Cet article explique ce que sont les rotamètres. Vous y découvrirez la signification d'un rotamètre, ses pièces, le fonctionnement de cet instrument, les différents types de rotamètres et enfin les avantages et inconvénients de l'utilisation d'un rotamètre.
Qu'est-ce qu'un rotamètre ?
Un rotamètre est un instrument de laboratoire utilisé pour mesurer le débit d'un fluide. Autrement dit, le rotamètre est un instrument utilisé pour déterminer le débit d'un fluide.
Le rotamètre est donc un type de débitmètre.
N'oubliez pas que le débit ou dépense volumétrique est défini comme la quantité de débit par unité de temps qui circule dans une section d'un tube.
En général, les rotamètres sont utilisés pour mesurer le débit de liquides, généralement de l'eau. Bien qu'ils puissent également être utilisés pour connaître le flux de gaz.
Parties d'un rotamètre
Le rotamètre est un tube conique, généralement en verre ou en plastique, avec une pièce à l'intérieur appelée flotteur qui se déplace verticalement de haut en bas en fonction du débit du fluide.
Ainsi, les parties d'un rotamètre sont les suivantes :
- Flotteur : c'est une pièce qui se trouve à l'intérieur du rotamètre. Le flotteur se déplace verticalement dans le rotamètre en fonction du débit du fluide, plus le débit est élevé, plus il sera élevé. C'est la partie du rotamètre qui marque la valeur du débit du fluide.
- Echelle : indique la valeur du débit mesuré. La limite du flotteur marquera la ligne de l'échelle qui correspond au débit du fluide.
- Guide : pièce à l'intérieur du rotamètre à travers laquelle se déplace le flotteur. Il sert à garantir que le flotteur se déplace verticalement.
- Tube de mesure : tube dans lequel se déplace le flotteur, constitué du corps du rotamètre.
- Butée inférieure : C'est la limite inférieure du flotteur. Lorsqu'il ne mesure aucun débit, le flotteur reste au repos dans cette position.
- Butée supérieure : est la limite supérieure du flotteur. Il est recommandé que le flotteur n'atteigne pas la butée supérieure pour éviter tout dommage.
Comment fonctionne un rotamètre ?
Une fois que nous aurons vu la définition d'un rotamètre et quelles sont ses parties, nous verrons le fonctionnement de cet appareil si courant dans les laboratoires.
Lorsqu'un fluide circule dans le rotamètre, deux forces agissent sur le flotteur. D’une part, le fluide exerce une force verticale vers le haut et, d’autre part, le poids du flotteur est une force verticale qui le pousse vers le bas. Ainsi, le fonctionnement du rotamètre repose sur la recherche du point d'équilibre entre la force exercée par le fluide et la force du poids du flotteur.
Comme nous l'avons vu dans la section ci-dessus, le rotamètre est constitué d'un tube conique, de sorte que la section du tube augmente à mesure que le flotteur monte. Par conséquent, la vitesse et la force exercées par le fluide sur le flotteur diminuent.
Ainsi le flotteur va monter, et en même temps la force du fluide sur le flotteur va diminuer, jusqu'à ce que ladite force soit équivalente à la force du poids du flotteur. À ce moment-là, le flotteur restera en équilibre et cessera de bouger.
Une fois le flotteur immobile, il faut regarder l'échelle du rotamètre, préalablement calibrée, pour lire la mesure du débit. La valeur du débit sera le nombre sur l'échelle qui coïncide avec la limite supérieure du flotteur.
En bref, plus le débit est élevé, plus le flotteur montera dans le rotamètre. Et une fois le flotteur stabilisé en un point, la valeur indiquée par l'échelle rotamétrique sera la valeur du débit de fluide.
Remarque : pour un fonctionnement correct du rotamètre, celui-ci doit être en position verticale. Sinon, la mesure marquée par le rotamètre sera erronée.
Types de rotamètres
Il existe plusieurs types de rotamètres selon leur matériau et leur utilisation. Ci-dessous vous pouvez voir les différents types de rotamètres :
- Rotamètre de purge – rotamètre pour fluides avec de faibles débits et densités.
- Rotamètre en verre – rotamètre dont le tube est en verre. Ce type de rotamètre dure plus longtemps et permet de visualiser l'intérieur du tube.
- Rotamètre en plastique – Rotamètre en plastique. Ils sont peu coûteux et durent plus longtemps que les autres types de rotamètres, mais ne sont pas utiles pour les débits importants.
- Rotamètre métallique : rotamètre idéal pour les écoulements à températures et pressions élevées. Sa plage de mesure est généralement très large.
- Rotamètre bypass : rotamètre qui sert uniquement à mesurer le débit dans la membrane.
- Rotamètre acrylique : rotamètre de petit diamètre très utile pour mesurer un débit avec précision.
- Rotamètre avec transducteurs électriques : Ce type de rotamètre utilise un système magnétique pour suivre les changements générés à l'entrée du débit du tube.
- Rotamètre à transducteurs pneumatiques : Ce type de rotamètre effectue des mesures à l'aide d'un mécanisme magnétique.
Avantages et inconvénients d'un rotamètre
Dans cette dernière section, nous analyserons les avantages et les inconvénients du rotamètre, car, en raison de ses caractéristiques, il est meilleur que d'autres types d'instruments de mesure dans certaines situations.
Les avantages du rotamètre sont les suivants :
- Un rotamètre ne nécessite pas d'énergie électrique. Un grand avantage des rotamètres est qu’ils n’ont besoin d’aucune énergie externe pour être utilisés, leur fonctionnement est basé sur un principe mécanique.
- C'est un instrument de laboratoire très simple à utiliser.
- Le rotamètre est un appareil bon marché par rapport aux autres compteurs.
- L'échelle du rotamètre est pratiquement linéaire, ce qui facilite la lecture de la mesure.
En revanche, un rotamètre présente les inconvénients suivants :
- L'échelle du rotamètre nécessite un étalonnage. Par conséquent, l’échelle d’un rotamètre ne sera efficace que pour une certaine substance. Si le fluide est changé, le rotamètre doit également être changé ou recalibré.
- Pour effectuer la mesure, un rotamètre doit être orienté complètement verticalement. En effet, le fonctionnement du rotamètre repose sur la force de gravité exercée sur le flotteur.
- Il est facile de se tromper dans la lecture de la mesure, car il est difficile pour le flotteur de rester complètement immobile, il bouge légèrement. De plus, il se peut que la limite du flotteur se situe au milieu de deux marques sur l'échelle rotamétrique.
- En général, la lecture ne peut pas être automatisée par une machine, mais les mesures doivent être lues manuellement.
- Si un fluide est très sombre, cela peut rendre la lecture de la mesure difficile.