Transmetteurs de niveau à ultrasons pour les applications industrielles, agricoles et d'infrastructure

La mesure du niveau et celle du niveau de la eau constituent des variables de processus essentielles dans la production industrielle, le traitement de l'eau, l'irrigation agricole ainsi que le suivi des infrastructures. Des données de niveau fiables permettent le contrôle des processus, la protection des équipements, la gestion des alarmes et la surveillance à distance.

Un transmetteur de niveau à ultrasons assure une mesure sans contact en installant le capteur au-dessus de la surface du liquide. Étant donné que l'élément de détection n'a généralement pas besoin de rester immergé dans le milieu, cette technologie est largement utilisée pour l'eau, les eaux usées, les réservoirs, les bassins de stockage ainsi que pour certaines applications impliquant des liquides chimiques.

1. Comment fonctionne un transmetteur de niveau à ultrasons ?

Un transmetteur de niveau à ultrasons détermine la distance jusqu'à la surface d'un liquide en mesurant le temps de propagation d'un pulse ultrasonique à travers l'air. Le capteur émet un impulsé ultrasonique vers la surface du liquide. L'onde sonore est réfléchie par cette surface et revient vers le capteur.

Distance = Vitesse du son × Temps de aller-retour ÷ 2

Lorsque la hauteur de référence d'installation ou la hauteur du réservoir est connue, le niveau réel du liquide peut être calculé selon la formule suivante :

Niveau du liquide = Hauteur de référence − Distance mesurée

L'instrument mesure donc d'abord la distance, puis convertit cette valeur de distance en niveau de liquide ou en niveau d'eau, selon les paramètres d'installation configurés.

L'impulsion ultrasonique se propage principalement à travers l'espace d'air situé entre le capteur et la surface du liquide. Il ne mesure le niveau en transmettant un signal sonore à travers le liquide lui-même.

2. Principales caractéristiques de la mesure de niveau par ultrasons

Mesure sans contact

Le capteur est généralement installé au-dessus du liquide, ce qui réduit l'exposition directe à la corrosion, à la contamination et aux sédiments.

Surveillance continue du niveau

Des valeurs de niveau continues peuvent être fournies pour le suivi du processus, l'activation d'alarmes, le contrôle et l'acquisition de données à distance.

Intégration du système

Selon le modèle, les interfaces peuvent inclure des signaux 4-20mA, RS485, Modbus RTU et des sorties relais.

Aucun composant mécanique mobile

La mesure ne dépend ni de flotteurs, ni de bras mécaniques, ni d'autres mécanismes de détection mobiles.

: Adapté à plusieurs types de liquides.

: Les applications comprennent l'eau, les eaux usées ainsi que certains huiles ou liquides chimiques, selon les conditions du procédé.

: 3. Principaux paramètres techniques.

Les spécifications techniques varient en fonction de la plage de mesure, de la conception du transducteur, de la configuration de sortie et des exigences environnementales. Le modèle final doit être sélectionné en fonction des conditions d'installation réelles.

Pour un cas spécifique METRAVON Émetteur de niveau à ultrasons La plage de mesure, la précision, l'alimentation électrique, la classe de protection et l'interface de signal doivent être vérifiées dans le document technique correspondant du produit.

4. Applications typiques

Surveillance au niveau industriel

Les applications typiques incluent les réservoirs d'eau industriels, les réservoirs de processus et les bassins de traitement des eaux usées. réservoirs d'eau propre, cuves de collecte, stations de pompage et systèmes de traitement de l'eau brute.

Les signaux de niveau peuvent être connectés à des automates programmables (PLC) ou à des systèmes de contrôle afin de permettre un suivi continu. Alertes et commande de pompe.

Surveillance du niveau d'eau en milieu agricole.

Les applications comprennent les réservoirs d'irrigation, les réservoirs agricoles et les bassins de stockage d'eau. canaux ouverts et réservoirs de stockage pour la fertigation.

Lorsqu'ils sont combinés à des enregistreurs de données et à des dispositifs de communication, Les informations relatives au niveau de l'eau peuvent être surveillées à distance.

Surveillance du drainage urbain et des inondations routières

Des capteurs ultrasoniques peuvent être utilisés sur les routes en zone basse, dans les passages souterrains et les canaux de drainage. puits de collecte des eaux de ruissellement et systèmes de drainage urbain

Les données de mesure peuvent soutenir l'activation d'alertes de inondation, le contrôle des pompes de drainage ainsi que la surveillance à distance.

