Les capteurs à ultrasons émettent des ondes sonores dont la fréquence est supérieure à la gamme audible par l'oreille humaine (plus de 20 kHz). Ces ondes sonores rebondissent sur la surface d'une cible définie (par exemple, le fond d'un récipient contenant du jus et de la pulpe) et retournent vers un transmetteur de niveau à ultrasons afin d'enregistrer les données de débit et de niveau.
Les transmetteurs de niveau à ultrasons sont utilisés pour surveiller le débit et le niveau des liquides dans l'industrie agroalimentaire. Les méthodes relatives au niveau d'intégrité de sécurité (SIL) et à l'instrumentation sont conçues pour garantir la fiabilité des tests et des certifications conformément à la réglementation en vigueur dans les industries de fabrication de liquides et de production alimentaire.
Mesure du niveau de jus dans un récipient
Les transmetteurs de niveau à ultrasons sont utilisés pour surveiller le débit et le niveau des liquides dans l'industrie agroalimentaire. Les méthodes relatives au niveau d'intégrité de sécurité (SIL) et à l'instrumentation sont conçues pour garantir la fiabilité des tests et des certifications conformément à la réglementation en vigueur dans les industries de fabrication de liquides et de production alimentaire.
La science alimentaire a reconnu l'intérêt d'utiliser les ondes ultrasonores pour effectuer des mesures et une surveillance sûres et précises lors de la détection et de la surveillance précise des niveaux de liquide.
Fonctionnement des transmetteurs de niveau ultrasoniques
Transmetteur de niveau sans contact Des impulsions ultrasoniques continues surveillent les niveaux dans les cuves lorsqu'elles sont montées au sommet du réservoir, au-dessus de la distance de blocage. Les impulsions traversent la distance vide de la cuve, au-dessus de la surface du liquide dans le réservoir, puis traversent le liquide (jus, pulpe ou autres liquides aqueux) jusqu'au fond du réservoir. La distance parcourue entre le niveau du liquide et le fond du réservoir est mesurée par le capteur à ultrasons et la cible de détection située au fond du réservoir.
Le calcul du temps nécessaire à l'impulsion ultrasonique pour aller du transmetteur à ultrasons à la cible et revenir dépend de la précision de la vitesse du son dans l'air. En divisant le temps de trajet de l'impulsion par deux et en multipliant le résultat par la vitesse du son, on obtient le niveau précis de jus dans le récipient.
Formule :
Niveau = vitesse particulière du son dans l'environnement de fabrication X délai ÷ 2.
Analyse des risques et maîtrise des points critiques (HACCP)
Les fabricants de produits alimentaires sont réglementés par les directives d'application des principes de la Food and Drug Administration (FDA). Lors de la fabrication et de la production alimentaire de liquides colloïdaux, la surveillance des limites critiques de chaque point de contrôle afin de prévenir, limiter ou réduire les risques pour la sécurité à un niveau acceptable relève du titre 21 du Code of Federal Regulations (CFR), partie 120.1(a). Les tests de vérification constituent un élément important de la validation de la fonction de sécurité d'un instrument de mesure de niveau.
Les instruments de mesure de niveau tels que les commutateurs de niveau, les transmetteurs ultrasoniques, les transmetteurs RF, les transducteurs de pression encastrés et autres instruments SIL sont des systèmes mis en place pour prévenir et réguler les risques d'événements dangereux. Ces équipements sont certifiés pour détecter un débordement dans un récipient ou un réservoir. Les procédures d'essai des utilisateurs finaux, telles que les essais de niveau ou les essais partiels des instruments de mesure de niveau, visant à maintenir les classifications SIL, permettent d'éviter les défaillances des instruments ou le débordement des réservoirs, et de maintenir des niveaux de sécurité appropriés. La norme CEI 61508 fournit une approche systématique pour la conception et les essais de produits dans des applications liées à la sécurité. La CEI (Commission électrotechnique internationale) définit le SIS (système instrumenté de sécurité) et a compilé les normes. La conformité aux exigences des instruments de mesure de niveau est définie par la norme CEI 61508, qui s'applique aux fabricants de produits alimentaires et aux fournisseurs de produits SIL.
