Vous êtes-vous déjà demandé comment les jauges de niveau de liquide assurent le bon fonctionnement des industries ? Cet article examine les principes de fonctionnement de diverses jauges de niveau de liquide courantes, depuis les jauges magnétiques à flip plate jusqu'aux capteurs à ultrasons. En comprenant ces dispositifs, vous apprendrez comment ils mesurent et contrôlent les niveaux de liquide avec précision, garantissant ainsi la sécurité et l'efficacité dans des applications telles que le traitement chimique et le traitement de l'eau. Plongez dans l'exploration des mécanismes fascinants de ces instruments essentiels et de leurs applications dans le monde réel.
Également connu sous le nom de jauge de niveau à flotteur magnétique ou de jauge de niveau à colonne de basculement magnétique.
Cette jauge fonctionne sur le principe du vase communicant, développé à partir des principes de flottabilité et de couplage magnétique.
Lorsque le niveau de liquide dans le récipient mesuré monte ou descend, l'aimant permanent en acier à l'intérieur du flotteur se transmet au panneau indicateur à colonne de basculement magnétique par couplage magnétique, provoquant une rotation de 180° de la colonne de basculement rouge et blanche.
Lorsque le niveau de liquide augmente, la colonne passe du blanc au rouge, et lorsque le niveau de liquide diminue, elle passe du rouge au blanc. L'intersection du rouge et du blanc sur le panneau indique la hauteur réelle du niveau de liquide dans le conteneur, ce qui permet d'afficher le niveau de liquide.
La jauge de niveau à flotteur fonctionne principalement sur la base de la flottabilité et des principes des champs magnétiques statiques.
La position du flotteur contenant un aimant (ci-après dénommé le flotteur) dans le milieu à mesurer est influencée par la flottabilité : les variations du niveau du liquide entraînent des modifications de la position du flotteur magnétique.
L'aimant à l'intérieur du flotteur interagit avec un capteur (interrupteur magnétique à lames), ce qui fait varier le nombre de composants (tels que les résistances fixes) connectés dans le circuit, modifiant ainsi les quantités électriques dans le système de circuit d'instrumentation.
Essentiellement, les changements de position du flotteur magnétique déclenchent des variations de quantités électriques. L'état du niveau de liquide dans le conteneur est reflété par la détection de ces variations de quantités électriques.
La jauge de niveau à ruban est conçue et fabriquée selon le principe de l'équilibre mécanique.
Lorsque le niveau du liquide varie, l'équilibre mécanique d'origine est perturbé par la flottabilité du flotteur, qui atteint un nouvel équilibre grâce au mouvement du ruban d'acier.
Le dispositif de détection du niveau de liquide (flotteur), en fonction de l'état du niveau de liquide, déclenche le déplacement du ruban d'acier. Ce déplacement entraîne la rotation du arbre de transmission par le mouvement du ruban d'acier, qui agit à son tour sur le compteur pour afficher le niveau de liquide.
Le mesureur de niveau radar est un instrument de mesure basé sur le principe du temps de vol. Les ondes radar se déplacent à la vitesse de la lumière et leur temps de parcours peut être converti en un signal de niveau par des composants électroniques.
La sonde émet des impulsions à haute fréquence qui se propagent le long d'un câble.
Lorsque ces impulsions rencontrent la surface du matériau, elles sont réfléchies et reçues par le récepteur de l'instrument, qui convertit alors le signal de distance en un signal de niveau.
Pendant le fonctionnement du capteur de la jauge de niveau magnétostrictive, le circuit à l'intérieur du capteur induit un courant d'impulsion sur le fil du guide d'ondes.
Ce courant, en se propageant le long du fil, génère un champ magnétique pulsé autour de lui.
La sonde du capteur de la jauge de niveau est équipée d'un flotteur qui monte et descend en fonction des variations du niveau de liquide le long de la sonde. À l'intérieur du flotteur se trouve un ensemble d'anneaux magnétiques permanents.
Lorsque le champ magnétique du courant d'impulsion rencontre le champ magnétique des anneaux magnétiques du flotteur, le champ magnétique autour du flotteur se modifie, provoquant une impulsion d'onde de torsion à la position du flotteur sur le fil du guide d'ondes constitué d'un matériau magnétostrictif.
