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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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 à flotteur ou à plongeur1. Systèmes de visualisation directe des fluides
1.1 Principe et caractéristiques
Dans cette méthode, le contrôle visuel direct d’un niveau liquide s’effectue à travers une paroi transparente. En principe, il s’agit d’une mesure vraie seulement si le dispositif est fixé directement sur la jupe du réservoir. Mais la plupart des indicateurs de niveau à glace opèrent en dérivation sur le réservoir principal ; par conséquent, le niveau figurant derrière la paroi transparente correspond à la hauteur manométrique de liquide depuis le plan de la connexion inférieure, et ce niveau ne coïncide avec celui dans le réservoir que si le milieu est stable, homogène et isotherme. Dans un ballon de chaudière, par exemple, par suite de la production de vapeur, de l’ébullition et du primage dû à un appel brutal de vapeur, le niveau indiqué est fictif, ce qui ne l’empêche pas d’être très utile.
La matière transparente de la paroi est très souvent le verre, mais peut être également une variété adéquate de plastique résistant aux conditions de pression, de température, de corrosion. Le verre peut lui-même être protégé par une mince feuille transparente de mica ou de plastique, à moins que seules quelques épaisseurs de mica ne soient retenues.
Notons une solution élégante, mais rarement applicable, consistant à utiliser la vision à travers le matériau lui-même, transparent ou translucide, du réservoir.
Le principe du niveau visuel, manifestement simple, inspire une grande confiance aux exploitants qui éprouvent le sentiment de « voir » le niveau vraiment. Aussi les niveaux à glaces restent-ils couramment employés, ils sont d’ailleurs imposés par le service des Mines sur les ballons de générateurs de vapeur.
Néanmoins, il subsiste des limitations d’emploi comme la tenue aux hautes pressions et aux hautes températures de l’ensemble verre-métal, la résistance à certains milieux corrosifs, la maintenance assez lourde, la sécurité d’emploi du verre sous haute pression, le maintien dans le temps de la transparence. Aussi certains utilisateurs s’orientent-ils vers d’autres solutions comme l’indicateur de niveau magnétique (§ 2.2.5...
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