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Introduction aux rotamètres
Qu’est-ce qu’un rotamètre?
Le rotamètre est un débitmètre industriel utilisé pour mesurer le débit de liquide ou de gaz. Le rotamètre est composé d’un tube et d’un flotteur. Le flotteur réagit aux changements de débit de manière linéaire. Les gammes de débit sont généralement de 10 à 1. Pour les rotamètres de laboratoire OMEGAMD, il est possible d’obtenir davantage de flexibilité grâce à l’utilisation d’équations de corrélation. Le rotamètre est populaire en raison de son échelle linéaire, sa gamme de mesure relativement longue et sa faible perte de pression. Il est simple à installer et à entretenir.

Principe de fonctionnement
Le fonctionnement du rotamètre est basé sur le principe des sections variables : le débit du fluide soulève un flotteur dans un tube conique, augmentant la section de passage du fluide. Plus le débit est élevé, plus le flotteur est soulevé. La hauteur du flotteur est directement proportionnelle au débit. Avec les liquides, le flotteur est soulevé par la combinaison de la force de flottabilité du liquide et la hauteur dynamique du fluide. Avec des gaz, la force de flottabilité est négligeable, et le flotteur répond à la hauteur dynamique seule.
Le flotteur se déplace vers le haut ou le bas du tube proportionnellement au débit du fluide et à la surface annulaire entre le flotteur et la paroi du tube. Le flotteur atteint une position stable dans le tube lorsque la force vers le haut exercée par le fluide en écoulement est égale à la force de gravité vers le bas exercée par le poids du flotteur. Un changement de débit bouleverse cet équilibre des forces. Le flotteur se déplace ensuite vers le haut ou vers le bas, en changeant la surface annulaire jusqu’à ce qu’il atteigne à nouveau une position où les forces sont en équilibre. Pour correspondre à l’équation de la force, le flotteur du rotamètre prend une position distincte pour chaque débit constant. Cependant, il est important de noter que puisque la position du flotteur dépend de la gravité, le rotamètre doit être orienté et monté verticalement.

Sélection d’un débitmètre rotamètre
Avant de choisir un rotamètre, vous devez vous poser les questions suivantes:
  • Quel est le débit minimal et maximal du débitmètre?
  • Quelle est la température minimale et maximale du procédé?
  • Quelle est la taille du tuyau?
  • Voulez-vous un débitmètre à lecture directe, ou une table de consultation serait-elle acceptable?
  • De quelle précision avez-vous besoin?
  • Avez-vous besoin d’une vanne pour réguler le débit?
  • Y aura-t-il une pression d’aspiration?
  • Quelle est la pression maximale du procédé?
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  Types de rotamètres
Débitmètres à tube de verre Changement rapide de tube E-Z avec écran loupe à l’avant Rotamètres à tube de verre
Les rotamètres de base fonctionnent par indications de tube de verre. Le tube est formé minutieusement en verre de borosilicate, et le flotteur est fabriqué avec précision à base de métal, de verre ou de plastique. Le flotteur métallique est généralement conçu en acier inoxydable afin de résister à la corrosion. Le flotteur présente un bord de dosage aiguisé, sur lequel la lecture peut être effectuée au moyen d’une échelle montée le long du tube.
Les embouts et connexions sont disponibles dans différents matériaux et styles. Les éléments importants sont le tube et le flotteur, souvent appelés combinaison tube et flotteur, car cette partie du débitmètre fournit la mesure. En réalité, des combinaisons similaires de tube de verre et flotteur en acier inoxydable sont généralement disponibles, indifféremment du type de boîtier ou des raccords d’extrémité nécessaires à l’application, afin de mieux répondre aux exigences des clients. L’échelle du débitmètre peut être étalonnée pour la lecture directe de l’air ou de l’eau, ou il peut présenter une échelle pour lire un pourcentage de gamme ou d’échelle personnalisée utilisée avec des équations de conversion ou des tableaux. Les rotamètres à tube de verre protégés sont largement utilisés dans l’industrie pour la mesure de liquide et de gaz. Ils fournissent des capacités d’écoulement d’environ 60 gal/min et sont fabriqués avec des raccords d’extrémité en métal ou en matière plastique afin de correspondre aux caractéristiques chimiques du fluide mesuré. Les seuls liquides auxquels les compteurs ne sont pas adaptés sont ceux qui attaquent les tubes de mesure en verre, tels que l’eau de plus de 90 °C (194 °F) d’un pH élevé qui ramollit le verre; la vapeur humide, qui a le même effet; la soude caustique, qui dissout le verre, et l’acide fluorhydrique, qui attaque le verre. Les principales limites des rotamètres à usage général sont les limites de pression et de température du tube de mesure en verre. Les petits tubes de 6 mm (1/4 po) sont adaptés aux pressions de travail allant jusqu’à 500 psig, mais la pression de fonctionnement d’un grand tube de 51 mm (2 po) tube peut descendre jusqu’à 100 psig. La limite de température pratique des rotamètres en verre est de 204 °C (400 °F), bien que le fonctionnement à des températures aussi élevées réduise sensiblement la pression de fonctionnement de l’appareil de mesure. En général il existe une relation linéaire entre la température de fonctionnement et la pression.

Débitmètres à cadre en métal Débitmètres à tube en métal
Pour des pressions plus élevées et à des températures au-delà de la portée pratique des tubes de verre, des tubes métalliques sont utilisés. Ils sont généralement fabriqués en aluminium, en laiton ou en acier inoxydable. La position du piston est déterminée par des prolongateurs magnétiques ou mécaniques qui peuvent être lus de l’extérieur du tube de mesure en métal. Similaires aux rotamètres à tube de verre, la combinaison ressort-piston détermine le débit, et les raccords et les matériaux de construction doivent être choisis de manière à répondre aux besoins des applications. Ces compteurs sont utilisés pour des services dans lesquels la pression ou la température de fonctionnement élevées, les coups de bélier ou d’autres forces pourraient endommager les tubes de mesure en verre. Les débitmètres à ressort ou à piston peuvent être utilisés pour la plupart des fluides, y compris les liquides et les gaz corrosifs. Ils sont particulièrement bien adaptés aux applications avec vapeur, pour lesquelles des tubes de verre ne peuvent pas être utilisés.

Ensemble des rotamètres en plastique Rotamètres à tube en plastique
Des tubes en plastique sont également utilisés dans certains modèles de rotamètres en raison de leur faible coût et de leur forte résistance aux chocs. Ils sont généralement fabriqués en polycarbonate, avec des embouts en métal ou en plastique. Lors de l’utilisation d’embouts en plastique, il faut prendre soin de ne pas endommager les filets lors de l’installation. Les rotamètres incluant des éléments en plastique sont disponibles pour les applications dans lesquelles les pièces en métal ne peuvent être tolérées, comme avec de l’eau déminéralisée ou des produits corrosifs.

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