Mesure de niveau à l'aide de la technique radar

La mesure de niveau est un élément essentiel du contrôle de la qualité et des processus dans de nombreuses industries. Il existe différentes techniques de mesure de niveau utilisées dans le monde et la mesure de niveau à l'aide de la technologie radar en fait partie. Cet article a discuté plus en détail de cette technique.

Qu'est-ce que la mesure de niveau à l'aide de la technique de mesure de niveau radar?

La prémisse de travail de base de tout instrument radar consiste à transmettre un rayonnement électromagnétique (en GHz) de haute fréquence, puis à synchroniser le temps de transit vers et depuis la surface. Dans le cas de la mesure de niveau, la technologie des émetteurs de niveau radar est utilisée pour déterminer la planéité de la surface.
Les appareils de mesure de niveau utilisant la technique radar sont similaires en principe aux émetteurs de niveau à ultrasons qui utilisent des ondes sonores. Mais, la jauge de niveau radar a un avantage sur les homologues à ultrasons. Étant donné que les ondes sonores sont de l'énergie mécanique utilisant des molécules atmosphériques pour transmettre, même le moindre changement chimique dans l'atmosphère environnante fait varier la vitesse de transmission. Un exemple classique est la façon dont les vapeurs modifient la vitesse du son et entraînent des lectures erronées.

Types d'instruments de niveau radar

Il existe deux types d'instruments de mesure de niveau radar énumérés ci-dessous.

a) Transmetteur de niveau radar sans contact

Dans ce type d'instrument, le signal électromagnétique est émis par une antenne dans l'air. Il atteint la surface du liquide et est ensuite réfléchi vers l'instrument, qui le lit ensuite.
Un problème avec ce type de mesure de niveau radar est que la sortie de l'antenne est assez faible, généralement d'environ 1 mW. Et après avoir été transmis dans l'air, ce signal s'affaiblit davantage. De plus, la force du signal réfléchi dépend de la constante diélectrique du fluide. Dans certains cas, comme les fluides hydrocarbonés (constantes diélectriques très faibles), le signal reçu en retour par l'émetteur peut être aussi faible que 1% en intensité du signal d'origine. Le signal radar peut être dissipé davantage si le fluide est turbulent ou contient de la mousse.

b) Émetteur de niveau radar de type à ondes guidées

L'instrument de niveau radar de type à ondes guidées fonctionne sur la technologie du «réflectomètre à domaine temporel (TDR)». Il utilise une sonde pour transmettre les impulsions électromagnétiques à la surface du liquide. La constante diélectrique du liquide doit être supérieure à celle de l'air ambiant pour que le signal soit réfléchi par l'émetteur.
Le temps de transit est ensuite mesuré électroniquement à l'aide d'un circuit de chronométrage précis et rapide et le niveau de liquide est calculé à partir de cela. Dans l'instrument de niveau de type guidé, le temps de transit reste le même pour les fluides avec différentes constantes diélectriques. Ce qui change, c'est la force du signal reçu en retour et en combinant les deux données, le niveau du liquide est déterminé. Ainsi, par exemple, le temps de transit pour un liquide avec un hydrocarbure qui a une constante diélectrique de 2-3 sera le même que celui de l'eau avec une constante diélectrique de 80; seul le signal reçu sera plus faible.
Un autre aspect est que la puissance de sortie de la sonde radar n'est que de 10% de celle du type sans contact. En effet, la sonde physique garantit que le signal atteint la surface du liquide ht et est réfléchi avec des pertes minimales. Cela permet au dispositif de type à ondes guidées de mesurer les niveaux de liquides avec des constantes diélectriques aussi basses que 1,7. En fait, les changements de la constante diélectrique ont un impact négligeable sur les performances du dispositif.
Et enfin, cet appareil ne nécessite aucun étalonnage car la vitesse de la lumière reste constante. Il ne nécessite qu'une configuration de champ qui est effectuée en entrant des données spécifiques pour l'application de niveau particulier pour laquelle il est utilisé. Cela vous permet de configurer un certain nombre d'appareils sur une courte période en utilisant les caractéristiques des cuves de traitement individuelles. Les appareils fonctionnent sur une source d'alimentation 24 Vdc.

Avantages et inconvénients

Les avantages sont les suivants:
Les émetteurs de niveau radar n'ont aucun contact physique requis, la précision est élevée. Convient aux réservoirs en plastique
Quelques inconvénients sont:
Plus coûteux par rapport aux autres techniques. Impossible de mesurer les niveaux entre deux interfaces.