- pour contrôle des stocks
- niveaux hauts (débordement)
- mesure en continu, qui peut être utilisée pour une régulation.
- valeurs limites (minimum, maximum)
- règle graduée
- tube en verre extérieur (vase communicant)
- mesure de niveau électromécanique
- mesure de niveau à flotteur
- mesure de niveau à tube plongeur
- mesure de niveau hydrostatique
- mesure de niveau par bullage
- mesure de niveau capacitive
- mesure de niveau radiométrique (rayons Gamma)
- mesure de niveau par ultra - son
- mesure de niveau par rayon laser
- mesure de niveau par radar
La plupart de ces méthodes sont utilisées aussi bien pour les mesures en continu que pour les détections
de seuils limites.
En outre, pour la détection de seuils, on utilise:
- système à tige vibrante
- système à sonde utilisant la conductivité (résistance)
- système électro - optique
La mesure d'un niveau, est toujours la mesure d'une interface:
|
Liquide Solide Solide Liquide |
Gaz Gaz Liquide Liquide |
Les calculs de niveaux sont souvent relatifs à la poussée (Archimède), et à la pression hydrostatique.
Plongée verticalement dans le réservoir.
On observe la longueur mouillée, ou point de référence.
Poids palpeur suspendu à un câble, descendu dans la réservoir au moyen d'un moteur électrique et ramené à sa
position de départ après avoir touché le produit. La mesure est faite sur la longueur de câble.
Tube en verre fixé verticalement, sur un des côtés du réservoir.
Il communique en haut et en bas du réservoir.
Principe des vases communicants.
Tube en métal non magnétique. Dans le tube se trouve un flotteur équipé d'un aimant qui suit le niveau du liquide.
Le niveau est visualisé extérieurement par la position de petite plaquettes magnétiques, actionnées par l'aimant du
flotteur.
Il est possible d'équiper ces tubes de détecteurs magnétiques actionnant des contacts électriques.
Fixé à l'extrémité d'un bras pivotant, suit le niveau du liquide.
Déplacement transmis par couplage magnétique à un indicateur à aiguille ou un transmetteur
(électrique, pneumatique).
De longueur égale à l'échelle de mesure désirée est directement placé dans le réservoir. Tube cylindrique, fermé
au deux extrémités et fixé à un ressort dynamométrique.
Application: hauteur maximum 15 m , pression 200 bar , précision ± 1% , étalonner pour chaque produit.
La colonne de liquide produit une pression:
P = [poids volumique du liquide] * [hauteur du liquide]
Avec un manomètre au fond d'un réservoir, on obtient une indication de niveau, à une constante près.
Le capteur est souvent à membrane agissant sur un piezorésistif ou capacitif.
Une canne est placée verticalement dans un réservoir. Elle est alimentée en air (ou autre gaz) par un dispositif
régulateur de débit. L'échappement des bulles (on doit pouvoir les compter) indique que la pression hydrostatique
dans la canne est égale à celle du niveau du liquide à mesurer. La pression est identique dans toute la canne, la
mesure est effectuée en haut de la canne à l'aide d'un transmetteur.
Application: 30 m, 3 à 4 bar, ± 2 %, pas agité ou visqueux, mesure dépend de la densité.
Les plaques d'un condensateur sont formées par une sonde métallique et la parois du réservoir. Pour autant que le
produit ne soit pas trop conducteur, il fait fonction de diélectrique du condensateur.
Selon le niveau du produit, la valeur du diélectrique est modifiée, modifiant la valeur de la capacité du condensateur
ainsi formé.
Un dispositif permet de mesurer cette capacité et de délivrer un signal proportionnel au niveau.
Dans le cas de liquide très conducteurs, la deuxième plaque du condensateur est le liquide, le diélectrique étant
constitué par un gainage isolant de la sonde.
un condenseur (dont on mesure la capacité) est constitué de deux plaques conductrices dites "armatures" séparées
par un diélectrique. Tous les produits qu'ils soient isolants ou conducteurs , ont un "pouvoir" diélectrique appelé aussi
constante diélectrique ou permittivité relative : Sr (epsilon).
Ce coefficient est d'autant plus grand que le produit est plus conducteur.
Sr du vide = 1 Sr de l'air @ 1 Sr de l'eau @ 80
Le courant continu ne passe pas.
La résistance des plaques varie selon leurs grandeur et leurs espacement.
- Les impulsions réfléchies par le sont enregistrées, et le temps de propagation est mesuré et converti.
- Problèmes possible dans les niveaux bas à cause de la courbe des fonds de cuve.
- Plusieurs matériaux possible.
Radio métrique (rayon gamma)
Un émetteur, contenant un radio élément (par exemple du cobalt 60 ou du césium 137) est placé latéralement du
réservoir. Les rayons gamma émis traversent les parois clauses du réservoir et sont réceptionnés par la tête de
mesure (tube Geiger-Müller). L'arrivée de produit dans le faisceau de mesure entraîne une absorption d'une partie
du rayonnement. Cette réduction d'intensité est mesurée et signalée au transmetteur associé. Elle dépend également
de la nature du produit et de sa densité.
Utilisation: chère et contraignante, du à l'utilisation de source radioactive; est intéressante lorsque d'autre principes de
mesure ne peuvent venir à bout de conditions extrêmes:
- hautes températures
- produits toxiques
- aucune ouverture ne peut être faite au réservoir
- etc.
Une mesure à rayons gamma peut s'utiliser en tant que surveillance de seuils haut ou bas, pour autant que l'émetteur
et le récepteur soient sur le même niveau.
Rayon laser (infrarouge)
- Le système est identique à celui des ultrasons mais plus rapide.
(infrarouge: 0,8 microns à 1 mm de longueur d'ondes)
Plus la distance de l'onde est courte , plus la fréquence est élevée.
Courtes impulsions à micro ondes 1 ns sont envoyées vers le produit par une antenne à corne, les micro ondes
réfléchies reviennent vers le système. Grâce à une électronique rapide, le temps de propagation est mesuré
exactement, permettant le calcul de la distance jusqu'à la surface du produit.
Utilisations: Mesure de liquides ou de solides (corrosifs ou toxiques) sous vide et jusqu'à 25 bar.
Température max.150oC. Précision: ± 0,5%.
Applications: Pour mesure de produit en présence de poussières, de vapeurs. Des systèmes de corrections
électroniques permettent l'élimination d'échos fixes générés par des éléments intégrés au réservoir ainsi que
l'élimination des signaux sporadiques provoqués, par exemple, par les pâles d'un agitateur, chute de dépôt de
produit ou faibles ruissellements de remplissage.
- Mises en vibration par système piezzo électrique.
- Vibre librement, dès qu'il y a contact avec le liquide il y a variation de la vibration (qui est mesurée et interprétée).
- Tous ou rien, dès que la sonde entre en contact il y a changement de résistance.
- Pour niveau haut.
- Quartz qui réfléchi la lumière en lui-même, dès qu'il entre en contact avec un liquide , il ne la réfléchi plus.
