I. Principe de fonctionnement

• Formule de base : Hauteur de niveau H=2v×t​, où v est la vitesse de propagation des micro-ondes dans la sonde et t est le temps d'aller-retour du signal.
• Focalisation du signal : La sonde confine l’énergie micro-ondes à un espace limité, évitant ainsi le problème de divergence des signaux radar sans contact se propageant dans l’air, ce qui permet d’obtenir des signaux réfléchis plus forts et plus stables.

II. Composants principaux

1. Unité électronique : assure la génération, la transmission, la réception et le traitement des signaux micro-ondes. Elle intègre un microprocesseur pour le calcul et la sortie des données (par exemple, signaux 4-20 mA, HART, RS485).
2. Sonde (guide d'ondes) : Le « canal de transmission » des signaux micro-ondes, dont les types courants comprennent :
   • Sondes à tige rigide : Adaptées aux liquides à faible viscosité et aux conditions non turbulentes, elles offrent une forte résistance aux vibrations.
   • Sondes à câble en acier : Idéales pour les réservoirs profonds, les milieux à haute viscosité ou ceux contenant des matières en suspension, offrant une grande flexibilité.
   • Sondes coaxiales : les signaux circulent entre des conducteurs internes et externes, adaptés aux milieux à faible constante diélectrique (par exemple, huiles légères, gaz liquéfiés) avec une capacité anti-interférences améliorée.
3. Bride de montage/interface : Fixe l'instrument sur le dessus du réservoir, avec des matériaux sélectionnés en fonction de leur corrosivité moyenne (par exemple, acier inoxydable 316L, Hastelloy).

III. Caractéristiques clés

1. Forte capacité anti-interférences dans des conditions complexes

• Les signaux micro-ondes se propagent le long de la sonde, minimisant ainsi l'impact des facteurs environnementaux tels que la vapeur, la poussière, la mousse ou le brouillard. Ils restent stables même dans des environnements riches en mousse (par exemple, les cuves de fermentation de la bière) ou sous forte agitation.
• Insensible aux interférences des structures internes du réservoir (par exemple, agitateurs, chicanes), car les signaux se propagent le long de la sonde, évitant ainsi les faux échos courants dans les radars sans contact.

2. Haute précision et stabilité de mesure

• La précision de mesure se situe généralement entre ±0,05 %FS et ±0,1 %FS, avec des erreurs de répétabilité aussi faibles que ±0,02 %FS, surpassant ainsi certains modèles de radar sans contact.
• L'intensité du signal de réflexion dépend principalement du contact entre la sonde et le milieu, ce qui la rend adaptée aux milieux à faible constante diélectrique (par exemple, l'essence, le gaz liquéfié).

3. Adaptabilité à divers milieux et environnements extrêmes

• Compatibilité avec les milieux : Capable de mesurer les liquides (y compris les milieux à haute viscosité et cristallisants comme le sirop et la soude caustique), les particules solides (par exemple, les granulés de plastique, la poudre de charbon), les boues (par exemple, la boue, le jus de fruits) et les interfaces (par exemple, les interfaces huile-eau).
• Tolérance environnementale : Résiste à des températures élevées (-50℃ à 400℃), à des pressions élevées (jusqu'à 40 MPa) et à des environnements hautement corrosifs, convient aux réacteurs chimiques, aux réservoirs de stockage haute pression, etc.

4. Installation flexible pour espaces confinés

• Les sondes peuvent être insérées dans de petits réservoirs, des cuves de forme irrégulière ou des conteneurs présentant des obstacles internes, sans nécessiter d'espace libre au-dessus. Elles sont particulièrement adaptées aux projets de rénovation ou aux espaces restreints.

IV. Scénarios d'application

• Industrie chimique : Mesure de niveau dans les réacteurs, les réservoirs de stockage haute/basse pression et détection de l’interface huile-eau.
• Pétrole et pétrochimie : Mesure du niveau dans les réservoirs de pétrole brut, les réservoirs de pétrole léger (essence, diesel) et les réservoirs de stockage de gaz liquéfié.
• Alimentation et boissons : Mesure du niveau dans les cuves de fermentation à forte mousse (par exemple, bière, yaourt), les cuves à sirop et les suspensions de jus de fruits (avec des matériaux de sonde de qualité alimentaire).
• Traitement de l'eau : Mesure du niveau dans les bassins de traitement des eaux usées et les bassins de sédimentation, en évitant les interférences dues à la mousse.
• Industrie énergétique : Mesure du niveau dans les silos à poudre de charbon et les bacs à cendres, et surveillance du niveau des chaudières à haute température.

V. Limitations

1. Exigences d'entretien pour la mesure par contact : Les sondes sont en contact direct avec le fluide et sont sujettes à l'encrassement ou au colmatage en raison de sa viscosité, ce qui nécessite un nettoyage régulier. Les fluides très corrosifs peuvent entraîner une usure des sondes, nécessitant l'utilisation de matériaux spéciaux (ce qui augmente les coûts).
2. Portée de mesure limitée : la portée maximale est déterminée par la longueur de la sonde, les modèles conventionnels allant de 0,3 m à 30 m, ce qui ne convient pas aux très grands chars (le radar sans contact peut couvrir jusqu’à 100 m).
3. Restrictions dans les applications sanitaires : Dans les secteurs alimentaire, pharmaceutique et autres environnements à haut risque sanitaire, les processus de validation du nettoyage des sondes sont complexes, ce qui peut augmenter les coûts de mise en conformité (le radar sans contact est plus avantageux du fait de l'absence de contact).
4. Risque d'usure de la sonde : dans les scénarios d'agitation ou de flux de milieu turbulent, des manchons de protection de la sonde doivent être installés pour éviter toute casse due aux collisions.

VI. Principales différences avec le radar sans contact

Conclusion