Radar 80 GHz dans le traitement des eaux usées

Pourquoi les stations de traitement des eaux usées ont-elles besoin d'un suivi continu du niveau d'eau ?

: Les stations de traitement des eaux usées comprennent de nombreuses unités de processus nécessitant un suivi continu du niveau d'eau ou du niveau des matières, depuis l'entrée et le prétraitement jusqu'au traitement biologique et à la gestion des boues.

Les points de mesure typiques comprennent :

• Puits d'entrée ;

• Stations de pompage ;

• Canaux de tri ;

• Bacs d'égalisation ;

• Chambres de filtration des sédiments ;

• Bacs de traitement biologique ;

• Bacs de sédimentation ;

• Bacs de boues ;

• Bacs de stockage de boues ;

• Bacs de stockage de produits chimiques ;

• Bacs de rétention des eaux pluviales ;

• Canaux d'évacuation ouverts.Les données de niveau

ne sont pas uniquement utilisées pour l'indication locale ; elles peuvent également être utilisées pour le contrôle de démarrage et dearrêt de la pompe, les alarmes d'excès de charge, le contrôle d'écran, l'interbloquage de processus, le calcul du débit ainsi que pour la surveillance à distance du système SCADA.

Les environnements de traitement des eaux usées peuvent également présenter des conditions telles qu'une humidité élevée, la présence de gaz corrosifs, de mousse, de débris flottants, de boues, de condensation ou une exposition à l'extérieur.Par conséquent, les capteurs de niveau doivent non seulement assurer une mesure fiable, mais aussi réduire autant que possible les besoins en nettoyage et en maintenance.

: Pourquoi le transmetteur de niveau par radar 80 GHz est-il adapté au traitement des eaux usées ?

: Un transmetteur de niveau radar 80 GHz est installé au-dessus du milieu mesuré et utilise des signaux à ondes millimétriques pour mesurer la distance entre l'antenne et la surface de l'eau ou de la boue.

: La sonde n'a pas besoin d'être immergée dans les eaux usées, ce qui constitue un avantage majeur pour les applications de traitement des eaux usées.

Le processus de mesure typique est le suivant :

Le radar émet des ondes millimétriques → La surface de l'eau réfléchit le signal → L'écho est reçu → La distance est calculée → La distance est convertie en niveau

La majorité des transmetteurs de niveau à radar industriels (modèle 80 GHz) utilisent la technologie FMCW ou celle de l'onde continue modulée en fréquence. Le transmetteur analyse de manière continue la différence de fréquence entre le signal émis et l'écho réfléchi afin de calculer la distance jusqu'à la surface du liquide.

1. La mesure sans contact réduit les problèmes de dépôt de sédiments ;

Les capteurs traditionnels de niveau immergés sont en contact direct avec les eaux usées et peuvent, avec le temps, être affectés par :

• Accumulation de boues ;

• Graisse ;

• Solides en suspension ;

• Milieux corrosifs ;

• Biofilm ;

• Débris solides ;

Un transmetteur de niveau par radar 80 GHz est installé au-dessus de la surface du liquide et n'est généralement pas en contact direct avec les eaux usées.Cela en fait un produit adapté pour les eaux usées contenant des contaminants, des solides en suspension et certaines substances corrosives.

Cependant, la mesure sans contact ne signifie pas un fonctionnement sans entretien. Dans les environnements à haute humidité, la condensation, la contamination, les dépôts de graisse, les « toiles d'araignée » ou tout autre dépôt sur l'antenne doivent toutefois être inspectés périodiquement.

2. Un angle de faisceau étroit convient aux bassins d'eaux usées et aux structures complexes.

L'un des principaux avantages du radar à ondes millimétriques 80 GHz réside dans sa capacité à générer un faisceau de mesure étroit.

Certains émetteurs radar industriels 80 GHz peuvent atteindre un angle de faisceau d'environ 3° à 4°. Dans les applications de traitement des eaux usées, un faisceau étroit peut aider à réduire les réflexions d'interférence provenant des parois des bassins en béton ou d'autres composants structurels.

Les stations de traitement des eaux usées comprennent généralement :

• Parois des bassins ;

• Échelles ;

• Trépieds pour câbles ;

• Tuyauterie de pompe ;

• Écrans ;

• Agitateurs ;

• Équipement d'aération ;

• Travées de soutien ;

: plus le faisceau radar est concentré, plus il est facile d'éviter ces structures et de diriger une énergie radar plus utile vers la surface du liquide cible ;

Par conséquent, le radar 80 GHz présente des avantages d'installation clairs dans les bassins étroits, les puits, les stations de pompage et les points de mesure présentant des structures internes complexes.

