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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la réédition actualisée de l’article [R 2 011] intitulé « Contrôle de niveaux – Systèmes pour liquides ou solides » paru en 2003, rédigé par Michel RICHARD.
RÉSUMÉ
Cet article traite de la mesure et du contrôle de niveau de liquides et de solides dans un contexte industriel. Les différents chapitres décrivent les différents principes de mesure et technologies présentes sur le marché, en exposant pour chacun le processus de mesure et ses variantes, les bonnes pratiques de mise en œuvre, les avantages et inconvénients de la technologie, les paramètres d'influence de la mesure, les règles pratiques et, le cas échéant, légales. Les différentes technologies exposées - manuelle, pesage, radio-isotopes, optique, capacité électrique, ondes sonores et ultrasonores, micro-ondes, lames vibrantes, palpeur, conductivité et résistivité électrique - permettent de répondre à la totalité des problématiques industrielles en sélectionnant la solution la plus adaptée.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Florestan OGHEARD : Chargé d’affaires référent technique - Centre technique des industries aérauliques et thermiques, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
La mesure de niveau est omniprésente dans bon nombre de secteurs industriels aussi divers que l’agroalimentaire, la chimie et la pétrochimie, le traitement de l’eau, ou l’énergie et les matières premières. Sa complexité est le fruit de la diversité des conditions d’utilisation, des propriétés physico-chimiques des produits à mesurer, et des contraintes sécuritaires et le cas échéant législatives (métrologie légale pour les transactions commerciales). La mesure de niveau est employée dans la gestion des automatismes (génie des procédés), la surveillance (gestion de l’eau, déclenchement d’alarmes) et l’analyse de données physico-chimiques lors de campagnes de mesure.
Dans un premier article [R 2 010] « Mesure et contrôle de niveaux – Introduction », les notions de base nécessaires à la compréhension des méthodes de 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 présentées ici. Par la suite, les méthodes particulières aux niveaux liquides seront introduites dans l’article [R 2 012] « Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux liquides », puis celles qui ne s’appliquent qu’aux niveaux de solides dans l’article [R 2 013] « Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux solides ». Enfin, l’article [R 2 014] « Comparatif des méthodes de mesure et de détection de niveaux » comprend des tableaux comparatifs des 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.
Le « Pour en savoir plus » de l’article [R 2 010] contient un tableau très complet des fabricants et constructeurs d’appareils de mesure et de détection.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 2003 par Michel RICHARD
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Systèmes de mesure par ondes sonores ou ultrasonores
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5. Systèmes de mesure par capacité électrique
5.1 Principe de mesure
Si on relie deux électrodes conductrices plongées dans un milieu isolant à une source de courant alternatif, on réalise un condensateur dont l’impédance, à une fréquence donnée, détermine l’intensité du courant. Toute modification de la capacité, provoquée par l’évolution du niveau des produits situés entre les électrodes, change la valeur du courant électrique.
Avec ce principe de mesure, si l’on veut obtenir des résultats satisfaisants, il est indispensable de toujours considérer la dualité des paramètres conductivité électrique et permittivité (constante diélectrique) du milieu contrôlé.
Il s’agit naturellement d’une mesure de niveau vrai.
HAUT DE PAGE5.1.1 Mesure en milieu isolant
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Les deux électrodes peuvent être constituées par deux armatures verticales, isolées à la traversée de paroi, ayant pour longueur la variation de niveau à contrôler (pour les mesures de niveau en continu) et immergées dans le milieu. La seconde armature prend souvent l’allure d’une contre-électrode tubulaire qui entoure la première (figure 19). La permittivité du gaz (notamment celle de l’air) est beaucoup plus faible que celle des liquides ou des solides en vrac, donc, à mesure que le niveau monte, la capacité augmente et aussi le courant.
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La sonde peut être constituée par une seule armature nue verticale, isolée au passage du toit, la seconde armature étant constituée par la paroi même, conductrice, du réservoir.
Si les électrodes sont disposées d’une manière ponctuelle, le système fonctionne comme un détecteur de niveau.
HAUT DE PAGE5.1.2 Mesure en milieu conducteur
On utilise une seule électrode verticale, entièrement gainée d’une couche mince de matériau isolant qui constitue le diélectrique. Le produit extérieur conducteur forme la seconde armature dont...
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Systèmes de mesure par capacité électrique
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
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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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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