Applications et installation sur site des appareils de mesure de niveau radar

METRAVON Guide d'application et d'installation sur site du appareil de mesure de niveau radar

Un appareil de mesure de niveau radar mesure le niveau en émettant des ondes électromagnétiques vers la surface du liquide ou du matériau, puis en analysant l'écho réfléchi. La distance mesurée entre l'antenne et la surface est ensuite convertie en une valeur de niveau continue.

Étant donné que le capteur n'a généralement pas besoin de entrer en contact avec le milieu de procédé, la mesure de niveau par radar est largement utilisée pour les liquides, les boues, les poudres et les solides granulaires. Selon le modèle spécifique, cette méthode peut également être appliquée dans des conditions exigeantes, telles qu'une température élevée, une pression élevée, la présence de vapeur, de poussière ou de milieux corrosifs.

Les performances de mesure dépendent non seulement de l'instrument lui-même, mais aussi des propriétés du milieu, de la géométrie du récipient ou du silo, du trajet du faisceau, de la position de montage, des perturbations du processus, ainsi que des conditions de protection environnementale.

1. Dans quels secteurs industriels les jauges radar sont-elles couramment utilisées?

Pétrole, gaz et produits chimiques:

— Utilisé pour le pétrole brut, les carburants raffinés, les eaux usées, les solvants, les acides, les alcalis, les matières premières chimiques ainsi que d'autres liquides de procédé.

— Production d'électricité:

— Utilisé pour les silos de charbon, les silos d'huiles de cendres volantes, les systèmes de désulfuration, les bassins d'eau, les réservoirs d'huile, ainsi que pour d'autres applications impliquant des liquides ou des matériaux en vrac ou en granulés.

— Ciment et matériaux de construction:

— Utilisé pour le ciment, la poudre de minerai, le clinker, les huiles de cendres volantes, le charbon, ainsi que pour d'autres matériaux pulvérisés ou granulaires.

Acier et mines

Utilisé pour le minerai de fer, la calcaire, le coke, le charbon en poudre, les poudres minérales ainsi que d'autres matières premières en vrac.

2. Applications typiques dans le secteur pétrochimique.

Les industries pétrolière, gazière et chimique constituent des domaines d'application majeurs pour la mesure de niveau par radar. Les types d'installations concernées sont les suivants:

• Réservoirs de stockage de pétrole brut et de produits raffinés;

• Réservoirs de stockage d'huile usagée, d'eaux usées et de boue;

• Solvants et matières premières chimiques;

• Acides, alcalis et autres liquides corrosifs;

• Appareils de procédé soumis à des températures élevées ou générant des vapeurs importantes;

• Réacteurs, réservoirs tampons et réservoirs de stockage intermédiaire. La mesure sans contact

peut réduire les problèmes de maintenance associés à l'exposition directe à des milieux corrosifs ou contaminés. Cependant, les applications à haute température, sous haute pression, dans des environnements fortement corrosifs ou en zones à risque nécessitent toujours une connexion de processus appropriée, un matériau d'antenne adapté, un système d'étanchéité et une certification conformes aux normes en vigueur.

3. Applications typiques dans les secteurs de l'énergie, du ciment et des solides en vrac

Pour les solides en vrac, la sélection doit prendre en compte notamment l'angle entre le matériau et la surface, la présence de poussière, les caractéristiques des particules, les propriétés diélectriques, la hauteur du silo ainsi que les obstacles internes.80GHz Le radar à faisceau étroit offre souvent une plus grande flexibilité d'installation dans des silos hauts et étroits ou dans des navires dotés d'une structure interne complexe.

4. Quelles autres applications utilisent la mesure de niveau par radar?

Au-delà des secteurs pétrochimique, énergétique, du ciment, de l'acier et du charbon, les jauges de niveau à radar sont également largement utilisées pour:

• Les cours d'eau, les réservoirs, les canaux ouverts et les bassins d'eau;

• Le traitement des eaux usées et la surveillance environnementale;

• Les silos de céréales, d'aliments et de matières premières alimentaires;

• L'exploitation minière et le traitement des minéraux;

• Les cuves des industries de pâte et de papier, pharmaceutiques et industrielles générales.

