPI-AHMSALVUI l-I0 CTAH~APTM3AUWW.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Mesure de débit d’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant des
traceurs radioactifs
Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods -
Part VII : Transit time method using radioactive tracers
Première édition - 1977-12-01
Réf. no : ISO 2975/VII-1977 (F)
CDU 532.574.87 : 621.039.85

Descripteurs : mesurage de débit, écoulement en conduite, écoulement d’eau, méthode par traceurs, isotope radioactif, mesurage du temps,

position .
Prix basé sur 9 pages
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AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale

d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration

des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque

comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique

correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2975/Vll a été élaborée par le comité technique

ISOITC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et a été soumise

aux comités membres en septembre 1976.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Allemagne France
Roumanie
Belgique Inde Royaume-Uni
Mexique
Corée, Rép. de Turquie
Égypte, Rép. arabe d’ Pays-Bas
U.R.S.S.
Finlande Portugal
Yougoslavie
Les comités membres des suivants l’ont désapprouvée
pour des raisons tech-
Pays
niques :
Japon
U.S.A.
0 Organisation internationale de normalisation, 1977 l
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE [SO 2975/Vl I-1977 (F)
Mesure de débit d’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant des
traceurs radioactifs
0 INTRODUCTION
V est le volume de la conduite entre les deux sections
La présente Norme internationale est la septième d’une
série de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans de détection;
les conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
T est le temps de transit des particules marquées.
La série complète des normes est la suivante :
D’une manière générale, la condition théorique de validité
- Partie I : Généralités.
de la formule est que le tronçon de mesure soit fermé à la
diffusion, c’est-à-dire que le r$pport entre la vitesse locale
Partie II : Méthode d’injection à débit constant, utili-
et le coefficient de dispersion longitudinale est le même aux
san t des traceurs non radioactifs.
deux extrémités du tronçon de mesurage.
: Méthode d’injection à débit constant,
- Partie Ill
En pratique, cette condition est satisfaite dans le cas d’une
utilisant des traceurs radioactifs.
conduite de section constante.
Méthode d’intégration (injection instan-
- Partie IV :
On obtient la valeur F en mesurant la différence des abscis-
tanée), utilisant des traceurs non radioactifs.
ses des points caractéristiques (en théorie le centre de gravité,
mais en pratique on peut trouver d’autres points caractéris-
Méthode d’intégration (injection instan-
- Partie V :
tiques, voir 5.6) sur des courbes enregistrées de répartition
tanée), utilisant des traceurs radioactifs.
correspondant aux courbes concentrationkemps, ou leurs
- Partie VI : Méthode du temps de transit, utilisant des
obtenues en chaque section de détection. Le
intégrales,
traceurs non radioactifs.
signal issu des détecteurs doit être proportionnel à la
concentration du traceur; il n’est toutefois pas nécessaire
- Partie VII : Méthode du temps de transit, utilisant
de connaître la valeur exacte du coefficient de proportion-
des traceurs radioactifs.
nalité et, par conséquent, la valeur absolue de la concen-
tration.
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
La présente Norme internationale spécifie la méthode du
temps de transit, utilisant des traceurs radioactifs, pour la
3 CONDITIONS REQUISES
mesure de débit d’eau dans les conduites fermées.
3.1 Traceur
2 PRINCIPE
Le traceur doit remplir les conditions générales définies au
chapitre 5 de la partie 1, qui donne une liste de traceurs
La mesure du débit par la méthode du temps de transit
généralement utilisés avec leurs avantages et leurs inconvé-
(précédemment appelée «méthode d’AIlen))) est fondée sur
nients.
la mesure du temps de transit de particules fluides «mar-
quéew entre deux sections droites de la conduite, éloignées
3.2 Mélange du traceur
d’une distance connue. Le marquage des particules est
réalisé par injection d’un traceur dans l’écoulement, en
Le traceur doit être suffisamment mélangé à l’écoulement
amont des deux sections de mesure (c’est-à-dire positions
au niveau du Ier détecteur pour que les fonctions concen-
des détecteurs) et on détermine le temps de transit en
trationkemps enregistrées au niveau des deux détecteurs
faisant la différence des temps moyens d’arrivée du traceur
soient bien représentatives de l’écoulement moyen (voir 4.1).
au niveau de chacune des positions de détection.
Le choix des positions de l’injection et des détecteurs
dépend de la vitesse du fluide, de la dispersion du traceur
Dans certaines conditions (voir chapitre 3), le débit Q, est
et de la configuration de la conduite. Les conditions de ce
donné par :
choix sont traitées au chapitre 4. Aux faibles nombres de
Reynolds, Re < 5 000, le mélange n’est pas effectif et
ZZZ-
9” t
aucune mesure ne peut être faite.
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ISO 2975/VI I-1977 (F)
3.3 Mode opératoire précision lorsque la distance séparant le point d’injection
du premier détecteur était égale à seulement douze diamè-
Le mode opératoire pour la préparation et l’injection de la
tres de conduite.
solution de traceur (solution qui en pratique doit être

injectée aussi rapidement que possible pour minimiser la II est préférable que la longueur de conduite comprise entre

durée de la fonction concentration/temps) est traitée en
le point d’injection et le premier détecteur ne contienne

