Capteurs de Niveau
Les capteurs de niveau sont conçus pour surveiller les liquides et les poudres. Ces appareils disposent d’une technologie radar qui peuvent être utilisés comme une simple jauge de niveau ou pour une mesure précise du niveau en temps réel. La détection sans contact assure une meilleure longévité que des modèles à contact.
Produits
La Série FR utilise la technologie radar pour détecter et surveiller avec précision le niveau des réservoirs de liquides et de poudres. Cette Série peut détecter jusqu’à 20 m avec des options standard, chimiques et sanitaires disponibles. La Série FR n’est pas non plus affectée par les facteurs environnementaux tels que les turbulences, la vapeur et la poussière.
Les capteurs de niveau sont des instruments utilisés pour détecter ou mesurer le niveau de liquide ou de poudre dans des réservoirs ou des cuves. Ils se répartissent globalement en deux catégories : les détecteurs de niveau et les jauges de niveau.
Les détecteurs de niveau sont des capteurs qui détectent la quantité de matière présente dans un réservoir à un point précis. Un premier type de détecteur de niveau détecte le niveau à partir de capteurs à contact installés aux limites supérieure et inférieure du niveau. Un autre type détecte précisément la distance entre la tête du capteur et le contenu du réservoir. Ce type utilise généralement des ondes ultrasonores depuis l’intérieur, près du sommet du réservoir.
Les jauges de niveau sont des instruments qui détectent ou mesurent en continu le niveau depuis l’intérieur, près du sommet des réservoirs. Elles permettent de gérer la quantité restante avec une plus grande précision que les détecteurs de niveau. Elles sont également appelées jauges de niveau continues, indicateurs de niveau ou jauges de niveau de liquide.
A : Jauge de niveau (jauge de niveau en continu), B : Contacteur de niveau (pour la détection de la limite supérieure), C : Contacteur de niveau (pour la détection de la limite inférieure)
Avantages des capteurs de niveau
Même lorsque la quantité restante dans un réservoir ne peut pas être vérifiée visuellement, les capteurs de niveau permettent de mesurer en continu le niveau restant. Cela permet de prévenir des problèmes tels que la rupture d’approvisionnement en matière ou l’assèchement d’une cuve de chauffage.
L’utilisation d’un capteur de niveau permet d’éviter les problèmes liés, par exemple, à des réservoirs de matière vides. Lorsqu’un détecteur de niveau est installé et que la valeur de seuil bas est réglée, la matière peut être réapprovisionnée dans un délai approprié. L’utilisation d’une jauge de niveau permet un contrôle continu du niveau restant. Des sorties ou des alarmes peuvent être configurées sur toute la plage de niveau pour garantir un réapprovisionnement approprié. De plus, certains problèmes peuvent être identifiés en amont, évitant ainsi des difficultés plus importantes. Par exemple, si le niveau restant ne varie pas alors que l’installation fonctionne, cela peut indiquer la présence d’un colmatage.
Choisir des capteurs de niveau sans pièces mobiles réduit le risque de dysfonctionnement. Par exemple, un fonctionnement stable peut être obtenu en sélectionnant des détecteurs de niveau à ultrasons capables de détecter et de mesurer les cibles sans contact. Certains capteurs de niveau « à sonde » peuvent être affectés par une eau trouble, des liquides visqueux ou des salissures.
Les capteurs de niveau de liquide utilisant des pièces mobiles, tels que les modèles classiques à flotteur ou à déplaceur, présentent un risque élevé de dommage ou de dysfonctionnement et nécessitent une maintenance fréquente. De par leur conception, ils ne conviennent pas aux fluides visqueux. Les détecteurs de niveau à ultrasons peuvent détecter le niveau de liquide sans contact, et les jauges de niveau à impulsions guidées offrent d’excellentes performances de détection tout en étant moins sensibles aux fluides visqueux et à l’encrassement. Ces instruments, dépourvus de pièces mobiles, réduisent le risque de dysfonctionnement, offrent une plus grande stabilité et nécessitent moins de maintenance.
