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RÉSUMÉ
Cet article présente les différentes technologies permettant la mesure des niveaux de liquides. Les systèmes de visualisation directe des fluides sont d'abord décrits, puis les systèmes à flotteur ou à plongeur. Et enfin l'article aborde les systèmes basés sur des mesures de pression ou de dissipation thermique. Pour chaque technologie, les principes et les caractéristiques sont présentés, puis différentes mises en oeuvre sont décrites.
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Michel RICHARD : Ingénieur de l’École nationale supérieure de céramique industrielle
INTRODUCTION
Dans un premier article Contrôle de niveaux- Introduction, les notions de base nécessaires à la compréhension de la mesure des niveaux ont été présentées. Certaines méthodes peuvent s’appliquer à la mesure de niveaux de liquides aussi bien que de solides ; elles sont introduites dans l’article Contrôle de niveaux- Systèmes pour liquides ou solides. Les méthodes particulières aux niveaux liquides sont présentées ici, puis celles qui ne s’appliquent qu’aux niveaux de solides dans l’article Contrôle de niveaux- Systèmes propres aux solides. Enfin, l’article Comparatif des méthodes de mesure et de détection de niveaux comprend des tableaux comparatifs qui réunissent toutes les techniques présentées dans les quatre autres articles. Ils constituent un outil de choix pour sélectionner la ou les méthodes les plus appropriées pour chaque cas particulier.
La documentation « Pour en savoir plus » contient un tableau très complet des fabricants et constructeurs d’appareils de mesure et de détection.
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- Version courante de juin 2020 par Florestan OGHEARD
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Systèmes de contrôle par mesure de la pression2. Systèmes à flotteur ou à plongeur
2.1 Caractéristiques
Les systèmes de contrôle de niveau à flotteur ou à plongeur sont certainement parmi les plus répandus et existent sous les formes les plus variées, dont il est difficile de faire l’inventaire. Leur succès s’explique par leur fiabilité, leur robustesse, leur aptitude à faire face à de multiples applications. Cependant, ils posent un certain nombre de problèmes dont il faut prendre conscience afin de les utiliser correctement.
HAUT DE PAGE
Rappelons que le principe d’Archimède postule que tout corps plongé dans un liquide éprouve une poussée vers le haut égale au poids du liquide déplacé. Dans le cas du flotteur, à cette poussée s’opposent le poids de l’équipage flotteur-tringlerie, les frottements et les salissures. Quand un appareil est neuf, il peut donner satisfaction, car les états de surface sont impeccables.
Mais la situation se dégrade souvent dans le temps (corrosion, dépôts, etc.) et le dispositif fonctionne alors dans des conditions limites de sécurité.
La nécessité d’une marge de flottabilité apparaît comme le garant de la fiabilité à long terme et implique de ne pas économiser sur le volume du flotteur.
S’il est difficile d’établir une règle, car modèles et conceptions varient, la marge de flottabilité peut néanmoins être appréciée pratiquement par la mesure de la différence entre la poussée P (alors maximale) du flotteur, totalement immergé dans un liquide à la densité de service, et le poids Mg de l’ensemble mobile qu’il constitue avec un équipement complet, additionné de la réaction du ou des mécanismes.
Pour assurer une sécurité de fonctionnement normale, cette différence doit être au moins égale à quelques newtons (soit quelques centaines de grammes si l’on exprime P et M en grammes). La marge de flottabilité est d’ailleurs un paramètre accessible par le calcul, dont la connaissance mérite d’être exigée du constructeur, afin de permettre un choix parmi les appareils proposés, fondé sur un critère objectif (figure 11).
En particulier, les...
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