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Que faut-il prendre en compte lors du montage d'un débitmètre à flotteur ?

Consignes générales de montage pour les débitmètres à flotteur

Lors du montage et de l'utilisation d'un débitmètre à flotteur, certains points doivent être pris en compte afin de garantir un fonctionnement sans problème.
Respectez toujours les instructions de montage et d'utilisation du fabricant !

Position de montage

Les débitmètres à flotteur de conception standard doivent être montés verticalement, avec le débit allant de bas en haut. C'est la seule façon de garantir que le flotteur puisse monter librement et correctement.
Pour un montage horizontal, il faut utiliser des appareils spéciaux dans lesquels un ressort sert de force de rappel.

Purger les conduites

Les bulles d'air (dans les liquides) ou la condensation (dans les gaz) peuvent fausser les résultats de mesure. Les conduites doivent être purgées et rincées avant la mise en service.

Section de stabilisation

Avant et après l'appareil de mesure, il convient de prévoir des sections de tuyaux aussi droites que possible, sans raccords, coudes ou vannes (au moins 5 à 10 diamètres de tuyau). Cela permet de minimiser les turbulences du flux.

Fluide propre

Des particules étrangères ou des saletés peuvent bloquer le flotteur. Si nécessaire, installez un filtre en amont de l'appareil de mesure.

Limites de pression et de température

Les conditions de fonctionnement admissibles de l'appareil (pression, température, fluide) doivent être vérifiées et respectées.

Vibrations

De fortes vibrations de l'installation peuvent rendre la lecture difficile et influencer la précision de la mesure.

Prévention des problèmes

Coup de bélier

Le coup de bélier peut se produire dans les conduites remplies de liquide.
Il est provoqué par l'ouverture ou la fermeture brusque d'un robinet à boisseau sphérique, d'une électrovanne ou d'un autre dispositif d'arrêt à fermeture rapide.
En raison de l'inertie du liquide dans la conduite et du freinage ou de l'accélération brusque de la colonne de liquide, une augmentation considérable de la pression de service peut se produire en quelques millisecondes.
Une poche de gaz comprimée dans le liquide qui se détend à un autre endroit de la conduite peut également provoquer un coup de bélier.
Cela peut entraîner la destruction du tube de mesure (rupture ou déformation), l'endommagement de la butée du flotteur ou même du support de l'appareil de mesure. Pour y remédier, il convient d'utiliser des organes d'arrêt à fermeture lente (par exemple des vannes) ou des réducteurs de coups de bélier intégrés à l'installation.

Distance entre les appareils de mesure

Pour les appareils équipés d'un contact Reed ou d'une unité d'affichage à guidage magnétique, ou prévus pour être équipés ultérieurement, un aimant est toujours intégré dans le flotteur.
Lors du montage, il convient de prévoir une distance minimale entre plusieurs appareils, sinon les champs magnétiques peuvent s'influencer mutuellement et entraîner des erreurs de mesure. Un décalage vertical des appareils peut également suffire.
Les composants ferromagnétiques de l'installation sur lesquels l'appareil de mesure est monté peuvent également influencer la mesure. La distance minimale est définie par le fabricant.

Pulsation du flotteur

En fonction de l'installation, par exemple en cas de débit pulsatoire généré par des pompes péristaltiques, il peut se produire une pulsation du flotteur. Cela rend difficile la lecture d'une valeur mesurée sur l'échelle du débitmètre.
Un redresseur de débit permettant d'obtenir un débit régulier ou un débitmètre fonctionnant selon un autre principe de mesure peut remédier à ce problème.
Outre ces pulsations liées à l'installation, des débitmètres à flotteur mal dimensionnés peuvent également entraîner ce que l'on appelle des pulsations de compression. Celles-ci se produisent principalement lors de la mesure de gaz.
Elle se produit lorsque la pression de service est insuffisante pour surmonter la contre-pression générée par le flotteur et que celui-ci peut donc être soulevé. Le gaz est comprimé devant le flotteur jusqu'à ce que la pression soit suffisante pour soulever le flotteur de manière explosive.
L'espace annulaire ainsi créé entre le tube de mesure et le flotteur se détend à nouveau et le flotteur revient à sa position initiale.
Le processus se répète et le flotteur pulse.
Cet effet se produit souvent lors du démarrage d'une installation, lorsque la pression de service est encore insuffisante et que peu de gaz circule dans les conduites.
Le soulèvement parfois violent du flotteur peut endommager le débitmètre, par exemple en brisant le verre, en déformant la butée du flotteur, etc.

