Comment choisir le transmetteur de niveau ?

• Introduction

Un transmetteur de niveau de liquide est un instrument de mesure continue du niveau de liquide. Il permet de déterminer le niveau de liquides ou de solides en vrac à un instant précis. Il peut mesurer le niveau de fluides tels que l'eau, les fluides visqueux et les carburants, ou de matériaux secs comme les solides en vrac et les poudres.

Le transmetteur de niveau de liquide peut être utilisé dans diverses conditions de travail, notamment dans des conteneurs, des réservoirs, et même dans des rivières, des piscines et des puits. Ces transmetteurs sont couramment utilisés dans les secteurs de la manutention, de l'agroalimentaire, de l'énergie, de la chimie et du traitement de l'eau. Examinons maintenant quelques indicateurs de niveau de liquide couramment utilisés.

• Capteur de niveau submersible

Basé sur le principe de proportionnalité entre la pression hydrostatique et la hauteur du liquide, le capteur de niveau submersible exploite l'effet piézorésistif d'un capteur en silicium diffusé ou en céramique pour convertir la pression hydrostatique en un signal électrique. Après compensation de température et correction linéaire, ce signal est converti en un courant continu standard de 4 à 20 mA. La partie capteur du transmetteur de pression hydrostatique submersible peut être immergée directement dans le liquide, tandis que la partie transmetteur peut être fixée à l'aide d'une bride ou d'un support, ce qui simplifie considérablement son installation et son utilisation.

Le capteur de niveau submersible est composé d'un élément sensible en silicium diffusé de type isolation avancé, qui peut être directement placé dans le récipient ou dans l'eau pour mesurer avec précision la hauteur entre l'extrémité du capteur et la surface de l'eau, et transmettre le niveau d'eau via un courant de 4 à 20 mA ou un signal RS485.

• Capteur de niveau magnétique

La structure du clapet magnétique repose sur le principe d'une conduite de dérivation. Le niveau de liquide dans la conduite principale correspond à celui du réservoir. Conformément à la loi d'Archimède, la poussée d'Archimède générée par le flotteur magnétique dans le liquide et le poids du flotteur maintiennent ce dernier à son niveau. Lorsque le niveau de liquide dans le réservoir varie, le flotteur rotatif de la conduite principale du détecteur de niveau de liquide monte et descend également. L'aimant permanent du flotteur entraîne la rotation à 180° des colonnes rouge et blanche de l'indicateur grâce à la plateforme de couplage magnétique.

Lorsque le niveau du liquide monte, le flotteur passe du blanc au rouge. Lorsqu'il baisse, il passe du rouge au blanc. La limite entre le blanc et le rouge correspond à la hauteur réelle du liquide dans le récipient, permettant ainsi l'indication de ce niveau.

• Capteur de niveau de liquide magnétostrictif

La structure d'un capteur de niveau de liquide magnétostrictif se compose d'un tube en acier inoxydable (tige de mesure), d'un fil magnétostrictif (fil guide d'ondes), d'un flotteur mobile (contenant un aimant permanent), etc. Lorsque le capteur fonctionne, la partie circuit du capteur génère un courant pulsé sur le fil guide d'ondes, et un champ magnétique est créé autour de ce dernier lorsque le courant se propage le long du fil guide d'ondes.

Un flotteur est placé à l'extérieur de la tige de mesure du capteur. Ce flotteur se déplace verticalement le long de la tige en fonction des variations du niveau de liquide. Il contient un ensemble d'anneaux magnétiques permanents. Lorsque le champ magnétique du courant pulsé rencontre celui des anneaux magnétiques générés par le flotteur, le champ magnétique autour de ce dernier se modifie. Le fil guide d'ondes, constitué d'un matériau magnétostrictif, génère alors une impulsion d'onde de torsion à l'emplacement du flotteur. Cette impulsion est renvoyée le long du fil guide d'ondes à vitesse constante et détectée par le mécanisme de détection. En mesurant le décalage temporel entre l'impulsion de courant émise et l'onde de torsion, la position du flotteur, c'est-à-dire la position de la surface du liquide, est déterminée avec précision.

• Capteur de niveau de matériau à admittance radiofréquence

L'admittance radiofréquence est une nouvelle technologie de contrôle de niveau dérivée du contrôle de niveau capacitif. Plus fiable, plus précise et plus polyvalente, elle représente une évolution de la technologie de contrôle de niveau capacitif.
L'admittance radiofréquence, ou admittance radiofréquence, est l'inverse de l'impédance électrique, composée d'une composante résistive, d'une composante capacitive et d'une composante inductive. La radiofréquence correspond au spectre des ondes radio utilisées par les indicateurs de niveau de liquide haute fréquence ; l'admittance radiofréquence peut donc être comprise comme la mesure de l'admittance à l'aide d'ondes radio haute fréquence.

Lorsque l'instrument fonctionne, son capteur établit une valeur d'admittance avec la paroi et le fluide mesuré. Les variations de niveau du fluide entraînent des variations de cette valeur d'admittance. Le circuit convertit ensuite cette valeur mesurée en un signal de niveau de fluide afin d'effectuer la mesure.

• niveau à ultrasons

Le détecteur de niveau à ultrasons est un instrument de mesure numérique piloté par microprocesseur. Lors de la mesure, une onde ultrasonore pulsée est émise par le capteur. Après réflexion sur la surface de l'objet, cette onde est captée par le même capteur et convertie en un signal électrique. La distance entre le capteur et l'objet à mesurer est calculée à partir du temps écoulé entre l'émission et la réception de l'onde.

Ses avantages sont l'absence de pièces mécaniques mobiles, une grande fiabilité, une installation simple et pratique, une mesure sans contact et une insensibilité à la viscosité et à la densité du liquide.

L'inconvénient est que la précision est relativement faible et que le test présente facilement des zones d'ombre. Il est interdit de mesurer des récipients sous pression et des fluides volatils.

• niveau radar

Le mode de fonctionnement d'un détecteur de niveau de liquide par radar est l'émission-réflexion-réception. L'antenne du détecteur émet des ondes électromagnétiques qui sont réfléchies par la surface du liquide à mesurer, puis captées par l'antenne. Le temps de propagation de ces ondes est proportionnel à la distance du niveau du liquide. Le détecteur enregistre la durée de chaque impulsion, et comme la vitesse de propagation des ondes est constante, on peut calculer la distance entre le niveau du liquide et l'antenne radar, et ainsi déterminer le niveau du liquide.

En pratique, les indicateurs de niveau de liquide à radar fonctionnent selon deux modes : à modulation de fréquence (onde continue) et à impulsions. Le modèle à modulation de fréquence (onde continue) consomme beaucoup d'énergie, nécessite un système à quatre fils et un circuit électronique complexe. Le modèle à impulsions, quant à lui, consomme peu d'énergie, peut être alimenté par un système à deux fils de 24 V CC, et offre une sécurité intrinsèque, une grande précision et une gamme d'applications plus étendue.

• niveaumètre radar à ondes guidées

Le principe de fonctionnement du transmetteur de niveau radar à ondes guidées est identique à celui de la jauge de niveau radar, à la différence qu'il utilise des impulsions micro-ondes transmises par le câble ou la tige du capteur. Le signal frappe la surface du liquide, retourne au capteur, puis atteint le boîtier du transmetteur. L'électronique intégrée à ce boîtier détermine le niveau du liquide en fonction du temps de propagation aller-retour du signal le long du capteur. Ce type de transmetteur de niveau est utilisé dans de nombreuses applications industrielles, dans tous les domaines des procédés de fabrication.