Qu’est-ce qu’un capteur de niveau à ultrasons ?
Un capteur de niveau à ultrasons est un appareil qui mesure le niveau d’un liquide ou d’un solide par la réflexion d’ondes ultrasoniques.
Un générateur d’ultrasons émet des impulsions ultrasoniques à partir de l’émetteur et mesure le temps nécessaire à la réflexion de celles-ci vers le récepteur. Comme ces capteurs peuvent mesurer les niveaux de liquide sans contact, ils sont applicables à la mesure de ceux-ci dans une large gamme de matériaux. Ils sont particulièrement utilisés lorsque le contact humain direct est difficile, par exemple avec des substances dangereuses ou des liquides chauds.
Il se caractérise par une très grande précision de mesure, car il n’est pas affecté par la densité ou la conductivité. De plus, la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques est rapide et les résultats des mesures sont très précis. Certains de ces capteurs ont également la capacité de compenser les erreurs de mesure à l’aide de la technologie de traitement des signaux.
Les capteurs de niveau à ultrasons sont de construction robuste et peuvent être utilisés de manière fiable sur une longue période. De plus, comme il s’agit de mesures sans contact, les pièces du capteur sont moins sujettes à l’usure et à la contamination. La maintenance est donc relativement facile.
Utilisations des capteurs de niveau à ultrasons
Les capteurs de niveau à ultrasons sont utilisés dans divers domaines et utilisations. En particulier, ils servent souvent à mesurer les niveaux de liquide dans les cuves et les réservoirs.
Dans l’industrie de l’énergie, ils servent à contrôler les niveaux dans les réservoirs de stockage de pétrole et de gaz. Le contrôle des stocks et la planification du réapprovisionnement peuvent ainsi être optimisés. Dans les usines chimiques, ils sont utilisés pour mesurer le niveau des réservoirs de produits chimiques, tels que l’acide sulfurique. Ainsi, ils permettent d’aider à contrôler et à garantir la sécurité des processus de production.
Ils sont parfois utilisés comme capteurs dans les débitmètres à toux pour mesurer les débits. Un débitmètre à toux est un dispositif qui comporte un déversoir dans le conducteur de fluide. Il mesure le niveau de liquide en amont pour déterminer le débit. En raison de sa simplicité, ce débitmètre est largement utilisé dans les voies d’écoulement ouvertes.
Il peut également servir à mesurer le niveau de poudres et de liquides. Dans l’industrie minière, le stockage est souvent contrôlé en mesurant le niveau des réservoirs de minerai et des conteneurs de résidus.
Principe des compteurs de niveau à ultrasons
Les capteurs de niveau à ultrasons sont des appareils qui utilisent le principe des ondes ultrasoniques pour mesurer le niveau des liquides et des solides. L’appareil est équipé d’un générateur qui génère des ondes ultrasoniques. On peut trouver des dispositifs tels que des transducteurs et des éléments piézoélectriques dans le générateur, qui permettent de générer des impulsions ultrasoniques.
Les impulsions ultrasoniques émises se propagent dans un milieu tel que l’air ou le liquide. Les ondes sonores sont d’une fréquence élevée qui dépasse la plage d’audition humaine (20 Hz à 20 kHz). Lorsque les ondes ultrasoniques atteignent la surface de l’objet, certaines d’entre elles sont réfléchies, puis introduites dans le récepteur ultrasonique du sonomètre.
Le récepteur mesure le temps d’arrivée des ondes réfléchies. Le temps mesuré équivaut au temps nécessaire aux ondes ultrasoniques pour aller de l’émetteur à l’objet et revenir. Cela permet d’estimer la distance par rapport à l’objet.
Types de niveau à ultrasons
Il existe deux types de niveaux à ultrasons : les niveaux séparés et les niveaux intégrés.
1. Type séparé
Le type séparé est un niveau à ultrasons dans lequel le contrôleur et le capteur sont conçus comme des unités séparées. Les unités sont reliées entre elles par des câbles et les signaux des composants du capteur sont transmis à l’unité de calcul ainsi que de traitement.
Le type séparé se caractérise par le fait que les composants de calcul et de traitement peuvent être éloignés du réservoir, ce qui réduit les restrictions quant à l’emplacement des capteurs. Il convient lorsque la partie commande appropriée est située dans un endroit éloigné. Celle du capteur est également moins affectée par les liquides et les solides. Ainsi, elle peut être utilisée dans des environnements chauds ou corrosifs.
Pour les réservoirs d’une longueur totale élevée, la partie contrôleur est souvent installée en bas. Il est ainsi possible de vérifier l’affichage du niveau de liquide sur la partie contrôleur sans avoir à monter dans le réservoir.
2. Type intégré
Le type intégré est un capteur de niveau à ultrasons dans lequel les parties capteur et commande sont intégrées. Ces dernières sont compactes et faciles à installer. Ils sont généralement montés directement sur des réservoirs de liquides ou de solides, où la mesure et le contrôle sont effectués dans le même appareil.
La partie intégrée du capteur et de la commande se caractérise par un câblage et des connexions moins compliqués. De plus, le capteur et la partie commande sont reliés, ce qui facilite la communication et les réglages, ainsi que l’utilisation.