Mesure servo ou radar en cuve : guide de sélection

Les jauges Servo et les jauges radar sont toutes deux utilisées pour la mesure du niveau des réservoirs de stockage, mais une comparaison significative doit commencer par la fonction. Les exigences en matière de précision, de certification et de redondance sont différentes en ce qui concerne le contrôle des processus, la surveillance des stocks, le transfert de propriété, la mesure de l'interface et la protection indépendante contre le débordement.

Une jauge servo suit la surface du liquide avec un plongeur suspendu et un entraînement en boucle fermée. Une jauge radar détermine la distance par rapport à la surface d'un écho micro-ondes. La technologie Servo peut fournir des fonctions de niveau de produit, d'interface et de densité avec le matériel et la procédure appropriés; radar offre une mesure sans contact sans élément de mesure mobile à l'intérieur du réservoir. Le meilleur choix dépend du système complet de jaugeage du réservoir, et non d'une seule valeur de précision.

Comparaison rapide entre mesure servo et radar

Facteur de sélection	Jauge servo	Jauge radar
Principe de mesure	Balance de flottabilité à l'aide d'un plongeur suspendu, de fils de mesure et de servomoteurs	Mesure du temps de vol ou de la distance FMCW sans contact au micro-ondes
Pièces mobiles dans le réservoir	Oui	Numéro
Niveau de produit	Oui	Oui
Profil d'interface ou de densité	Disponible sur certains systèmes avec déplacement approprié et séquence de fonctionnement	Pas une capacité standard de chaque jauge radar d'espace libre
Effet de la viscosité ou des dépôts	Peut affecter le fil et le déplacement	Aucun contact avec le liquide, mais les dépôts d'antenne peuvent réduire la qualité du signal
Risque d'obstruction interne	Le course du plongeur doit rester dégagé	Le chemin de faisceau et les faux échos doivent être évalués
Objectif d'entretien	Fil, tambour, déplacement, entraînement et propreté	État de l'antenne, qualité de l'écho, électronique et géométrie de l'installation

Comment fonctionne une jauge de niveau Servo

Une jauge de servo abaisse un petit déplacement sur un fil de mesure. Lorsque le déplacement atteint la surface du liquide, la flottabilité change la tension du fil. Un système de commande conduit le tambour de mesure à maintenir un point d'équilibre défini, et la position du tambour est convertie en niveau.

Selon le modèle et la configuration, le displaceur peut être déplacé à travers le produit pour localiser une interface ou recueillir des informations de densité à des profondeurs sélectionnées. Ce sont des fonctions spécifiques au modèle, pas des capacités universelles de chaque jauge de servomoteur.

Où mesure servo est fort

Systèmes terminaux-citernes qui utilisent déjà l'infrastructure et les procédures de servomoteurs.
Applications nécessitant un niveau de produit plus des fonctions d'interface ou de densité sélectionnées.
Projets où un remplacement compatible peut réutiliser le câblage et les raccords de réservoir établis.

Limites d'évaluation de Servo

Le fil, le tambour et le déplacement sont des composants mécaniques soumis à l'usure, à l'encrassement et à l'obstruction.
Les produits collants, visqueux ou cristallisants peuvent enrober le déplacement ou le fil.
Les structures internes et les aménagements de stores doivent laisser une voie verticale claire.
L'entretien peut nécessiter du matériel de manutention qui a contacté le produit.

Comment fonctionne une jauge de niveau radar

Une jauge radar d'espace libre transmet l'énergie micro-ondes d'une antenne vers la surface liquide. L'instrument reçoit l'écho et calcule la distance entre son point de référence et la surface. La hauteur de référence du réservoir est ensuite utilisée pour calculer le niveau ou l'éclaboussure.

Les systèmes modernes de jaugeage des réservoirs utilisent généralement le radar FMCW. La fréquence change lors d'un balayage, et la différence entre les signaux transmis et renvoyés est traitée pour obtenir la distance. Le radar pulsé est une autre application. La performance dépend de l'antenne, du traitement du signal, de la géométrie du réservoir, de l'installation et de la surface du produit, et non de la fréquence.