: Le radar 80 GHz est-il entièrement exempt d'effets de la mousse ?

No.

: Une mousse peut se former lors des procédés de traitement des eaux usées par aération, réactions chimiques ou décomposition organique.

: Des couches de mousse fines ou discontinues ne peuvent pas empêcher le radar d'obtenir un écho utile de la surface liquide.Cependant, une mousse épaisse peut absorber ou réfléchir une partie du signal radar, ce qui peut entraîner :

• une diminution de l'intensité de l'écho ;

• le radar mesurant la surface de la mousse plutôt que celle du liquide ;

• des fluctuations de niveau ;

• une perte temporaire de l'écho utile ;

80 GHz : le radar peut fonctionner de manière fiable dans de nombreuses applications liées aux eaux usées contenant de la mousse, des turbulences ou des débris flottants.Cependant, lorsque une mousse très épaisse ou du FOG — comprenant les graisses, les huiles et la graisse — recouvre la surface liquide, le projet devrait évaluer quelles technologies de mesure de niveau — qu'il s'agisse du radar, de la mesure hydrostatique ou d'une autre méthode — sont les plus adaptées, plutôt que d'assumer que le radar 80 GHz peut résoudre toutes les situations de mesure du niveau des eaux usées.

Par conséquent, la sélection du projet doit préciser :

• l'épaisseur de la mousse ;

• la durée de la mousse ;

• la teneur en humidité de la mousse ;

• si l'objectif de mesure requis correspond à la surface réelle des eaux usées ou au sommet de la couche de mousse.

Principales applications des transmetteurs de niveau radar 80 GHz dans les stations de traitement des eaux usées

1.Suivi du niveau au puits d'entrée et à la station de pompage

– Défis sur site :

– Le niveau dans le puits d'entrée peut varier rapidement ; par ailleurs, des déchets flottants, des solides en suspension, une humidité élevée ou des gaz corrosifs peuvent également être présents.

Les instruments de type contact restent immergés dans les eaux usées brutes et doivent donc être examinés en vue de leur contamination et de leur entretien.

intégration du système:

installer le transmetteur de niveau radar 80 GHz au-dessus du puits et le connecter comme suit:

transmetteur de niveau Radar → automates programmables (API)/RTU → système de contrôle de pompe

l’émetteur mesure en permanence le niveau d’eau.

il peut également être connecté à un enregistreur de données via RS-485 Modbus RTU.

valeur utilisateur:

les données de niveau de puits d’entrée en temps réel peuvent être utilisées pour contrôler le démarrage et l’arrêt de la pompe de levage en fonction des seuils de niveau élevé et bas, tout en fournissant également des alarmes de niveau élevé et de débordement.

2. Surveillance du niveau différentiel avant et après les tamis mécaniques les tamis mécaniques

sont utilisés pour enlever les débris solides plus gros des eaux usées.

à mesure que les débris s’accumulent sur l’écran, la différence entre les niveaux d’eau en amont et en aval peut augmenter.

défis du Site:

l’environnement peut contenir des débris flottants, de la mousse, de la turbulence et des solides, tandis que l’écran métallique lui-même peut créer de fortes reflets radar.

intégration du système:

installer des émetteurs de niveau radar en amont et en aval de l’écran:

niveau radar en amont = L1

niveau radar en aval = L2

le système calcule:

niveau différentiel ΔH = L1 − L2

lorsque le niveau différentiel dépasse un seuil configuré, le système peut déclenché le processus de nettoyage mécanique de l’écran.

le faisceau concentré du radar 80 GHz est adapté pour la mesure de niveau différentiel et le contrôle automatique de nettoyage d’écran dans les applications de criblage des eaux usées.

valeur utilisateur:

la stratégie de nettoyage peut être changée d’une opération à temps fixe à un nettoyage basé sur le blocage réel de l’écran, réduisant ainsi le fonctionnement inutile de l’équipement.

3. Surveillance du niveau des réservoirs de péréquation

les réservoirs de péréquation sont utilisés pour équilibrer le débit des eaux usées et les fluctuations de la qualité de l’eau et sont des unités tampons importantes dans les usines de traitement des eaux usées.

défis sur le Site:

le bassin peut être grand, la variation de niveau peut être importante et il peut y avoir de l’agitation, des débris flottants et de la mousse modérée.

intégration système:

le radar est installé au-dessus du réservoir ou sur un support de montage et transmet des données de niveau en temps réel via 4–20 mA ou RS-485 Modbus RTU.

le système de contrôle utilise le signal de niveau pour régler le fonctionnement en aval de la pompe.

valeur utilisateur:

le système peut aider à prévenir le fonctionnement à sec de la pompe à de faibles niveaux et le débordement à des niveaux élevés tout en fournissant des données pour l’équilibrage des affluents et la gestion de la charge du processus en aval.

