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RÉSUMÉ
Cet article traite des fondamentaux de la mesure et du contrôle de niveau de liquides et de solides dans un contexte industriel. Les notions exposées en première et deuxième partie reprennent les définitions prérequises à une bonne mise en œuvre : niveau mesuré, hauteurs vraie et manométrique, interface, plan de référence, etc. Les parties suivantes décrivent les spécificités de la mesure de niveau relatives au produit (tranquillisation des liquides, particularités des solides en vrac), à la criticité de l'application (chaîne de mesure, fiabilité, sécurité) et à son adaptation aux conditions environnementales (températures extrêmes, agressions extérieures). Enfin, les dernières évolutions de la mesure de niveau, notamment en termes d'exploitation et de connectivité, sont présentées.
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This article deals with the fundamentals of measuring and controlling the level of liquids and solids in an industrial context. The basic concepts exposed in the first and second part of this article use the definitions prerequisite for a good implementation: measured level, true height and gauge head, interface, reference plane, etc. The following sections describe the specifics of the level measurement relating to the stored product (tranquilization of liquids, particularities of bulk solids), the criticality of the application (measurement chain, reliability, safety) and its adaptation to environmental conditions (extreme temperatures, external aggressions). Finally, the latest developments in level measurement, in particular in terms of operation and connectivity, are presented.
Auteur(s)
-
Florestan OGHEARD : Chargé d’affaires référent technique - Centre technique des industries aérauliques et thermiques, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
Rien ne semble plus banal qu’une mesure de niveau ! À côté des mesures de température, de pression et de débit, c’est une des quatre mesures fondamentales assumées par l’instrumentation industrielle. Cependant, la multiplicité des méthodes employées démontre que le niveau est, en réalité, un paramètre plus compliqué à maîtriser qu’il ne le paraît de prime abord. La complexité de la mesure de niveau est inhérente aux concepts mis en jeu. Que ce soit les différents mesurandes (niveau, hauteur vraie, hauteur manométrique), les spécificités relatives au produit stocké (tranquillisation des liquides, particularités des solides en vrac), la criticité de l’application (chaîne de mesure, fiabilité, sécurité) et son adaptation aux conditions environnementales (températures extrêmes, agressions extérieures), une multitude de paramètres est à prendre en compte afin d’optimiser le processus de mesure. Outre ces considérations purement techniques, la mesure de niveau peut également servir aux transactions commerciales lors de l’achat d’une quantité (volume ou masse) de produit stocké. Dans ce cas, les règles et normes de métrologie légales ajoutent des contraintes supplémentaires qu’il faudra considérer. La mise en œuvre d’une mesure de niveau doit ainsi répondre à diverses problématiques de sécurité, de rentabilité, ou de qualité des produits stockés. Omniprésente dans l’industrie, la mesure de niveau intervient dans un bon nombre d’applications, allant du contrôle (gestion d’automatismes, génie des procédés) à la détection de seuils (déclenchement d’alarmes) en passant par l’enregistrement de campagnes de mesures pour le suivi et l’analyse des systèmes (nappes phréatiques, barrages, rivières, réservoirs, consommation d’eau ou de carburant, etc). Les secteurs industriels les plus concernés par ces applications sont l’industrie chimique et pétrochimique, l’industrie agroalimentaire, pharmaceutique, ou encore le secteur de traitement de l’eau ou des industries en lien avec l’énergie et les matières premières.
ce premier article introduit les généralités sur la mesure et le contrôle des niveaux, nécessaires à la compréhension des articles suivants :
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes pour liquides ou solides » [R 2 011] ;
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux liquides » [R 2 012] ;
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux solides » [R 2 013] ;
-
« Comparatif des méthodes de mesure et de détection de niveaux » [R 2 014].
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KEYWORDS
measurement | level | height | location
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1993 par Michel RICHARD
- Version archivée 2 de mars 2003 par Michel RICHARD
DOI (Digital Object Identifier)
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Fiabilité et sécurité
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5. Fonctions des appareils
Tout au long de ces articles, nous emploierons les termes suivants pour désigner les principales fonctions des appareils de mesure et contrôle de niveaux :
-
le transmetteur, délivre un signal analogique généralement proportionnel à la mesure, usuellement standardisé, pneumatique ou électronique ;
-
le détecteur renseigne sur la présence d’un niveau liquide ou solide, et fournit un signal logique ;
-
l’indicateur renseigne visuellement sur la hauteur d’un niveau ;
-
le régulateur direct intègre tous les éléments d’une boucle de régulation.
Tous ces appareils peuvent comporter, intégré ou séparé, le capteur élémentaire de mesure, composant indispensable, mais inapte lui-même à délivrer l’information sans l’aide d’un adaptateur adéquat ; ce capteur est en contact direct ou indirect avec le milieu et est mis en œuvre dans une sonde.
Les termes limnimètre ou limnigraphe sont utilisés pour caractériser des appareils dédiés à la mesure ou au contrôle du niveau des eaux de surface ou souterraines, des nappes phréatiques, des eaux de puits profonds, des marées, etc. Les techniques employées sont le système flotteur-câble-tambour, le bullage, la pression hydrostatique.
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Fonctions des appareils
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASCH (G.) - Les capteurs en instrumentation. - 8e édition. Dunod (2017).
-
(2) - GILLUM (D.R.) - Industrial level, pressure, and density measurement. - ISA (1995).
-
(3) - LEWIS (J.) - Solids Level Measurement and Detection Handbook. - Momentum Press (2012).
-
(4) - LITTLE (T.) - Going the distance: Solids Level Measurement with Radar. - Momentum Press (2012).
-
(5) - CHO (C.H.) - Measurement and Control of Liquid Level. - ISA (1982).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes pour liquides ou solides
Cours en ligne sur la mesure de niveau par technologie radar :
https://academy-online.krohne.com/elearning/fr/cours/mesure-de-niveau-radar/
Engineer’s Garage: level sensors :
https://www.engineersgarage.com/article_page/level-sensors/
HAUT DE PAGE
ISO 2919 (2012), Radioprotection – Sources radioactives scellées – Exigences générales et classification
NF EN 13922 (2011), Citernes destinées au transport de matières dangereuses – Équipement de service pour citernes – Dispositifs limiteurs de remplissage pour carburants pétroliers liquides
Le catalogue des normes Iso et Afnor peut être consulté en ligne sur le site de l’Afnor : http://www.afnor.fr
DIN 7081 (1999), Pressure resistant oblong sight glasses of borosilicate glass without limitation in the range of low temperature
DIN 7080 (2005), Pressure...
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