ISO 9104:1991
(Main)Measurement of fluid flow in closed conduits — Methods of evaluating the performance of electromagnetic flow-meters for liquids
Measurement of fluid flow in closed conduits — Methods of evaluating the performance of electromagnetic flow-meters for liquids
The methods specified are intended for use by manufacturers to determine the performance of their products and by users to verify manufacturer's performance specifications. The test conditions represent those which commonly arise during use. The values specified herein should be used where no other values are specified by the manufacturer. ISO 9104 applies to the evaluating the performance characteristics when the flow-meter is subjected to identified influence quantities and only to electromagnetic flow-meters.
Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Méthodes d'évaluation de la performance des débitmètres électromagnétiques utilisés pour les liquides
1.1 La présente Norme internationale recommande des méthodes d'essai permettant d'évaluer la performance des débitmètres électromagnétiques utilisés pour les liquides s'écoulant en conduites fermées. Elle prescrit un mode opératoire uniforme de vérification des caractéristiques de fonctionnement des débitmètres soumis à des grandeurs d'influence identifiées, ainsi que les méthodes de présentation des résultats des mesurages de performance. NOTE 1 Lorsqu'une évaluation complète conforme à la présente Norme internationale n'est pas nécessaire, il convient d'effectuer les essais requis et d'enregistrer les résultats dans un rapport suivant les prescriptions des paragraphes correspondants de la présente Norme internationale. 1.2 La présente Norme internationale ne s'applique qu'aux débitmètres électromagnétiques industriels montés sur la conduite. Elle ne s'applique pas aux débitmètres à insérer, aux débitmètres à métal liquide et aux débitmètres à usage médical, bien que certains des essais qui y sont décrits puissent s'appliquer à ces appareils s'il en est convenu ainsi entre le constructeur et l'utilisateur ou l'organisme évaluateur.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9104
First edition
199 1-04-0 1
Measurement of fluid flow in closed conduits -
Methods of evaluating the Performance of
electromagnetic flow-meters for liquids
Mesure de debit des fluides dans /es conduites fermees - Mkthodes
d’tivaluafion de la performante des dkbifmefres 6lectromagnktiques
utilisks pour les liquides
Reference numher
ISO 9104:1991(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9104:1991(E)
Contents
Page
4
4 Scope . . . . . . . . . . . . .-.-. ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -.- . . . .
4
2 Normative references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.-._.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Definitions
2
. . . . . . . . . . . ._. e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 General testing procedure
2
4.4 General requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
4.2 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.
4
4.3 Test liquid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .I. 4
4.4 Environmental test conditions
. . . . . . . . . . . . . . . . . ._. 5
Nominal calibration conditions during tests
4.5
5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ._.
4.6 Signal output
5
4.7 Zero checki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Other conditions
. . . . . . . . . . . . 5
4.9 Flow-meter calibration - Requirements and methods
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5 Evaluation of the effect of an influence quantity
......................... ............................. 6
5.4 General .
6
Internal influences . . . . . . . . . . . . . . . .,.,.
5.2
44
5.3 External influences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 Tests for the evaluation of the effects of other influence
17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
quantities ,.
........................... 17
6.1 Magnetit influence . .
.......................... .................................... 17
6.2 Output load impedance
................................... 17
6,3 Long-term drift .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.4 Stray currents within the liquid
0 ISO 1991
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utillzed in any form
or by any means, electronie or mechanical, Including photocopying and microfilm, without
Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l Cl-i-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO 9104:1991(E)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.5 Radio interference -.
Annex
48
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A
. . .
Ill
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ISO 9104:1991(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take patt in the
work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an Inter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard ISO 9104 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 30, Measurement of fluid f7ow in closed conduifs.
Annex A of this International Standard is for information only.
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ISO 9104:1991(E)
Introduction
The methods of evaluation specified in this International Standard are
intended for use by manufacturers to determine the Performance oftheir
products and by users or independent testing establishments to verify
manufacturer’s Performance specifications and to demonstrate suit-
ability of application.
The test conditions specified in this International Standard, for example
the range of ambient temperatures and the power supply, represent
those which commonly arlse during use. Consequently, the values
specified herein should be used where no other values are specified by
the manufacturer.
The tests specified in this International Standard are not necessarily
sufficient for instruments specifically designed for unusually arduous
duties. Conversely, a restricted series of tests may be suitable for in-
struments designed to perform within a limited range of conditions.
V
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This page intentionally left blank
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INTERNATIONAL STANDARD
ISO 9104:1991(E)
Measurement of fluid flow in closed conduits - Methods of
evaluating the Performance of electromagnetic flow-meters for
liquids
ISO 3966:1977, Measurement of f7uid f7ow in closed
1 Scope
conduits - Velocity area method using Pitot static
tubes.
1 .l This International Standard recommends
methods of test for the evaluation of the perform- ISO 4006:1991, Measurement of fluid flow in closed
ante of electromagnetic flow-meters for liquids conduits - Vocabulary and Symbols.
flowing in closed conduits. lt specifies a uniform
procedure to verify the Performance characteristics
ISO 4185:1980, Measurement of liquid #OW in closed
when the flow-meter is subjected to identified influ-
conduits - Weighing method.
ence quantities and methods of representing the
results of Performance measurements. ISO 5168:~‘1 , Measurement of fluid f7ow - Evaluation
of uncertainties.
NOTE 1 VWhen a full evaluation in accordance with this
International Standard is not required, those tests which
ISO 6817:-*) , Measurement of conductive liquid flow
are required should be performed and the results re-
in closed conduits - Method using electromagnetic
ported in accordance with those parts of this International
flow-meters.
Standard which are relevant.
ISO 7066-1:1989, Assessment of uncertainty in the
calibration and use of flow measurement devices -
1.2 This International Standard applies only to in-
dustrialized Pipe-mounted electromagnetic flow- Part 1: Linear calibration relationships.
meters. lt is not applicable to insertion-type
ISO 7066-2:1988, Assessment of uncerfainfy in the
flow-meters, liquid-metal flow-meters and medical
calibration and use of f7ow measurement devices -
flow-meters, although some of the tests described
Part 2: Non-linear calibration relationships.
may be applied to such instruments if agreed to be-
tween the manufacturer and the user or evaluating
ISO 8316:1987, Measurement of liquid f7ow in closed
body.
conduits - Method by collection of the liquid in a
volumetric tank.
2 Normative references
IEC 68-2-3: 1969, Basic environmental testing pro-
cedures - Test Ca: Damp heat, steady state.
The following Standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
IEC 68-2-4: 1960, Basic environmental testing pro-
of this International Standard. At the time of publi-
cedures - Test U: Accelerated damp heat.
cation, the editions indicated were valid. All stan-
dards are subject to revision, and Parties to
IEC 68-2-6: 1982, Basic environmental testing pro-
agreements based on this International Standard
cedures - Test FC and guidance: Vibration
are encouraged to investigate the possibility of ap-
(sinusoidal).
plying the most recent editions of the Standards in-
dicated below, Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
1) To be published. (Revision of ISO 5168:1978)
2) To be published. (Revision of ISO 6817:1980)
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ISO 9104:1991 (E)
3.9 common mode voltage: Voltage which exists
IEC 68-2-27: i 972, Basic environmental testing pro-
equally between each electrode and a reference
cedures - Test Ea: Skock.
potential.
3.10 reference Signal: Signal which is proportional
3 Definitions
to the magnetlc flux created in the primary device
and which is compared in the secondary device with
For the purposes of this international Standard, the
the flow Signal.
definitions given in ISO 4006 apply. The following
definitions are given only for terms used with a
3.11 output slgnal: Output from the secondary de-
special meaning or for terms the meaning of which
vice which is a function of the flow-rate.
might be usefully recalled.
3.12 full-scale flow-rate: Flow-rate corresponding to
3.1 electromagnetic fiow-meter: Flow-meter- which
the maximum output Signal.
creates a magnetic field perpendicular to the flow,
so enabling the flow-rate to be deduced from in-
duced electromotive forte (e-m.9 produced by the
3.13 referee measurements: Measurements re-
motion of a conducting fluid in the magnetic field.
peated under closely controlled atmospheric con-
The electromagnetic flow-meter consists of a pri-
ditions when the correction factors to adjust
mary device and one or more secondary devices.
Parameters, sensitive to atmospheric conditions, to
their Standard atmosphere values are unknown and
when measurements under the recommended range
3.2 primary device: Device containing the following
of ambient atmospheric conditions are unsatisfac-
elements:
tory.
- an electrically insulating meter tube through
which the conductive fluid to be metered flows,
- one or more pairs of electrodes, diametrically
4 General testing procedure
opposed, across which the Signal generated in
the fluid is measured, and
Most evaluation tests for electromagnetic flow-
meters are carried out with the liquid flowing
-
an electromagnet for producing a magnetic field
through both the flow-meter and the Standard cali-
in the meter tube.
bration facility or reference flow-meter. Care shall
be taken to ensure a mean steady flow in the test
The primary device produces a Signal proportional
circuit, independently of the rapid fluctuations in lo-
to the flow-rate and in some cases a reference sig-
cal velocities due to turbulente which always occurs
nal.
in the range of Reynolds numbers peculiar to in-
dustrial flow conditions. Furthermore, the measure-
3.3 secondary device: Equipment which contains
ment uncertainty of the reference flow-meter or
the circuitry which extracts the flow Signal from the
calibration facility should be taken into account
electrode Signal and converts it to a Standard output
when estimating the measurement uncertainty of the
Signal directly proportional to the flow-rate. This
electromagnetic flow-meter under test.
equipment may be mounted on the primary device.
lt will be appreciated that the closest communication
should be maintained between the evaluating body
3.4 meter tube: Pipe section of the primary device
and the manufacturer. Note shall be taken of the
through which the fluid to be measured flows; its
manufacturer’s specifications for the instrument
inner surface is usually electrically insulating.
when the test Programme is being decided, and the
manufacturer should be invited to comment on both
3.5 meter electrodes: One or more pairs of contacts
the test Programmes and the results.
or capacitor plates by means of which the induced
voltage is detected.
