Ils sont utilisés dans des secteurs tels que l'agroalimentaire et les boissons, l'industrie, le médical, l'imprimerie, l'agriculture, l'automobile et les produits blancs pour la détection des fuites ou la mesure du niveau. • Dans ce blog, nous analysons les principaux types de capteurs de niveau de liquide, parfois appelés commutateurs de niveau de liquide, leurs caractéristiques et comment ils se différencient.
Les capteurs de niveau de liquide sont des dispositifs utilisés pour mesurer le niveau ou la hauteur d'un liquide ou d'un fluide dans un récipient. Ils peuvent être utilisés pour mesurer le niveau d'eau dans un réservoir, d'huile ou de carburant dans un conteneur ou de liquide dans une cuve de traitement chimique. Il existe plusieurs types de capteurs de niveau de liquide, qui peuvent être utilisés pour mesurer le niveau d'un liquide de différentes manières. Ces capteurs, ou commutateurs de niveau, peuvent être utilisés pour contrôler et surveiller le niveau de liquide dans un système et peuvent également être utilisés pour déclencher des alarmes ou des vannes d'arrêt en cas d’un niveau élevé ou faible du liquide.
Pourquoi les clients choisissent-ils une technologie plutôt qu'une autre ? Les fabricants d'équipements peuvent parfois être surpris par la variété et l'intelligence des alternatives de détection de niveau sur le marché. Il existe plusieurs types de méthodes de détection de niveau, dont certaines des plus courantes :
Capteurs de niveau optiquesIl s'agit de capteurs de niveau à point unique qui utilisent une source lumineuse et un détecteur pour surveiller le niveau d'un liquid. |
Il existe de nombreux termes techniques utilisés pour décrire ce type de technologie de détection de niveau, notamment prisme optique, électro-optique, optique à point unique et commutateur de niveau optique. Dans le cadre de cet article, nous utiliserons le terme de commutateur de niveau optique. Le fonctionnement du commutateur est très simple. Une LED et un phototransistor se trouvent dans le boîtier du capteur. Lorsque la pointe du capteur est dans l'air, la lumière infrarouge à l'intérieur de la pointe du capteur est réfléchie vers le détecteur. Lorsqu'elle est dans un liquide, le liquide infrarouge est réfracté hors de la pointe du capteur ce qui fait que moins d’énergie atteint le détecteur. Comme il s'agit d'un dispositif à semi-conducteurs, ces commutateurs compacts sont idéaux pour une vaste gamme d'applications de détection de niveau ponctuel, en particulier lorsque la fiabilité est essentielle. Les détecteurs optiques de niveau de liquide sont adaptés pour détecter des niveaux élevés, bas ou intermédiaires pour tous types de tailles de réservoirs. Ils conviennent également pour détecter les fuites et éviter les dommages coûteux. La lumière réfléchie, comme dans un petit réservoir réfléchissant, des réservoirs miroirs, des bulles, du lait ou des fluides de revêtement peuvent souvent causer des problèmes de retard de lecture.
En savoir plus sur les capteurs de niveau optiques et leur utilisation.
Capteurs de niveau à vibration (diapasons)Il s'agit de capteurs de contact qui utilisent un élément vibrant dont la fréquence varie en fonction du niveau du liquide. |
La technologie des capteurs vibrants est parfaite pour le contrôle du niveau des solides et des liquides, incluant des matériaux collants et la mousse, ainsi que les poudres et les solides à grain fin. Cependant, les types d'applications qui peuvent utiliser les diapasons sont limités aux applications de type "débordement" ou "fonctionnement à sec" et ils ne permettent pas de mesurer les processus en continu. Ils peuvent être utilisés en conjonction avec des systèmes de détection de niveau en continu, servant de points d'alarme pour les débordements et les fuites.
Capteurs de niveau ultrasoniquesIl s'agit de capteurs sans contact qui utilisent des ondes ultrasoniques pour mesurer la distance à la surface d'un liquide. |
Les capteurs à ultrasons fonctionnent en mesurant les niveaux calculent la durée et la force des ondes sonores à haute fréquence qui sont réfléchies par la surface du liquide et renvoyées au capteur - le temps pris est relatif à la distance entre le capteur et le liquide. Le temps nécessaire au capteur pour réagir est affecté par divers éléments de l'atmosphère au-dessus du média, tels que les turbulences, la mousse, la température, etc. C'est pourquoi la position de montage est critique dans ces appareils.
