Transmetteur de niveau immergé

Un transmetteur de niveau immergé est la réponse directe à une mesure de niveau, et c’est celle qui demande le moins à l’ouvrage. La sonde est descendue dans le liquide au bout de son câble, puis lue ; il n’y a ni fixation à prévoir, ni alignement à régler, ni trajet dégagé à maintenir. Ce qu’elle exige en revanche, c’est un liquide dont la densité est connue et stable, et un ouvrage dans lequel elle peut être immergée.

C’est aussi la seule des trois technologies courantes de mesure de niveau qui soit indifférente à l’état de la surface, et c’est ce qui en fait l’instrument d’un puisard, d’une fosse et d’une échelle limnimétrique.

Comment le niveau est obtenu

La mesure est la pression au fond de l’ouvrage. Une colonne de liquide exerce à sa base une pression qui augmente proportionnellement à sa hauteur, à la densité du liquide et à la pesanteur, si bien qu’un capteur posé au fond voit une pression qui suit le niveau directement. Le transmetteur convertit cette pression en niveau une fois qu’il a reçu la densité du milieu.

Cette phrase unique contient la force et la faiblesse du type. La force est que la pression est indifférente à la mousse, aux vapeurs, à la condensation, à une surface ballotante et à tout ce qui trouble un appareil sans contact. La faiblesse est que la conversion dépend de la densité, si bien que le niveau annoncé ne vaut que ce que vaut la densité supposée. Une cuve qui contient tantôt de l’eau et tantôt un fluide de procédé, ou un liquide dont la densité varie avec la température, donnera deux niveaux différents à partir d’un seul relevé.

Ce que fait le câble ventilé

La sonde doit être référencée à quelque chose, et c’est à l’atmosphère qu’elle est référencée. Un tube logé dans le câble va de l’élément sensible au bornier, où il reste ouvert à l’air, si bien que la mesure est une pression relative et non une pression absolue. Sans lui, l’instrument lirait la pression de l’espace de tête autant que la profondeur du liquide, et le relevé se déplacerait avec le baromètre.

Cela fait du câble une partie de l’instrument et non un accessoire, ce qui explique que le document fournisse une longueur de câble appariée à la plage et que le tube de mise à l’air mérite d’être protégé pendant l’installation. Un tube plié, pincé ou noyé produit un relevé qui dérive pour des raisons invisibles à l’instrument, et c’est l’un des rares modes de défaillance que l’installateur introduit plutôt que le procédé.

Choisir la plage et la forme

La plage se choisit d’après la profondeur à mesurer, et l’épreuve utile n’est pas la profondeur maximale mais le niveau normal : une plage très supérieure au service n’utilise qu’une fraction de l’étendue de l’instrument et abandonne une résolution payée. Le document propose des plages standard de 1 m à 10 m, la forme en courant étant disponible jusqu’à 100 m et une construction spéciale jusqu’à 500 m.

La sonde est ensuite appariée au milieu. Les matériaux en contact avec le fluide standard sont un diaphragme 316L dans un boîtier en acier inoxydable 304 sur un câble en caoutchouc, ce qui convient à l’eau, aux eaux usées et aux huiles. Là où le milieu les attaquerait, le document propose une version anticorrosion, et là où la température dépasse la limite standard, une version haute température. La sonde étant immergée en permanence, cette question de compatibilité se tranche avant la plage et l’exactitude, et non après.

Installation et relevé tenu à l’immobile

Le document donne trois façons de fixer la sonde, et le choix entre elles regarde l’eau plutôt que l’instrument. L’immersion directe convient à un liquide statique et propre : la sonde est descendue juste au-dessus du fond et le câble amarré au-dessus de la surface. Un tube amortisseur perforé est la réponse dans un puisard sale ou rapide, où il tient les solides à l’écart des orifices et supprime l’effet des vagues et des vitesses. Un bloc de fixation percé posé au fond est le troisième, pour un écoulement assez fort pour déplacer la sonde, puisqu’une sonde qui n’est pas verticale et immobile ne lit pas la hauteur de liquide au-dessus d’elle.

Ce souci est le souci pratique du type. Un relevé qui bouge avec l’écoulement plutôt qu’avec le niveau est habituellement une arrivée qui débite sur la sonde, parce que cela ajoute une pression dynamique à la charge statique et se traduit par un relevé qui suit le débit. La réponse est un dispositif d’amortissement, un écran ou un autre point de montage, et le document en donne trois - un tube perforé, un bloc de fixation posé au fond, ou la reconfiguration de l’arrivée pour que le jet ne tombe pas sur la sonde.

Limites de mesure et critères de choix

Les limites découlent du principe. Un transmetteur relatif simple ne peut être employé dans une enceinte fermée ou sous pression, faute d’atmosphère de référence et parce que la pression de l’espace de tête s’ajouterait au relevé ; un montage différentiel est là la réponse. Le relevé ne vaut que ce que vaut la densité supposée, ce qui compte dans une cuve contenant plus d’un produit. Et la sonde doit être compatible avec le milieu pendant toute sa vie, puisqu’elle est immergée en continu plutôt que par intermittence.

Le document laisse aussi plusieurs chiffres ouverts. La température de fonctionnement est donnée de deux façons différentes dans le même document, de -10 à 40 °C dans le tableau et de -20 à 40 °C sur les fiches de commande. L’exactitude est donnée ici comme une classe et là comme un pourcentage de résolution, qui sont deux grandeurs différentes. La surpression admissible est annoncée comme un pourcentage sans durée. Et les sorties de l’instrument de commande sont données comme quatre relais, sans sortie analogique ni de communication.

Commander

Les éléments qui fixent la réponse sont le milieu, sa densité et l’évolution de l’un ou de l’autre ; la profondeur maximale et les niveaux les plus bas et les plus hauts en service ; l’ouverture de l’ouvrage à l’atmosphère ; la compatibilité chimique des matériaux en contact avec le fluide et les produits de nettoyage que la sonde rencontrera ; les températures du milieu et ambiante, en service et en extrême ; la plage et la longueur de câble, qui se commandent ensemble ; la sortie requise et ce qui la lira ; la simple mesure de l’installation, ou aussi la commande d’une pompe ou d’une alarme ; et le mode de pose et de raccordement du câble. Une description de cuve et l’indication du milieu suffisent à établir un premier devis. La quantité, le port de destination et la date de livraison requise complètent la demande.