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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la réédition actualisée de l’article R2011 intitulé « Contrôle de niveaux – Systèmes propres aux liquides » paru en 2003, rédigé par Michel RICHARD.
RÉSUMÉ
Cet article traite de la mesure et du contrôle de niveau de liquides dans un contexte industriel. Les différents chapitres décrivent les différents principes de mesure et technologies présentes sur le marché, en exposant pour chacun le processus de mesure et ses variantes, les bonnes pratiques de mise en œuvre, les avantages et inconvénients de la technologie, les paramètres d'influence de l'exactitude de mesure, les règles pratiques et, le cas échéant, légales. Les différentes technologies exposées - à visualisation directe de fluides, à flotteur ou plongeur, par mesure de pression, par dissipation thermique - permettent de répondre à la totalité des problématiques industrielles en sélectionnant la solution la plus adaptée au besoin.
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Florestan OGHEARD : Chargé d'affaires référent technique - Centre technique des industries aérauliques et thermiques, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
La mesure de niveau est omniprésente dans bon nombre de secteurs industriels aussi divers que l'agroalimentaire, la chimie et la pétrochimie, le traitement de l'eau, ou l'énergie et les matières premières. Sa complexité est le fruit de la diversité des conditions d'utilisation, des propriétés physico-chimiques des produits à mesurer, et des contraintes sécuritaires et, le cas échéant, législatives (métrologie légale pour les transactions commerciales). La mesure de niveau est employée dans la gestion des automatismes (génie des procédés), la surveillance (gestion de l'eau, déclenchement d'alarmes) et l'analyse de données physico-chimiques lors de campagnes de mesure.
Dans un premier article [R 2 010] « Mesure et 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 [R 2 011] « Mesure et 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 [R 2 013] « Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux solides ». Enfin, l’article [R 2 014] « 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.
Le « Pour en savoir plus » de l’article [R 2 010] contient un tableau très complet des fabricants et constructeurs d’appareils de mesure et de détection.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2003 par Michel RICHARD
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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)...
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Cours en ligne sur la mesure de niveau par technologie radar :
https://academy-online.krohne.com/elearning/fr/cours/mesure-de-niveau-radar/
Engineer's Garage: level sensors :
https://www.engineersgarage.com/article_page/level-sensors/
HAUT DE PAGE
NF EN 13922 (2011), Citernes destinées au transport de matières dangereuses – Équipement de service pour citernes – Dispositifs limiteurs de remplissage pour carburants pétroliers liquides.
Le catalogue des normes Iso et Afnor peut être consulté en ligne sur le site de l’Afnor : http://www.afnor.fr
DIN 7081 (1999), Pressure resistant oblong sight glasses of borosilicate glass without limitation in the range of low temperature
DIN 7080 (2005), Pressure resistant circular sight glasses of borosilicate glass without limitation in the range of low temperature
Le catalogue des normes DIN peut être consulté en ligne sur le site du Deutsches Institut...
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