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Variantes des débitmètres à flotteur
Le débitmètre à flotteur standard se compose d'un tube de mesure conique et d'un flotteur cylindrique ou d'une bille.Outre ces modèles traditionnels, les différents types suivants ont également fait leurs preuves sur le marché.
Débitmètre à flotteur avec anneau de mesure / diaphragm
Un anneau de mesure avec un alésage intérieur précis est intégré dans un tube de mesure cylindrique.
Un flotteur conique s'y déplace et flotte à une certaine hauteur en fonction du débit.
Le flotteur est maintenu en position centrale par une tige de guidage ou des éléments de guidage fixés au
flotteur. La position du flotteur est transmise par un aimant à une unité d'affichage avec échelle
graduée montée à l'extérieur du tube de mesure. L'avantage de cette conception est qu'elle évite la
production coûteuse d'un tube de mesure conique et permet d'utiliser pratiquement n'importe quel
matériau dans lequel l'anneau de mesure est monté. Un revêtement supplémentaire en matériau résistant à
la corrosion (par exemple PTFE) permet également une utilisation avec les fluides les plus agressifs.
Débitmètre à flotteur avec buse à fente
Un tube métallique cylindrique muni de fentes coniques contient un flotteur cylindrique qui flotte à
une hauteur dépendant du débit. Pour la plage de basse pression (max. env. 10 bars), la buse à fentes se
trouve dans un tube en verre muni d'une échelle de mesure imprimée.
Pour la plage haute pression (max. env. 350 bars), la buse à fente est montée dans un boîtier entièrement
métallique. Le débit est affiché par transmission magnétique de la position du flotteur sur une unité
d'affichage fixée à l'extérieur du boîtier.
Les avantages de cette conception sont sa construction compacte, qui se fait toutefois au détriment de la
précision de mesure. Grâce à la distance toujours identique entre le flotteur et le boîtier de protection
extérieur, les appareils peuvent être facilement équipés de contacts Reed pour surveiller le débit.
Ils sont principalement utilisés pour la mesure/surveillance de l'eau de refroidissement dans la construction
de machines ou d'installations.
Débitmètre à flotteur avec ressort
La version de base des débitmètres à flotteur doit être installée verticalement avec un débit
ascendant.
Grâce à l'installation d'un ressort supplémentaire servant de force de rappel, les appareils peuvent également être installés à l'horizontale ou de haut en bas.
Cette force de rappel supplémentaire permet d'obtenir une réaction plus rapide du flotteur en cas de réduction du débit, en particulier avec des fluides visqueux.
Grâce à l'installation d'un ressort supplémentaire servant de force de rappel, les appareils peuvent également être installés à l'horizontale ou de haut en bas.
Cette force de rappel supplémentaire permet d'obtenir une réaction plus rapide du flotteur en cas de réduction du débit, en particulier avec des fluides visqueux.
Débitmètre à flotteur avec point de commutation fixe
Certaines applications nécessitent des appareils dotés d'un point de commutation fixe et inviolable
(par exemple, marquage du fioul, gaz protecteur lors du soudage).
Pour cela, on utilise des appareils dans lesquels un flotteur cylindrique se déplace dans un tube en
verre cylindrique. À partir d'un débit minimum défini, le flotteur métallique monte jusqu'à la butée
supérieure et active un détecteur de proximité installé à l'extérieur de l'appareil.
Le point de commutation est défini en usine en fonction des dimensions et du poids du flotteur.
Il est également possible de concevoir des flotteurs qui s'activent à un débit minimal tout en
permettant des débits plus importants sans perte de pression significative.
Débitmètre à flotteur bypass
Pour les diamètres nominaux plus importants, on utilise parfois des débitmètres à flotteur à
dérivation. Dans ce cas, un diaphragme de mesure intégré dans le flux principal et la pression
différentielle ainsi générée permettent de dériver un faible flux partiel. Le débit partiel est
acheminé à travers le débitmètre à flotteur via un alésage dans le tuyau principal et le débit peut
être lu sur une échelle calibrée.
Le débit principal et le débit partiel sont presque proportionnels grâce à l'installation d'une petite buse devant le débitmètre à flotteur, avec les mêmes caractéristiques d'écoulement que le diaphragme principal. Le diaphragme de mesure et le flotteur sont généralement fournis sous forme de dispositif de mesure calibré.
