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RÉSUMÉ
Cet article présente les différentes technologies permettant la mesure des niveaux de liquides. Les systèmes de visualisation directe des fluides sont d'abord décrits, puis les systèmes à flotteur ou à plongeur. Et enfin l'article aborde les systèmes basés sur des mesures de pression ou de dissipation thermique. Pour chaque technologie, les principes et les caractéristiques sont présentés, puis différentes mises en oeuvre sont décrites.
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Michel RICHARD : Ingénieur de l’École nationale supérieure de céramique industrielle
INTRODUCTION
Dans un premier article Contrôle de niveaux- Introduction, les notions de base nécessaires à la compréhension de la mesure des niveaux ont été présentées. Certaines méthodes peuvent s’appliquer à la mesure de niveaux de liquides aussi bien que de solides ; elles sont introduites dans l’article Contrôle de niveaux- Systèmes pour liquides ou solides. Les méthodes particulières aux niveaux liquides sont présentées ici, puis celles qui ne s’appliquent qu’aux niveaux de solides dans l’article Contrôle de niveaux- Systèmes propres aux solides. Enfin, l’article Comparatif des méthodes de mesure et de détection de niveaux comprend des tableaux comparatifs qui réunissent toutes les techniques présentées dans les quatre autres articles. Ils constituent un outil de choix pour sélectionner la ou les méthodes les plus appropriées pour chaque cas particulier.
La documentation « Pour en savoir plus » contient un tableau très complet des fabricants et constructeurs d’appareils de mesure et de détection.
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- Version courante de juin 2020 par Florestan OGHEARD
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4. Systèmes de mesure par dissipation thermique
4.1 Principe de la méthode
Un élément chauffant dissipe son énergie différemment en fonction de la nature ou de la phase du milieu dans lequel il est plongé, car le coefficient de transfert thermique superficiel n’est pas le même. Ce dernier, en cas d’interface solide-liquide, est relativement bon. Il inclut les transferts par conduction et par convection naturelle (milieu calme), ou par convection forcée (brassage, agitation). Le coefficient de transfert solide-gaz ou solide-vapeur est nettement moins bon.
Une quantité donnée d’énergie étant injectée dans une sonde, par exemple en faisant passer un courant d’intensité connue dans une résistance donnée, la sonde va monter d’autant plus en température par rapport au milieu que ce dernier montre de la difficulté à dissiper la chaleur produite, notamment quand le coefficient de transfert est faible en phase gaz / vapeur.
On observera une montée de la température quand la sonde émergera du liquide, phénomène qui est mis à profit dans la méthode de mesure des niveaux par dissipation thermique ; c’est donc une simple mesure de température avec un élément sensible placé dans la sonde à côté de la résistance dissipatrice, ou, solution encore plus simple, confondu avec elle.
Il s’agit d’un repérage de niveau vrai, géométrique. Quant à l’appareillage, il est représenté par toute la panoplie des capteurs disponibles pour les contrôles de température. Toutefois, leur utilisation en capteurs de niveau nécessite généralement une adaptation des sondes.
HAUT DE PAGE4.2 Sondes pour détecteurs
Dans une capsule en matériau insensible à la corrosion, généralement en métal adéquat, se trouve l’élément chauffant de résistance R émettant une quantité de chaleur Q lors du passage d’un courant régulé I. La puissance produite est :
On suppose (figure 32) que TR , température de la résistance, est égale à TS...
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