Les réservoirs de stockage en vrac hors sol sont des conteneurs qui peuvent contenir de grands volumes de liquide et mesurent généralement entre 3 et 10 mètres de haut. Ils fonctionnent sans pression, sont disponibles dans de nombreuses formes et sont généralement fabriqués en plastique, en fibre de verre ou en métal. Les réservoirs cylindriques verticaux sont les plus courants. Selon le liquide, ils peuvent également être dotés d'un revêtement intérieur résistant aux produits chimiques.
La conception et le fonctionnement des réservoirs de stockage en vrac sont soumis à de nombreuses réglementations environnementales, qui diffèrent pour les réservoirs hors sol et les réservoirs souterrains. Les réservoirs de stockage en vrac sont équipés de deux systèmes de contrôle de base, l'un pour ajouter du liquide dans le réservoir et l'autre pour en retirer. Certains sont également dotés de parois de confinement secondaires pour éviter les déversements ou les fuites, et tous sont facilement accessibles pour faciliter les livraisons.
La principale exigence pour cette application est de surveiller le niveau de liquide, afin de permettre aux opérateurs de savoir quand il est temps de remplir le réservoir et d'éviter qu'il ne déborde ou ne se vide. Les capteurs de niveau à ultrasons sont souvent la meilleure option pour surveiller ce niveau de liquide avec la plus grande précision.
Technology
Une onde ultrasonique de courte durée et de haute fréquence est émise jusqu'à quatre fois par seconde à partir de la face du transducteur. L'onde sonore se réfléchit sur la surface du liquide et revient vers le transducteur.
Un capteur de niveau à ultrasons mesure le temps de vol entre la génération et la réception du son, et le convertit en distance entre la face du transducteur et la surface du liquide. La distance est ensuite convertie en pourcentage de la plage mesurée et émise sous forme de signal proportionnel 4 à 20 mA.
Meilleures pratiques
Le capteur de niveau installé doit avoir une vue dégagée sur la surface du liquide. Cela signifie que l'espace de mesure sous le capteur doit être exempt de tout obstacle tel que des tuyaux, des raccords, des échelles ou des parois à l'intérieur du réservoir.
Le transducteur de niveau doit être situé au-dessus du niveau de liquide le plus élevé et ne jamais être immergé pendant le fonctionnement normal. Les réservoirs de stockage en vrac sont souvent situés à l'extérieur sans aucune protection de l'environnement et sont directement exposés à la chaleur du soleil ou au froid. De ce fait, les différences de température peuvent générer de la condensation à l'intérieur du réservoir. Ce phénomène se produit plus souvent à l'extrémité supérieure de la plage de température, mais peut également se produire à l'extrémité inférieure, entraînant la formation de gouttelettes d'eau ou de glace sur le transducteur, ce qui peut affecter la transmission et la réception acoustiques.
En cas de condensation importante, choisissez un capteur de niveau avec une plage de mesure plus longue et plus puissante, et appliquez une très fine couche de vaseline hydrofuge sur la face du transducteur. Le liquide est normalement versé dans les réservoirs de stockage en vrac par le haut et retiré par le bas. Cela crée généralement une surface liquide agitée pendant le remplissage et une surface liquide lisse pendant la vidange. Selon le type de liquide et le degré d'agitation, de la mousse peut se former.
La mousse absorbe le signal acoustique et peut réduire la plage de mesure effective du capteur de niveau. En présence de mousse, le capteur doit être installé dans un tuyau vertical afin de séparer la mousse de surface du point de mesure. Une autre solution consiste à prolonger le tuyau de remplissage jusqu'au fond du réservoir et à éliminer l'agitation. La vapeur est généralement associée à des liquides corrosifs à des concentrations élevées, mais elle peut également être présente dans des liquides non corrosifs à des températures élevées. La vapeur absorbe le signal acoustique et peut réduire la plage de mesure effective du capteur de niveau.
En présence d'une vapeur importante, sélectionnez un capteur de niveau avec une plage de mesure plus longue et plus puissante, et ventilez correctement le réservoir. En présence d'acides vaporisés forts tels que l'acide chlorhydrique ou nitrique, le capteur de niveau doit également être installé dans un tuyau vertical afin de maximiser la puissance du signal acoustique.
Installation
There are several ways to mount a level sensor in this application. The inside of a bulk storage tank normally has few obstructions or equipment. The tank top may be flat, domed, round or angled. Find a mounting location where the level sensor has a direct view of the liquid throughout the entire measurement span. The location must be flat, level to the liquid and accessible. The following equipment can be used to install the sensor.
Installation
Il existe plusieurs façons de monter un capteur de niveau dans cette application. L'intérieur d'un réservoir de stockage en vrac comporte généralement peu d'obstacles ou d'équipements. Le sommet du réservoir peut être plat, bombé, rond ou incliné. Trouvez un emplacement de montage où le capteur de niveau a une vue directe sur le liquide sur toute la plage de mesure. L'emplacement doit être plat, au niveau du liquide et accessible. Les équipements suivants peuvent être utilisés pour installer le capteur.
