La mesure et la surveillance précises des niveaux de fluide sont des tâches critiques qui exigent une réflexion approfondie lors du choix de la méthodologie appropriée pour le milieu et le récipient ciblés. Il est essentiel de choisir une méthode qui correspond bien aux propriétés physiques du fluide et aux caractéristiques spécifiques du récipient de confinement.
En général, il existe six méthodes principales pour mesurer et surveiller le niveau des fluides. Chaque méthode présentant ses propres avantages et inconvénients potentiels, il est important d'évaluer celle qui convient le mieux à l'application particulière envisagée.
Ces méthodes varient en termes de :
- Précision
- Adaptabilité à différents types de fluides
- Facilité d'installation
- Exigences en matière d'entretien & service
1. Transmetteurs de niveau à flotteur continu
Capteurs à flotteur Ces moniteurs de niveau fonctionnent à l'aide d'un flotteur suspendu dans ou sur le fluide à partir d'une tige, semblable à une jauge, qui envoie une vibration vers le haut de la tige jusqu'à un capteur.
Il existe deux types principaux. Dans les modèles magnétostrictifs, le flotteur est équipé d'un aimant qui perturbe l'impulsion électrique envoyée par le capteur à la tige. La vibration de retour (impulsion de contrainte) est chronométrée et le niveau du flotteur est déterminé.
Les capteurs de niveau résistifs utilisent la même configuration de tige et de flotteur magnétique, mais la tige contient désormais des interrupteurs à lames avec des résistances. Lorsque le flotteur monte et descend, ces interrupteurs se ferment et modifient la résistance du circuit. La résistance indique la position du flotteur au capteur.
Un deuxième ensemble de flotteurs et de capteurs peut être installé pour mesurer les niveaux de deux liquides différents. Par exemple, si vous souhaitez vérifier l'étanchéité d'un réservoir de stockage souterrain, deux capteurs peuvent être utilisés pour déterminer si un liquide (huile) flotte sur un deuxième liquide (eau).
Ces mesures sont précises. L'un des avantages de la mesure par flotteur est sa précision dans les milieux mousseux. Les technologies sans contact, comme les ultrasons, peuvent donner des lectures erronées dans ces conditions.
Cependant, le fait de nécessiter un contact présente des inconvénients. Vous pouvez ne pas souhaiter entrer en contact avec le milieu. Les matériaux de votre tige ou de vos flotteurs peuvent ne pas être compatibles avec le milieu. Les problèmes de température et de flottabilité peuvent altérer la précision des résultats. Enfin, le déplacement des flotteurs et des tiges dans des récipients beaucoup plus petits peut entraîner des résultats imprécis.
Les transmetteurs de niveau à flotteur continu sont adaptés et précis pour les applications types.
2. Transmetteur de pression différentielle
Transducteurs de pression Largement utilisés dans de nombreuses applications, les transmetteurs de pression différentielle peuvent être utilisés pour déterminer les niveaux de fluide en mesurant la différence de pression entre l'orifice basse pression et l'orifice haute pression dans leur configuration habituelle.
La différence de pression devient un signal de sortie qui est étalonné pour indiquer un niveau de fluide.
3. Cellules de charge
Cellules de charge Une cellule de charge est un transducteur qui mesure le poids, une force mécanique ou une charge, et crée un signal de sortie qui transmet les données à extrapoler en un niveau de fluide.
Ces technologies vont des modèles standard très bon marché aux modèles sur mesure, faciles à installer, des plus simples aux plus complexes. C'est votre application qui déterminera leur pertinence et leur rentabilité.
La surveillance des liquides se situe généralement au niveau le moins complexe. La force est unidirectionnelle, statique et répétitive.
Les variations de température et les problèmes liés aux technologies de contact s'appliquent.
4. Transmetteurs de niveau radar
Capteurs radar à ondes guidées Le radar est une méthode sans contact qui consiste à faire rebondir une impulsion électromagnétique sur la surface d'un fluide et à mesurer le temps nécessaire à l'impulsion pour revenir vers le capteur.
Plus l'impulsion revient rapidement, plus le niveau du fluide est élevé.
La mesure sans contact présente l'avantage de ne pas être soumise à des restrictions liées aux caractéristiques du milieu. Le radar fonctionne toutefois mieux dans des cuves métalliques. La cuve peut empêcher l'utilisation de cette technologie pour certains milieux.
Les milieux hautement corrosifs, par exemple, ne seraient pas stockés dans une cuve en acier. Le radar n'est donc peut-être pas le meilleur choix dans ce cas.
La technologie de détection par radar nécessite un certain temps d'installation. Le logiciel doit être installé pour pouvoir calibrer l'équipement.
L'étalonnage élimine les échos parasites provenant de l'intérieur du réservoir.
Ces restrictions et calibrages soulèvent un autre problème lié au radar : la portabilité. Si votre application nécessite de mesurer de nombreux réservoirs ou un fluide plus dense sous un niveau flottant, le radar n'est peut-être pas le meilleur choix.
Les capteurs radar peuvent être utilisés lorsque les matériaux de traitement sont inflammables ou sales et lorsque la composition ou la température de l'espace vapeur varie. Par exemple, dans une cuve de brasserie, où les caractéristiques de l'air dans le récipient vont changer à mesure que la levure libère davantage de CO2, formant une couche de mousse. Dans cette application, aucun autre type de capteur ne fonctionnera.
5. Capacité radiofréquence (RF)
Commutateurs de niveau à point unique à capacité RF La technologie RF utilise les caractéristiques électriques des condensateurs dans un récipient pour cartographier les contours de la surface. Oui, les contours.
Cette technologie peut donc être utilisée pour déterminer les niveaux de granulés, de boues, voire de liquides de densités différentes.
L'appareil est similaire à la sonde de niveau flottant continu. Plutôt que de fixer des aimants, la paroi du récipient sert souvent de deuxième conducteur. Cette méthode définit la zone d'intérêt, l'intérieur du récipient, partagée par les deux conducteurs. Le volume sera finalement défini comme la somme de ces zones le long de la sonde.
La technologie est basée sur la capacité électrique, c'est-à-dire la capacité d'un conducteur à stocker une charge électrique, qui existe entre deux conducteurs. Cette capacité est également influencée par le milieu, le fluide ou le matériau non conducteur à mesurer.
L'air a un effet minime sur la capacité de la sonde et de la paroi du récipient. Différents liquides et matériaux ont des caractéristiques isolantes relativement élevées.
Comme la sonde mesure des propriétés isolantes accrues par rapport à l'air, elle signale la présence de fluide ou de matériau à ce niveau. Elle signale également la quantité relative de propriété isolante, ce qui peut indiquer une distribution inégale à la surface.
L'un des inconvénients de cette technologie est l'accumulation de fluide sur la sonde. Des lectures de niveau erronées peuvent se produire sans entretien et nettoyage appropriés.
Il est important de configurer la sonde et le récipient appropriés pour l'application. Des conceptions personnalisées adaptées à votre application sont disponibles.
6. Capteurs et transmetteurs de niveau de liquide à ultrasons
Transmetteur de niveau ultrasonique Tout comme les radars, les capteurs à ultrasons sont moins sensibles aux caractéristiques du milieu et à la construction du réservoir. Il s'agit pratiquement d'une technologie « pointer-cliquer » pour les niveaux de fluide où une seule lecture suffit.
Comme il s'agit d'une technologie sans contact, les acides, les produits chimiques d'impression et même les eaux usées peuvent être facilement mesurés.
Les boues et les fluides mousseux peuvent réduire la précision de cette technologie sans concevoir un processus plus sophistiqué pour la collecte de données.
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