La mesure de niveau sans contact est une technologie essentielle en automatisation industrielle. Cette méthode permet de surveiller les niveaux de liquides ou de solides dans des réservoirs, des conteneurs ou des canaux ouverts sans interaction physique avec le fluide. Parmi les méthodes sans contact les plus répandues figurent les capteurs 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 capteurs de niveau à ultrasons et à radar lui permettra de choisir l'appareil le plus adapté à son application.
Principe de fonctionnement
jauges de niveau à ultrasonsL'appareil fonctionne en émettant des impulsions d'ondes sonores à haute fréquence pour déterminer la distance entre le capteur et la surface du milieu liquide ou solide. Ces ondes se propagent dans l'air, se réfléchissent sur la surface du matériau et reviennent au capteur. La distance est calculée en fonction du temps de trajet de l'onde. L'instrument est donc déployé à une distance juste au-dessus de la surface du milieu, sans qu'aucune partie ne soit en contact direct avec celui-ci ni immergée dans celui-ci.
jauges de niveau radarCet appareil utilise des ondes électromagnétiques (micro-ondes) au lieu du son pour déterminer le niveau d'un liquide ou d'un solide. Des signaux micro-ondes sont émis vers la surface du milieu, puis réfléchis et captés par l'instrument. Durant ce processus, aucun contact physique n'est établi entre l'instrument et le milieu. L'enregistrement du temps de propagation des signaux permet de calculer la distance entre l'instrument et la surface du matériau.
Les mesures de niveau des deux types utilisent les mêmes formules :
D = (C*T)/2
L = H - D
Où,
DDistance entre la surface du milieu et l'instrument
CVitesse du son (pour les ultrasons), vitesse de la lumière (pour le radar)
TIntervalle de temps entre l'émission et la réception
LNiveau moyen à mesurer
HHauteur entre le fond du récipient et l'instrument
Contrairement aux instruments à contact classiques, les technologies ultrasoniques et radar, qui éliminent tout contact physique avec la substance, excellent dans le contrôle de niveau des produits corrosifs, visqueux ou dangereux susceptibles d'endommager ou d'obstruer les composants en contact avec le fluide, tels que les flotteurs, les sondes ou les lignes d'impulsion. L'installation est simplifiée grâce au montage externe des appareils, et la maintenance ainsi que les temps d'arrêt sont généralement réduits au minimum grâce à leur conception non invasive. Les industries chimiques, du traitement de l'eau et agroalimentaires peuvent tirer un grand profit des capteurs de niveau sans contact à ultrasons et radar, grâce à leur polyvalence et leur fiabilité pour le contrôle des procédés impliquant des liquides, des fluides, des boues et des solides, et ce, dans des cuves de géométries diverses.
Comparaison entre les ultrasons et le radar
Le détecteur de niveau à ultrasons est facile à installer et ne nécessite qu'une configuration minimale. Comparé au détecteur de niveau radar, il coûte généralement moins cher et est donc privilégié pour les applications à budget limité. Cependant, les performances des instruments à ultrasons sont plus sensibles aux facteurs environnementaux tels que la poussière, la mousse, les turbulences de l'air et les températures et l'humidité extrêmes, qui peuvent absorber ou dévier les ondes sonores et entraîner des pertes de signal.
Le radar de niveau, quant à lui, est reconnu pour sa haute précision, sa longue portée et sa fiabilité éprouvée en environnements difficiles. Il est moins sensible aux facteurs mentionnés précédemment qui affectent la technologie ultrasonique. Cependant, cela signifie que les produits radar sont généralement plus coûteux. La constante diélectrique est un autre facteur important pour la mesure radar. Les matériaux à faible constante diélectrique peuvent affaiblir la réflexion du signal d'écho, entraînant une mesure instable ou une perte de mesure.
En résumé, pour une mesure de niveau sans contact, le capteur ultrasonique est idéal dans des conditions de travail modérées et pour les projets à budget limité, tandis que le radar convient aux environnements plus exigeants et à la recherche d'une grande précision. Dans tous les cas, il est primordial de s'assurer que les caractéristiques du fluide et de l'environnement, ainsi que la structure du système de traitement, sont compatibles avec 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.
- ✦ Un joint en caoutchouc peut être utilisé pour le montage en environnement vibrant.
- ✦ La distance entre le capteur et le niveau le plus élevé estimé doit être supérieure à la zone d'ombre de la mesure.
- ✦ La position du capteur doit maintenir une certaine distance par rapport à la paroi du conteneur, 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 milieux solides, la position de montage doit éviter la zone d'ouverture d'alimentation du matériau.
- ✦ Il est préférable d'éviter les fortes variations de température à l'endroit où l'instrument est installé.
- ✦ La sonde du capteur doit être perpendiculaire à la surface du milieu pour garantir des performances optimales.
Shanghai WangyuanNous sommes un fabricant d'instruments de mesure expérimenté, fort de plus de 20 ans d'expérience dans la fourniture de 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 contacter pour toute question concernant nos produits de mesure de niveau sans contact.
Date de publication : 11 mars 2025