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Débitmètre à flotteur – mesure fiable du débit des liquides et des gaz

Que sont les débitmètres à flotteur ?

Les débitmètres à flotteur fonctionnant selon le principe du flotteur sont utilisés avec succès dans l'industrie depuis plus de 100 ans.
Ils sont considérés comme une solution économique, robuste et fiable pour mesurer le débit de liquides, de gaz et de vapeurs dans les conduites.
Grâce à leur fonctionnement simple et à leur grande sécurité de fonctionnement, les débitmètres à flotteur sont encore aujourd'hui indispensables dans de nombreuses applications industrielles.

Fonctionnement des débitmètres à flotteur

Les débitmètres à flotteur classiques se composent d'un tube de mesure conique en verre ou en plastique transparent.
À l'intérieur se trouve un flotteur libre qui monte dans le tube en fonction du débit.
Le débit actuel peut être lu directement et précisément sur une échelle graduée.

Débitmètres à flotteur métallique pour applications exigeantes

Les débitmètres à flotteur avec tube de mesure conique en métal sont utilisés pour les pressions de service élevées, les températures élevées ou les fluides opaques.
La position du flotteur est transmise sans contact à une unité d'affichage via un système d'accouplement magnétique.
En option, ces appareils peuvent être équipés de transmetteurs électriques, par exemple pour :

• Sortie 0(4)-20 mA / 0-10 V
• HART
• PROFIBUS
• autres systèmes de bus industriels

La transmission à distance des valeurs mesurées est ainsi possible sans aucun problème.

Surveillance et fonctions supplémentaires

Pour surveiller les limites de débit, les débitmètres à flotteur peuvent être équipés de contacts Reed ou de contacts inductifs.
Ceux-ci permettent une surveillance simple des valeurs limites et une intégration dans les systèmes d'automatisation existants.

Avantages des débitmètres à flotteur

Les débitmètres à flotteur offrent de nombreux avantages :

• Installation simple
• Aucune alimentation électrique externe nécessaire
• construction robuste et durable
• fonctionnement pratiquement sans entretien
• grande sécurité de fonctionnement
• grande précision de mesure et bonne répétabilité
• peu coûteux (en particulier les appareils en plastique)

Ces propriétés en font un débitmètre très apprécié dans la chimie, le génie des procédés, la technique de l’eau et des eaux usées ainsi que dans bien d’autres secteurs industriels.

Inconvénients du débitmètre à flotteur

• La mesure dépend de la densité, de la viscosité, de la pression et de la température,
  ce qui signifie que les appareils doivent être calibrés pour un fluide donné. Une conversion pour d'autres fluides est possible.
• Les appareils standard doivent être montés verticalement avec un débit ascendant.
• Plage de mesure réduite (environ 1:10)
• Ne convient pas aux fluides contenant des impuretés ou des particules solides
• Avec un tube de mesure transparent, ne convient pas aux fluides opaques.
• Convient uniquement aux petits diamètres nominaux de tuyaux (jusqu'à environ DN 150)

Technologie de mesure du débit pérenne

Même si les débitmètres électroniques gagnent en importance dans le cadre de l'automatisation et de la numérisation, le débitmètre à flotteur reste un élément incontournable de la technique de mesure industrielle, aujourd'hui comme demain, en raison de sa simplicité, de sa fiabilité et de sa rentabilité.

Histoire et évolution du débitmètre à flotteur

L'histoire du débitmètre à flotteur remonte au XVIIIe siècle, lorsque le mathématicien suisse Daniel Bernoulli a découvert les lois de la mécanique des fluides.
Ces lois décrivent comment les liquides et les gaz s'écoulent dans les tuyaux et comment la pression est répartie dans un écoulement.
Bernoulli a découvert que la vitesse et la pression d'un liquide ou d'un gaz dans une conduite sont proportionnelles l'une à l'autre.
La mesure du débit dans un tube conique à flotteur a été mentionnée pour la première fois par l'Américain Edmund A. Chameroy, qui a déposé un brevet pour son invention en 1868.
Au cours des 15 années suivantes, d'autres brevets ont été déposés en Angleterre et en Allemagne pour des modèles présentant des améliorations techniques.
En 1908, Karl Küppers (1874-1933) a fait une découverte décisive à Aix-la-Chapelle.
Lors de la construction de flotteurs destinés à surveiller les gaz de combustion, il constata qu'un flotteur rotatif améliorait considérablement la précision et la fiabilité des mesures. Il a déposé cette découverte la même année auprès de l'Office impérial des brevets sous le numéro DE21225C (https://patents.google.com/patent/DE.)
La rotation du flotteur était assurée par des encoches obliques pratiquées dans la tête du flotteur.
Felix Meyer comprit l'importance de cette invention et fonda à Aix-la-Chapelle la société Deutsche Rotawerke GmbH. Il optimisa la forme du flotteur, produisit et commercialisa les appareils sous le nom de Rotameter® industriell.
En 1944, l'entreprise déménagea à Wehr, dans le Bade, où elle produit encore aujourd'hui des flotteurs et d'autres débitmètres sous le nom de Rota-Yokogawa, en tant que filiale de la société japonaise Yokogawa.
Rotameter® est une marque déposée de la société Rota-Yokogawa.
Aujourd'hui, les débitmètres à flotteur sont produits et commercialisés dans le monde entier par de nombreuses entreprises sous différentes formes.
Volume estimé du marché mondial : plusieurs centaines de milliers d'unités par an.