3.6 lower range value: Lowest value of the meas- 4.1 General requ irements
ured variable that a device is adjusted to measure.
37 upper range value: Highest value of the meas- 4.1.1 The flow shal I be steady.
&-ed variable that a device is adjusted to me asure.
4.1.2 At the inlet of the upstream straight pipe the
3.8 span: Algebraic differente between the upper
flow should be axisymmetric and free from signifi-
and lower range values. For example, the span is
equal to 16 mA when the range is 4 mA to 20 mA. cant pulsation and swirl.
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ISO 9104:1991 (E)
4.1.3 The reference flow-meter or calibration stan- restr ict the vari ation in interacting Parameters by
suita ble me ans.
dard for the measurement of flow-rate or quantity
shall conform to the requirements of ISO 4185 or
ISO 8316, or any subsequent International Standards
covering reference Standards for the measurement
4.2 Installation
of liquid flow.
NOTE 2 It is recognized that the reference Standards
4.2.1 Pipe Installation
used for flow measurement are of various types. Those
devices which measure directly in terms of the funda-
The primary and secondary devices of the elec-
mental units of mass, length and time are more commonly
tromagnetic flow-meter should be installed in ac-
referred to as primary Standards. Other devices, including
cordante with the manufacturer’s instructions and
some flow-meters which are calibrated against primary
Standards, tan be used to measure flow-rate for cali- ISO 6817.
bration purposes if they display high reproducibility.
These devices are commonly referred to as secondary The meter tube shall be full of liquid during all tests.
Standards.
To achieve this, the pipework circuit in which the
primary device is mounted shall include adequate
Future developments in liquid flow measurement
Provision for the removal of gases collecting in it.
may produce reference Standards displaying a high
If the manufacturer’s instruction recommends the
degree of accuracy. These developments are re-
use of grounding rings, this should be complied with
cognized provided that the accuracy of these de-
and reported.
vices is traceable to fundamental measurements
and the devices have been thoroughly investigated
Where there is no manufacturer’s recommendation
as to their uncertainty and the influence that they
for connectlng pipe material, it will be necessary to
have on the calibration of the device under test.
establish the effects on Performance of using differ-
ent pipe materials.
4.1.4 The reference flow-meter or calibration stan-
dard shall be of suitable range to cover the range Examples of materials
of flow for the flow-meter under test. Should the
flow-meter be required to be installed in more than - plastic pipe (which is electrically non-conducting
one test apparatus, then both (all) installations shall and non-magnetic)
1
be described.
-
steel pipe (which is electrically conducting and
The accuracy rating of the reference Standards sys-
magnetic),
tem should preferably be at least three times better
than that of the equipment under test.
-
stainless steel (which is electrically con-
Pipe
ducting and non -mag netic).
4.1.5 The installation and reference Standards shall
The effects shall be stated as percentages of the
be described in detail, including the traceability of
OlJtp ut span.
the reference Standards and the extent of the un-
certainty in their indication and that of any other
In all cases, the manufacturer’s mounting in-
devices which may be part of the reference stan-
structions for the measuring equipment shall be ob-
dards System. The assessment of the uncertainty in
served.
the flow measurement shall be in accordance with
ISO 5168 and ISO 7066-1 and ISO 7066-2.
In the absence of manufacturer’s recommendations,
the flow-meter shall be installed in piping having a
nominal size and nominal internal diameter in ac-
4.1.6 The conduit containing the liquid shall be full
cordante with that of its upstream and dowstream
at all times. The liquid shall comply with the par-
connectlons. The internal diameter of the pipe which
ameters defined in 4.3.
is connected with the flow-meter shall not be
smaller than the internal diameter of the flow-meter
4.1.7 Any adjustments to the flow-meter during the
and should not exceed the internal diameter of the
test shall be reported and the effects of these ad-
flow-meter by more than 3 %.
justments on the Performance under reference con-
ditions should be determined and be stated as
The primary device shall be installed in a straight
percentages of the output span.
Pipe, at a distance of at least 10 times the nominal
diameter (10 DN) from any upstream disturbance
4.1.8 There are several Parameters which may af- and 5 DN from any downstream disturbance. If re-
fett the Performance of an electromagneaic flow- quired, a flow straightener should be used to elim-
meter, and in general the tests should be carried out inate swirl. Tests should never be conducted
by changing these one at a time, while ensuring that downstream of throttling Points (e.g. valves or par-
the remainder do not vary. lt may be necessary to tially opened gate) (see the note to 5.2.3.2).
3
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ISO 9104:1991(E)
The connection between the pipe and the flow-meter stated; al 1 spe cifi cation S given in this International
shall be such that the sealing device does not Standa rd refer t0 these eferen ce cond itions.
protrude into the flow stream.
4.4.1 Standard reference ambient conditions
In the case of a primary device without flanges, and
which is therefore connected between two flanges,
For the purposes of this International Standard, the
care should be taken to mount it as concentrically
Standard reference atmosphere shall comply with
as possible.
the following specifications:
16 there is a possibility of surrounding materials in-
20 “C
temperature:
fluencing the meter’s magnetic field, the advice of
the manufacturer should be sought.
relative humidity: 65 7’6
4.2.2 Electrlcal Installation
atmospheric pressure: 1013 mbar (101,3 kPa)
This Standard reference atmosphere is that atmos-
The potential of the metered liquid and the primary
phere to which values measured under any other
device should be at the Same level, preferably
ambient conditions are corrected by calculation. lt
ground potential. The connection between the liquid
is recognized that in many cases a correction factor
and the primary device housing may be made by
for humidity is not possible. In such cases the stan-
direct contact with the adjacent conducting piping
dard reference atmosphere takes account of
or by means of an earthing ring at both ends of the
temperature and pressure only.
primary device.
This atmosphere is equivalent to the normal refer-
The manufacturer’s instructions shall be carefully
ence operating conditions usually identified by the
followed for interconnections between the primary
manufacturer.
device and the secondary device. lnstructions for
connections to the power supply shall be followed.
4.4.2 Admlsslble range of ambient conditions for
test measurements
4.3 Test liquid
The adm issible range of ambi ent conditions for test
Since the properties of the test liquid may affect the
measure ments are giv en in ta ble 1.
flow-meter characteristics, it is common practice to
use water at conditions which have negligible effect.
Water at a temperature between 4 OC and 35 OC, free
Table 1
from entrained air and magnetic particles, and rea-
Condi tion Admissible range
sonably clear of visible particles is acceptable. For
other liquids, their type (including their tradename),
Temperature 4 “C to 35 “C
I I
viscosity, density and conductivity shall be known
Relative humidity 35 TG to 75 0
or determined immediately before and after the test.
Atmospheric pressure 860 mbar (86 kPa) to
4.3.1 Air entrainment
1060 mbar (1 06 kPa)
Electt-omagnetic flelds Value to be stated if relevant
The test liquid shall be free from entrained air and
I
the test pressure shall be sufficiently high to main-
tain the liquid above its vapour pressure and to
The maximum rate of Change in temperature per-
prevent any dissolved gases in the liquid coming out
missible durinq any test shall be 5 OC in 1 h.
\
of Solution at any Point in the piping System.
4.4.3 Standard ambient conditions for referee
4.3.2 Conductlvity range
measurements
The conductivity of the test liquid should be within
When correction factors to adjust Parameters sensi-
the range of 5 mS/m (50 pS/cm) to 500 mS/m
tive to ambient conditions to their Standard atmos-
(5000 @/cm) or as otherwise specified by the
phere values are unknown, and measurements
manufacturer.
under the admissible range of ambient conditions
defined in 4.4.2 are unsatisfactory, repeated meas-
4.4 Environmental test condltlons
urements under closely controlied ambient con-
ditions should be conducted.
The test conditions specified in this International
Standard are in accordance with IEC 160. For the purposes of this International Standard, the
ambient conditions shown in table 2 are specified for
Tests and rried out at the
calibrations should be ca
referee measurements.
otherwise
reference conditions specified un less
4
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ISO 9104:1991 (E)
4.6.2 Frequency
labte 2
1
The load impedance shall be the minimum allow-
Condi tion Nominal value Tolerante
able.
Temperature 20 “C & 2 OC
4.7 Zero checking
Relative humidity 65 % &5%
In Order to check the flow-meter Zero, means should
Atmospheric pressure
860 mbar (86 kPa) to
1060 mbar (106 kPa) be provided to stop the flow through the primary
device, leaving it filled with stationary liquid.
For tropical, sub-tropical, or other special require-
4.8 Other conditions
ments, alternative referee atmospheres are given in
IEC 160.
Pressure fluctuations or pulsations which affect the
measurement shall not be present.