Il est impossible de surveiller en permanence l’affichage des capteurs de niveau au niveau du réservoir. Outre le niveau, d’autres paramètres sont souvent également gérés, tels que la pression, la température et le débit. Les capteurs de niveau compatibles IO-Link permettent une exploitation intelligente grâce à une connexion réseau simple et un câblage simplifié.
L’utilisation de maîtres IO-Link se développe car ils permettent de connecter plusieurs capteurs IO-Link différents en point à point avec un simple connecteur M12. Cela élimine le câblage fastidieux classique, réduit considérablement le nombre de câbles et limite les sources de problèmes. Par exemple, les Séries FR et FL de KEYENCE peuvent être connectées à un maître IO-Link avec un seul câble. Comme plusieurs types de capteurs peuvent être connectés simultanément, il devient facile de gérer non seulement le niveau du réservoir, mais aussi la pression et la température à l’intérieur du réservoir ainsi que le débit dans la tuyauterie.
Il existe divers types de capteurs de niveau conçus pour différentes applications et caractéristiques. Cette section présente les types de capteurs de niveau les plus courants, adaptés à chaque application. Les points importants à prendre en compte lors de la sélection d’un capteur de niveau, tels que le contact avec la cible et l’utilisation de pièces mobiles, sont également décrits.
Applications principales et capteurs de niveau adaptés
Détection du niveau de liquide pour l’eau, l’huile et les produits chimiques
Type à flotteur (à contact, avec pièces mobiles) :
Ce type de capteur, économique, peut être utilisé pour différents types de liquides. Il peut toutefois ne pas convenir à certains liquides très visqueux, aux liquides de faible densité, ou dans des lieux à haute température ou haute pression.
Type à impulsions guidées (à contact, sans pièce mobile) :
Performance élevée et maintenance réduite. La détection étant basée sur un phénomène de réflexion, elle n’est pas affectée par le type ou l’état des liquides. Il s’agit d’un type à contact, une attention particulière est donc nécessaire dans les lieux exigeant un haut niveau de propreté.
Détection du niveau de liquide pour l’eau, l’huile et les produits chimiques ; contrôle de niveau en plusieurs points
Type à déplaceur (à contact, avec pièces mobiles) :
Économique et très résistant à l’environnement. La longueur du capteur peut être modifiée à l’aide d’un câble et la position du flotteur réglée selon les besoins. Le fonctionnement peut être affecté par un dépôt ou par la position du flotteur. Un réajustement est nécessaire en cas de changement de densité du liquide.
Liquide, boue, poudre et autres cibles sous toutes leurs formes
Type ultrasonique (sans contact, sans pièce mobile) :
La détection sans contact est moins affectée par les dépôts et la manipulation est aisée. Ces capteurs ne peuvent toutefois pas être utilisés sous vide. La détection peut être impossible dans des environnements à haute température, à haute pression, ou en présence de poussière ou d’obstacles.
Type capacitif (à contact, sans pièce mobile) :
Ces capteurs, très performants, peuvent détecter et mesurer même dans des environnements difficiles tels que des températures ou pressions élevées. La mesure est impossible en cas de changement de la permittivité du liquide. Un réglage à l’aide d’un réservoir vide est nécessaire.
Niveau de boue
Type à pression (à contact, sans pièce mobile) :
Ces capteurs, économiques, peuvent être utilisés pour différents liquides. La structure et l’installation sont simples et la précision est élevée. En cas de haute température ou haute pression, les erreurs peuvent s’accentuer et la mesure peut parfois devenir impossible. Le type à lecture continue ne peut être fixé qu’au fond du réservoir.
Détection du niveau de liquides conducteurs
Type à électrode (à contact, sans pièce mobile) :
Économique. Une électrode de la longueur nécessaire peut être raccordée. Ces capteurs peuvent être utilisés à l’extérieur. Les isolants ne peuvent pas être détectés. La détection est facilement affectée par les dépôts. Le réglage en plusieurs points est difficile et la mesure continue impossible.