Adaptateur de réservoir
Les adaptateurs de réservoir sont recommandés lorsque l'emplacement de montage du réservoir est plat et non en pente. Utilisez un adaptateur de réservoir à glissière x filetage et évitez les adaptateurs filetage x filetage. N'utilisez pas d'adaptateurs de réservoir montés à l'envers.
Tuyau vertical
Les transducteurs de niveau peuvent être installés dans un tuyau vertical afin de séparer la mousse en surface, d'atténuer les turbulences ou d'optimiser la puissance du signal acoustique du capteur de niveau à ultrasons. N'utilisez pas de tuyau vertical dans des applications avec des liquides sales, recouverts d'un dépôt ou entartrés qui laisseraient des résidus sur la paroi interne du tuyau.
Le tuyau vertical doit être une section continue de tuyau lisse, sans rupture ni transition. Le diamètre intérieur du tuyau doit être égal ou supérieur à la largeur du faisceau du capteur de niveau. Il est recommandé d'utiliser des tuyaux de plus grand diamètre. Pour installer le capteur, montez un raccord fileté à profil bas sur le dessus du tuyau.
Juste en dessous du raccord, et dans la bande morte du capteur de niveau, percez deux trous d'aération de 6 mm de diamètre sur les côtés opposés du tuyau. Le tuyau doit s'étendre jusqu'au fond du réservoir, ou au moins en dessous de la plage de mesure du capteur de niveau. Coupez un angle de 45° au bas du tuyau.
Enfin, le niveau doit être maintenu au-dessus de la coupe à 45º, afin qu'il y ait toujours du liquide dans le tuyau.
Colonne montante avec bride
Les colonnes montantes longues et étroites, qui dans les réservoirs en fibre de verre peuvent également s'étendre de quelques centimètres à l'intérieur du haut du réservoir, peuvent affecter la transmission et la réception acoustiques. La surface intérieure de la colonne montante doit être lisse et exempte de crêtes, en particulier dans la zone située sous la face du transducteur installé.
Il est recommandé d'utiliser des colonnes montantes d'un diamètre de 3 pouces ou plus. Si la seule option disponible est une colonne montante de 2 pouces de diamètre, la hauteur de la colonne montante et de toutes les connexions de montage situées au-dessus ne doit pas dépasser 5 pouces. Il convient d'être prudent avec les colonnes montantes dont la hauteur est supérieure à 8 pouces, et l'utilisation de raccords en T dans la structure de la colonne montante n'est pas autorisée.
Centre du réservoir à toit bombé
Dans la mesure du possible, évitez d'installer le capteur à ultrasons au centre d'un réservoir à toit bombé. Le toit bombé agit comme un réflecteur parabolique qui amplifie l'énergie acoustique et peut entraîner un fonctionnement intermittent du transmetteur de niveau à certains niveaux du réservoir.
Électricité
Les réservoirs de stockage en vrac peuvent être situés à proximité de grosses pompes, de moteurs ou de variateurs de fréquence qui peuvent générer des interférences électromagnétiques ou radioélectriques importantes. Assurez-vous que ces appareils sont mis à la terre, puis reliez le capteur à ultrasons et les équipements électriques associés à la même prise de terre que ces appareils. Certaines zones peuvent être sujettes à des coups de foudre fréquents ou à une alimentation électrique peu fiable. Dans ce cas, il est recommandé d'installer une protection contre les surtensions et un filtrage appropriés.
Plage
Le capteur émet un signal de courant de 4-20 mA proportionnel à la plage de mesure de niveau dans le réservoir de stockage en vrac. Les utilisateurs règlent généralement 4 mA sur le niveau vide ou le niveau mesuré le plus bas, et 20 mA sur le niveau plein ou le niveau mesuré le plus élevé. Évitez de placer les points de consigne de plage 4 mA ou 20 mA à des niveaux où des pompes, des soupapes ou des alarmes peuvent se déclencher, ou à proximité de ceux-ci.
Interface
Le signal de courant 4-20 mA des capteurs de niveau est normalement connecté à un contrôleur local ou à un système de contrôle centralisé. Ces dispositifs peuvent inclure un PLC, un SCADA, un DSC ou un contrôleur de niveau autonome.
N'importe quel dispositif de contrôle convient tant qu'il accepte un signal de courant 4-20 mA. La plage de fonctionnement du contrôleur doit alors être programmée pour correspondre à la plage de mesure du capteur à ultrasons, en tenant compte du fait que le point de consigne 4 mA des capteurs est normalement placé au-dessus de l'état de réservoir vide.
Une fois que la plage de fonctionnement du contrôleur a été configurée aux niveaux et unités techniques corrects, les points de consigne des relais sont appliqués pour l'automatisation des pompes, des vannes ou des alarmes.
Un système d'alarme de niveau haut ou d'arrêt de sécurité indépendant doit toujours être utilisé en plus du système principal, et un système d'alarme de niveau bas ou d'arrêt de sécurité indépendant est recommandé pour la protection de la pompe ou du processus.
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