4.5 Nominal calibration conditions during
tests
4.9 Flow-meter calibration - Requirements
and methods
4.51 Reference values
The flow-meter under test and the associated test
The reference values shall be those specified by the
equipment shall be allowed to stabilize (i.e. a
manufacturer.
warm-up period of at least 15 min under steady-
state environmental conditions should be allowed
before any test is commenced). During this warm-up
4.5.2 Tolerantes
period the output should be approximately in the
middle of its range. Environmental conditions which
The tolerantes on the electrical supply given in ta-
may influence test results shall be observed and
ble 3 shall apply unless closer tolerantes are agreed
recorded.
between the user and the manufacturer.
Unless otherwise specified, the flow-meter shall be
Table 3 adjusted for minimum error at the lower and upper
range values before the test.
Tolerante
Variable
In Order to evaluate the Performance of the flow-
Rated voltage -J--l %
meter System on a specified flow range, test Points
Rated frequency -Jg %
should be taken at flow-rate settings which are ap-
proximately 10 %, 25 %, 50 %, 75 % and 100 % of
Harmonie distortion less than 5 % [alternating
the span (see figure 1). lt is recommended that at
current (a-c.) supply]
least three measurements be taken at each test
Ripple less than 0,l % [direct current
Point.
kW SUPPlY 1
From the readings at each flow-rate, an average
output reading shall be computed. The differente
4.53 Reference conditions for the connecting cable
between this value and the corresponding value of
the reference Standard System is an error relative
The cable connecting the primaty device to the sec-
to this Standard. This deviation shall be expressed
ondary device shall be no longer than necessary
as a percentage of either the output span or the
and in accordance with the manufacturer’s require-
measured flow.
ments.
The uncertainty in the flow measurement shall be
assessed in accordance with ISO 5168 and ISO 7066.
4.6 Signal output
Where range-changing Provision is incorporated in
4.6.1 Analog the equlpment, the test procedure above shall be
applied independently for each flow range but the
compatlbility of readings in appropriate regions of
The load impedance shall be the arithmetic mean
each range shall be Cross-checked by changing
of the allowable maximum and minimum values, or
the reference value specified by the manufacturer. ranges.
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 9104:1991 (E)
I I I I
1
-
10 25 50 75 100
Percentage of full-scale fiow-rate
of test points
Figure 1 - Sample calibration showing distributlon
The output (ana load imped ante should be the
log)
5 Evaluation of the effect of an influence
max imum recon ime nded by the manr Afacturer.
quantity
5.2 Internal Influences
5.2.1 Temperature of liquid
5.1 General
The effect of changes in the liquid temperature shall
There are two types of influence quantities to be
be determined at different liquid temperatures, with
considered, those affecting the liquid within the
the flow-meter at a constant ambient temperature.
flow-meter primary element and those arising ex-
The temperature range should be sufficiently differ-
ternally.
ent from the reference test conditions to show
clearly temperature influences and in each case
Internal effects include changes in, for example, the
suffkient time should be allowed to resch steady-
liquid temperature, the flow-velocity distribution and
state conditions. The tests shall be performed by
liquid conductivity.
measuring the steady-state changes in the lower
range value and the span .which result from the
External influence quantities include variations in
changes in liquid temperature. The effect shall be
temperature, humidity and barometic pressure and
stated as a percentage of the output span. The de-
variations in supply current, voltage or frequency.
tails of the test should be agreed upon with the
Unless otherwise stated, the effect of each of these
manufacturer. (See also 4.3.1.)
quantities shall be assessed by determining the de-
viation of the meter-output from those obtained un-
5.2.2 Conductlvlty of liquid
der reference conditions. The other conditions of
use not under investigation shall remain constant
The effect of chanqes in the liquid electrical con-
at the reference value during the tests. ductivity shall be determined at three different con-
ductivities including the extreme values specified by
The evaluation shall be conducted, unless otherwise
the manufacturer. The effect shall be stated as a
specified, at a flow-rate corresponding to a liquid
percentage of the output span.
velocity of 1 m/s with both the primary device and
the secondary device connected to a common power
NOTE 3 This test need only be considered necessary if
ad-
supply. If the secondary device is fitted with an the conductivity of the liquid is less than 5 mS/m
justable velocity range, this should be set to 2 mk. (50 pS/cm).
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 9104:1991(E)
52.3 Velocity distribution another length may be used if agreed by the Parties
involved. Its dimensions shall be measured and en-
tered lnto the test records.
When a flow velocity Profile which is significantly
different from that in the original calibration is pre-
Comparative measurements of the internal diam-
sented to the electrode plane, an electromagnetic
eters of the reducer outlet and the flow-meter inlet
flow-meter may exhibit a shift in calibration. The ar-
shall be taken in at least two mutually perpendicular
rangement of pipe fittings upstream of the primary
positions for each. The purpose of this test is to en-
device is one of the factors which tan contribute to
Sure that the inside diameter of the reducer outlet
the creation of a particular velocity Profile. The fol-
matches the inside diameter of the flow-meter inlet
lowing tests are devised to investigate the response
within an acceptable measurement tolerante (See
of the flow-meter to velocity profiles emanating from
4.2.1).
some of the more common pipe circuit features
which tan be found in practice. lt is recommended
The test readings should be taken at each of the
that, in Order to establish the actual velocity Profile
recommended Points within the flow range of the
immediately
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
199 1-04-o 1
Mesure de débit des fluides dans les conduites
fermées - Méthodes d’évaluation de la
performance des débitmètres
électromagnétiques utilisés pour les liquides
Measurement’ of #uid slow in closed conduits - Methods of evaluating
the performance of electromagnetic i7owmeters for liquids
Numéro de référence
ISO 9104:1991(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Sommaire
Page
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références
2
3 Définitions . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4 Mode opératoire général d’essai
...................................... ............................. 3
4.1 Conditions générales
........................................................ 3
4.2 Installation .
4.3 Liquide d’essai . . .I. 4
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Conditions d’essai relatives à l’environnement
.,. 5
4.5 Conditions nominales d’étalonnage pendant les essais
5
4.6 Signal de sortie . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4.7 Vérification du zéro . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4.8 Autres conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conditions requises et méthodes 5
4.9 Étalonnage du débitmètre -
. .*.*. 6
5 Évaluation de l’effet des grandeurs d’influente
..*.................,..,....,.*.... 6
5.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .*. 7
5.2 Influences internes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.3 Influences extérieures
6 Essais pour l’évaluation des effets d’autres grandeurs
e. 17
d’influente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 17
6.1 Influence magnétique
17
................... .............................
6.2 Impédance de charge de sortie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.*. 17
6.3 Dérive à long terme
17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
6.4 Courants de fuite dans le liquide
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.5 Perturbations radioélectriques
Annexe
18
..,...,,,.,...,.................................................................
A Bibliographie
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
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 en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique crée
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec VIS0 participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9104 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 30, Mesure de débit des hides dans les conduites fermées.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement
à titre d’information.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Introduction
Les méthodes d’evaluation prescrites dans la présente Norme interna-
tionale sont destinées aux constructeurs souhaitant déterminer les per-
formances de leurs produits et aux utilisateurs ou organismes d’essai
indépendants, souhaitant vérifier les spécifications des constructeurs
et l’aptitude des produits a l’emploi.
Les conditions d’essai prescrites dans la présente Norme internatio-
nale, par exemple la plage de températures ambiantes et l’alimentation
électrique, constituent les conditions d’emploi courantes. Les valeurs
prescrites sont en conséquence a respecter, sauf spécification contraire
du constructeur.
Les essais prescrits dans la présente Norme internationale ne sont pas
nécessairement suffisants pour des appareils spécialement concus pour
des régimes inhabituellement sévères. A l’inverse, une série d’essais
plus restreinte peut convenir à des appareils concus pour fonctionner
9
dans une gamme limitee de conditions.
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9104:1991 (F)
Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées -
Méthodes d’évaluation de la performance des débitmètres a
électromagnétiques utilisés pour les liquides
prenantes des accords fondés sur la présente
1 Domaine d’application
Norme Internationale sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
1.1 La présente Norme internationale recom-
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
mande des méthodes d’essai permettant d’évaluer
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
la performance des débitmètres électromagnétiques
internationales en vigueur à un moment donné.
utilisés pour les liquides s’écoulant en conduites
fermées. Elle prescrit un mode opératoire uniforme
ISO 3966:1977, Mesure du débit des f7uides dans les
de vérification des caractéristiques de fonction-
conduites fermées - Méthode d’exploration du
nement des débitmètres soumis à des grandeurs champ des vitesses au moyen de tubes de Pitot
d’influente identifiées, ainsi que les méthodes de doubles.
présentation des résultats des mesurages de per-
formance.
ISO 4006:1991, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées - Vocabulaire et symboles.
NOTE 1 Lorsqu’une évaluation complète conforme à la
présente Norme internationale n’est pas nécessaire, il
ISO 41853980, Mesure de débit des liquides dans les
convient d’effectuer les essais requis et d’enregistrer les
conduites fermées - Méthode par pesée.
résultats dans un rapport suivant les prescriptions des
paragraphes correspondants de la présente Norme inter-
ISO 5168:--J , Mesure de débit des f7uides - Cakul
nationale.
de l’incertitude.
1.2 La présente Norme internationale ne s’appli- ISO 6817:-2) , Mesure de débit d’un f7uide conducteur
que qu’aux débitmètres électromagnétiques indus- dans /es conduites fermées - Méthode par débitmè-
triels montés sur la conduite. Elle ne s’applique pas tres électromagnétiques.
aux débitmètres à insérer, aux débitmètres à métal
liquide et aux débitmètres à usage médical, bien ISO 7066-A : 1989, Évaluation de /‘incertitude dans
que certains des essais qui y sont décrits puissent
l’étalonnage et l’utilisation des appareils de mesure
s’appliquer à ces appareils s’il en est convenu ainsi du debit
- Partie 1: Pela tions d’étalonnage
entre le constructeur et l’utilisateur ou l’organisme
/in éaires .
