Ce que couvre cette catégorie
Le niveau est la mesure d'une frontière plutôt que d'une quantité : la surface entre un liquide et la vapeur au-dessus de lui, entre deux liquides non miscibles, ou entre un solide et l'air dans un silo. Presque toutes les difficultés de cette catégorie viennent de l'état de cette frontière. La mousse, la vapeur, la condensation, l'agitation, l'encrassement et une surface en mouvement modifient tous la façon dont l'instrument la voit.
Le partage pratique se fait entre la mesure continue, qui délivre une valeur sur toute la plage, et la détection ponctuelle, qui indique seulement si le produit a atteint une position. De nombreuses installations ont besoin des deux : un transmetteur continu pour l'inventaire, et un détecteur ponctuel pour un interverrouillage de niveau haut qui ne dépende pas de l'exactitude du transmetteur.
Le choix de l'instrument suit le fluide et la cuve plutôt que l'exigence d'exactitude. Une cuve d'eau claire dans un puisard ouvert et un réacteur sous pression à vapeur condensante sont la même mesure par principe, et des problèmes entièrement différents en pratique.
Types de produits dans mesure de niveau
| Type de produit | Fonctionnement | Généralement spécifié pour |
| Transmetteur de niveau radar | Temps de vol d'une impulsion hyperfréquence réfléchie par la surface | Cuves et silos avec vapeur, mousse ou constante diélectrique variable ; les modèles sans contact tolèrent les procédés agités et hygiéniques |
| Radar guidé | Le même principe le long d'une sonde, qui concentre l'écho de retour | Fluides à faible constante diélectrique, cuves étroites et puits de stabilisation où un faisceau en espace libre serait perturbé |
| Transmetteur de niveau ultrasonique | Temps de vol d'une impulsion acoustique à travers l'espace de vapeur | Eau, eaux usées et stockage de liquides simples où l'espace de vapeur est propre et la température stable |
| Transmetteur de niveau hydrostatique | Pression exercée par la colonne de liquide au-dessus du capteur | Cuves ventilées de masse volumique connue, et puits et puisards où un appareil immergé simple est préféré |
| Niveau par pression différentielle | Différence entre la branche humide et la branche mesurée d'une cuve fermée | Réservoirs sous pression et fermés où la pression de tête doit être annulée |
| Capteur de niveau capacitif | Variation de capacité entre une sonde et la paroi de la cuve | Services courte portée et ponctuels sur liquides propres et poudres |
| Flotteur et plongeur | Poussée d'Archimède agissant sur un flotteur ou sur un volume déplacé | Mesure d'interface et services de niveau haut simples et très fiables |
| Détecteur à fourche vibrante | Variation de la fréquence de résonance lorsque la fourche est recouverte | Détection ponctuelle sur liquides et poudres, y compris alarmes haute et basse sur des fluides collants ou moussants |
| Détecteur à palette rotative et capacitif | Une palette se bloque, ou la capacité varie, lorsque le produit l'atteint | Solides en vrac, niveau haut de trémie et détection de bouchage là où une réponse mécanique est acceptable |
Les indicateurs de niveau, les voyants de niveau et les indicateurs magnétiques à flotteur donnent une lecture visuelle directe et sont répertoriés dans cette catégorie aux côtés des transmetteurs.
Comment choisir un instrument de niveau
Il existe rarement un seul instrument correct pour un usage, mais il y a toujours une présélection justifiable et un ensemble de réponses qui éliminent le reste. Voici les questions qui tranchent.
- Mesure continue ou ponctuelle, ou les deux. Les interverrouillages et les alarmes sont souvent mieux servis par un détecteur indépendant que par un transmetteur.
- L'état de la surface : la mousse, la turbulence, un liquide en ébullition et une surface de poudre en mouvement écartent chacun des technologies avant que l'exactitude soit discutée.
- L'espace de vapeur au-dessus du produit : la condensation, la poussière, la vapeur et les gaz corrosifs affectent différemment l'optique et l'acoustique, et une installation purgée peut être nécessaire.
- La constante diélectrique et la masse volumique. Le radar dépend de la première, l'hydrostatique de la seconde, et un procédé qui modifie l'une ou l'autre modifie la lecture.
- La géométrie de la cuve : les tubulures, les agitateurs, les serpentins de chauffage, les échelles et la structure interne se trouvent tous sur le trajet de mesure et doivent être décrits.
- La pression et la température dans le réservoir, qui fixent la classe de bride et la disposition de l'électronique.
