La mesure de niveau sans contact est une technologie essentielle en automatisation industrielle. Cette approche permet de surveiller les niveaux de liquides ou de solides dans des réservoirs, des conteneurs ou des canaux ouverts sans interaction physique avec le milieu. Parmi les méthodes sans contact les plus répandues figurent les indicateurs de niveau à ultrasons et à radar. Si l'utilisateur souhaite appliquer une mesure sans contact au contrôle de niveau, la compréhension du fonctionnement des indicateurs de niveau à ultrasons et à radar permet de faire le choix le plus adapté à chaque situation.
Principe de fonctionnement
Jauges de niveau à ultrasonsFonctionnent en émettant des ondes sonores à haute fréquence pour déterminer la distance entre le capteur et la surface du milieu liquide/solide. Ces ondes se propagent dans l'air, se réfléchissent sur la surface du matériau et reviennent au capteur. La distance peut être déterminée par le temps de propagation de l'onde. L'instrument est donc déployé à une distance proche de la surface du milieu, sans qu'aucune pièce ne soit directement en contact ou immergée dans le milieu.
Jauges de niveau radarUtilise des ondes électromagnétiques (micro-ondes) au lieu du son pour déterminer le niveau du milieu liquide ou solide. De même, les signaux micro-ondes sont émis vers la surface du milieu, puis réfléchis et reçus par l'instrument. Ce processus évite tout contact physique entre le corps de l'instrument et le milieu. L'enregistrement du temps de vol des signaux d'ondes permet de calculer la distance entre l'instrument et la surface du matériau.
Les mesures de niveau des deux types partagent les mêmes formules :
D = (C*T)/2
L = H - D
Où,
D: Distance entre la surface du support et l'instrument
C:Vitesse du son (pour les ultrasons)Vitesse de la lumière (pour le radar)
T: Intervalle de temps entre l'émission et la réception
L:Niveau moyen à mesurer
H:Hauteur du fond du récipient à l'instrument
Contrairement aux instruments à contact classiques, les technologies à ultrasons et radar éliminent le contact physique avec la substance. Elles excellent dans le contrôle de niveau des matières corrosives, visqueuses ou dangereuses susceptibles d'endommager ou d'obstruer les composants en contact avec le produit, tels que les flotteurs, les sondes ou les conduites d'impulsion. L'installation est simplifiée grâce à leur montage externe, et la maintenance et les temps d'arrêt sont souvent minimisés grâce à leur conception non invasive. Les industries telles que la chimie, le traitement des eaux et l'agroalimentaire peuvent grandement bénéficier des capteurs de niveau sans contact à ultrasons et radar, grâce à leur polyvalence et leur fiabilité pour le contrôle des liquides, fluides, boues et solides dans diverses géométries de cuves.
Comparaison entre les ultrasons et le radar
L'indicateur de niveau à ultrasons est facile à installer et nécessite une configuration minimale. Comparé à l'indicateur de niveau radar, l'instrument à ultrasons est généralement moins coûteux et est donc privilégié pour les applications à budget limité. Cependant, les performances des instruments à ultrasons sont plus sensibles aux effets environnementaux de la poussière, de la mousse, des turbulences de l'air, ainsi qu'aux températures et à l'humidité extrêmes, qui peuvent absorber ou dévier les ondes sonores et entraîner des problèmes d'ondes perdues.
Les jauges de niveau radar, quant à elles, sont réputées pour leur haute précision, leur longue portée et leur fiabilité éprouvée dans des environnements difficiles. Elles sont moins sensibles aux facteurs qui perturbent la technologie ultrasonore. Néanmoins, cela signifie que les produits radar sont généralement plus coûteux. La constante diélectrique est un autre facteur important pour les mesures radar. Des matériaux à faible diélectrique peuvent affaiblir la réflexion du signal d'écho, entraînant une instabilité ou une perte de mesure.
En résumé, si l'utilisateur décide d'appliquer une mesure de niveau sans contact, un capteur à ultrasons est idéal pour des conditions de travail modérées et un projet à budget limité, tandis qu'un radar est adapté aux environnements plus difficiles et à la recherche de mesures de haute qualité. Dans tous les cas, il est primordial de s'assurer que les caractéristiques du milieu et de l'environnement, ainsi que la structure du système de traitement, sont propices à la mise en œuvre de la méthode de mesure sans contact souhaitée.
Notes d'installation pour les instruments sans contact
- ✦ L'emplacement d'installation doit être aussi éloigné que possible de la source de bruit
- ✦ Le joint en caoutchouc peut être utilisé pour le montage dans un environnement vibrant
- ✦ La distance entre le capteur et le niveau estimé le plus élevé doit être supérieure à la zone aveugle de mesure
- ✦ La position du capteur doit maintenir une certaine distance avec la paroi du récipient en fonction de l'angle d'émission
- ✦ La zone de mesure doit être exempte d'obstacles susceptibles de provoquer des interférences de signal, tels qu'un escabeau ou une traverse
- ✦ Pour la mesure de milieu solide, la position de montage doit éviter la zone d'ouverture d'alimentation du matériau
- ✦ Il est préférable d'éviter les grandes fluctuations de température sur le lieu d'installation de l'instrument
- ✦ La sonde du capteur doit être perpendiculaire à la surface du support pour garantir les meilleures performances
Shanghai Wangyuanest un fabricant d'instruments expérimenté depuis plus de 20 ans, fournissant des capteurs de niveau sans contact à ultrasons et radar, ainsi que d'autres types d'instruments de mesure de niveau. N'hésitez pas à nous consulter pour toute question concernant nos produits de mesure de niveau sans contact.
Date de publication : 11 mars 2025