Développement d’une référence de faibles débits de liquide (eau) – Rapport intermédiaire n°1

Résumé et principaux résultats

Le projet de développement d'un banc d'étalonnage pour les faibles débits de liquide a pour ambition d'étendre la référence nationale en débitmètrie liquide (eau) en dessous des 10 l.h-1 avec pour objectif d'atteindre 1 ml.h-1. Les caractéristiques principales prévues pour cette plate-forme sont : nature du liquide : eau filtrée dégazée ; plage de débit : 1 ml.h-1 à 10 l.h-1 ; température du liquide : 10 à 50°C ; pression du liquide : 1 à 10 bar ; méthode gravimétrique de génération du débit de référence avec un raccordement au Système International d'unités via la masse et le temps ; incertitude élargie associée au débit volumique de référence : 0,1% (pour un facteur d'élargissement k=2 soit un niveau de confiance à 95%).
Ce projet a reçu le soutien financier de cinq partenaires : le LNE au titre du développement de la métrologie française, le CETIM au profit du développement des industries mécaniques, la Région Rhône Alpes en support au pôle de compétitivité AXELERA (domaine chimie et environnement), la société BRONKHORST en tant que fabricant de débitmètres et le CETIAT dont le laboratoire de débitmètrie de liquide actuel est laboratoire associé du LNE (référence nationale) pour la métrologie des débits d'eau. Le projet a débuté en juillet 2007 (pour une durée minimale de 3 années jusqu'en 2010). L'objectif initial est de mettre en service une première ligne pour les débits de 10 ml.h-1 à 100 ml.h-1 en 2009. Tous les équipements se situant en amont du débitmètre à étalonner (préparation de l'eau dégazée, réservoir de mise en température, cuve de stockage et réservoir de mise sous pression) ainsi que l'infrastructure générale (salle propre pour la mesure, enceintes climatiques, marbre pour les balances et salle de préparation des débitmètres) ont été dimensionnés et sont actuellement en grande partie installés. Ces ensembles seront définitivement installés au CETIAT au cours du mois de mars 2009. Concernant les équipements se situant à l'aval du débitmètre à étalonner, la conception initiale de la ligne s'est avérée trop coûteuse à réaliser. Elle a donc été revue et a été modifiée par le groupe de projet au cours des mois de décembre 2008 à février 2009. Sa réalisation doit débuter en avril 2009 pour une mise en place définitive de la ligne 2 (10 ml.h-1 à 100 ml.h-1) en septembre 2009 (plutôt qu'en juin 2009 comme envisagé en octobre 2008). Une phase de validation suivra pour aboutir fin 2009. Le projet se poursuivra par la mise en place des 3 autres lignes jusqu'à fin 2010 : les lignes 3 (100 ml.h-1 à 1000 ml.h-1).et 4 (1 l.h-1 à 10 l.h-1), de débits supérieurs à la ligne 2, ne devraient pas poser de difficultés majeures dès lors que la ligne 2 sera validée ; la ligne 1 couvrant les débits de 1 ml.h-1 à 10 ml.h-1 demandera des études complémentaires sur les effets de capillarité en particulier.

Title : Development of a primary calibration bench for low liquid flow - Progress report n°1

Abstract: The project to develop a calibration bench for low liquid flow rates aims at extending the national reference flowmeter in liquid (water) below 10 l.h-1 with the aim to achieve 1 ml.h-1. The main features planned for this platform are : type of liquid: water filtered degassed; speed range: 1 ml.h-1 to 10 l.h-1; liquid temperature: 10 to 50 °C; pressure of the liquid: 1 to 10 bar; gravimetric method of generating the flow of reference with a connection to the International System of Units through the mass and time; uncertainty associated with the flow volume reference: 0.1% (for a coverage factor k = 2 is a 95% confidence). This project received financial support from five partners : LNE as NMI for the development of metrology French; CETIM for development of mechanical industries; Région Rhône Alpes in support of competitiveness cluster AXELERA (field chemistry and environment); BRONKHORST society as a manufacturer of flowmeters ; CETIAT whose laboratory liquid current flow is associated laboratory LNE (national reference) for the metrology of water.
The project began in July 2007 (for a minimum period of 3 years until 2010). The initial aim is to operate a first-line rates for 10 ml.h-1 to 100 ml.h-1 in 2009. All equipment located upstream of the flowmeter calibration (preparation of degassed water,upstream tank, storage tank) and the general infrastructure (clean room for the measure, climatic chamber , marble for the balances and preparation room of the flowmeters) were designed and are now largely settled. These sets will be permanently installed in CETIAT during the month of March 2009. Regarding equipment located downstream of the flowmeter calibration, the initial design of the line was too costly to achieve. It has therefore been revised and amended by the project group during the month of December 2008 to February 2009. Its implementation should begin in April 2009 for setting up the line 2 (10 ml.h-1 to 100 ml.h-1) in September 2009 (rather than June 2009 as planned in October 2008). A validation phase will lead to the end of 2009. The project will continue through the establishment of 3 other lines until the end of 2010 : lines 3 (100 ml.h-1 to 1000 ml.h-1) and 4 (1 l.h-1 to 10 l.h-1), flow above line 2, should not pose major difficulties from that line 2 will be validated; line 1 covering the flows of 1 ml.h-1 to 10 ml.h-1 will require additional studies on the effects of capillarity in particular.