Comment choisir le transmetteur de niveau ?

• Introduction

Un transmetteur de niveau de liquide est un instrument permettant de mesurer en continu le niveau d'un liquide. Il permet de déterminer le niveau d'un liquide ou de solides en vrac à un instant T. Il peut mesurer le niveau de liquides tels que l'eau, les fluides visqueux et les carburants, ou de solides secs tels que les solides en vrac et les poudres.

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

• Capteur de niveau submersible

Basé sur le principe selon lequel la pression hydrostatique est proportionnelle à la hauteur du liquide, le capteur de niveau submersible utilise l'effet piézorésistif d'un capteur en silicium ou en céramique diffusant pour convertir la pression hydrostatique en signal électrique. Après compensation de température et correction linéaire, le signal est converti en un signal de sortie standard de 4 à 20 mA CC. Le capteur du transmetteur de pression hydrostatique submersible peut être directement placé dans le liquide et fixé par bride ou support, ce qui facilite son installation et son utilisation.

Le capteur de niveau submersible est constitué d'un élément sensible au silicium diffusé de type isolation avancée, qui peut être directement placé dans le récipient ou dans l'eau pour mesurer avec précision la hauteur de l'extrémité du capteur à la surface de l'eau et émettre 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 est cohérent avec celui du réservoir. Selon la loi d'Archimède, la poussée d'Archimède générée par le flotteur magnétique dans le liquide et la pesanteur équilibrent le flotteur sur le niveau de liquide. Lorsque le niveau de liquide du récipient mesuré monte et descend, le flotteur rotatif dans la conduite principale de l'indicateur de niveau de liquide monte et descend également. L'acier magnétique permanent du flotteur entraîne la colonne rouge et blanche de l'indicateur à pivoter de 180° grâce à la plateforme de couplage magnétique.

Lorsque le niveau du liquide monte, le flotteur passe du blanc au rouge. Lorsque le niveau baisse, le flotteur passe du rouge au blanc. La limite blanc-rouge correspond à la hauteur réelle du niveau du liquide dans le récipient, ce qui permet d'en mesurer le niveau.

• Capteur de niveau de liquide magnétostrictif

La structure du 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 (avec un aimant permanent à l'intérieur), etc. Lorsque le capteur fonctionne, la partie circuit du capteur excite le courant d'impulsion sur le fil guide d'ondes, et le champ magnétique du courant d'impulsion sera généré autour du fil guide d'ondes 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 et se déplace le long de celle-ci en fonction du niveau du liquide. Il est équipé d'anneaux magnétiques permanents. Lorsque le champ magnétique du courant pulsé rencontre le champ magnétique de l'anneau généré par le flotteur, le champ magnétique autour du flotteur change, de sorte que le fil guide d'ondes en matériau magnétostrictif génère une impulsion d'onde de torsion à l'emplacement du flotteur. L'impulsion est renvoyée le long du fil guide d'ondes à une vitesse fixe et détectée par le mécanisme de détection. La mesure de la différence de temps entre l'impulsion de courant et l'onde de torsion permet de déterminer avec précision la position du flotteur, c'est-à-dire la position de la surface du liquide.

• Capteur de niveau de matériau à admission de radiofréquence

L'admittance radiofréquence est une nouvelle technologie de contrôle de niveau issue du contrôle capacitif. Elle est plus fiable, plus précise et plus applicable. Il s'agit d'une amélioration de la technologie de contrôle capacitif.
L'admittance radiofréquence désigne 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 d'un indicateur de niveau de liquide haute fréquence. L'admittance radiofréquence peut donc être comprise comme la mesure de l'admittance par ondes radio haute fréquence.

Lorsque l'instrument fonctionne, le capteur forme la valeur d'admittance avec la paroi et le milieu mesuré. Lorsque le niveau de matériau varie, la valeur d'admittance s'adapte en conséquence. Le circuit convertit la valeur d'admittance mesurée en signal de sortie pour mesurer le niveau de matériau.

• Indicateur de niveau à ultrasons

Le mesureur de niveau à ultrasons est un instrument de mesure numérique contrôlé par microprocesseur. Lors de la mesure, l'onde ultrasonore pulsée est émise par le capteur, qui reçoit l'onde sonore réfléchie par la surface de l'objet et convertie en signal électrique. La distance entre le capteur et l'objet testé est calculée par le temps écoulé entre l'émission et la réception de l'onde sonore.

Les avantages sont l'absence de pièce mécanique mobile, une grande fiabilité, une installation simple et pratique, une mesure sans contact et non affectée par la viscosité et la densité du liquide.

L'inconvénient est que la précision est relativement faible et que le test présente souvent une zone aveugle. Il n'est pas autorisé de mesurer les récipients sous pression et les milieux volatils.

• Indicateur de niveau radar

Le radar de niveau de liquide fonctionne en mode émission-réception. Son antenne émet des ondes électromagnétiques, réfléchies par la surface de l'objet mesuré, puis reçues par l'antenne. Le temps d'émission et de réception des ondes électromagnétiques est proportionnel à la distance au niveau du liquide. Le radar enregistre la durée des ondes pulsées et leur vitesse de transmission est constante. La distance entre le niveau du liquide et l'antenne radar peut ainsi être calculée, ce qui permet de connaître le niveau du liquide.

En pratique, il existe deux modes d'instruments de mesure de niveau de liquide radar : l'onde continue à modulation de fréquence et l'onde pulsée. L'instrument de mesure de niveau de liquide à onde continue à modulation de fréquence présente une consommation d'énergie élevée, un système à quatre fils et un circuit électronique complexe. L'instrument de mesure de niveau de liquide à onde pulsée radar présente une faible consommation d'énergie, peut être alimenté par un système à deux fils de 24 VDC, ce qui facilite la sécurité intrinsèque, une grande précision et un large champ d'application.

• Indicateur de niveau 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, mais il envoie des impulsions micro-ondes via le câble ou la tige du capteur. Le signal atteint la surface du liquide, puis retourne au capteur, puis atteint le boîtier du transmetteur. L'électronique intégrée au boîtier du transmetteur détermine le niveau du liquide en fonction du temps de propagation et de retour du signal le long du capteur. Ces types de transmetteurs de niveau sont utilisés dans des applications industrielles, dans tous les domaines de la technologie des procédés.