À quoi sert un capteur de niveau radar ? Applications et principe de fonctionnement

À quoi sert un capteur de niveau radar? Applications, principe de fonctionnement et guide de sélection.

Un capteur de niveau radar est principalement utilisé pour la mesure continue du niveau de liquide, du niveau de matière en vrac ou du niveau d'eau (), (). Il est installé au-dessus d'un réservoir, d'un bassin, d'un canal ou d'un silo, et mesure la distance séparant le capteur de la surface du matériau. Cette distance est ensuite convertie en niveau effectif ou en espace vide restant.

Étant donné que le radar sans contact n'a généralement pas besoin de rester immergé dans le milieu de procédé, il est largement utilisé dans le traitement de l'eau, les réservoirs chimiques, le stockage d'huile, les applications de boue, les silos pour poudres et matériaux granulaires, ainsi que pour la surveillance du niveau d'eau en hydrologie.

1. Que mesure concrètement un capteur de niveau radar?

Un capteur de niveau radar mesure directement la distanceentre le capteur et la surface du matériauL'instrument utilise ensuite la référence d'installation ou les dimensions du récipient pour calculer le niveau de liquide, le niveau de matière en vrac ou l'espace de vide.

Niveau de liquide

Eau, eaux usées, huiles, acides, alcalis, solvants et autres liquides industriels.

Niveau de boue.

Boue sélectionnée, boue minérale et milieux de procédé contenant des solides en suspension.

Niveau de matières solides en vrac.

Poudres, granulés, grains, ciment, minéraux et matières premières chimiques.

Niveau d'eau.

Réservoirs, cours d'eau, canaux, cuves et autres applications de surveillance hydrologique.

Niveau = Hauteur de référence − Distance entre le capteur et la surface du matériau

2. Comment fonctionne un capteur de niveau radar?

Un capteur radar sans contact transmet des ondes électromagnétiques vers la surface de traitement. Les ondes sont réfléchies par la surface liquide ou solide et reçues à nouveau par l'antenne.

L'instrument calcule la distance en analysant le temps de parcours du signal ou, dans le radar FMCW, la différence de fréquence entre le signal émis et l'écho renvoyé.

Le radar ne dépend pas de la vitesse du son dans l'air; il peut donc fonctionner dans le vide et s'avère généralement plus adapté que la mesure ultrasonique aux applications soumises à des variations de température plus importantes, ou à la présence de vapeur ou de poussière. Les limites de fonctionnement réelles dépendent toutefois du modèle de radar sélectionné, de l'antenne utilisée et des conditions du processus.

3. Quels milieux peuvent être mesurés par des capteurs de niveau à radar?

Le radar peut être appliqué à un large éventail de milieux, bien que des applications différentes puissent nécessiter des fréquences radar, des conceptions d'antennes et des connexions de processus différents.

– 4. Dans quels domaines les capteurs de niveau à radar sont-ils couramment utilisés?

– Traitement de l'eau et des eaux usées

Surveillance continue du niveau dans les réservoirs d'eau, les bassins de eaux usées, les réservoirs de dosage chimique et les récipients d'eau de procédé.

Traitement chimique:

Réservoirs d'acides et d'alcalis, réservoirs de solvants, réacteurs et récipients de procédé;

Huiles et stockage:

Surveillance continue des réservoirs de stockage d'huiles, de carburants et d'autres liquides.

Silos en milieu massif –

: Mesure du niveau du ciment, des minéraux, des grains, des pellets et des poudres chimiques.

: Surveillance hydrologique.

: Mesure sans contact du niveau d'eau dans les rivières, les réservoirs, les canaux et les cours d'eau ouverts.

: 5. Quelles conditions de procédé sont particulièrement adaptées à l'usage du radar?

L'un des principaux avantages du radar tient à sa grande polyvalence en matière d'application. Selon le modèle utilisé, ce dispositif peut être employé dans des environnements atmosphériques, sous pression, sous vide, à haute température, riches en vapeur, poussiéreux ou corrosifs.