Où le radar est fort

Aucun fil de mesure ou déplacement n'est immergé dans le produit.
Les changements de densité et de viscosité ont normalement peu d'influence directe sur le temps de vol au micro-ondes.
Des antennes appropriées sont disponibles pour les réservoirs ouverts, les tuyaux fixes et de nombreuses fonctions de stockage sous pression.
Une usure mécanique réduite peut réduire les besoins d'entretien de routine.

Limites d'évaluation du radar

Les buses, les réservoirs internes, les structures de toit flottant et l'état du tuyau peuvent créer des échos indésirables.
Les dépôts d'antennes lourdes, la condensation sévère ou une antenne inappropriée peuvent réduire la marge de mesure.
La mousse et les surfaces à très faible réflectivité nécessitent un examen de l'application.
Le service de gaz liquéfié peut nécessiter une antenne dédiée, un tube de tranquillisation, une compensation de pression ou une autre conception spécifique au modèle.

La vapeur et les propriétés du produit affectent-elles le radar?

Les variations ordinaires de la densité et de la viscosité des liquides ne déterminent pas la distance radar de la même façon qu'elles affectent les instruments à base de flottabilité. De nombreuses vapeurs ont aussi peu d'effet sur la propagation radar. Cependant, une pression extrême, un service cryogénique ou de gaz liquéfié, une composition inhabituelle de vapeur et une condensation lourde peuvent nécessiter une solution de jaugeage des citernes conçue spécialement.

C'est pourquoi le radar est affecté par la vapeur et le radar n'est jamais affecté par la vapeur sont deux généralisations dangereuses. La bonne approche consiste à examiner le produit, la pression, la température, la composition de l'espace-gaz et l'arrangement de l'antenne.

Précision : Comparer le système de mesure complet

Ne sélectionnez pas de jauge en recopiant une seule valeur de précision à partir d'une brochure. La précision des instruments, la précision installée et l'incertitude des stocks sont des concepts différents. Le résultat final peut aussi dépendre:

Hauteur de référence de la citerne et déformation;
l'alignement de l'installation et l'état de la buse ou du tube de tranquillisation;
les tableaux de mesure de la température et de correction du volume;
Mesure de pression pour les produits sous pression;
les exigences en matière de mise en service, de vérification et de métrologie légale;
Traitement des données dans le système d'inventaire des réservoirs.

Le service de transfert de garde exige un système approuvé et une vérification documentée. Un affichage haute résolution ou un énoncé de précision de l'émetteur de processus n'établit pas en soi la pertinence de la garde-transfert.

Considérations relatives à l'installation

Installation de la jauge Servo

Fournir un chemin clair pour le déplacement sur toute la plage de fonctionnement.
Confirmer que l'arrangement de montage, le stilling bien lorsqu'il est utilisé, et les surfaces internes ne peuvent pas saisir le fil.
Vérifier l'adéquation du matériel de déplacement et de la densité pour chaque produit et interface.
Suivez la procédure du fabricant pour la hauteur de référence, la configuration du tambour et l'équilibre de déplacement.

Installation de la jauge radar

Sélectionnez une antenne pour le type de réservoir, la plage, la pression, la température et le produit.
Gardez le faisceau dégagé des buses, échelles, serpentins chauffants et autres réflecteurs forts.
Inspecter les tuyaux existants pour les fentes, les soudures, les dépôts, les déformations et les obstructions internes avant de les réutiliser.
Enregistrez la courbe d'écho pendant la mise en service et confirmez la lecture aux niveaux connus.

Un tube de tranquillisation n'est pas universellement obligatoire pour aucune des deux technologies. Il s'agit d'un composant dépendant de l'application dont la géométrie et l'état doivent être inclus dans l'examen de la conception.

Automatisation, inventaire et intégration de la sécurité

L'interface requise doit être confirmée à partir de l'architecture de jauge et de système de réservoir sélectionnée. Les connexions possibles comprennent des sorties analogiques, des bus de terrain, des bus-citernes spécifiques aux fournisseurs, des passerelles Ethernet et un logiciel d'inventaire des réservoirs. Ne présumez pas que chaque servomoteur ou jauge radar supporte 4-20 mA, HART, RS-485, PROFIBUS ou FOUNDATION Fieldbus.