La fréquence du radar, l'antenne, la portée de mesure, la connexion au procédé et l'interface de communication doivent être choisies en fonction du milieu réel et des conditions du procédé.

5. Pourquoi doit-on garantir que le trajet du faisceau radar reste dégagé?

Le radar détermine le niveau en analysant les signaux réfléchis. Des structures fixes situées à l'intérieur du faisceau radar peuvent générer des réflexions intenses susceptibles de se superposer à l'écho réel du produit.

Les sources courantes d'interférence comprennent notamment:

• les agitateurs.

• Poutres structurelles et éléments d'armature;

• Tuyaux de remplissage;

• Capteurs de température;

• interrupteurs de niveau ponctuel;

• Canalisations internes et supports.

L'approche privilégiée consiste à choisir une position de montage et un angle du faisceau qui permettent d'éviter ces structures. Si les interférences fixes ne peuvent être éliminées mécaniquement, la courbe d'écho peut être utilisée pour les identifier, et la suppression des échos faux peut être configurée lorsque cela est approprié.

6. Où doit-on installer un appareil de mesure de niveau radar?

Il n'existe pas de distance de montage unique valable pour tous les réservoirs ou silos. La position doit être choisie en fonction de la géométrie du vaisseau, de l'angle de faisceau, des structures internes, des zones de remplissage et de vidange, ainsi que des conditions de surface.

Évitez les flux de remplissage directs.

Ne dirigez pas le radar directement vers un flux de matière à haute vitesse, une entrée de liquide turbulent ou une zone de projection continue.

Évitez les obstacles fixes.

Veillez à ce que les parois des conduites, les poutres, les tuyaux et autres structures se trouvent, dans la mesure du possible, en dehors de la poutre principale sur l'ensemble de la plage de mesure.

Mesurez une surface représentative.

Pour les corps solides, tenez compte des pics et des creux du matériau. Pour les liquides, évitez la surface la plus fortement perturbée.

Vérifier le niveau maximal.

Le niveau le plus élevé attendu doit rester en dehors de la distance de mesure minimale spécifiée par l'instrument.

Des règles telles que « installer à un sixième du diamètre du navire par rapport à la paroi » ou « ne jamais installer au centre » ne doivent pas être considérées comme des exigences universelles. Un radar monté au centre peut s'avérer efficace dans un réservoir à toit plat simple, tandis que pour des réservoirs à toit en dôme, des récipients sphériques ou des récipients dotés d'une structure interne complexe, une attention accrue doit être portée aux réflexions multipath et aux échos fixes.

7. L'antenne radar doit-elle toujours être montée verticalement?

L'objectif est de diriger le faisceau principal du radar vers une surface cible représentative.

Pour une surface liquide relativement plane, une orientation vers le bas assure généralement un signal de retour fort et stable. Pour les solides en vrac, dont la surface peut présenter un angle de repos, des pics et des creux, certains instruments permettent de diriger l'antenne vers une section plus représentative de la surface du matériau.

L'angle d'installation autorisé doit respecter les exigences de conception et d'installation du dispositif spécifique.

8. Comment gérer une agitation intense ou un mouvement de surface sévère?

Une agitation intense, des vortex ou des réactions chimiques peuvent provoquer un mouvement continu entre le liquide et la surface. La première étape consiste généralement à optimiser la position de montage du radar et à éviter la zone où les perturbations sont les plus importantes.

Pour des applications liquides appropriées, des configurations alternatives peuvent inclure:

• des puits d'immobilisation;

• des chambres de dérivation;

• d'autres configurations de mesure approuvées pour la conception spécifique du radar.

Un puits d'aplanissement doit présenter une surface interne relativement lisse ainsi que des orifices d'égalisation adaptés, le cas échéant. La taille de l'antenne, les caractéristiques du faisceau et le diamètre du tuyau doivent être compatibles.

Important:Les puits de stabilisation et les chambres de dérivation sont des solutions spécifiques à chaque application, principalement utilisées pour des mesures de liquides appropriées. Elles ne constituent pas des solutions universelles pour les silos de matériaux solides ou pour tous les processus turbulents. Le radar à ondes guidées est une technologie distincte qui guide le signal radar le long d'une tige, d'un câble ou d'une sonde coaxiale; il ne faut pas le confondre avec une installation radar en espace libre installée dans un puits d'arrêt.