évaluateur.
ISO 7066-2: 1988, Évaluation de l’incertitude dans
l’étalonnage et l’utilisation des appareils de mesure
du débit - Partie 2: Relations d’étalonnage non ii-
2 Références normatives
néaires.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
ISO 8316:1987, Mesure de débit des liquides dans les
qui, par suite de la référence qui en est faite,
conduites fermées - Méthode par jaugeage d’un ré-
constituent des dispositions valables pour la pré-
servoir volumétrique.
sente Norme internationale. Au moment de la pu-
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
1) À publier. (Révision de I’ISO 5168:1978)
2) À publier. (Révision de I’ISO 6817:1980)
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
CEI 68-2-3:1969, Essais fondamentaux climatiques et
3.5 électrodes de mesurage: Une ou plusieurs pai-
de robustesse mécanique - Essai Ca: Essai continu
res de plots à l’aide desquels on détecte la tension
de chaleur humide. induite.
CEI 68-2-4:1960, Essais fondamentaux climatiques et 3.6 valeur de bas de plage: Valeur la plus faible de
de robustesse mécanique - Essai D: Essai accéléré
la variable mesurée qu’un appareil est réglé pour
de chaleur humide.
mesurer.
CEI 68-2-6:1982, Essais fondamentaux climatiques et
3.7 valeur de haut de plage: Valeur la plus élevée
de robustesse mécanique - Essai Fc et guide: Vi-
de la variable mesurée qu’un appareil est réglé
brations (sinusoïdales).
pour mesurer.
CEI 68-2-27:1972, Essais fondamentaux climatiques
3.8 étendue: Différence algébrique entre les va-
et de robustesse mécanique - Essai Ea: Chocs.
leurs de haut et de bas de plage. Par exemple
l’étendue est égale à 16 mA lorsque la plage est de
4 mA à 20 mA.
3 Définitions
3.9 tension de mode commun: Tension apparais-
Pour le besoin de la présente Norme internationale,
sant de façon égale entre les électrodes et un po-
les définitions données dans I’ISO 4006 s’appliquent.
tentiel de réference.
Les définitions qui suivent se réfèrent uniquement
à des termes utilisés dans un sens particulier ou
3.10 signal de référence: Signal proportionnel au
dont il peut être utile de rappeler le sens.
flux magnétique créé dans l’élément primaire et qui
est comparé dans l’élément secondaire au signal
3.1 débitmètre électromagnétique: Appareil créant
de débit.
un champ magnétique perpendiculaire à I’écou-
lement et permettant ainsi de déduire le débit à
3.11 signal de sortie: Signal de sortie de l’élément
partir de la force électromotrice induite (fem) pro-
secondaire qui est une fonction du débit.
duite par le déplacement du fluide conducteur dans
le champ magnétique. Un débitmètre électroma-
3.12 débit 9 pleine échelle: Débit correspondant au
gnétique comprend un élément primaire et un ou
signal de sortie maximal.
plusieurs éléments secondaires.
3.13 mesurages en cas de litige: Mesurages répé-
3.2 élément prima ire: Ensemble comprenant les
tés dans des conditions atmosphériques étroitement
élé ments suiv ants:
contrôlées lorsque les facteurs de correction per-
mettant d’ajuster les paramètres sensibles aux
un tube de mesurage isolant électriquement, à
conditions atmosphériques aux valeurs normales de
travers lequel s’écoule le fluide conducteur à
référence ne sont pas connus et lorsque les résul-
mesurer,
tats obtenus dans la plage recommandée de condi-
tions atmosphériques ambiantes ne sont pas
une ou plusieurs paires d’électrodes de mesu-
satisfaisants.
rage, diamétralement opposées, servant à me-
surer le signal engendré dans le fluide, et
4 Mode opératoire général d’essai
un électroaimant pour produire un champ ma-
gnétique dans le tube de mesurage.
La plupart des essais d’évaluation des débitmètres
électromagnétiques sont effectués lorsque le liquide
L’élément primaire produit un signal proportionnel
s’écoule tant dans le débitmètre que dans I’instal-
au débit, et, dans certains cas, un signal de réfé-
lation d’étalonnage normalisée ou le débitmètre de
rence.
référence. On doit veiller à assurer un écoulement
moyen permanent dans le circuit d’essai, indépen-
3.3 élément secondaire: Ensemble contenant les
damment des fluctuations rapides des vitesses lo-
éléments qui extraient le signal de débit du signal
cales dues a la turbulence qui se produit toujours
des électrodes et le convertissent en un signal de
dans la plage des nombres de Reynolds particuliers
sortie normalisé directement proportionnel au débit.
aux conditions de débit industrielles. En outre, il
Cet ensemble peut être monté sur l’élément pri-
convient de tenir compte de l’incertitude de mesu-
maire.
rage du débitmétre de référence ou de l’installation
d’étalonnage dans l’estimation de l’incertitude de
3.4 tube de mesurage: Troncon tubulaire de I’élé-
mesurage du débitmètre électromagnétique essayé.
ment primaire à travers lequel le fluide à mesurer
II serait recommandé que la plus étroite collabo-
s’écoule; sa surface intérieure est habituellement
ration soit établie entre l’organisme évaluateur et le
isolante électriquement.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9104:1991 (F)
constructeur. En particulier, doivent être prises en 4.1.6 La conduite où circule le liquide doit toujours
compte les prescriptions du constructeur lors de être pleine. Le liquide doit avoir les caractéristiques
l’établissement du programme d’essai et il convient définies en 4.3.
d’inviter le constructeur à faire des observations
tant sur les programmes d’essai que sur leurs ré-
4.1.7 Tout réglage du débitmètre pendant l’essai
sultats.
doit être note, et l’effet des réglages sur les perfor-
mances dans les conditions de référence doit être
4.1 Conditions générales évalue et exprimé en pourcentage d’étendue des
valeurs de sortie.
4.1.1 L’écoulement doit être permanent.
4.1.8 Plusieurs paramètres peuvent influer sur les
performances d’un débitmètre électromagnétique,
4.1.2 A l’entrée de la longueur droite de la tuyau-
et il convient en général d’effectuer les essais en
terie amont, l’écoulement doit être axisymétrique et
modifiant un seul de ces paramètres à la fois et en
exempt de pulsations ou de rotations significatives.
vérifiant que les autres demeurent constants. II peut
être nécessaire de limiter par des moyens appro-
4.1.3 Le débitmètre de référence ou l’étalon de
priés la variation des paramètres interdépendants.
mesurage du débit ou de la quantité doit être
conforme aux exigences de I’ISO 4185 ou I’ISO 8316
ou de toute Norme internationale ultérieure traitant
42 . installation
des étalons de référence pour la mesure du débit
des liquides.
4.2.1 Installation de tuyauterie
NOTE 2 II est notoire que les étalons de référence uti-
lisés pour le mesurage du débit sont de divers types. Les Les éléments primaire et secondaire d’un débitmè-
dispositifs mesurant directement en termes d’unités fon-
tre électromagnétique doivent être installés suivant
damentales de masse, de longueur et de temps sont
les directives du constructeur et les indications de
communément appelés étalons primaires. D’autres dis-
I’ISO 6817.
positifs, y compris certains débitmhtres étalonnés par
rapport à des étalons primaires, peuvent servir à mesurer
Le tube de mesurage doit être rempli de liquide tout
le débit à des fins d’étalonnage s’ils démontrent une re-
au long des essais. A cet effet ii est nécessaire que
productibilité élevée. Ces dispositifs sont communément
la partie de tuyauterie où est monté l’élément pri-
appelés étalons secondaires.
maire comporte un moyen approprié d’élimination
des gaz qui peuvent s’y accumuler.
L’évolution de la technique de mesurage du débit
des liquides peut faire apparaître des étalons de
Si le constructeur recommande l’utilisation d’an-
référence ayant un haut degré d’exactitude. La prise
neaux de mise à la terre, il convient de se conformer
en compte de ces étalons sera nécessaire si leur
à ses instructions et de le mentionner.
exactitude peut être rapportée aux mesurages fon-
damentaux et s’ils ont fait l’objet d’études appro-
Si le constructeur ne préconise pas un matériau
fondies de l’incertitude qui leur est associée et de
particulier pour la tuyauterie, il sera nécessaire de
l’influence que cela peut avoir sur l’étalonnage de
déterminer l’effet eventuel sur les performances de
l’appareil en essai.
l’emploi de différents matériaux.
Exemples de matériaux:
4.1.4 Le débitmètre de référence ou l’étalon doi-
vent avoir une étendue de mesurage adaptée à la
- tuyaux e astique (non condu cteu rs de l’élec-
n PI
plage de débit du débitmètre à essayer. Si le débit-
tricité et non magné tiques
mètre doit pouvoir être monté sur plusieurs appa-
reillages d’essai, toutes les installations devront
- tuyaux en acier ordinaire (conducteurs de I’élec-
être décrites.
tricité et magnétiques),
L’exactitude nominale du système d’étalons doit de
- tuyaux en acier inoxydable Ni-Cr (conducteurs
préférence être au moins trois fois supérieure à
de l’électricité et non magnétiques).
celle du matériel en essai.