5.2 et 5.3. Le volume intérieur de la section de mesure doit aucun accessoire de tuyauterie, ni aucune section suscep-

être déterminé avec une précision suffisante (voir 5.7). tible d’augmenter de façon notable la dispersion longitu-

D’autres conditions relatives aux essais et au calcul du dinale du traceur aux points de détection. Par accessoires

temps de transit à partir des données disponibles sont de tuyauterie et sections, on entend par exemple des robi-

précisées au chapitre 5. nets, des régulateurs de débit, des collecteurs, etc.
4.2 Longueur de conduite entre les détecteurs
4 CHOIX DU TRONÇON DE MESURE
La longueur de conduite nécessaire entre les sections de
Dans la méthode du temps de transit, le troncon de mesure
détection dépend de la vitesse axiale du fluide, de la réparti-
comporte deux parties :
tion dans l’espace du traceur au niveau des détecteurs et de
la précision requise sur la mesure du temps de transit.
- la longueur de conduite entre le point d’injection et
la position du premier détecteur;
La longueur droite de conduite (L) entre les détecteurs, les
différents rapports (p) du temps de transit au temps moyen
- la longueur de conduite comprise entre les deux
de passage du nuage de traceur à chaque point de détection
détecteurs.
(c’est-à-dire le temps correspondant au passage de 99,7 %
du traceur) et les différentes valeurs de la longueur de
4.1 Longueur de conduite entre le point d’injection et le
conduite (N) entre le point d’injection et le premier détec-
premier détecteur
teur sont liés entre eux par l’expression suivante :
Lorsqu’on mesure la concentration en traceur C, en un seul
L = 4,25 p (p + fi)
point dans chaque section droite de mesure, la longueur de
conduite comprise entre le point d’injection et le premier
où L et N sont exprimés en nombre de diamètres de
détecteur doit être égale ou supérieure à la longueur de bon
conduite.
mélange.
Cette relation est représentée graphiquement à la figure 1.
La longueur de bon mélange se définit comme la distance
Si l’on enregistre sur un appareil mono-voie les courbes
la plus courte à partir de laquelle la variation maximale de
concentration/temps, il est nécessaire que la longueur de
JOC, dt dans la section est inférieure à une valeur détermi-
conduite comprise entre les deux détecteurs soit supérieure
née à l’avance (par exemple 0,5 %), C, étant la concen-
à la dispersion spatiale moyenne du traceur au niveau des
tration du traceur dans la conduite - voir chapitre 6 de la
positions de détection, de manière à ne pas avoir de recou-
partie 1. Cette distance peut se calculer théoriquement
vrement des courbes enregistrées (p > 1).
suivant les indications de 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de
celle-ci représente la variation mesurée de la longueur de
Si l’on utilise un enregistreur multi-voies, cette longueur
bon mélange en fonction des variations de l; C, dt dans la
peut être réduite mais pour mesurer avec précision le temps
section pour diverses conditions d’injection. Des moyens
de transit il est nécessaire que la longueur de conduite
pour réduire la longueur de bon mélange sont décrits en
comprise entre les deux détecteurs ne soit pas inférieure à
6.3 de la partie 1.
la moitié de la dispersion moyenne spatiale du traceur.
À titre indicatif, il est recommandé d’utiliser en pratique
II n’existe cependant pas suffisamment de résultats expéri-
p a 0,5.
mentaux disponibles pour relier les variations de Jr C, dt
au niveau du premier détecteur à la précision globale du
temps de transit déterminée par des mesures de concen-
4.3 Tronçon de mesure
tration en des points isolés des sections de mesure.
Pour obtenir une précision maximale sur la mesure du
Si la mesure de la concentration au niveau de chaque
débit, le troncon de conduite entre les deux détecteurs doit
détecteur représente la concentration moyenne dans la
consister en une conduite rectiligne de section uniforme et
section (par exemple mesures simultanées en plusieurs
ne comporter aucun accessoire de tuyauterie ni sections
points ou par un détecteur sensible au traceur sur toute la
dans lesquels des zones d’eau morte sont susceptibles
section), le degré de bon mélange requis au niveau du
d’affecter la courbe concentration/temps enregistrée au
premier détecteur n’est pas aussi strict que celui qui corres-
niveau du deuxième détecteur. Par accessoires de tuyauterie
pond exactement à la longueur de bon mélange. Dans ce
et sections, on entend des robinets, des régulateurs de débit,
cas, l’écartement nécessaire entre le point d’injection et le
des variations brusques de la section, des dérivations à
premier détecteur peut être considérablement moindre que
extrémités fermées ou des coudes accentués.
la longueur de bon mélange. Par exemple, en utilisant un