9. Que faut-il prendre en compte pour les buses et les connexions de processus?

Les instruments radar sont souvent montés sur une buse supérieure ou sur une bride. Un bouchon d'émission excessivement long ou étroit, ou une antenne mal positionnée, peuvent provoquer des réflexions et réduire le signal utilisable.

Points clés à vérifier:

• La compatibilité de l'antenne avec le diamètre de la buse;

• La longueur de la buse étant conforme aux limites d'installation de l'instrument;

• Le fait que l'antenne doive dépasser la buse;

• La présence de soudures, de bords vifs ou de projections internes;

• La conformité de la connexion de processus aux exigences de pression, de température et de matériau.

10. Comment gérer la poussière, la condensation et l'accumulation sur l'antenne?

Le radar en espace libre ne entre en contact avec le matériau du procédé, mais l'antenne reste néanmoins exposée à l'atmosphère du réacteur. La poussière abondante, la condensation ou la cristallisation peuvent progressivement altérer la qualité de l'écho.

Des surfaces d'antenne lisses

Des conceptions à lentille ou en PTFE peuvent contribuer à limiter certaines formes d'accumulation de poussière et de condensat.

Position de montage appropriée

Évitez de placer l'antenne directement dans la zone où la poussière ou la vapeur est la plus intense.

Purge à l'air

En cas d'accumulation importante de poussière ou de cristallisation, on peut recourir à un système de purge à l'air compatible.

Inspection périodique

Définir des intervalles d'inspection en fonction du taux réel de formation de dépôts, de condensation et de contamination.

11. Comment protéger les installations extérieures et en milieu hostile?

L'installation sur site doit également protéger les composants électroniques et les interfaces électriques.

• Choisir une classe de protection d'entrée adaptée à l'environnement;

• Installer correctement les glands de câblage et les bouchons pour entrées non utilisées;

• Empêcher l'eau de pluie de couler directement le long du câble vers l'enclos;

• Mettre en place une mise à la terre, une protection contre les surtensions et une protection contre les éclairs lorsque cela est requis;

• Utiliser un protecteur solaire lorsque une exposition intense au soleil pourrait entraîner un réchauffement significatif des composants électroniques;

• Installer les équipements destinés aux zones dangereuses conformément aux exigences de certification applicables.

12. Pourquoi la courbe d'Echo doit-elle être vérifiée après l'installation?

Une mesure correcte du courant, prise isolément, ne suffit pas à prouver que l'installation conservera sa fiabilité sur l'ensemble de sa plage de mesure. La courbe d'écho illustre la relation entre l'écho réel du produit et les réflexions fixes provenant de l'installation.

Lors de la mise en service, vérifier les points suivants:

• Si l'écho réel du liquide ou du matériau est clairement identifiable;

• Si les parois du récipient, les buses ou les structures internes génèrent des échos faussement forts;

• Si les niveaux minimum et maximum se situent bien dans la plage de mesure valide;

• Si la plage de mesure et les unités de mesure sont correctement configurées.

• Les caractéristiques d'amortissement et de suivi d'écho correspondent-elles aux dynamiques réelles du processus?;

• La sortie de 4-20mA, HART ou RS485 est-elle compatible avec le système de commande?;

13. Comment interpréter les spécifications techniques typiques?;

Les valeurs suivantes ne doivent être considérées que comme une référence générale de sélection () pour les instruments de niveau radar industriels et ne doivent pas être prises pour des spécifications universelles s'appliquant à tous les modèlespour les instruments de mesure de niveau à radar industriels, et ne doivent pas être considérés comme des spécifications universelles s'appliquant à tous les cas METRAVON modèle.

— FAQ: Applications et installation des mesureurs de niveau à radar —

— Q1: Dans quels secteurs les mesureurs de niveau à radar sont-ils couramment utilisés? —

— R: Les secteurs typiques incluent l'industrie pétrolière et gazière, la pétrochimie, la production d'électricité, le ciment, l'acier, le charbon, les ressources en eau, la surveillance environnementale, le stockage de grains, ainsi que d'autres applications dans des réservoirs et silos. —

— Q2: Le radar peut-il mesurer des fluides corrosifs?