L’effet doit être indiqué en pourcentage de l’étendue
4.1.5 L’installation et les étalons de référence doi-
des valeurs de sortie.
vent être décrits dans le détail, avec en particulier
leur tracabilité, le degré d’incertitude de leurs indi-
Dans tous les cas, on doit respecter les instructions
cations et celui de tous les autres dispositifs qui font
du constructeur pour le montage de l’appareillage
partie du système d’étalonnage de référence.
de mesure.
L’évaluation de l’incertitude de mesurage du débit
doit se faire conformément à I’ISO 5168, I’ISO 7066-I En l’absence de r *e commanda tions du CO nstructeur,
et I’ISO 7066-2. le débitmètre doi t être instal lé sur une tuyauterie
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 9104:1991 (F)
dont le diamètre nominal et le diamètre intérieur 4.3.1 Entrainement d’air
nominal sont égaux au diamètre des raccordements
aval et amont. Le diamètre intérieur de la tuyauterie Le liquide d’essai doit être exempt d’air entraîné et
raccordée au débitmètre ne doit pas être inférieur la pression d’essai doit être suffisamment élevée
au diamètre intérieur de celui-ci et ne doit pas lui pour maintenir le liquide au-dessus de sa pression
être supérieur de plus de 3 %. de vapeur et empêcher les gaz dissous dans le li-
quide de s’échapper de la solution en un point
L’élément primaire doit être installé sur une lon-
quelconque du circuit.
gueur droite à une distance d’au moins 10 fois le
diamètre nominal (10 ON) de toute perturbation
4.3.2 Plage de conductivité
amont et 5 ON de toute perturbation aval. Un tran-
quilliseur peut être utilise en cas de besoin pour
La conductivlte du liquide d’essai doit, sauf pres-
éliminer la rotation. Les essais ne doivent jamais
avoir lieu en aval d’un point d’étranglement (par cription contraire du constructeur, se situer entre
exemple vanne ou robinet partiellement ouvert) 5 mS/m (50 @/cm) et 500 mS/m (5000 @/cm).
(voir la note en 5.2.3.2).
Le raccordement entre la tuyauterie et le débitmètre
4.4 Conditions d’essai relatives à
doit être fait de telle sorte que le joint ne dépasse
l’environnement
pas à l’intérieur dans la veine fluide.
Les conditions d’essai prescrites dans la présente
Lorsque l’élément primaire n’est pas muni de brides
Norme internationale sont conformes à la CEI 160.
et est donc raccordé entre deux brides, on veillera
à assurer une concentricité de montage aussi par-
Les essais et les étalonnages doivent être faits, sauf
faite que possible.
prescription contraire, dans les conditions de réfé-
rente. Toutes les prescriptions données dans la
Si les matériaux avoisinants peuvent influencer le
présente Norme internationale se réfèrent à ces
champ magnétique du débitmètre, il convient de
conditions de r&f&-ence.
demander l’avis du constructeur.
4.4.1 Conditions normales ambiantes de référence
4.2.2 Installation électrique Pour les besoins de la présente Norme internatio-
nale, I’atmosphére normale de référence doit être
Le potentiel du liquide mesuré et celui de l’élément conforme aux prescriptions suivantes:
primaire doivent être au même niveau, de préfé-
température: 20 OC
rence le potentiel de terre. La connexion entre le li-
quide et l’enveloppe de l’élément primaire peut se
humldite relative: 65 %
faire par contact direct avec la tuyauterie adjacente
ou à l’aide d’une fausse bride de mise à la terre
pression atmosphérique: 1013 mbar (101,3 kPa)
montée aux deux extrémités de l’élément primaire.
L’atmosphère normale de référence est I’atmos-
Les instructions du constructeur pour raccorder
phère par rapport à laquelle sont corrigées par le
l’élément primaire à l’élément secondaire ainsi que
calcul les valeurs mesurées dans d’autres condi-
les instructions de raccordement à la source d’ali-
tions ambiantes.
mentation électrique doivent être suivies avec soin.
II est notoire que dans bien des cas, il n’est pas
possible de trouver un facteur de correction pour
l’humidité. Dans ces cas, I’atmosphére normale de
référence ne tiendra compte que de la température
et de la pression.
4.3 Liquide d’essai
Cette atmosphère est équivalente aux conditions
Les propriétés du liquide d’essai pouvant influer sur
normales de travail de référence généralement in-
les caractéristiques du débitmètre, il est d’usage
diquées par le constructeur.
courant d’utiliser de l’eau dans des conditions qui
rendent cet effet négligeable. Cette eau doit être à
une température de 4 OC à 35 OC et ne doit pas
4.4.2 Plage admissible de variation des conditions
contenir d’air entraîné, de particules magnétiques,
ambiantes pour les mesurages d’essai
ni trop de particules visibles. En cas d’utilisation
d’autres liquides, il conviendra d’en connaître ou
La plage admissible de variation des conditions
d’en déterminer le type (avec la marque de fabri-
ambiantes pour les mesurages d’essai est donnée
que), la viscosité, la masse volumique et la conduc-
au tableau 1.
tivité immédiatement avant et après l’essai.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Tableau 1 Tableau 3
.
Condition Plage admissible Variable Tolérance
4
Température 4 “C à 33 “C Tension nominale fl%
Humidité relative 35 % à 75 % Fréquence nominale fl%
Pression atmosphérique 860 mbar (86 kPa) à Distorsion harmonique moins de 5 % (courant alternatif)
1060 mbar (106 kPa)
Ondulation moins de 0,l % (courant continu)
Champ électromagnétique Valeur à indiquer le cas
échéant
4.5.3 Conditions de référence du câble de
Le taux maximal de variation de température admis
raccordement
au cours d’un essai doit être de 5 OC en 1 h.
Le câble raccordant l’élément primaire à l’élément
secondaire ne doit pas être plus long que néces-
4.4.3 Conditions normales ambiantes en cas de
saire et doit être conforme aux exigences du
litige
constructeur.
Lorsque les facteurs de correction à employer pour
ramener des parametres sensibles aux conditions
4.6 Signal de sortie
ambiantes aux valeurs normales de référence ne
sont pas connus, et lorsque les mesurages effectués
dans la plage admissible de conditions ambiantes
4.6.1 Signal analogique
définie en 4.4.2 ne sont pas satisfaisants, il convient
que des mesures répétitives dans des conditions
L’impedance de charge doit être la moyenne arith-
ambiantes étroitement contrôlées soient mises en
métique des valeurs maximale et minimale admises
œuvre.
ou la valeur de référence prescrite par le construc-
teur.
Dans le cadre de la présente Norme internationale,
les conditions ambiantes à considérer en cas de li-
tige sont prescrites au tableau 2. 4.6.2 Frdquence
L’impédance de charge doit correspondre au mini-
Tableau 2
mum admis.
Valeur nominale Tolérance
Condition
r)r 2 “C
Température 20 OC
4.7 Vérification du zéro
65 % *5%
Humidité relative
Pour pouvoir vérifier le zéro du débitmètre, il faut
Pression atmosphéri- 860 mbar (86 kPa) à prévoir le moyen d’arrêter l’écoulement dans I’élé-
1060 mbar (106 kPa)
que
ment primaire en laissant celui-ci plein de liquide
au repos.
Pour les conditions de climat tropical, subtropica
ou autre, des variantes d’atmosphères de référence
4.8 Autres conditions
sont données dans la CEI 160.
II ne doit y avoir ni fluctuations de pression ni pul-
4.5 Conditions nominales d’étalonnage
sations qui affectent les mesurages.
pendant les essais
4.9 Etalonnage du débitmètre - Conditions
4.5.1 Valeurs de référence
requises et méthodes
Les valeurs de référence doivent être celles pres-
Laisser le débitmètre en essai et le matériel d’essai
crites par le constructeur.
associe se stabiliser (c’est-à-dire chauffer pendant
au moins 15 min dans des conditions environnantes
4.52 Tolérances
stables avant de commencer l’essai). Durant cette
période de ((mise en température,), le signal de
Les tolérances sur les valeurs d’alimentation élec-
sortie doit se trouver à peu près au milieu de
trique données au tableau 3 doivent être appliquées,
l’étendue de mesurage. Noter et enregistrer les
sauf accord sur des tolérances plus étroites entre
conditions environnantes pouvant influencer les ré-
l’utilisateur et le constructeur.
sultats d’essai.
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ISO 9104:1991(F)
Sauf prescription contraire, régler le débitmètre
5 Évaluation de l’effet des grandeurs
avant l’essai de manière à obtenir l’erreur minimale
d’influente
pour les valeurs de bas et de haut de plage.
Pour évaluer les performances du débitmètre dans
une étendue prescrite de débit, sélectionner des
points d’essai à des réglages de débit correspon- 5.1 Généralités
dant à environ 10 %, 25 %, 50 Oh, 75 % et 100 % de
II existe deux types de grandeurs d’influente à
l’intervalle de mesure (voir figure 1). II est recom-
considérer: les premières intéressent le liquide
mandé d’effectuer au moins trois relevés à chaque
contenu dans l’élément primaire du débitmètre, les
point.
secondes sont des facteurs extérieurs.
A partir des relevés obtenus en chaque point, cal-
Parmi les effets internes on peut citer, par exemple,
culer le débit indiqué moyen. La différence entre
cette valeur et la valeur correspondante obtenue les variations. de température du liquide, de réparti-
avec l’étalon de référence constitue l’erreur relative tion des vitesses d’écoulement, de conductivité du
liquide.
par rapport à cet étalon. L’écart doit être exprimé
en pourcentage de l’intervalle de mesure ou en
Quant aux facteurs extérieurs, on peut citer les va-
pourcentage du débit mesuré.
riations de température, d’humidité et de pression
L’incertitude de mesurage du débit doit être évaluée barométrique, et les variations de courant d’ali-
mentation, de tension ou de fréquence.
suivant les indications de I’ISO 5168 et I’ISO 7066.