Architecture typique de surveillance à distance :

Émetteur de niveau ultrasonique → Enregistreur de données → 4G / LoRa WAN → Plateforme de surveillance à distance

Dans les applications agricoles, les émetteurs de niveau ultrasoniques sont principalement utilisés pour la surveillance du niveau d'eau ou du niveau de liquide. Ils ne sont pas destinés à la mesure directe de l'humidité du sol. L'humidité du sol doit être mesurée à l'aide d'un capteur d'humidité de sol dédié.

5. Facteurs influant sur la mesure de niveau par ultrasons.

: mousse.

La mousse épaisse peut absorber ou atténuer l'écho ultrasonique.

: La vapeur et la vaporisation.

: La vapeur ou la vaporisation à haute température peut perturber la propagation des ondes sonores.

Température

: La température de l'air influence la vitesse du son ; une compensation thermique est donc couramment utilisée.

: Mouvement de la surface.

: Une agitation intense ou un afflux rapide peut entraîner des échos instables.

Obstructions : les tuyaux, les échelles, les poutres et autres structures internes peuvent générer des échos indésirables.

; 6. Comment sélectionner un émetteur de niveau ultrasonique ?

; Critère de sélection :

Pour les projets de surveillance à distance, il convient également de prendre en compte les interfaces de communication ainsi que l'extension future du système. Cela permet au transmetteur de niveau de s'intégrer plus facilement aux infrastructures d'automatisation et d'Internet des objets déjà existantes.

– FAQ

Q1 : Un transmetteur de niveau à ultrasons doit-il entrer en contact avec le liquide ?

A1 : Non. Le capteur est généralement installé au-dessus de la surface du liquide et mesure la distance en fonction du temps de propagation des impulsions ultrasonores.

Q2 : Un transmetteur de niveau à ultrasons peut-il être utilisé pour mesurer des eaux usées ?

A2 : Oui. Il peut être utilisé dans de nombreuses applications liées aux eaux usées, mais il convient d'évaluer la formation de mousse, la formation de vapeur et les mouvements de surface.

Q3 : Les capteurs ultrasoniques peuvent-ils mesurer le niveau d'eau dans des réservoirs ?

A3 : Oui. Les réservoirs d'eau, les réservoirs et les cuves de stockage constituent des applications courantes.

Q4 : Un transmetteur de niveau ultrasonique peut-il utiliser la communication RS485 ?

A4 : Certains modèles industriels offrent une communication RS485 et prennent en charge Modbus RTU.

Q5 : Pourquoi une compensation de température est-elle nécessaire ?

A5 : La température de l'air influence la vitesse du son. La compensation thermique permet de réduire l'erreur de mesure de distance qui en résulte.

Q6 : La mousse affecte-t-elle la mesure de niveau par ultrasons ?

A6 : Oui. Une mousse épaisse peut atténuer l'intensité du signal ultrasonique réfléchi et doit être prise en compte lors du choix du dispositif.

Q7 : Les émetteurs de niveau ultrasoniques peuvent-ils être utilisés en extérieur ?

A7 : Oui. Le degré de protection et la structure d'installation doivent être choisis en fonction de la pluie, de la température et des conditions du site.

Q8 : Un émetteur de niveau ultrasonique peut-il être connecté directement à un automate programmable (PLC) ?

A8 : Oui.Selon l'interface d'entrée du PLC, on peut utiliser une signalisation en 4-20mA ou une communication RS485 Modbus.

– Conclusion.

Un transmetteur de niveau à ultrasons est un instrument de mesure continue du niveau sans contact, fondé sur la technologie du temps de vol ultrasonique. Il peut être appliqué aux réservoirs industriels, aux systèmes de traitement de l'eau, au stockage d'eau d'irrigation ainsi qu'au suivi des inondations en milieu urbain.

La réussite de l'application dépend de la plage de mesure, de la zone morte, de la mousse, de la vapeur, de la température, des conditions à la surface du liquide, de la position d'installation et de l'interface de signalisation. METRAVON Les dispositifs de mesure de niveau par ultrasons peuvent être intégrés à PLC des RTU, des systèmes d'acquisition de données et des plateformes de surveillance IoT à distance, conformes aux exigences du projet, permettant de prendre en charge des systèmes de surveillance de niveau compatibles et évolutifs.