Le capteur ne doit pas rester immergé dans le milieu.

Présence de poussière ou de solides en vrac.

Présence de vapeur ou variation de température.

Le récipient fonctionne sous vide ou sous pression.

Le milieu de procédé est corrosif.

Mesure continue de niveau sur longue distance requise.

Les procédés exigeants nécessitent toujours une sélection adaptée au procédé spécifique. Les liquides corrosifs exigent des antennes et des matériaux d'étanchéité de procédé appropriés; les applications à haute température ou sous haute pression requièrent des caractéristiques de procédé adaptées; quant aux environnements poussiéreux ou sujets à la condensation, ils imposent une conception et un montage d'antenne appropriés.

6. Qu'est-ce qu'un capteur de niveau à radar ne mesure pas directement?

Un capteur de niveau à radar standard est principalement conçu pour mesurerla distance etle niveau. Il ne mesure normalement pas directement la vitesse d'écoulement, le débit, la température, la pression, la concentration ou les paramètres de qualité de l'eau.

Par exemple, un capteur de niveau d'eau radar peut mesurer le niveau d'eau dans une rivière ou un canal. Si la vitesse de surface est également requise, un capteur de vitesse radar dédié est normalement nécessaire. Le calcul du débit nécessite généralement des données de niveau d'eau, de vitesse et de section de canal ou de rivière.

De même, les réservoirs industriels nécessitant des variables de température, de pression, de densité ou d'autres variables de processus nécessitent des capteurs dédiés supplémentaires ou un système de mesure multi-paramètres.

7. Quelle est la différence entre le radar sans contact et le radar à ondes guidées?

La mesure du niveau radar comprend principalement le radar sans contact et le radar à ondes guidées. Le radar sans contact transmet des ondes électromagnétiques à travers l'espace libre à l'intérieur du navire et convient à la plupart des applications de réservoir, de niveau d'eau et de vrac-solide.

Le radar à ondes guidées dirige des impulsions radar le long d'une tige métallique, d'un câble ou d'une sonde coaxiale qui pénètre dans le milieu de traitement. Certains instruments radar à ondes guidées peuvent également mesurer l'interface entre deux liquides non miscibles.

Pour la plupart des applications classiques impliquant des liquides ou des solides en masse, le radar sans contact peut être sélectionné en fonction de la portée, de l'angle du faisceau et des conditions du procédé. Le radar à ondes guidées peut être envisagé pour des applications spécifiques de mesure sur des interfaces, dans des chambres de déviation ou à l'aide de sondes.

8. Pourquoi les propriétés du milieu de procédé sont-elles importantes?

Le signal radar doit générer une réflexion suffisante sur la surface du matériau afin de permettre une détection stable du niveau. Les propriétés diélectriques du milieu de processus influencent l'intensité de l'écho.

Les liquides à faible constante diélectrique produisent généralement des réflexions de surface plus faibles; ainsi, la qualité du signal devient plus cruciale à de longues distances ou lorsque le niveau du liquide est faible. La mousse, la condensation, la poussière, l'angle d'incidence entre le matériau et la surface, ainsi que l'accumulation sur l'antenne, peuvent également influencer l'écho retourné.

Pour cette raison, se limiter à indiquer « J'ai besoin de mesurer le niveau » ne suffit généralement pas pour une sélection précise de l'instrument. Il convient également de fournir des informations sur le milieu de procédé et sur l'installation.

9. Quelles informations sont nécessaires pour sélectionner un capteur de niveau à radar?

Au minimum, fournissez les informations suivantes:Milieu de procédé, distance de mesure maximale, température de procédé, pression de procédé et géométrie du récipient:Ces paramètres influencent directement le choix de la fréquence radar, de l'antenne, de la portée et de la connexion de procédé.