Sauf prescription contraire, les effets de chacune de
Si le matériel comporte la possibilité de modifier
l’étendue de mesure, le mode opératoire indiqué ces grandeurs doivent être évalués en fonction de
l’écart des indications de l’appareil par rapport aux
ci-dessus doit être suivi indépendamment pour cha-
valeurs obtenues dans les conditions de référence.
que étendue de débit mais la compatibilité des re-
Les autres conditions non soumises au contrôle de-
levés obtenus dans des zones appropriées de
meurent constantes et égales aux valeurs de réfé-
chaque étendue doit être vérifiée en permutant les
rence durant l’essai.
calibres.
3
0
0
l l
- 0 0
10 25 50
75 100
Pourcentage du débit à pleine échelle
-3
Figure 1 - Exemple d’étalonnage indiquant la répartition des points d’essai
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ISO 9104:1991(F)
Sauf prescription contraire, l’évaluation doit se faire de l’écoulement conformement aux indications de
à un débit correspondant à une vitesse d’écou- I’ISO 3966.
lement de 1 m/s, l’élément primaire et l’élément
Les résultats des essais décrits en 5.2.3.1 à 5.2.3.3
secondaire étant raccordés à une source d’alimen-
doivent être exprimés, pour chaque point d’essai,
tation électrique commune. Si l’élément secondaire
en pourcentage d’écart par rapport au débit de ré-
est muni d’un dispositif de réglage de la plage des
férence en ce point. Le débit correspondant aux
vitesses, celui-ci devra être réglé à 2 m/s. L’impé-
conditions de référence s’obtient normalement par
dance de charge de sortie (analogique) devra être
un étalonnage en eau du débitmètre installé dans
réglée au maximum recommandé par le construc-
une grande longueur droite de tuyauterie d’alésage
teur
uniforme.
5.2 Influences internes
5.2.3.1 Rdducteur
5.2.1 Température du liquide
Les essais doivent être réalisés avec un réducteur
concentrique monté d’abord immédiatement devant
L’effet de la variation de température du liquide doit
la bride amont du débitmètre, puis à 5 DN en amont
être déterminé à différentes températures de ce li-
du plan des électrodes
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
199 1-04-o 1
Mesure de débit des fluides dans les conduites
fermées - Méthodes d’évaluation de la
performance des débitmètres
électromagnétiques utilisés pour les liquides
Measurement’ of #uid slow in closed conduits - Methods of evaluating
the performance of electromagnetic i7owmeters for liquids
Numéro de référence
ISO 9104:1991(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Sommaire
Page
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références
2
3 Définitions . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4 Mode opératoire général d’essai
...................................... ............................. 3
4.1 Conditions générales
........................................................ 3
4.2 Installation .
4.3 Liquide d’essai . . .I. 4
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Conditions d’essai relatives à l’environnement
.,. 5
4.5 Conditions nominales d’étalonnage pendant les essais
5
4.6 Signal de sortie . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4.7 Vérification du zéro . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4.8 Autres conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conditions requises et méthodes 5
4.9 Étalonnage du débitmètre -
. .*.*. 6
5 Évaluation de l’effet des grandeurs d’influente
..*.................,..,....,.*.... 6
5.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .*. 7
5.2 Influences internes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.3 Influences extérieures
6 Essais pour l’évaluation des effets d’autres grandeurs
e. 17
d’influente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 17
6.1 Influence magnétique
17
................... .............................
6.2 Impédance de charge de sortie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.*. 17
6.3 Dérive à long terme
17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
6.4 Courants de fuite dans le liquide
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.5 Perturbations radioélectriques
Annexe
18
..,...,,,.,...,.................................................................
A Bibliographie
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
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 en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique crée
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec VIS0 participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9104 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 30, Mesure de débit des hides dans les conduites fermées.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement
à titre d’information.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Introduction
Les méthodes d’evaluation prescrites dans la présente Norme interna-
tionale sont destinées aux constructeurs souhaitant déterminer les per-
formances de leurs produits et aux utilisateurs ou organismes d’essai
indépendants, souhaitant vérifier les spécifications des constructeurs
et l’aptitude des produits a l’emploi.
Les conditions d’essai prescrites dans la présente Norme internatio-
nale, par exemple la plage de températures ambiantes et l’alimentation
électrique, constituent les conditions d’emploi courantes. Les valeurs
prescrites sont en conséquence a respecter, sauf spécification contraire
du constructeur.
Les essais prescrits dans la présente Norme internationale ne sont pas
nécessairement suffisants pour des appareils spécialement concus pour
des régimes inhabituellement sévères. A l’inverse, une série d’essais
plus restreinte peut convenir à des appareils concus pour fonctionner
9
dans une gamme limitee de conditions.
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9104:1991 (F)
Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées -
Méthodes d’évaluation de la performance des débitmètres a
électromagnétiques utilisés pour les liquides
prenantes des accords fondés sur la présente
1 Domaine d’application
Norme Internationale sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
1.1 La présente Norme internationale recom-
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
mande des méthodes d’essai permettant d’évaluer
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
la performance des débitmètres électromagnétiques
internationales en vigueur à un moment donné.
utilisés pour les liquides s’écoulant en conduites
fermées. Elle prescrit un mode opératoire uniforme
ISO 3966:1977, Mesure du débit des f7uides dans les
de vérification des caractéristiques de fonction-
conduites fermées - Méthode d’exploration du
nement des débitmètres soumis à des grandeurs champ des vitesses au moyen de tubes de Pitot
d’influente identifiées, ainsi que les méthodes de doubles.
présentation des résultats des mesurages de per-
formance.
ISO 4006:1991, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées - Vocabulaire et symboles.
NOTE 1 Lorsqu’une évaluation complète conforme à la
présente Norme internationale n’est pas nécessaire, il
ISO 41853980, Mesure de débit des liquides dans les
convient d’effectuer les essais requis et d’enregistrer les
conduites fermées - Méthode par pesée.
résultats dans un rapport suivant les prescriptions des
paragraphes correspondants de la présente Norme inter-
ISO 5168:--J , Mesure de débit des f7uides - Cakul
nationale.
de l’incertitude.
1.2 La présente Norme internationale ne s’appli- ISO 6817:-2) , Mesure de débit d’un f7uide conducteur
que qu’aux débitmètres électromagnétiques indus- dans /es conduites fermées - Méthode par débitmè-
triels montés sur la conduite. Elle ne s’applique pas tres électromagnétiques.
aux débitmètres à insérer, aux débitmètres à métal
liquide et aux débitmètres à usage médical, bien ISO 7066-A : 1989, Évaluation de /‘incertitude dans
que certains des essais qui y sont décrits puissent
l’étalonnage et l’utilisation des appareils de mesure
s’appliquer à ces appareils s’il en est convenu ainsi du debit
- Partie 1: Pela tions d’étalonnage
entre le constructeur et l’utilisateur ou l’organisme
/in éaires .
évaluateur.
ISO 7066-2: 1988, Évaluation de l’incertitude dans
l’étalonnage et l’utilisation des appareils de mesure
du débit - Partie 2: Relations d’étalonnage non ii-
2 Références normatives
néaires.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
ISO 8316:1987, Mesure de débit des liquides dans les
qui, par suite de la référence qui en est faite,
conduites fermées - Méthode par jaugeage d’un ré-
constituent des dispositions valables pour la pré-
servoir volumétrique.
sente Norme internationale. Au moment de la pu-
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
1) À publier. (Révision de I’ISO 5168:1978)
2) À publier. (Révision de I’ISO 6817:1980)
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
CEI 68-2-3:1969, Essais fondamentaux climatiques et
3.5 électrodes de mesurage: Une ou plusieurs pai-
de robustesse mécanique - Essai Ca: Essai continu
res de plots à l’aide desquels on détecte la tension
de chaleur humide. induite.
CEI 68-2-4:1960, Essais fondamentaux climatiques et 3.6 valeur de bas de plage: Valeur la plus faible de
de robustesse mécanique - Essai D: Essai accéléré
la variable mesurée qu’un appareil est réglé pour
de chaleur humide.
mesurer.
CEI 68-2-6:1982, Essais fondamentaux climatiques et
3.7 valeur de haut de plage: Valeur la plus élevée
de robustesse mécanique - Essai Fc et guide: Vi-
de la variable mesurée qu’un appareil est réglé
brations (sinusoïdales).
pour mesurer.
CEI 68-2-27:1972, Essais fondamentaux climatiques
3.8 étendue: Différence algébrique entre les va-
et de robustesse mécanique - Essai Ea: Chocs.
leurs de haut et de bas de plage. Par exemple
l’étendue est égale à 16 mA lorsque la plage est de
4 mA à 20 mA.
3 Définitions
3.9 tension de mode commun: Tension apparais-
Pour le besoin de la présente Norme internationale,
sant de façon égale entre les électrodes et un po-
les définitions données dans I’ISO 4006 s’appliquent.
tentiel de réference.
