Il s'agit d'une mesure directe du niveau car on mesure une hauteur ou un déplacement. C'est le plus ancien principe utilisé mais il arrive encore en troisième position.
Les schémas ci-dessus et ci-dessous (animation) montrent une réalisation simple mais classique. Le flotteur, qui contrairement au plongeur ne coule pas mais flotte à la surface du liquide suit celle-ci dans ses déplacements. Un câble, guidé par des poulies et maintenu tendu par un contrepoids, transmet le déplacement du flotteur à un index dont la position est lue sur une règle graduée en hauteur de liquide. La graduation de la règle est inversée, le niveau bas correspondant à la graduation la plus haute et le niveau haut à la graduation la plus basse.
Le déplacement du flotteur, donc celui du câble, peut aussi être traduit en un signal de sortie standard 4..20 mA par un capteur/transmetteur électrique de déplacement.
Le schéma ci-dessous montre une réalisation plus sophistiquée. Il en existe de nombreuses autres.
Le flotteur, résistant à la pression équipé d'un couple d'aimants coulisse le long d'un tube étanche, résistant à la pression, et qui laisse passer le champ magnétique. A l'intérieur du tube, se déplace, suspendu à un câble d'acier, un noyau formé d'un groupe d'aimants s'accouplant magnétiquement au flotteur en le suivant fidèlement. Le câble s'enroule sur un tambour réuni à l'aiguille indicatrice par un train d'engrenages. Ce déplacement angulaire peut être traduit en un signal analogique standard 4..20 mA au moyen d'un convertisseur électronique monté dans la tête indicatrice au bout du tambour. La transmission du déplacement du flotteur se fait donc avec une étanchéité parfaite,.d'où une utilisation possible avec les liquides corrosifs, sous haute pression ou haute température.
Autre exemple de réalisation: l'indicateur local ou le transmetteur à relais "reed".
L'appareil est constitué d'un tube de guidage autour duquel un flotteur équipé d'un aimant permanent commute sans contact mécanique les contacts électriques bistables type "reed" situés dans le tube.
Dans ce tube de guidage se trouvent une chaîne de résistances électriques et une chaîne de relais reed associées. Le déplacement du flotteur fait basculer les contacts des relais reed à la montée, ceux-ci reprenant leur position initiale à la descente. A partir d'une tension fixe, la variation de résistance obtenue permet de fournir une tension proportionnelle au niveau, au pas (espacement vertical) des relais près. Ce pas peut être de 10 mm ce qui fait une résolution de 1 % sur une étendue de mesure de 1 m.
La tension prélevée sur la chaîne de résistances est traduite en un signal analogique standard (ex: 4..20 mA) proportionnel au niveau par un transmetteur.
Principaux avantages et inconvénients de la mesure de niveau par flotteur
| - mesure directe de la hauteur de liquide, indépendante de la masse volumique du liquide | - mesure ne convenant qu'aux liquides |
| - mesure précise d'un niveau "calme" sur une grande étendue de mesure (plusieurs mètres). Par exemple, précision de quelques mm sur une étendue de mesure de 1 m, soit de l'ordre de ± 0,5 % | - contact avec le liquide (flotteur) et avec d'éventuelles vapeurs ce qui pose problème avec les produits corrosifs ou chargés (dépôts) |
| - dispositif simple et d'un coût très raisonnable | - sensibilité aux vagues et remous à la surface du liquide (oscillations du flotteur) |
| - entretien nécessaire (mécanique, usure car déplacements, corrosion ou dépôts dus au contact avec le liquide). |
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