– FAQ;

– Q1: À quoi sert un capteur de niveau par radar?

– R1: Il est principalement utilisé pour la mesure continue du niveau de liquide, du niveau d'eau ou du niveau de solides en vrac, en mesurant la distance entre le capteur et la surface du matériau.

Q2: Un capteur de niveau à radar peut-il mesurer la quantité d'eau?

A2: Oui. Le radar est largement utilisé pour la surveillance du niveau d'eau dans des réservoirs, des réservoirs d'eau, des bassins de traitement des eaux usées, des cours d'eau et dans d'autres applications similaires.

Q3: Un capteur de niveau à radar peut-il mesurer des poudres?

A3: Oui. Le radar à haute fréquence et à faisceau étroit est couramment utilisé dans les silos destinés aux poudres et aux matériaux granulaires. Lors de la sélection d'un tel capteur, il convient de prendre en compte la poussière, la distance de mesure, l'angle entre le matériau et la surface du silo, ainsi que sa réflectivité.

Q4: Un capteur de niveau d'eau à radar peut-il également mesurer la vitesse?

A4: Un capteur de niveau d'eau par radar standard mesure principalement le niveau de l'eau. La mesure de la vitesse en surface nécessite généralement un capteur de vitesse par radar dédié.

Q5: Un capteur radar peut-il mesurer des liquides corrosifs?

A5: Oui, à condition d'utiliser une antenne adaptée à la résistance à la corrosion et une configuration de scellement pour processus. Le type de fluide, sa concentration, sa température et sa pression doivent être vérifiés afin de garantir la compatibilité avec le matériau.

Q6: Un capteur de niveau par radar peut-il mesurer directement le débit?

A6: Un capteur de niveau radar standard mesure directement le niveau. Pour un écoulement en canal ouvert ou fluvial, il est généralement nécessaire de disposer de données relatives au niveau, à la vitesse et à la section transversale.

Q7: Quelle est la différence entre la mesure de niveau par radar et le radar à ondes guidées?

A7: Le radar sans contact émet des ondes électromagnétiques à travers l'espace libre. Le radar à ondes guidées dirige des impulsions radar le long d'une tige, d'un câble ou d'une sonde coaxiale qui pénètre dans le milieu de processus.

Q8: Un capteur de niveau par radar peut-il être connecté à un PLC?

A8: Oui. Selon le modèle, des interfaces telles que 4-20mA, HART et RS485 Modbus RTU peuvent être utilisées pour l'intégration avec des automates programmables (PLC), des systèmes de contrôle distribué (DCS), des unités de transmission de données (RTU) et des systèmes d'acquisition de données.

— Conclusion.

L'objectif principal d'un capteur de niveau à radar est de mesurer de façon continue le niveau d'un liquide, d'un matériau solide en vrac ou de l'eau. Ce capteur utilise des ondes électromagnétiques pour déterminer la distance séparant le capteur de la surface du matériau, et il est largement utilisé dans le traitement de l'eau, les réservoirs chimiques, le stockage d'huile, la gestion de boues, le suivi hydrologique, ainsi que dans les silos destinés aux poudres ou aux matériaux granulaires.

Le radar mesure principalement la distance et le niveau, et ne remplace pas directement des capteurs spécialisés en vitesse, débit, température ou pression. Le choix approprié doit tenir compte du milieu de processus, de la distance de mesure maximale, de la température, de la pression, de la présence de mousse, de vapeur, de poussière, de la nature corrosive du milieu ainsi que de la géométrie du récipient, afin de déterminer la fréquence adaptée, le type d'antenne et les connexions de processus appropriées.

METRAVON Les capteurs de niveau à radar peuvent être configurés pour différents intervalles de mesure, des connexions de processus et des interfaces industrielles telles que 4-20mA et RS485 Modbus RTU pour la mesure continue du niveau dans des réservoirs de stockage, des systèmes de surveillance de l'eau et des silos à matières solides en vrac.