Les définitions qui suivent se réfèrent uniquement
à des termes utilisés dans un sens particulier ou
3.10 signal de référence: Signal proportionnel au
dont il peut être utile de rappeler le sens.
flux magnétique créé dans l’élément primaire et qui
est comparé dans l’élément secondaire au signal
3.1 débitmètre électromagnétique: Appareil créant
de débit.
un champ magnétique perpendiculaire à I’écou-
lement et permettant ainsi de déduire le débit à
3.11 signal de sortie: Signal de sortie de l’élément
partir de la force électromotrice induite (fem) pro-
secondaire qui est une fonction du débit.
duite par le déplacement du fluide conducteur dans
le champ magnétique. Un débitmètre électroma-
3.12 débit 9 pleine échelle: Débit correspondant au
gnétique comprend un élément primaire et un ou
signal de sortie maximal.
plusieurs éléments secondaires.
3.13 mesurages en cas de litige: Mesurages répé-
3.2 élément prima ire: Ensemble comprenant les
tés dans des conditions atmosphériques étroitement
élé ments suiv ants:
contrôlées lorsque les facteurs de correction per-
mettant d’ajuster les paramètres sensibles aux
un tube de mesurage isolant électriquement, à
conditions atmosphériques aux valeurs normales de
travers lequel s’écoule le fluide conducteur à
référence ne sont pas connus et lorsque les résul-
mesurer,
tats obtenus dans la plage recommandée de condi-
tions atmosphériques ambiantes ne sont pas
une ou plusieurs paires d’électrodes de mesu-
satisfaisants.
rage, diamétralement opposées, servant à me-
surer le signal engendré dans le fluide, et
4 Mode opératoire général d’essai
un électroaimant pour produire un champ ma-
gnétique dans le tube de mesurage.
La plupart des essais d’évaluation des débitmètres
électromagnétiques sont effectués lorsque le liquide
L’élément primaire produit un signal proportionnel
s’écoule tant dans le débitmètre que dans I’instal-
au débit, et, dans certains cas, un signal de réfé-
lation d’étalonnage normalisée ou le débitmètre de
rence.
référence. On doit veiller à assurer un écoulement
moyen permanent dans le circuit d’essai, indépen-
3.3 élément secondaire: Ensemble contenant les
damment des fluctuations rapides des vitesses lo-
éléments qui extraient le signal de débit du signal
cales dues a la turbulence qui se produit toujours
des électrodes et le convertissent en un signal de
dans la plage des nombres de Reynolds particuliers
sortie normalisé directement proportionnel au débit.
aux conditions de débit industrielles. En outre, il
Cet ensemble peut être monté sur l’élément pri-
convient de tenir compte de l’incertitude de mesu-
maire.
rage du débitmétre de référence ou de l’installation
d’étalonnage dans l’estimation de l’incertitude de
3.4 tube de mesurage: Troncon tubulaire de I’élé-
mesurage du débitmètre électromagnétique essayé.
ment primaire à travers lequel le fluide à mesurer
II serait recommandé que la plus étroite collabo-
s’écoule; sa surface intérieure est habituellement
ration soit établie entre l’organisme évaluateur et le
isolante électriquement.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9104:1991 (F)
constructeur. En particulier, doivent être prises en 4.1.6 La conduite où circule le liquide doit toujours
compte les prescriptions du constructeur lors de être pleine. Le liquide doit avoir les caractéristiques
l’établissement du programme d’essai et il convient définies en 4.3.
d’inviter le constructeur à faire des observations
tant sur les programmes d’essai que sur leurs ré-
4.1.7 Tout réglage du débitmètre pendant l’essai
sultats.
doit être note, et l’effet des réglages sur les perfor-
mances dans les conditions de référence doit être
4.1 Conditions générales évalue et exprimé en pourcentage d’étendue des
valeurs de sortie.
4.1.1 L’écoulement doit être permanent.
4.1.8 Plusieurs paramètres peuvent influer sur les
performances d’un débitmètre électromagnétique,
4.1.2 A l’entrée de la longueur droite de la tuyau-
et il convient en général d’effectuer les essais en
terie amont, l’écoulement doit être axisymétrique et
modifiant un seul de ces paramètres à la fois et en
exempt de pulsations ou de rotations significatives.
vérifiant que les autres demeurent constants. II peut
être nécessaire de limiter par des moyens appro-
4.1.3 Le débitmètre de référence ou l’étalon de
priés la variation des paramètres interdépendants.
mesurage du débit ou de la quantité doit être
conforme aux exigences de I’ISO 4185 ou I’ISO 8316
ou de toute Norme internationale ultérieure traitant
42 . installation
des étalons de référence pour la mesure du débit
des liquides.
4.2.1 Installation de tuyauterie
NOTE 2 II est notoire que les étalons de référence uti-
lisés pour le mesurage du débit sont de divers types. Les Les éléments primaire et secondaire d’un débitmè-
dispositifs mesurant directement en termes d’unités fon-
tre électromagnétique doivent être installés suivant
damentales de masse, de longueur et de temps sont
les directives du constructeur et les indications de
communément appelés étalons primaires. D’autres dis-
I’ISO 6817.
positifs, y compris certains débitmhtres étalonnés par
rapport à des étalons primaires, peuvent servir à mesurer
Le tube de mesurage doit être rempli de liquide tout
le débit à des fins d’étalonnage s’ils démontrent une re-
au long des essais. A cet effet ii est nécessaire que
productibilité élevée. Ces dispositifs sont communément
la partie de tuyauterie où est monté l’élément pri-
appelés étalons secondaires.
maire comporte un moyen approprié d’élimination
des gaz qui peuvent s’y accumuler.
L’évolution de la technique de mesurage du débit
des liquides peut faire apparaître des étalons de
Si le constructeur recommande l’utilisation d’an-
référence ayant un haut degré d’exactitude. La prise
neaux de mise à la terre, il convient de se conformer
en compte de ces étalons sera nécessaire si leur
à ses instructions et de le mentionner.
exactitude peut être rapportée aux mesurages fon-
damentaux et s’ils ont fait l’objet d’études appro-
Si le constructeur ne préconise pas un matériau
fondies de l’incertitude qui leur est associée et de
particulier pour la tuyauterie, il sera nécessaire de
l’influence que cela peut avoir sur l’étalonnage de
déterminer l’effet eventuel sur les performances de
l’appareil en essai.
l’emploi de différents matériaux.
Exemples de matériaux:
4.1.4 Le débitmètre de référence ou l’étalon doi-
vent avoir une étendue de mesurage adaptée à la
- tuyaux e astique (non condu cteu rs de l’élec-
n PI
plage de débit du débitmètre à essayer. Si le débit-
tricité et non magné tiques
mètre doit pouvoir être monté sur plusieurs appa-
reillages d’essai, toutes les installations devront
- tuyaux en acier ordinaire (conducteurs de I’élec-
être décrites.
tricité et magnétiques),
L’exactitude nominale du système d’étalons doit de
- tuyaux en acier inoxydable Ni-Cr (conducteurs
préférence être au moins trois fois supérieure à
de l’électricité et non magnétiques).
celle du matériel en essai.
L’effet doit être indiqué en pourcentage de l’étendue
4.1.5 L’installation et les étalons de référence doi-
des valeurs de sortie.
vent être décrits dans le détail, avec en particulier
leur tracabilité, le degré d’incertitude de leurs indi-
Dans tous les cas, on doit respecter les instructions
cations et celui de tous les autres dispositifs qui font
du constructeur pour le montage de l’appareillage
partie du système d’étalonnage de référence.
de mesure.
L’évaluation de l’incertitude de mesurage du débit
doit se faire conformément à I’ISO 5168, I’ISO 7066-I En l’absence de r *e commanda tions du CO nstructeur,
et I’ISO 7066-2. le débitmètre doi t être instal lé sur une tuyauterie
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 9104:1991 (F)
dont le diamètre nominal et le diamètre intérieur 4.3.1 Entrainement d’air
nominal sont égaux au diamètre des raccordements
aval et amont. Le diamètre intérieur de la tuyauterie Le liquide d’essai doit être exempt d’air entraîné et
raccordée au débitmètre ne doit pas être inférieur la pression d’essai doit être suffisamment élevée
au diamètre intérieur de celui-ci et ne doit pas lui pour maintenir le liquide au-dessus de sa pression
être supérieur de plus de 3 %. de vapeur et empêcher les gaz dissous dans le li-
quide de s’échapper de la solution en un point
L’élément primaire doit être installé sur une lon-
quelconque du circuit.
gueur droite à une distance d’au moins 10 fois le
diamètre nominal (10 ON) de toute perturbation
4.3.2 Plage de conductivité
amont et 5 ON de toute perturbation aval. Un tran-
quilliseur peut être utilise en cas de besoin pour
La conductivlte du liquide d’essai doit, sauf pres-
éliminer la rotation. Les essais ne doivent jamais
avoir lieu en aval d’un point d’étranglement (par cription contraire du constructeur, se situer entre
exemple vanne ou robinet partiellement ouvert) 5 mS/m (50 @/cm) et 500 mS/m (5000 @/cm).
(voir la note en 5.2.3.2).
Le raccordement entre la tuyauterie et le débitmètre
4.4 Conditions d’essai relatives à
doit être fait de telle sorte que le joint ne dépasse
l’environnement
pas à l’intérieur dans la veine fluide.
Les conditions d’essai prescrites dans la présente
Lorsque l’élément primaire n’est pas muni de brides
Norme internationale sont conformes à la CEI 160.
et est donc raccordé entre deux brides, on veillera
à assurer une concentricité de montage aussi par-
Les essais et les étalonnages doivent être faits, sauf
faite que possible.
prescription contraire, dans les conditions de réfé-
rente. Toutes les prescriptions données dans la
Si les matériaux avoisinants peuvent influencer le
présente Norme internationale se réfèrent à ces
champ magnétique du débitmètre, il convient de
conditions de r&f&-ence.
demander l’avis du constructeur.