4. Réservoirs de rétention des eaux pluviales et bassins d’urgence

les systèmes de rétention des eaux pluviales peuvent demeurer à un faible niveau pendant de longues périodes, puis subir une augmentation rapide du niveau pendant les fortes pluies.

défis du Site:

Ces applications peuvent inclure de grandes plages de mesure, l’installation en extérieur, la pluie, les variations de température, la condensation et les réflexions d’interférence des structures en béton. Intégration du système

:

utilisez un émetteur de niveau radar 80 GHz à faisceau étroit pour la surveillance continue du niveau d’eau. Le radar

80 GHz peut être utilisé dans les bassins d’eaux pluviales et de rétention pour mesurer les variations des niveaux dans des conditions de pluie dynamique et de fonctionnement à faible niveau tout en réduisant les interférences des bords de béton et des structures de bassin.

valeur utilisateur:

surveille la capacité de rétention disponible, les conditions de haut niveau et les risques de débordement, tout en transmettant des données de niveau en temps réel au système SCADA de l’usine de traitement des eaux usées.

5. Réservoirs de boues et récipients de stockage de boues

les conditions de mesure des boues sont significativement différentes des applications d’eau propre.

défis du Site:

la surface des boues peut être:

• inégale;

• recouvert de mousse;

• recouvert d’écume flottante;

• lentement croisé;

• sujet à l’agitation.

intégration du système:

sélectionnez la position d’installation du radar en fonction de l’état des boues, évitez les agitateurs et les points de remplissage si possible, et utilisez la courbe d’écho lors de la mise en service et de l’ajustement.

valeur utilisateur:

surveille le volume de stockage des boues et les processus de remplissage/décharge des boues tout en réduisant les problèmes d’encrassement associés aux capteurs de type contact.

toutefois, si la surface de la boue est recouverte d’une épaisse couche d’écume ou de mousse, le projet devrait d’abord déterminer si la cible de mesure requise est la surface du matériau supérieur ou l’interface de la phase liquide réelle.

6. Surveillance du niveau et du débit dans les canaux ouverts

les canaux des affluents et des effluents des stations d’épuration des eaux usées utilisent souvent des canaux Parshall, des déversoirs à entaille en v, des déversoirs rectangulaires et d’autres structures d’écoulement à canaux ouverts.

un émetteur de niveau radar 80 GHz peut d’abord mesurer le niveau d’eau du canal. Un contrôleur ou un enregistreur de données calcule alors le flux en fonction d’une relation Q/H connue.

architecture typique:

80 GHz transmetteur de niveau radar → enregistreur de données/contrôleur de débit → conversion Q/H → débit instantané et débit totalisé

les canaux d’eaux usées à ciel ouvert peuvent être affectés par la mousse, la turbulence, les débris, la pluie et la condensation. Le radar sans contact évite le contact direct entre le capteur et les eaux usées. La mesure de niveau Radar

peut également être combinée avec des courbes de linéarisation de canalisation ou de déversoirs pour calculer l’écoulement à canal ouvert.

Important:

le transmetteur de niveau radar lui-même mesure le niveau de l’eau, pas l’écoulement directement. Le débit

ne peut être calculé que lorsque le niveau mesuré est combiné avec la structure hydraulique connue et l’équation d’écoulement correcte ou le tableau de linéarisation.

principaux paramètres d’ingénierie de METRAVON 80 GHz émetteurs de niveau Radar

Les produits radar METRAVON 80 GHz peuvent être sélectionnés en fonction des différentes applications de traitement des eaux usées. Les principales capacités de la série de produits connexes sont montrées ci-dessous:

les projets de traitement des eaux usées ne nécessitent normalement pas de distances de mesure n’importe où près de 120m. Par conséquent, la sélection des modèles ne doit pas se concentrer uniquement sur la portée maximale. La distance aveugle de champ proche, l’angle de faisceau, les conditions d’installation, la protection de l’environnement, et l’interface de communication sont habituellement plus importants.

comment un transmetteur de niveau Radar 80 GHz peut-il être intégré dans un système d’automatisation de station d’épuration? Les stations d’épuration

utilisent déjà les systèmes automates programmables (API), DCS, RTU ou SCADA. La compatibilité des communications est donc un élément important de la sélection de l’émetteur de niveau radar.