Cette impulsion est retransmise le long du fil du guide d'ondes à une vitesse fixe et détectée par le mécanisme de détection. En mesurant la différence de temps entre le courant d'impulsion et l'onde de torsion, il est possible de déterminer avec précision l'emplacement du flotteur, et donc la position du niveau de liquide.
Le mesureur de niveau d'admittance par radiofréquence se compose d'un capteur et d'un instrument de contrôle.
Le capteur, qui peut être de type tige, coaxial ou câble-sonde, est installé au sommet du bac. La carte à impulsions du capteur convertit les variations de niveau en signaux d'impulsions envoyés à l'instrument de contrôle.
L'instrument de contrôle, après traitement informatique, convertit ces signaux en unités d'ingénierie affichées, réalisant ainsi une mesure continue du niveau.
Le principe de fonctionnement du contrôleur de niveau à lames vibrantes implique une paire de cristaux piézoélectriques montés sur la base des lames vibrantes, ce qui fait vibrer les lames vibrantes à une certaine fréquence de résonance.
Lorsque le diapason entre en contact avec le milieu mesuré, sa fréquence et son amplitude changent.
Ces modifications sont détectées et traitées par un circuit intelligent qui les convertit en un signal de commutation.
La jauge de niveau à plaque de verre est un dispositif qui établit une connexion avec le récipient par l'intermédiaire d'une bride, ce qui permet la lecture immédiate de la hauteur du niveau de liquide à l'intérieur du récipient à travers la plaque de verre.
La jauge de niveau à pression utilise le principe de la mesure de la pression statique.
Lorsque le transmetteur de niveau est immergé dans une profondeur spécifique du liquide inspecté, le capteur est confronté à la pression exercée par le fluide. Cette pression est ensuite introduite dans la chambre à pression positive du capteur par l'intermédiaire d'un guide de gaz en acier inoxydable.
Simultanément, la pression atmosphérique Po au-dessus de la surface du fluide est reliée à la chambre de dépression du capteur pour compenser la Po à l'arrière du capteur. Cela permet au capteur de mesurer la pression comme : ρ.g.H. En mesurant la pression P, la profondeur du fluide peut être déterminée.
La jauge de niveau de liquide capacitive mesure la hauteur des surfaces liquides en détectant les changements de capacité. Elle comprend une tige métallique insérée dans un récipient rempli de liquide, la tige fonctionnant comme un pôle du condensateur et la paroi du récipient comme l'autre.
Le diélectrique entre les deux pôles est constitué du liquide et du gaz qui se trouve au-dessus. Étant donné les constantes diélectriques différentes ε1 pour le liquide et ε2 pour le gaz au-dessus (où ε1 > ε2), la constante diélectrique globale - et donc la capacité - augmente à mesure que le niveau du liquide s'élève.
Inversement, lorsque le niveau du liquide baisse, la constante diélectrique et la capacité diminuent.
Ainsi, la jauge de niveau de liquide capacitive peut mesurer la hauteur des niveaux de liquide en observant les changements de capacité entre ses deux pôles.
L'indicateur de niveau à flotteur électrique intelligent est un instrument de mesure du niveau de liquide conçu sur la base du principe d'Archimède et du principe de couplage magnétique.
L'instrument peut être utilisé pour mesurer les niveaux de liquide, les niveaux d'interface et les densités tout en étant responsable de l'émission de signaux d'alarme de limite supérieure et inférieure.
Il est conçu et fabriqué selon le principe de l'équilibre mécanique. Lorsque le niveau du liquide change, l'équilibre mécanique d'origine est perturbé par la flottabilité agissant sur le flotteur, ce qui permet d'obtenir un nouvel équilibre grâce au mouvement du ruban d'acier (corde).
Le dispositif de détection du niveau de liquide (flotteur) déplace le ruban d'acier (câble) en fonction de l'état du niveau de liquide, et le système de transmission par déplacement entraîne l'indicateur sur site par le biais du mouvement du ruban d'acier (câble), ce qui permet d'afficher l'état du niveau de liquide sur le dispositif d'affichage.