Points clés pour sélectionner un capteur de niveau
Pour les modèles en contact avec la cible, il est nécessaire de choisir un modèle résistant aux fausses détections dues aux salissures. Dans de nombreux cas, les modèles utilisant des pièces mobiles nécessitent une maintenance plus fréquente et présentent des risques de dysfonctionnement plus élevés en cours d’exploitation. Cette section présente un modèle à contact et un modèle sans contact de capteurs de niveau utilisables pour diverses cibles et conditions d’installation.
Type à contact, sans pièce mobile
L’inconvénient classique de cette méthode était la fausse détection due aux salissures sur la sonde (la partie en contact avec le liquide). Ce problème a été résolu grâce à une technologie de détection et des algorithmes offrant une installation flexible, une grande stabilité et une maintenance réduite. Le capteur prend également en charge l’IO-Link, ce qui le rend adapté aux environnements d’automatisation industrielle les plus récents.
Type sans contact, sans pièce mobile
Ce dispositif utilise un radar à ondes millimétriques hautement linéaire et offre une excellente résistance à l’environnement. Des algorithmes d’analyse exclusifs ne capturent que la cible à mesurer, même en cas de réception d’ondes complexes. Une détection stable est possible pour toutes les cibles et tous les environnements.
Foire aux questions concernant les capteurs de niveau
Certains types de capteurs de niveau de liquide peuvent être affectés par la forme ou les obstacles présents. Les Séries FR et FL de KEYENCE ne sont pas affectées par les obstacles environnants. Grâce à l’algorithme de mise à jour automatique de l’environnement, le capteur peut détecter les ondes réfléchies, reconnaître les obstacles et tenir compte des formes internes propres au réservoir. Cela élimine les fausses détections dues à l’environnement d’installation. Les données des ondes réfléchies par l’environnement sont mises à jour en temps réel, garantissant la détection de la seule surface du liquide. Le capteur peut donc être installé sans se soucier de la forme interne du réservoir ni des pales de mélange.
La Série FR de KEYENCE, capteur de niveau radar, est sans contact et peut donc gérer l’eau, les produits chimiques liquides, les huiles et même les poudres, éliminant les préoccupations liées au scénario d’utilisation. La Série FL de KEYENCE, jauge de niveau à impulsions guidées, peut détecter tout type de liquide, il n’est donc pas nécessaire de modifier les réglages lorsque le liquide change. Le capteur est équipé d’un algorithme de réglage automatique de la permittivité qui détermine automatiquement le type de liquide mesuré. Il ajuste automatiquement la sensibilité de détection en fonction du liquide. Cela permet au capteur de détecter différents liquides, dont l’eau, les huiles et les produits chimiques, avec une seule sonde et sans aucun réglage.
Avec un capteur de niveau capacitif, un fluide très visqueux tel que du blanc d’œuf, de la mayonnaise ou de la gélatine, adhérant à la sonde, peut affecter la valeur mesurée. Nettoyer ces liquides visqueux du capteur demande du temps et des efforts. La Série FR de KEYENCE, capteur de niveau radar, n’est pas affectée par l’adhérence de substances à la surface de la lentille, éliminant le besoin de maintenance après installation, ce qui augmente donc la productivité. La Série FL de KEYENCE, jauge de niveau à impulsions guidées, peut poursuivre une détection stable même après encrassement de la sonde, grâce à l’algorithme de détection de sonde qui optimise automatiquement la détection du niveau de liquide. En résumé, la FL peut différencier le niveau de liquide du dépôt sur la sonde. Si l’accumulation ou les changements environnementaux sont trop importants pour permettre une détection stable, un signal d’avertissement peut être émis avant que des problèmes ne surviennent, ce qui permet de réduire la fréquence de nettoyage du capteur.
