Mesure de niveau radar dans les silos de stockage de granulés de bois

METRAVON Mesure de niveau radar dans les silos de stockage de granulés de bois

Un silo de granulés de bois ne se résume pas à un simple récipient contenant un matériau en vrac et poussiéreux.

Lors du remplissage, les granulés peuvent former des tas coniques ou décalés. Lors du vidage, la surface peut présenter des dépressions, des ponts ou des vides localisés. La poussière de bois, la variation de son taux d'humidité ainsi que les fluctuations de sa densité en vrac rendent la mesure du niveau plus complexe que celle d'un liquide.

L'intérêt principal du radar réside dans sa capacité à fournir des données continues sur le niveau de matériau, sans que l'élément de mesure doive rester immergé dans le matériau. Ces données permettent de soutenir le contrôle du remplissage, la planification du vidage, l'activation d'alertes et la gestion des stocks.

1. Pourquoi le radar sans contact est-il couramment utilisé dans les silos de granulés de bois?

L'antenne radar est généralement installée en haut du silo et ne reste pas immergée dans le matériau en vrac.

Cela permet d'éviter:

• L'abrasion mécanique due aux granulés;

• La sollicitation en traction des câbles ou des sondes;

• L'engrènement ou l'obstruction mécanique;

• Certaines opérations de maintenance à l'intérieur du silo.

2. Qu'est-ce qui rend la mesure des silos à granulés de bois particulièrement difficile?

La poussière joue un rôle important, mais elle ne constitue qu'un aspect du problème.

Parmi les autres facteurs courants figurent:

• Remplissage décentré;

• Surfaces du matériau irrégulières.

• Angle de repos naturel ;

• Formation de voûtes de matériau ;

• Effondrement soudain du matériau;

• Résidu de matériau sur les parois du silo;

• Accumulation de poussière sur l'antenne.

Choisir un radar uniquement en raison de sa portée étendue ou de sa publicité pour un usage en environnement poussiéreux ne garantit pas que le point mesuré reflète fidèlement l'inventaire réel.

3. Pourquoi est 80GHz Radar commun dans les silos à granulés de bois?

Un avantage clé de 80GHz Radar est la capacité de former un faisceau étroit en utilisant une antenne compacte.

Dans des silos hauts ou relativement étroits, un faisceau étroit permet de réduire les réflexions sur les parois, en remplissant les conduites et les structures internes.

C'est pourquoi les facteurs suivants revêtent souvent une importance supérieure à celle de la portée maximale nominale seule:

• Angle de faisceau;

• Hauteur du silo;

• Diamètre du silo;

• Emplacement de montage;

• Emplacement du point de remplissage.

4. Le radar doit-il toujours être installé au centre du silo?

Non.

Si le centre correspond également au point de remplissage principal, l'installation du radar directement au-dessus du flux de matière entrante pourrait le rendre exposé à:

• La poussière lourde;

• dirigent l'impact de produit;

• Changement rapide de la géométrie des pieux;

• Instabilité d'écho à court terme.

Le point de montage doit plutôt être choisi en fonction du point de remplissage, du point de décharge, du diamètre du silo, de la forme typique du pieu et de l'empreinte du faisceau.

5. Pourquoi le tonnage en stock peut-il être inexact, même lorsque la distance mesurée par radar est précise?

Un seul radar mesure un point représentatif au sein de son faisceau, et non l'ensemble de la surface tridimensionnelle du matériau.

En outre, un silo peut présenter:

• un pilier central plus élevé;

• une section surélevée due à un remplissage décalé;

• une dépression profonde au-dessus de la sortie.

• Matériau résiduel sur la paroi;

• Vide sous un pont.

Important: la précision de la distance radar (La précision de la distance mesurée par radar ne correspond pas à la précision de l'inventaire total du silo.

6. Dans quels cas un point de mesure radar pourrait-il s'avérer insuffisant?

Si le projet exige une précision d'inventaire accrue, une solution d'inventaire multipoints ou alternative devrait être envisagée dans les cas suivants:

• Le diamètre du silo est important;

• Le remplissage hors centre est marqué;

• Il existe plusieurs points de remplissage ou de vidange;

• La surface du matériau est systématiquement asymétrique;

• Les pontages et les espaces vides internes sont fréquents;

• La exigence concerne la masse des stocks, et non simplement l'évolution du niveau ou les alertes de niveau maximal/minimal.