émetteur y, injecté au centre d’une conduite et détecté La précision globale sur la mesure du débit dépend de la

par trois compteurs à scintillation disposés en anneau à précision avec laquelle le volume du troncon de mesure a

chaque section de mesure, le débit a été mesuré avec été déterminé.
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ISO 2975/VII -1977 (F)
4.4 Pertes et apports en aval du point d’injection rapide lorsqu’il n’y a pas
d’obstacle dans la conduite et que l’injection est symétrique,
Les apports de fluide de même nature que le fluide de la
peut être faite à l’aide de l’expression suivante :
conduite en amont du premier détecteur n’affectent pas les
résultats dans la mesure où le fluide se trouve mélangé à 3A
c, =
l’écoulement principal lorsqu’il atteint le premier détecteur.
4D3N1’*
Les pertes de fluide en amont du premier détecteur n’affec-
où A est la quantité injectée de traceur.
tent pas le résultat, mais si le traceur n’est pas complètement
mélangé au point où la perte se produit, l’amplitude de la
II est intéressa nt de noter qu e cette concentration maximale
courbe concentration/temps peut en être affectée au niveau
ne dépend pas du débit dans la conduite.
des détecteurs, et sa valeur peut être mcd3fiGe d’un facteur
Lorsqu’un dispositif, augmentant artificiellement la turbu-
constant.
lence, est intercalé entre le point d’injection et la première
Les pertes ou apports de fluide dans la longueur de conduite
section de mesure, la valeur de la concentration maximale
comprise entre les détecteurs provoquent des erreurs consi-
peut être supérieure à celle indiquée par la formule ci-dessus.
dérables dans la mesure du débit. II est par conséquent
Cette expression peut aussi servir à évaluer la quantité de
primordial que la conduite ne comporte aucune tubulure
traceur à injecter pour chaque mesure de débit à partir de
de dérivation entre les deux détecteurs, et qu’on n’observe
la valeur connue de la sensibilité des détecteurs de mesure.
aucune fuite.
La quantité de traceur injectée doit être telle que sa concen-
tration au point de détection soit dans la gamme de linéarité
5 MODE OPÉRATOIRE du détecteur.
Mise en œuvre des produits radioactifs
5.1
5.4 Injection de la solution concentrée
La manipulation des radio-éléments (stockage, transport,
Pour réduire au minimum la dispersion de la répartition
mise en œuvre) doit s’effectuer conformément à la Iégis-
mesurée concentration/temps, le traceur doit être injecté
lation en vigueur.
aussi rapidement que possible sans qu’il subsiste de résidus
de solution injectée dans les tubes d’injection qui s’écoulent
5.2 Emplacement des points d’injection
ensuite dans la conduite. Ceci peut se réaliser de l’une des
trois manières suivantes :
Le nombre et la position des points d’injection situés dans
la section d’injection dépendent principalement de la lon-
a) par l’intermédiaire de dispositifs d’injection placés
gueur de conduite comprise entre le point d’injection et le
à chaque point d’injection par exemple des soupapes
premier détecteur et de la méthode de mesure de la concen-
s’ouvrant et se fermant rapidement et simultanément;
tration du traceur au niveau des détecteurs (c’est-à-dire
b) en assurant l’évacuation de la solution injectée dans
méthode de la «moyenne» ou prélèvement unique -
la conduite par écoulement d’une certaine quantité d’eau
voir 4.1, 4e alinéa).
exempte de traceur;
Lorsque la longueur de la conduite disponible entre le
Le traceur peut être injecté dans la conduite sous une
point d’injection et le premier détecteur est inférieure à la
pression d’air ou d’un liquide par des méthodes corres-
longueur du bon mélange, il est recommandé de procéder
pondant à l’une ou l’autre des méthodes ci-dessus. S’il
comme il est indiqué en 6.3 de la partie 1.
est injecté à la paroi, il est important de s’assurer qu’il
Un procédé approprié consiste, en particulier, à utiliser
est injecté avec une quantité de mouvement suffisante
l’injection à contre-courant d’un jet central ou tout autre
pour assurer une bonne prénétration dans l’écoulement;
dispositif respectant la symétrie de la conduite. L’injection
c) en brisant à l’aide d’un dispositif adéquat une
peut également s’effectuer en amont d’une pompe ou d’un
ampoule contenant le traceur à introduire dans la
dispositif générateur de turbulence. Si l’on utilise plusieurs
conduite.
points d’injection, le système doit être conçu pour permet-
tre une injection simultanée en tous les points.
5.5 Détection du traceur
5.3 Préparation de la solution injectée
Les concentrations du traceur peuvent être déterminées par
La concentration du traceur dans la solution injectée doit
des détecteurs situés à l’intérieur ou de préférence à I’exté-
être uniforme. L’homogénéité peut être réalisée à l’aide
rieur de la conduite, ou par des cellules de détection échan-
d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit fermé.
tillonnant dans les sections de mesure.
La concentration requise dépend du volume de fluide à
Le rendement du détecteur est fonction, entre autres choses,

injecter pour chaque mesure du débit-volume, du degré de de la distance de la particule émettrice au déte

...

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