Commutateur à flotteurCes capteurs à contact mesurent le niveau d'un liquide à l'aide d'un flotteur qui monte et descend. |
Les commutateurs à flotteur de niveau de liquide sont l'une des technologies les plus rentables mais aussi les plus éprouvées pour la détection du niveau d'eau. Il comprend un aimant à l'intérieur d'un flotteur et un interrupteur à lames magnétiques contenus dans un boîtier sécurisé. Le flotteur se déplace avec la variation du liquide et provoque l'ouverture ou la fermeture de l'interrupteur à lames selon qu'il se trouve dans l'air ou dans le liquide. Il existe généralement plusieurs options de montage, les plus courantes étant le montage horizontal/latéral et le montage vertical, en fonction de la conception et de la construction du réservoir ou du conteneur.
Capteurs de niveau capacitifsCes capteurs utilisent la variation de la capacité entre deux électrodes pour mesurer le niveau d'un liquide. |
Les capteurs de niveau capacitifs fonctionnent avec une gamme de solides, de liquides et de matériaux mixtes. Ils sont également disponibles dans des configurations avec ou sans contact, ce qui signifie que certaines versions peuvent être fixées à l'extérieur du conteneur ou du réservoir. Lors du choix d'un appareil, il est important de savoir que tous les capteurs capacitifs ne fonctionnent pas avec tous les types de matériaux ou de réservoirs. En outre,le capteur doit être calibré au matériau spécifique pour justifier les constantes diélectriques variables et les différences dans la conception du réservoir. Comme ce type de technologie est basé sur le contact, la fiabilité de ces capteurs peut être fortement influencée par les fluides qui collent à la sonde.
Capteurs de niveau radarUn capteur de niveau radar est un type de capteur sans contact qui utilise la technologie radar pour mesurer le niveau d'un liquide dans un récipient ou une cuve. |
Il fonctionne en émettant un signal micro-ondes et en mesurant le temps que met le signal à être réfléchi vers le capteur. Le temps nécessaire au signal pour revenir est utilisé pour calculer la distance à la surface du liquide, qui est ensuite utilisée pour déterminer le niveau du liquide. En principe, le radar fonctionne de manière similaire aux ultrasons, la fiabilité et la répétabilité peuvent être affectées mais cette fois par la constante diélectrique du liquide. Toutefois, le radar peut fournir des informations très précises sur le niveau et compenser les structures fixes à l'intérieur du récipient. Ces capteurs font partie des technologies qui fonctionnent bien dans la mousse et les substances collantes.
Capteurs de niveau de conductivitéIl s'agit de capteurs à contact qui utilisent la conductivité électrique d'un liquide pour mesurer son niveau. |
Les capteurs conductifs sont utilisés pour la détection ponctuelle de liquides conducteurs tels que l'eau et les liquides hautement corrosifs. Une longue sonde transmet une faible tension, une seconde sonde plus courte est coupée de façon à ce que la pointe soit au point de commutation. Dans le liquide, le courant traverse les deux sondes pour activer le commutateur. L'un des avantages de ces dispositifs est qu'ils sont sûrs en raison de leurs faibles tensions et courants. Ils sont également faciles à utiliser et à installer, mais des contrôles de maintenance réguliers doivent être effectués pour s'assurer qu'il n'y a pas d'accumulation sur la sonde, sinon elle ne fonctionnera pas correctement.
La principale différence entre ces capteurs est la manière dont ils détectent le niveau d'un liquide. Certains capteurs, tels que les ultrasons et les radars, sont sans contact, ce qui signifie qu'ils n'ont aucun contact physique avec le liquide à mesurer. D'autres, comme les capteurs optiques, les interrupteurs de niveau à flotteur et les capteurs de niveau de conductivité, sont des capteurs de contact et ont un contact physique avec le liquide. Chaque méthode a ses propres avantages et inconvénients, et la méthode la plus appropriée dépendra de l'application spécifique et des caractéristiques du matériau à mesurer.
L'évolution de la technologie de détection de niveau signifie que les processus impliquant généralement des équipements coûteux peuvent désormais être réalisés à l'aide de technologies créatives, innovantes et intelligentes rentables, fiables, robustes, très précises et simples à installer. Les fluides qui ont toujours été extrêmement difficiles à détecter, tels que le savon contenant des bulles/mousse, le lait et les substances collantes comme la colle et l'encre, s'avèrent maintenant possibles et plus faciles à détecter grâce à la variété des technologies de détection de niveau disponibles.
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