4.4.1 Conditions normales ambiantes de référence
4.2.2 Installation électrique Pour les besoins de la présente Norme internatio-
nale, I’atmosphére normale de référence doit être
Le potentiel du liquide mesuré et celui de l’élément conforme aux prescriptions suivantes:
primaire doivent être au même niveau, de préfé-
température: 20 OC
rence le potentiel de terre. La connexion entre le li-
quide et l’enveloppe de l’élément primaire peut se
humldite relative: 65 %
faire par contact direct avec la tuyauterie adjacente
ou à l’aide d’une fausse bride de mise à la terre
pression atmosphérique: 1013 mbar (101,3 kPa)
montée aux deux extrémités de l’élément primaire.
L’atmosphère normale de référence est I’atmos-
Les instructions du constructeur pour raccorder
phère par rapport à laquelle sont corrigées par le
l’élément primaire à l’élément secondaire ainsi que
calcul les valeurs mesurées dans d’autres condi-
les instructions de raccordement à la source d’ali-
tions ambiantes.
mentation électrique doivent être suivies avec soin.
II est notoire que dans bien des cas, il n’est pas
possible de trouver un facteur de correction pour
l’humidité. Dans ces cas, I’atmosphére normale de
référence ne tiendra compte que de la température
et de la pression.
4.3 Liquide d’essai
Cette atmosphère est équivalente aux conditions
Les propriétés du liquide d’essai pouvant influer sur
normales de travail de référence généralement in-
les caractéristiques du débitmètre, il est d’usage
diquées par le constructeur.
courant d’utiliser de l’eau dans des conditions qui
rendent cet effet négligeable. Cette eau doit être à
une température de 4 OC à 35 OC et ne doit pas
4.4.2 Plage admissible de variation des conditions
contenir d’air entraîné, de particules magnétiques,
ambiantes pour les mesurages d’essai
ni trop de particules visibles. En cas d’utilisation
d’autres liquides, il conviendra d’en connaître ou
La plage admissible de variation des conditions
d’en déterminer le type (avec la marque de fabri-
ambiantes pour les mesurages d’essai est donnée
que), la viscosité, la masse volumique et la conduc-
au tableau 1.
tivité immédiatement avant et après l’essai.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 9104:1991(F)
Tableau 1 Tableau 3
.
Condition Plage admissible Variable Tolérance
4
Température 4 “C à 33 “C Tension nominale fl%
Humidité relative 35 % à 75 % Fréquence nominale fl%
Pression atmosphérique 860 mbar (86 kPa) à Distorsion harmonique moins de 5 % (courant alternatif)
1060 mbar (106 kPa)
Ondulation moins de 0,l % (courant continu)
Champ électromagnétique Valeur à indiquer le cas
échéant
4.5.3 Conditions de référence du câble de
Le taux maximal de variation de température admis
raccordement
au cours d’un essai doit être de 5 OC en 1 h.
Le câble raccordant l’élément primaire à l’élément
secondaire ne doit pas être plus long que néces-
4.4.3 Conditions normales ambiantes en cas de
saire et doit être conforme aux exigences du
litige
constructeur.
Lorsque les facteurs de correction à employer pour
ramener des parametres sensibles aux conditions
4.6 Signal de sortie
ambiantes aux valeurs normales de référence ne
sont pas connus, et lorsque les mesurages effectués
dans la plage admissible de conditions ambiantes
4.6.1 Signal analogique
définie en 4.4.2 ne sont pas satisfaisants, il convient
que des mesures répétitives dans des conditions
L’impedance de charge doit être la moyenne arith-
ambiantes étroitement contrôlées soient mises en
métique des valeurs maximale et minimale admises
œuvre.
ou la valeur de référence prescrite par le construc-
teur.
Dans le cadre de la présente Norme internationale,
les conditions ambiantes à considérer en cas de li-
tige sont prescrites au tableau 2. 4.6.2 Frdquence
L’impédance de charge doit correspondre au mini-
Tableau 2
mum admis.
Valeur nominale Tolérance
Condition
r)r 2 “C
Température 20 OC
4.7 Vérification du zéro
65 % *5%
Humidité relative
Pour pouvoir vérifier le zéro du débitmètre, il faut
Pression atmosphéri- 860 mbar (86 kPa) à prévoir le moyen d’arrêter l’écoulement dans I’élé-
1060 mbar (106 kPa)
que
ment primaire en laissant celui-ci plein de liquide
au repos.
Pour les conditions de climat tropical, subtropica
ou autre, des variantes d’atmosphères de référence
4.8 Autres conditions
sont données dans la CEI 160.
II ne doit y avoir ni fluctuations de pression ni pul-
4.5 Conditions nominales d’étalonnage
sations qui affectent les mesurages.
pendant les essais
4.9 Etalonnage du débitmètre - Conditions
4.5.1 Valeurs de référence
requises et méthodes
Les valeurs de référence doivent être celles pres-
Laisser le débitmètre en essai et le matériel d’essai
crites par le constructeur.
associe se stabiliser (c’est-à-dire chauffer pendant
au moins 15 min dans des conditions environnantes
4.52 Tolérances
stables avant de commencer l’essai). Durant cette
période de ((mise en température,), le signal de
Les tolérances sur les valeurs d’alimentation élec-
sortie doit se trouver à peu près au milieu de
trique données au tableau 3 doivent être appliquées,
l’étendue de mesurage. Noter et enregistrer les
sauf accord sur des tolérances plus étroites entre
conditions environnantes pouvant influencer les ré-
l’utilisateur et le constructeur.
sultats d’essai.
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ISO 9104:1991(F)
Sauf prescription contraire, régler le débitmètre
5 Évaluation de l’effet des grandeurs
avant l’essai de manière à obtenir l’erreur minimale
d’influente
pour les valeurs de bas et de haut de plage.
Pour évaluer les performances du débitmètre dans
une étendue prescrite de débit, sélectionner des
points d’essai à des réglages de débit correspon- 5.1 Généralités
dant à environ 10 %, 25 %, 50 Oh, 75 % et 100 % de
II existe deux types de grandeurs d’influente à
l’intervalle de mesure (voir figure 1). II est recom-
considérer: les premières intéressent le liquide
mandé d’effectuer au moins trois relevés à chaque
contenu dans l’élément primaire du débitmètre, les
point.
secondes sont des facteurs extérieurs.
A partir des relevés obtenus en chaque point, cal-
Parmi les effets internes on peut citer, par exemple,
culer le débit indiqué moyen. La différence entre
cette valeur et la valeur correspondante obtenue les variations. de température du liquide, de réparti-
avec l’étalon de référence constitue l’erreur relative tion des vitesses d’écoulement, de conductivité du
liquide.
par rapport à cet étalon. L’écart doit être exprimé
en pourcentage de l’intervalle de mesure ou en
Quant aux facteurs extérieurs, on peut citer les va-
pourcentage du débit mesuré.
riations de température, d’humidité et de pression
L’incertitude de mesurage du débit doit être évaluée barométrique, et les variations de courant d’ali-
mentation, de tension ou de fréquence.
suivant les indications de I’ISO 5168 et I’ISO 7066.
Sauf prescription contraire, les effets de chacune de
Si le matériel comporte la possibilité de modifier
l’étendue de mesure, le mode opératoire indiqué ces grandeurs doivent être évalués en fonction de
l’écart des indications de l’appareil par rapport aux
ci-dessus doit être suivi indépendamment pour cha-
valeurs obtenues dans les conditions de référence.
que étendue de débit mais la compatibilité des re-
Les autres conditions non soumises au contrôle de-
levés obtenus dans des zones appropriées de
meurent constantes et égales aux valeurs de réfé-
chaque étendue doit être vérifiée en permutant les
rence durant l’essai.
calibres.
3
0
0
l l
- 0 0
10 25 50
75 100
Pourcentage du débit à pleine échelle
-3
Figure 1 - Exemple d’étalonnage indiquant la répartition des points d’essai
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ISO 9104:1991(F)
Sauf prescription contraire, l’évaluation doit se faire de l’écoulement conformement aux indications de
à un débit correspondant à une vitesse d’écou- I’ISO 3966.
lement de 1 m/s, l’élément primaire et l’élément
Les résultats des essais décrits en 5.2.3.1 à 5.2.3.3
secondaire étant raccordés à une source d’alimen-
doivent être exprimés, pour chaque point d’essai,
tation électrique commune. Si l’élément secondaire
en pourcentage d’écart par rapport au débit de ré-
est muni d’un dispositif de réglage de la plage des
férence en ce point. Le débit correspondant aux
vitesses, celui-ci devra être réglé à 2 m/s. L’impé-
conditions de référence s’obtient normalement par
dance de charge de sortie (analogique) devra être
un étalonnage en eau du débitmètre installé dans
réglée au maximum recommandé par le construc-
une grande longueur droite de tuyauterie d’alésage
teur
uniforme.
5.2 Influences internes
5.2.3.1 Rdducteur
5.2.1 Température du liquide
Les essais doivent être réalisés avec un réducteur
concentrique monté d’abord immédiatement devant
L’effet de la variation de température du liquide doit
la bride amont du débitmètre, puis à 5 DN en amont
être déterminé à différentes températures de ce li-
du plan des électrodes
...
Questions, Comments and Discussion
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