Les approches possibles incluent:

• Plusieurs points de mesure radar indépendants;

• Systèmes de balayage tridimensionnel du niveau;

• Systèmes de pesage;

• Combinaison des données de niveau obtenues par radar avec les enregistrements d'entrée et de sortie de matériau.

L'option la plus adaptée dépend de la précision requise pour le suivi des stocks et de la viabilité économique du projet.

7. Comment convertir la quantité de granulés de bois en tonnage d'inventaire?

Quantité → Volume → Masse

Au minimum, le calcul nécessite les éléments suivants:

• Diamètre du silo et hauteur totale;

• Géométrie à fond plat ou à fond conique;

• Forme de la surface du matériau;

• Densité apparente des granulés de bois.

La teneur en humidité des granulats, leur granulométrie et leur degré de compactation peuvent modifier la densité volumique. Ainsi, une même valeur mesurée ne correspond pas toujours exactement à la même masse stockée.

8. Un radar peut-il être utilisé pour mesurer un silo de granulats de bois de 18 m ou plus de hauteur?

Dans la plupart des cas, oui.

Une distance de mesure de 18 m n'est pas particulièrement difficile pour un radar industriel moderne. La sélection complète doit toujours prendre en compte le diamètre du silo, la largeur de la poutre, la poussière, l'état de la surface du matériau, le niveau maximal et les structures internes.

9. Comment gérer l'accumulation de poussière sur l'antenne?

La poussière de bois peut s'accumuler progressivement sur l'antenne ou sur la surface exposée au processus.

Selon la conception du radar, les mesures appropriées peuvent inclure:

• Inspection périodique;

• Nettoyage;

• Purge à l'air conforme aux spécifications du fabricant;

• Sélection d'une géométrie d'antenne moins susceptible de favoriser l'accumulation de particules;

Ne pas installer de capot en plastique ou en métal ordinaire devant l'antenne sans avoir préalablement vérifié sa compatibilité, car ce capot pourrait lui-même provoquer une nouvelle réflexion du radar;

10. Pourquoi doit-on prendre en compte la présence de poussières combustibles?

Les poussières fines de bois peuvent former une atmosphère inflammable sous certaines concentrations et conditions d'ignition.

Le projet doit donc distinguer les éléments suivants:

• Un indice d'IP pour l'enveloppe, relatif à la protection contre les poussières et l'infiltration d'eau;

• Certification pour zones à risque en cas de poussières combustibles.

Pour les zones classées, vérifiez la certification du modèle de radar spécifique, la température maximale admissible de la surface, les exigences relatives aux glandes de câblage et les dispositions de mise à la terre.

11. Comment les données radar peuvent-elles être utilisées par le système de commande de l'installation?

• Indication continue du niveau;

• Alarme de niveau élevé;

• Alarme de niveau bas;

• Interblocages du convoyeur ou de l'alimentation;

• Planification du remplissage;

• Analyse de l'évolution des stocks;

• Surveillance à distance via SCADA ou le cloud.

Pour le fonctionnement d'une installation, une tendance fiable à long terme est souvent plus précieuse que de se baser sur une mesure isolée « au niveau du millimètre », obtenue à partir d'une surface irrégulière de matériau solide en vrac.

12. Quelles informations doivent être fournies pour la sélection?

— Conclusion —

— Le défi principal dans la mesure par radar des silos de granulés de bois ne réside pas simplement dans la capacité du radar à fonctionner en présence de poussière. L'objectif réel est de sélectionner un point de mesure qui continue de refléter les variations du niveau de stock, même lorsque la surface du matériau évolue. La largeur du faisceau

, l'emplacement de montage, l'état de propreté de l'antenne, les exigences relatives aux poussières combustibles ainsi qu'une compréhension réaliste des limites des mesures ponctuelles sont généralement plus importantes que les spécifications de précision de la valeur principale.