A: Oui, à condition que le matériau de l'antenne, le joint de procédé, la plage de température, la plage de pression et la configuration globale de l'appareil soient adaptés au milieu concerné.

Q3: Devrait-on 80GHz Le radar est-il systématiquement choisi pour des silos très poussiéreux?

A: Pas automatiquement.80GHz Le radar à faisceau étroit donne de bons résultats dans des silos complexes, mais ses performances en matière de gestion de la poussière dépendent également de la configuration de l'antenne, de la réflectivité du matériau, du traitement du signal et de l'installation.

Q4: Le radar doit-il être installé à une distance égale à un sixième du diamètre du navire par rapport à la paroi?

A: Non. Cette distance ne doit pas être considérée comme une règle universelle. La position d'installation doit être déterminée en fonction de l'angle du faisceau, de la géométrie du navire, des raccordements du procédé et des obstacles internes.

Q5: Le radar doit-il toujours être installé à l'écart du centre du navire?

R: Non. L'opportunité d'un montage au centre dépend de la forme du toit et de la géométrie interne du navire. Les toits en dôme et les structures complexes peuvent entraîner des réflexions à chemins multiples, tandis qu'un navire simple peut fonctionner correctement avec un radar monté au centre.

Q6: Une agitation intense exige-t-elle systématiquement un bassin d'apaisement?

R: Non. Il convient d'optimiser d'abord la position de montage et la configuration du signal. Les puits de stabilisation ou les chambres de déviation peuvent s'avérer utiles dans des applications impliquant des liquides, lorsque la géométrie du radar et celle de la conduite sont compatibles.

Q7: L'antenne radar doit-elle être parfaitement verticale?

R: L'exigence fondamentale est que le faisceau radar soit dirigé vers une surface représentative du produit. La mesure des liquides s'effectue généralement en direction verticale vers le bas, tandis que dans certaines applications impliquant des solides en vrac, un angle d'antenne adapté peut être utilisé.

Q8: Pourquoi la courbe d'écho doit-elle être vérifiée après l'installation?

A: La courbe d'écho met en évidence la relation entre le signal de produit réel et l'interférence fixe, fournissant ainsi davantage d'informations sur la qualité d'installation à long terme que la valeur de niveau seule.

Q9: Un niveau radar peut-il être connecté directement à un PLC ou à un système DCS?

A: Oui. Selon le modèle, on peut utiliser les signaux 4-20mA, HART ou RS485/Modbus, à condition que les interfaces entre l'instrument et le système de contrôle soient compatibles.

Q10: Quelles informations METRAVON SEP a-t-il besoin pour la sélection du niveau de radar?

R: Veuillez fournir le secteur d'activité, le type de milieu (liquide ou solide), la distance de mesure maximale, les dimensions du réservoir ou du silo, la structure interne, la température, la pression, les conditions relatives aux vapeurs ou aux poussières, la connexion au procédé, la débit de sortie requis, ainsi que les exigences applicables aux zones à risque.

Conclusion;

Les mesureurs de niveau à radar sont largement utilisés dans les secteurs pétrochimique, électrique, du ciment, de l'acier, du charbon, de l'eau, environnemental ainsi que dans la manutention de matériaux en vrac ();Leur principe de mesure sans contact permet de réduire l'entretien lié à la corrosion, à la contamination et à l'usure mécanique, tout en offrant une large gamme de configurations pour des procédés exigeants.

L'installation réussie dépend deassurer un trajet de faisceau bien défini, sélectionner un point de mesure représentatif, éviter les flux de remplissage directs ainsi que les perturbations sévères, et prendre en compte correctement la géométrie de la buse, la configuration de l'antenne, la protection de l'environnement et les conditions du procédéLes règles fixes, telles que « un sixième du diamètre du récipient » ou « ne pas installer à l'axe central », ne doivent pas être appliquées de manière universelle. Les compteurs de niveau radar

METRAVON Les compteurs radar peuvent être configurés avec différentes fréquences, antennes, plages de mesure et interfaces de sortie, en fonction du milieu, de la géométrie du réservoir ou du silo, des conditions de procédé ainsi que des exigences du système de contrôle. Une sélection, une installation et un diagnostic d'écho appropriés sont essentiels pour garantir une mesure de niveau stable sur le long terme.