- Les exigences hygiéniques et de nettoyage en place, qui restreignent les matériaux mouillés et la tolérance aux recoins.
- Le classement de zone, qui détermine le mode de protection du transmetteur et du câblage.
- Le comportement d'encrassement et de dépôt : les produits collants, cristallisants ou pontants exigent une technologie qui ne dépende pas d'une surface d'émission propre.
- L'accès au montage, car un instrument sans contact doit tout de même être installé, orienté et entretenu au sommet du réservoir.
Dérouler la sélection dans l'ordre
- Décider si une valeur continue ou un signal ponctuel est requis, et si un détecteur indépendant est nécessaire en plus d'un transmetteur.
- Caractériser la surface : immobile ou agitée, propre ou moussante, liquide ou solide, monophasique ou avec une interface.
- Caractériser l'espace de vapeur : pression, température, condensation, poussière et corrosivité.
- Choisir la technologie qui survit à cet environnement, puis vérifier la constante diélectrique ou la masse volumique dont elle dépend.
- Parcourir le trajet de mesure depuis la tubulure jusqu'au fond de la cuve et lister ce que le faisceau ou la sonde rencontrera.
- Fixer l'étendue, l'exactitude et la résolution requise en bas de plage, où la lecture de niveau est souvent la plus critique.
- Appliquer la bride, les matériaux mouillés et le classement de zone.
- Décider la sortie, si un afficheur local est nécessaire, et si un puits de stabilisation ou une chambre de dérivation doit faire partie de la commande.
Comparer les technologies
| Technologie | Idéal pour | Limites | Fluide type |
| Radar sans contact | Vapeur, mousse, pression et température ; réservoirs hygiéniques | Une constante diélectrique très faible peut affaiblir l'écho ; la condensation sur l'antenne le déforme | Produits chimiques, hydrocarbures, eau, produits alimentaires |
| Radar guidé | Fluides à faible constante diélectrique et cuves exiguës | La sonde peut être revêtue ou pontée par un dépôt ; inadapté aux solides lourds | Solvants, huiles légères, liquides propres |
| Ultrasonique | Liquides simples en cuves ouvertes ou ventilées | La stratification thermique, la vapeur, la mousse et la condensation affectent la vitesse du son ou l'écho | Eau, eaux usées, stockage non dangereux |
| Hydrostatique | Liquides propres de masse volumique connue et stable | Une variation de masse volumique décale la lecture sans changement de niveau ; des lignes d'impulsion bouchées sont une défaillance courante | Eau, carburants, solutions diluées |
| Pression différentielle | Réservoirs fermés et sous pression | Les deux branches doivent être dimensionnées pour la pression du réservoir ; une branche humide ne doit jamais se vider | Réservoirs de procédé, chaudières, colonnes |
| Détecteurs ponctuels | Alarmes, interverrouillages et protection de pompes | Ils signalent une position, pas une valeur, et ne peuvent pas servir à l'inventaire | Liquides, boues et solides en vrac selon le type |
Paramètres à confirmer avant commande
Une fois la technologie choisie, il reste une liste de valeurs que seule l'installation peut fournir. Ce sont celles qui modifient le modèle, le prix ou le délai :
- La cuve ou le réservoir : dimensions, forme, et s'il est ouvert, ventilé ou fermé.
- Le fluide et sa nature : propre, visqueux, collant, moussant, granulaire, ou à interface diphasique.
- Les conditions de l'espace de vapeur : pression, température, condensation, poussière et tout composant corrosif.
- La constante diélectrique pour les services radar, ou la masse volumique pour les services hydrostatiques, lorsqu'elles sont connues.
- Les obstacles internes sur le trajet de mesure : agitateurs, serpentins, échelles, chicanes et tubulures.
- Mesure continue ou ponctuelle, et la nécessité éventuelle d'un détecteur de niveau haut indépendant.
- Le raccordement process : norme de bride ou de filetage, diamètre et classe, et l'orientation de la tubulure.
- Les exigences de matériaux mouillés et d'hygiène.
- La sortie : 4-20 mA, HART, Modbus, contact de commutation, ou indication locale seule.
- Le classement de zone et le mode de protection exigé.
Des chiffres cités, non supposés
Les spécifications varient selon le modèle et l'application, aucun chiffre de performance n'est donc indiqué sur cette page. Lorsqu'un paramètre n'a pas été documenté pour un modèle donné, la page produit le dit plutôt que de combler la lacune par un chiffre plausible. Envoyez les valeurs ci-dessus et nous renverrons celles que détient réellement le modèle retenu.
Où ces instruments sont utilisés
