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Étude de cas : Mesure du niveau par radar 80G dans un silo à grains (maïs et blé) Application : Stockage de céréales (maïs/blé) | Produit : Indicateur de niveau radar Silver Instruments SDRD87 80G | Portée : 18,2 m
Une installation de stockage de céréales devait mesurer le niveau de maïs et de blé dans un silo de 20,4 m de hauteur. Elle a opté pour les capteurs radar FMCW 80 GHz Silver Instruments SDRD87. Ces capteurs offrent une portée de mesure de 18,2 m et fonctionnent dans des conditions de température allant jusqu'à 40 °C avec une humidité relative de 70 %. Ils conviennent parfaitement aux matériaux granulaires de 500 à 3 000 µm avec une densité apparente de 720 kg/m³. La configuration retenue comprend une bride DN100 PN16 en inox 316L, une antenne en PTFE et une sortie 4-20 mA / HART 2 fils. Ces appareils sont certifiés ATEX Ex d ia T2~T6 Gb. La technologie de mesure sans contact supprime tout risque d'usure du capteur causée par l'abrasion des grains.
Un exploitant de silo à céréales nous a contactés pour mesurer le niveau dans son installation. Ce silo stocke alternativement du maïs et du blé. Sa hauteur totale K atteint 20,4 m. La rallonge du tuyau au-dessus du toit mesure 2,1 m (B). La distance de mesure réelle H, c'est-à-dire de la face de la bride jusqu'au fond du silo, est donc de 18,2 m.
Le client a spécifié un matériau granulaire dont la granulométrie se situe entre 500 et 3 000 µm, avec une masse volumique apparente de 720 kg/m³. La température dans la cuve atteint 40 °C. L'humidité relative à l'intérieur du silo s'élève à 70 %, ce qui exclut d'emblée le recours aux détecteurs de niveau à ultrasons. En effet, l'atténuation des ultrasons dans un air humide et poussiéreux est considérable. De plus, les appareils à ultrasons perdent fréquemment l'écho sur les surfaces de grains secs en raison de leur faible réflectivité acoustique.
L'alimentation est de 220 V CA. Le client a demandé un raccordement à bride (selon disponibilité) et aucun contrôleur RCU ni boîtier de commande séparé. Un seul instrument, un seul câble, directement relié à l'automate programmable.
Le radar de niveau SDRD87 80G a été retenu pour ce projet. Découvrez les raisons de ce choix et sa configuration.
Les silos à grains posent trois défis majeurs pour la mesure de niveau : la poussière générée lors du remplissage, une surface irrégulière et évolutive, ainsi qu'une constante diélectrique modérée (typiquement εr 2 à 4 pour les grains secs).
Les capteurs à ultrasons peinent à détecter la poussière et présentent une faible réflectivité acoustique avec les grains. Le radar à ondes guidées fonctionne bien, mais exige une sonde qui descend sur toute la hauteur du silo. Dans un silo de 18 mètres, cette longue sonde exposée risque d'être endommagée mécaniquement lors du chargement des grains.
Niveau radar 80G avec bride à cardan pour solides
Le radar 80G sans contact résout ces deux problèmes. Sa fréquence de 80 GHz produit un angle de faisceau de 4° , suffisamment étroit pour éviter les échos parasites provenant des parois des silos à 18 m de profondeur. Le signal FMCW traverse la poussière de grain sans atténuation. Enfin, sa précision de ±5 mm est largement suffisante pour la gestion des stocks dans un entrepôt céréalier.
En pratique, le capteur est fixé sur le toit du silo, orienté verticalement vers le bas, et ne touche jamais les grains. Il n'y a aucune usure mécanique ni de dérive d'étalonnage due à l'abrasion. La surface de l'antenne en PTFE est sans danger pour les grains et facile à nettoyer en cas d'accumulation de poussière.
L'antenne SDRD87 est fixée en haut du tube d'extension (B = 2,1 m). Elle se trouve ainsi à 2,1 m au-dessus du toit, ce qui facilite l'accès pour la maintenance et la protège efficacement de la condensation.
Le cardan (option antenne NW) permet un réglage précis de l'angle après installation. Dans un silo à grains où le point de remplissage peut être décentré, la possibilité d'incliner le faisceau de 5 à 10° vers la masse principale de grains contribue à stabiliser l'écho. Nos retours terrain le confirment : lors d'un remplissage central créant un tas conique, le cardan permet au technicien de viser la pente plutôt que le sommet, ce qui améliore nettement la fiabilité de la mesure.
Le raccord process consiste en une bride DN100 PN16 en acier inoxydable 316L. Cette bride s'adapte parfaitement à la tubulure de toiture déjà installée chez le client. Le joint FKM garantit une étanchéité optimale à la température de service de 40 °C. La sortie 4-20 mA / HART 2 fils est alimentée en boucle par une source 24 V CC issue du tableau électrique 220 V CA du site. L'entrée de câble M20x1,5 respecte les normes de raccordement industriel en vigueur sur la majorité des marchés.
Cet appareil est homologué Ex d ia T2~T6 Gb (sécurité intrinsèque et protection antidéflagrante). Les poussières de céréales présentent un risque d'inflammabilité. Si la certification ATEX/IECEx Zone 1 n'est pas systématiquement exigée pour les silos à grains, elle offre l'avantage d'utiliser un seul et même modèle d'instrument sur des installations standard comme sur des sites classés, sans aucune modification du produit.
| Paramètre | Valeur |
| Modèle | SDRD87-G-NW-A-FC-A-B-A-M-A |
| Principe de mesure | 80G FMCW (onde continue modulée en fréquence) |
| Angle de faisceau (3 dB) | 4° |
| Plage de mesure | 18,2 m (silo K = 20,4 m, tuyau d'extension B = 2,1 m) |
| Précision | ±5 mm |
| Température de fonctionnement | -40 à 130°C (antenne NO) |
| Pression de service | Pression normale (silo non pressurisé) |
| Connexion au processus | Bride DN100 PN16, acier inoxydable 316L |
| Matériau d'antenne | PTFE (-40 à 200 °C) |
| Scellage | FKM (-40 à 200 °C) |
| Signal de sortie | 4-20 mA / HART, 2 fils |
| Alimentation électrique | 24 V CC (alimentation par boucle) |
| Logement | Aluminium / IP67 |
| Entrée de câble | M20 x 1,5 |
| Afficher | Écran LCD intégré |
| Approbations | Ex d ia T2~T6 Gb (sécurité intrinsèque + antidéflagrant) |
| Moyen | Maïs / Blé (granulé, 500–3 000 μm, 720 kg/m³) |
| tension d'alimentation | 220 V CA (converti en 24 V CC au niveau du panneau) |
Pour une application sur silo à grains, aliments pour animaux ou produits solides en vrac, transmettez-nous ces paramètres et nous vous confirmerons le modèle adapté ainsi qu'un devis sous 24 heures :
Contactez Silver Automation Instruments : inquiry@silverinstruments.com | WhatsApp : +86-18936759191 | Fiche produit SDRD87