4–20 mA

convient aux systèmes d’entrée analogique automates programmables (API) existants.

architecture typique:

Transmetteur de niveau radar →4–20 mA → automates programmables (API) Module IA →SCADA

cette structure est simple et convient aux systèmes d’automatisation industrielle traditionnels.

4–20 mA + HART

HART ajoute la communication numérique au signal de niveau 4–20 mA et peut prendre en charge la configuration des paramètres d’instrument et les diagnostics.

cette option convient aux stations d’épuration des eaux usées qui utilisent déjà des systèmes de gestion des appareils HART.

RS-485 Modbus RTU

si le projet utilise un RTU, une passerelle industrielle ou un système d’acquisition de données numériques, un modèle supportant RS-485 Modbus RTU peut être sélectionné.

architecture typique:

80 GHz transmetteur de niveau radar → RS-485 Modbus RTU → Data logger → Ethernet/4G → SCADA ou plate-forme IoT

lorsque plusieurs périphériques sont connectés au même bus RS-485, chaque périphérique doit utiliser un identifiant esclave différent. Les paramètres suivants devraient également être confirmés:

• Baud rate; bits de données

• ; Parité

• ;

• bits d’arrêt;

• Modbus registre adresses; format de données

• .

: Comment installer correctement un émetteur de niveau par radar 80 GHz dans une station de traitement des eaux usées ;

: Éviter d'installer l'appareil directement au-dessus du débit d'entrée ;

: Les eaux usées en entrée à haute vitesse peuvent provoquer des mouvements de surface importants et des réflexions instables ; par conséquent, le radar ne doit pas être installé directement au-dessus de la zone principale d'impact de l'eau.

Éviter les murs de bassin et les structures métalliques ;

Bien que le radar 80 GHz dispose d'un faisceau relativement étroit, le faisceau principal doit néanmoins éviter :

• Écrans ;

• Escaliers ;

• Tuyaux ;

• Supportes ;

• Équipements d'agitation.

Prévenir l'accumulation prolongée d'eau ou la condensation sur l'antenne ;

Dans des environnements contenant des eaux usées à forte humidité, l'angle d'installation, la couverture de protection et la résistance à la condensation de l'instrument doivent être soigneusement pris en compte ;

Confirmer le niveau maximal d'eau ;

Le niveau d'eau maximal ne doit pas pénétrer dans la zone aveugle de champ proche du transmetteur radar ; une marge de sécurité doit également être prévue en cas de conditions anormales de niveau élevé d'eau.

: Effectuer la cartographie d'échos initiale ;

: Après installation, la fonction de cartographie d'échos fausse ou des fonctions similaires peuvent être utilisées en fonction du modèle spécifique du radar afin de supprimer les réflexions fixes provenant des parois du bassin ou des composants structurels ;

: Quelles informations sont nécessaires lors de la sélection d'un transmetteur de niveau radar 80 GHz pour une station d'épuration ?

Avant d'acheter ou de choisir un transmetteur de niveau par radar, veuillez confirmer les informations suivantes :

1. Le milieu mesuré est-il de eaux usées, d'eau pure, de boue ou d'une solution chimique ?

2. Quels sont les niveaux maximum et minimum d'eau ?

3. Quelle est la distance entre le radar et le niveau liquide le plus bas ?

4. Quelles sont les dimensions du bassin ou du réservoir ?

5. Y a-t-il de la mousse ?

6. Y a-t-il agitation ou aération ?

7. Y a-t-il une quantité importante de dépôt flottant, de graisse ou d'huile ?

8. Des écrans, des conduites, des poutres ou d'autres structures sont-elles présentes à proximité du point d'installation ?

9. L'installation se situe-t-elle en intérieur ou en extérieur ?

10. Des gaz corrosifs sont-ils présents ?

11. La sortie requise est-elle de type 4–20 mA, HART ou RS-485 Modbus RTU ?

12. Le transmetteur sera-t-il connecté à un système automates programmables (API), RTU, SCADA ou à une plateforme IoT ?

13. Le point de mesure se trouve-t-il dans une zone dangereuse ?

Pour des applications complexes, des photos du site, des dessins de bassins ainsi que les positions des niveaux de liquide les plus élevés et les plus bas doivent également être fournis.

FAQ : Questions fréquentes concernant les transmetteurs de niveau radar 80 GHz utilisés dans les stations de traitement des eaux usées

Q1 : Un transmetteur de niveau radar 80 GHz peut-il mesurer les eaux usées ?