Le débit principal et le débit partiel sont presque proportionnels grâce à l'installation d'une petite buse devant le débitmètre à flotteur, avec les mêmes caractéristiques d'écoulement que le diaphragme principal. Le diaphragme de mesure et le flotteur sont généralement fournis sous forme de dispositif de mesure calibré.
Types de flotteurs
Les débitmètres à flotteur utilisent différents types de flotteurs. Cela permet d'adapter de manière optimale l'appareil de mesure à la tâche de mesure.Le diamètre du flotteur est déterminé par le diamètre intérieur du tube de mesure. Il définit l'espace annulaire entre le flotteur et le tube de mesure et donc l'ouverture à travers laquelle le fluide peut s'écouler.
Le poids du flotteur permet de déterminer la force qui s'oppose au courant et à la poussée.
Le diamètre du flotteur étant limité par le tube de mesure, seul l'utilisation de différents matériaux permet d'influencer le poids du flotteur. Les matériaux utilisés sont divers : métaux, plastique, verre, céramique ou encore flotteurs creux. Il convient ici de tenir compte de la résistance chimique au fluide.
Pour obtenir une mesure précise, il est nécessaire que le flotteur soit parfaitement centré et qu'il n'y ait aucune perte par frottement due au contact avec la paroi du tube de mesure. Il existe différentes possibilités pour garantir cela.
Flotteur avec encoches
Flotteur dans un tube de mesure à trois points
Flotteur avec bague de guidage
- Le flotteur est muni d'encoches obliques qui le font tourner dans le fluide (rotamètre).
- Pour les corps flottants sphériques, on utilise des tubes de mesure à 3 nervures ou à 3 points afin de centrer la sphère et de réduire son contact avec la paroi du tube de mesure.
- En particulier dans le cas de corps flottants cylindriques de grandes dimensions, on centre le corps flottant à l'aide d'une tige de guidage centrale ou aussi à l'aide de bagues de guidage supplémentaires sur le corps flottant.
Formes flottantes
Flotteur sphérique
Flotteur avec tige de guidage
Flotteur à compensation de viscosité
Flotteur de forme cylindrique
Les flotteurs cylindriques sont souvent utilisés comme flotteurs standard dans les tubes de mesure coniques.
Il convient de noter que leur forme a été optimisée sur le plan aérodynamique afin qu'ils flottent de manière centrée et stable au milieu du tube de mesure.Cylindre conique
Les flotteurs coniques sont principalement utilisés dans les tubes de mesure cylindriques avec diaphragme intégré.
Les flotteurs sont maintenus au centre du tube de mesure à l'aide d'une tige de guidage centrale ou d'anneaux de guidage.
La position du flotteur est transmise à une échelle d'affichage externe à l'aide d'aimants intégrés dans le flotteur.Boule
Pour les petits diamètres nominaux (environ ½", DN15), on utilise souvent des billes comme flotteurs.
L'utilisation de matériaux très divers (verre, plastique, métal) permet de mesurer avec précision même les débits les plus faibles. Le tube de mesure doit être transparent et muni d'une échelle graduée, car la position du flotteur ne peut pas être transmise à un dispositif d'affichage externe.
La ligne de référence pour la lecture de la valeur mesurée sur l'échelle est soit le bord supérieur, soit le centre de la bille.
Il convient ici de respecter les indications du fabricant.Modèles spéciaux de débitmètres à flotteur
Outre les formes de flotteurs mentionnées ci-dessus, il existe une multitude de modèles spéciaux pour des tâches de mesure particulières.
Par exemple : pour les gaz à faible perte de pression, les flotteurs indépendants de la viscosité dans de larges plages ou les flotteurs pour des débits élevés dans des diamètres nominaux réduits.
Remarque concernant la paternité de l'œuvre
Tous les articles spécialisés publiés sur www.schwebekoerper.de avec mention du nom ont été rédigés ou vérifiés par Harald Peters lui-même.
Auteur de cet article :
Harald Peters – Auteur spécialisé dans la technique de mesure de la débit.
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Harald Peters – Auteur spécialisé dans la technique de mesure de la débit.
Dernière mise à jour de la page : 2026