Une protection indépendante contre les surcharges nécessite également une séparation délibérée. La jauge d'inventaire primaire, une alarme de haut niveau et une fonction d'arrêt indépendante peuvent nécessiter des capteurs séparés, des essais logiques et des essais d'épreuve conformément à l'évaluation des risques du site et aux normes applicables.

Questions relatives au cycle de vie et à l'adaptation

Dans le cas d'une installation de servomoteurs existante, les décisions de remplacement devraient tenir compte du câblage, des ouvertures de réservoir, des arrangements de silling, des logiciels d'inventaire et des procédures d'exploitation. Une mise à niveau radar peut réduire les parties mobiles, mais elle nécessite toujours une antenne et une évaluation de l'écho. Le maintien du servo peut être pratique lorsque les fonctions de densité ou d'interface sont essentielles et que le système existant est supportable.

Pour un nouveau projet, comparez le coût total du cycle de vie : ingénierie, modifications des réservoirs, mise en service, étalonnage ou vérification, pièces de rechange, entretien planifié, essais d'épreuves, intégration de logiciels et compétence du personnel.

Flux de travail de sélection

Définir si le devoir est le contrôle du processus, l'inventaire, le transfert de propriété, la mesure de l'interface/de la densité ou la protection contre le débordement.
Énumérez tous les produits, les plages de densité et de viscosité, les températures, les pressions et les conditions d'espace gaz.
Fournir le type de réservoir, les dimensions, les détails de buse, l'arrangement de toit flottant, le tube de tranquillisation et les structures internes.
Indiquer l'incertitude, les agréments, la redondance et l'intervalle d'épreuve requis.
Confirmer les interfaces système, la puissance, le câblage et le logiciel d'inventaire.
Comparer la maintenance et l'accès avant de choisir une technologie et un modèle.

Foire aux questions

Le servo est-il toujours plus précis que le radar?

C'est pas vrai. Les deux technologies comprennent la surveillance des processus et les produits de jaugeage des réservoirs à haute précision. Comparer les performances certifiées et l'incertitude du système installé pour les modèles exacts et le devoir.

Le radar peut-il fournir des profils de densité ou d'interface?

Une jauge radar standard en espace libre mesure principalement une surface réfléchissante. Certaines mesures d'interface peuvent être possibles avec d'autres arrangements radar, mais les fonctions de profilage de densité offertes par certains systèmes de servocommande ne devraient pas être supposées pour le radar ordinaire.

Un servomoteur nécessite-t-il toujours un tube de tranquillisation?

C'est pas vrai. Les exigences dépendent de la conception du réservoir et du gabarit. Le déplacement doit avoir un chemin clair et contrôlé, et un dispositif de blocage peut être utilisé lorsque l'application l'exige.

Le radar est-il sans entretien ?

C'est pas vrai. Il n'a pas d'élément de mesure mobile dans le produit, mais l'antenne, les joints, l'électronique, le montage et la qualité de l'écho nécessitent toujours une inspection et une vérification basées sur les risques.

Quelle est la meilleure technologie pour le pétrole brut ou le bitume?

Le radar sans contact évite souvent le revêtement du câble et du plongeur du système servo, mais les dépôts d'antennes, la géométrie du réservoir et les dispositions de chauffage restent importants. Sélectionnez l'antenne et la jauge à partir des données réelles du processus.

Conclusion

La mesure servo reste pertinente lorsqu'un projet nécessite un suivi mécanique de surface éprouvé ainsi que des fonctions d'interface ou de densité spécifiques au modèle. Le radar est souvent préféré lorsque la mesure sans contact, moins de pièces mobiles et moins d'exposition aux produits visqueux ou encrassants sont prioritaires.

Pour une décision défendable, fournissez le plan de la cuve, la liste des produits, l'enveloppe de fonctionnement, l'incertitude requise et les exigences d'interface système. Examiner l'ensemble guide de sélection de la technologie de niveau de réservoirou contactez METRAVON pour l'application radar et le soutien à l'intégration.