Oui.Le radar sans contact est adapté à la mesure continue du niveau dans les bassins d'eaux usées, les puits d'entrée, les réservoirs d'égalisation et les réservoirs de stockage des eaux pluviales.

Q2: les solides en suspension dans les eaux usées ont-elles une incidence sur la mesure Radar?

dans la plupart des cas, l’effet est limité parce que le radar en espace libre mesure la surface moyenne et n’a pas besoin de transmettre à travers toute la colonne de liquide.

toutefois, si de grandes quantités de débris flottants ou d’écume recouvrent la surface, le radar peut mesurer la surface du matériau supérieur plutôt que le niveau réel du liquide.

Q3: un Radar 80 GHz peut-il être installé sur un réservoir d’aération?

il peut être évalué, mais les fortes turbulences et la mousse doivent être considérées avec soin.

si de la mousse épaisse est présente en permanence, des essais sur place ou une comparaison avec d’autres technologies de mesure de niveau peuvent être nécessaires.

Q4: le Radar 80 GHz n’est-il pas complètement affecté par la mousse?

non.

l’épaisseur, la densité et la teneur en humidité de la mousse peuvent toutes influer sur les échos radar. Dans certaines conditions, le niveau de liquide réel peut être mesuré de manière fiable; Dans d’autres conditions, le radar peut mesurer la surface de la mousse.

Q5: un transmetteur de niveau Radar pour eaux usées nécessite-t-il un nettoyage fréquent?

il nécessite normalement moins de nettoyage qu’un capteur immergé, mais l’antenne devrait toujours être inspectée périodiquement pour détecter la condensation, la contamination, la graisse, les toiles d’araignée, ou d’autres dépôts.

Q6: un bassin d’eaux usées doit-il utiliser le Radar 80 GHz ou 26 GHz?

si le bassin contient des structures internes complexes, l’espace d’installation est étroit, ou un angle de faisceau plus petit est nécessaire, le radar 80 GHz vaut généralement la peine d’être examiné en premier.

si le point de mesure est structurellement simple, le radar 26 GHz peut également être comparé en fonction de la portée, des conditions de processus et du coût du projet.

Q7: un transmetteur de niveau Radar 80 GHz peut-il contrôler une pompe directement?

l’émetteur radar est principalement responsable de la mesure de niveau. Le contrôle de la pompe

est normalement effectué par un automates programmables (API), un RTU ou un contrôleur en fonction du signal de niveau de l’émetteur radar.

Q8: un émetteur de niveau Radar RS-485 peut-il se connecter directement à une plate-forme Cloud?

une passerelle industrielle est normalement requise.

architecture typique:

Radar → RS-485 Modbus RTU → 4G/Ethernet gateway → MQTT/HTTP → plate-forme Cloud

Q9: le Radar peut-il être utilisé pour la surveillance de flux de canaux ouverts?

oui, le radar peut être utilisé comme dispositif de mesure du niveau d’eau.

lorsque le niveau mesuré est combiné avec la relation Q/H d’un canal de Parshall, d’un déverseur ou d’une autre structure hydraulique, l’écoulement instantané et l’écoulement totalisé peuvent être calculés.

Conclusion

la principale valeur d’un transmetteur de niveau radar 80 GHz dans les stations d’épuration des eaux usées provient de son principe de mesure sans contact, de son angle de faisceau étroit, de son adaptabilité aux structures complexes et de sa compatibilité avec les systèmes d’automatisation industrielle.

Il peut être utilisé pour les puits d'entrée, les stations de pompage, la mesure de niveau différentiel à travers des tamis, les réservoirs d'égalisation, les réservoirs de stockage des eaux pluviales, les réservoirs de stockage de boues ainsi que pour les canaux ouverts.

: Selon le modèle sélectionné, le transmetteur peut être intégré aux systèmes automates programmables (API), RTU, SCADA et aux systèmes IoT industriels via 4–20 mA, HART ou RS-485 Modbus RTU.

Cependant, aucune technologie de mesure à niveau unique ne convient à chaque application d'eaux usées. Pour la mousse épaisse, l'écume lourde, la condensation forte, l'aération sévère, ou les médias chimiques spéciaux, la méthode d'installation et la cible réelle de mesure devraient être évaluées selon des conditions de site.

Pour les projets de surveillance du niveau des eaux usées METRAVON, il est recommandé de fournir le milieu mesuré, la plage de mesure, les dimensions du bassin, des photos du site, les conditions de soufflage, la position d'installation ainsi que les exigences en matière d'interface de communication avant de sélectionner le transmetteur de niveau radar final 80 GHz et la configuration correspondante pour l'acquisition de données, la communication et la surveillance à distance (4G).