Instruments de mesure de niveau
La détermination du niveau de matériaux placés dans différents types de conteneurs est réalisée à l'aide de dispositifs spéciaux appelés jauges de niveau.
La conception et le principe de fonctionnement de ces appareils sont très variés. Ils se distinguent par leur objectif, la précision des mesures, la sensibilité des capteurs, la fréquence des mesures, la possibilité de mesure et d’automatisation à distance, le coût de la mise en place du système de mesure, la méthode de mise en œuvre.
Actuellement, les systèmes suivants pour mesurer le niveau de matériaux liquides et en vrac sont largement utilisés:
- flotteur, guide d'onde, hydrostatique, capacitif (systèmes de contact);
- avec sondage, rayonnement ou rayonnement électromagnétique (systèmes sans contact).
Tous ces systèmes présentent à la fois des avantages et certains inconvénients.
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Le principe de fonctionnement des jauges de niveau magnétostrictives
Le phénomène de magnétostriction a été découvert par l'Anglais J.P. Joule au milieu du 19ème siècle. Le scientifique a remarqué que suite à une modification de l'aimantation des corps, ceux-ci étaient comprimés ou étirés, autrement dit, leur forme et leur taille changeaient.
Un peu plus tard, il a été découvert que le phénomène de magnétostriction est un processus réversible dont l’essence est qu’une modification de la taille des corps s’accompagne d’un changement de leurs caractéristiques magnétiques.
Les jauges de niveau magnétostrictives installées dans des réservoirs sont en général un guide d’ondes en métal spécial à haute perméabilité magnétique, installé verticalement. La partie supérieure du guide d'ondes est située à l'extérieur du réservoir et la partie inférieure à son fond. Un flotteur avec des aimants est attaché au guide d’ondes afin qu’il flotte à la surface du matériau dans le réservoir. Lors de l'application d'une impulsion ultrasonore à la partie supérieure du guide d'ondes, le flotteur dû au phénomène de magnétostriction commence à agir de manière mécanique sur le guide d'ondes. Dans ce cas, l'impulsion ultrasonore réfléchie par cet effet est dirigée vers la partie supérieure du guide d'ondes, où la mesure de son temps de retour est effectuée. Le niveau de matière placé dans le réservoir est directement proportionnel à cette période. Grâce à l’utilisation de flotteurs spéciaux, ils mesurent non seulement le niveau de matériau mais aussi le niveau de séparation des matériaux de différentes densités, par exemple: pétrole - eau commerciale.
Avantages et portée
Les jauges de niveau à magnétostriction présentent les avantages suivants:
- la sensibilité la plus élevée, qui dépasse souvent la sensibilité de la plupart des autres dispositifs et capteurs sans contact;
- grande précision de mesure;
- entretien facile;
- dispositif de construction fiable, durable et résistant à l'usure.
Ils sont largement utilisés pour équiper les réservoirs, les réservoirs et les parcs de réservoirs de systèmes automatiques permettant de contrôler le niveau de matières liquides et en vrac, y compris les hydrocarbures, les matières inflammables et combustibles, les liquides ayant des propriétés caustiques, corrosives et toxiques, les matières sèches naturelles et artificielles en vrac.