Solution :

• Augmenter la pression de service ou utiliser des appareils avec une perte de pression plus faible
  La pression de service doit être environ 5 fois supérieure à la perte de pression du débitmètre à flotteur .
• Placer les organes d'arrêt derrière le débitmètre
• Utiliser des flotteurs légers
• Utiliser des appareils avec amortissement à corps flottant.
  La pression de service des appareils équipés d'un amortisseur doit être environ deux fois supérieure à la perte de pression du débitmètre à flotteur.

Distinction entre conditions normales, conditions standard et conditions d'exploitation

Les gaz sont généralement compressibles, c'est-à-dire qu'ils changent de volume lorsque la pression et/ou la température varient. Le changement de volume peut être calculé à l'aide des lois des gaz (loi de Boyle-Mariotte, loi de Gay-Lussac, loi de Charles).

p x V / T = constante

(p = pression en bar abs., T = température en K (= 273 + °C), V = volume)

p_alt = Pression absolue dans l'ancien volume, p_neu = Pression absolue pour un nouveau volume, p_bet = pression de fonctionnement (bar_abs)
T_alt = Température pour l'ancien volume (Kelvin), T_neu = Température du nouveau volume (Kelvin), T_bet = température de fonctionnement (Kelvin)
Kelvin = 273 + °C
V_alt= Volume avec les anciennes valeurs de pression/température, V_neu= Volume pour les nouvelles valeurs de pression/température, V_n= volume normalisé

Le volume de service est le volume réel d'un gaz à la pression et à la température de service. Un litre de gaz à 20 °C contient un nombre de molécules différent d'un litre de gaz à 50 °C. Lors de réactions chimiques, de mélanges de gaz, etc., il est généralement nécessaire de mélanger un nombre défini de molécules de gaz.
Afin d'obtenir des valeurs comparables et définies, la norme DIN 1343 a défini le volume normalisé.
Le volume normalisé est le volume qu'occuperait un gaz à une pression absolue de 1,013 bar (= 1013 hPa) et à une température de 0 °C. Il est indiqué par la lettre « N » en majuscule ou « n » en minuscule placée devant la valeur. (NL = litre normalisé, Nm³= m³ normalisé, l_n, etc.). Un litre normal à 20 °C contient autant de molécules qu'un litre normal à 50 °C. Pour la conception d'un débitmètre à flotteur, il est nécessaire d'indiquer la pression et la température.
Outre le volume opérationnel et le volume normalisé, on utilise également la notion de volume standard.
Diese Bedingungen werden von verschiedenen Branchen oder auch Ländern individuell festgelegt. Dans l'aviation, par exemple, la norme ISO 2533 fixe la valeur à 1,013 bar absolu (= 1013 hPa) et 15 °C. Ou encore, pour différentes applications en Europe, 1,013 bar absolu (= 1013 hPa) et 20 °C. Le marquage s'effectue à l'aide d'un « s » en indice. (l_s= litre standard).
Plus de 90 % des débitmètres à flotteur pour gaz sont équipés d'une échelle volumétrique normalisée.
Les deux termes « volume normalisé » et « volume standard » sont souvent confondus dans la pratique, ce qui entraîne parfois des erreurs de mesure considérables ou un mauvais choix de débitmètre à flotteur.