Le flotteur est immergé dans le fluide à l'intérieur de la chambre du flotteur, rigidement reliée au système de tube de torsion. La force subie par le système de tube de torsion est la valeur nette du poids du flotteur moins la flottabilité qu'il reçoit. Sous l'effet de cette force combinée, le tube de torsion tourne dans une certaine mesure.
Les variations de la position, de la densité ou du niveau du liquide dans la chambre du flotteur entraînent des modifications de la flottabilité du flotteur immergé, ce qui modifie l'angle de rotation du tube de torsion.
Cette variation est transmise au capteur rigidement connecté au tube de torsion, provoquant une variation de la tension de sortie, qui est ensuite amplifiée par des composants électroniques et convertie en une sortie de courant de 4 à 20 mA.
Le transmetteur de niveau à flotteur utilise un microcontrôleur et des circuits électroniques associés pour mesurer les variables du processus, fournir une sortie de courant, piloter des écrans LCD et fournir des capacités de communication HART.
La jauge de niveau à contact électrique est conçue sur la base de la résistivité différente de l'eau et de la vapeur.
L'impédance entre l'électrode et le corps du tube de mesure est plus faible dans l'eau et plus élevée dans la vapeur.
Lorsque le niveau de l'eau varie, le nombre d'électrodes dans l'eau varie, ce qui entraîne une modification de la valeur de la résistance.
Cette information est transmise à l'instrument secondaire, ce qui permet d'activer des fonctions telles que l'affichage du niveau d'eau, les alarmes et les verrouillages de protection.
La jauge de niveau de liquide électronique magnétique bicolore est fabriquée en utilisant de l'acier inoxydable de haute qualité et des composants électroniques importés.
La section d'affichage utilise des diodes électroluminescentes bicolores à haute luminosité pour former un écran d'affichage en forme de colonne.
Grâce aux changements de couleur rouge et verte de la colonne lumineuse LED, il est possible de déclencher des alarmes de limite supérieure et inférieure et de contrôler les niveaux de liquide.
La jauge de niveau externe est un instrument qui utilise les principes de la télémétrie sonar et de la technologie de l'"analyse des micro-vibrations" pour mesurer le niveau de liquide à l'extérieur du récipient.
Deux capteurs à ultrasons compacts de la jauge de niveau externe sont installés, l'un au fond du réservoir et l'autre sur la paroi latérale pour la compensation des variations de densité.
Le signal du capteur externe de la jauge de niveau est transformé par un microprocesseur et transmis à un écran local ou à un système de contrôle de l'utilisateur, ce qui permet de calculer la hauteur et le volume du liquide à l'intérieur du réservoir.
Le transmetteur de niveau hydrostatique, qui renferme un noyau rempli d'huile de silicone diffuse dans un boîtier en acier inoxydable, est doté d'un capuchon de protection à l'avant pour protéger le diaphragme du capteur, tout en assurant un contact harmonieux entre le fluide et le diaphragme.
Le câblage étanche est scellé au boîtier extérieur, et un tube de ventilation à l'intérieur du câble maintient une connexion avec l'environnement extérieur, le tout dans une structure interne conçue pour lutter contre la condensation.
La jauge de niveau/position de liquide à ultrasons comprend un capteur à ultrasons complet et un circuit de commande.
Les ondes ultrasoniques émises par le capteur sont réfléchies par la surface du liquide et le temps de retour de ces ondes est mesuré et utilisé pour les calculs.
L'influence de la température sur le processus de transmission des ondes ultrasonores est prise en compte par un capteur de température, qui est ensuite converti en distance entre la surface du liquide et le capteur d'ultrasons.
Ces informations sont affichées sur un écran LCD et émettent un signal analogique 4mA-20mADC, permettant la lecture à distance de l'instrument sur site.
Un transmetteur de niveau de liquide à pression différentielle fonctionne en mesurant la différence de pression entre deux points, puis en convertissant ces données en un signal électrique qui est relayé aux composants électriques de la salle de contrôle.
Ce type de jauge est principalement utilisé pour mesurer les niveaux de liquide dans les réservoirs sous pression scellés. L'ampleur de la pression différentielle correspond à la hauteur du niveau de liquide.
Le niveau est déterminé en mesurant la pression différentielle entre les phases gazeuse et liquide à l'aide d'un manomètre différentiel.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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