Mesure d'une hauteur de liquide unique et discrète
Les capteurs de mesure de niveau ponctuel marquent une condition de niveau de liquide prédéfinie dans le processus de fabrication du jus ou de la pulpe. Ces capteurs surveillent les conditions de débordement et déclenchent une alerte en cas de niveau élevé.
Des capteurs de niveau continus plus sophistiqués assurent la surveillance du niveau de l'ensemble des systèmes. Au lieu de simplement surveiller un point critique du processus de production de jus, les capteurs de détection d'interface de niveau mesurent les niveaux de liquide dans une plage spécifiquement définie.
La sortie analogique est directement corrélée aux niveaux de jus ou de pulpe dans les réservoirs ou les cuves. Le système peut être relié à un indicateur visuel et à une boucle de contrôle du processus qui crée un système complet de gestion de la surveillance du niveau.
Mesure du niveau à l'aide d'un transducteur de pression
Le niveau du liquide peut être calculé à l'aide d'un transducteur de pression et de l'équation suivante.
p = h ρ g (1) (N/m 2, Pa, lbf/pi 2, psf)
Où :
p = pression ou ρ = densité du liquide (kg/m 3, slugs/ft 3)
h = hauteur de la colonne de fluide ou profondeur dans le fluide à laquelle la pression est mesurée (m, pouces)
et
g = constante gravitationnelle (accélération) (9,81 m/s 2, 32,17405 ft/s 2)
L'avantage des transmetteurs et transducteurs OMEGA® dans la production de jus, la production alimentaire et la fabrication de liquides
Commutateurs de niveau capacitifs (RF) Si votre fonctionnement nécessite un capteur en silicium micro-usiné conçu pour fournir un transducteur très stable avec une précision élevée, idéal pour les applications de pression ou de niveau, la série sanitaire OMEGA® PX409S-USBH offre une stabilité à long terme. Notre série sanitaire homologuée 3A se connecte directement à votre PC ou à votre installation d'entreprise. Elle est terminée avec un câble USB standard pour une installation facile, un enregistrement précis des données et une représentation graphique rapide de vos mesures. Le transducteur de pression adapté est renforcé avec un système de confinement secondaire, une jauge et une pression absolue jusqu'à 600 psi. Installez le transducteur de pression à l'intérieur du fond du récipient. La jauge composée fournit une échelle de ±10 inH2O à ±15 psi. La jauge scellée offre une échelle de 100 à 600 psi, une échelle de vide de 10 inH2O à 15 psi et une échelle barométrique de 32 inHg ou 1100 Torr.
Le logiciel d'installation et de fonctionnement est inclus gratuitement. Si vous aimez le PX409S-USBH, assurez-vous que la pression à l'intérieur du récipient est la même qu'à l'extérieur. Si vous avez une différence de pression à l'intérieur du récipient, il est préférable d'utiliser un transducteur de pression différentielle. Lorsqu'un jus ou un autre liquide contient de la pulpe ou de la chair, l'utilisation d'un transducteur de pression à rinçage est obligatoire. Sinon, la chair bloquera ce transducteur.
En fait, OMEGA est un fournisseur unique pour tous vos composants de mesure et de contrôle de processus et vos dispositifs système. Les transducteurs de pression peuvent être adaptés aux spécifications des transducteurs de pression à couche mince haute performance, transmetteurs de pression à sécurité intrinsèque et à la technologie de pointe du silicium pour les transducteurs en silicium micro-usinés avec pression différentielle humide/humide. Si votre fonctionnement nécessite des spécifications allant au-delà de nos modèles standard, nous proposons des conceptions personnalisées conçues pour des usages généraux, des membranes affleurantes, des emplacements dangereux, des applications industrielles lourdes - précision élevée et celles spécifiques à vos solutions montables sur carte PC.
Que vos préoccupations en matière de production alimentaire ou d'autres activités de fabrication concernent la cohérence des niveaux, l'hygiène, la submersibilité ou tout autre objectif spécifique, nos ingénieurs concepteurs peuvent relever vos défis. Les commutateurs de niveau capacitifs (RF) de la série LVCN6000/7000 d'OMEGA sont idéaux pour la surveillance de la détection de niveaux bas et hauts de liquides et de solides.
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