L'essentiel sur les transmetteurs de niveau radar

Les capteurs de niveau radar deviennent la solution privilégiée pour la mesure de niveau dans de nombreuses industries. Mais comment fonctionnent-ils ? Où pouvez-vous les installer ? Et qu'en est-il des radars IIoT ?

Je suis sûr que vous avez un capteur de niveau radar dans votre usine. Pas encore ? Alors cet article pourra vous éclairer sur les avantages de la technologie radar. Et même si vous en avez déjà, nous vous conseillons de le lire pour découvrir les dernières évolutions de cette technologie et mieux connaître les dispositifs radar IIoT.

La mesure de niveau peut parfois être délicate. Sans le bon appareil ou la bonne configuration, vous vous retrouverez vite avec un mal de tête. En revanche, si vous choisissez la bonne technologie et que vous la configurez correctement, vous en oublierez presque l’existence puisqu'elle assurera le bon fonctionnement de votre processus par elle-même.

La technologie radar offre de nombreux avantages et a remplacé un grand nombre de technologies dans la majorité des domaines. Sa popularisation a aussi engendré la baisse de son prix, offrant ainsi une mesure de niveau précise à moindre coût.

Découvrons cette technologie et pourquoi les radars IIoT sont un réel tournant dans la surveillance des niveaux sur le marché.

Comment mesurer le niveau de réservoirs ?

Il existe sur le marché un large choix de modèles employant différentes méthodes de mesure de niveau. Comment savoir lequel fonctionnera le mieux pour votre activité ? Comme d'habitude, cela dépend des caractéristiques et des contraintes de votre processus.

Alors quel type de capteur ? Pression, hydrostatique, capacitive, ultrasonique ou encore autre chose ? Vous pouvez évidemment utiliser n'importe laquelle de ces techniques, mais chacune des technologies radar peut également être utilisée dans de nombreuses applications et de nombreuses manières différentes. Et si vous la combinez avec l'IIoT, la moitié de votre travail sera déjà faite !

Pour l'instant, penchons-nous sur les caractéristiques des radars. J'espère pouvoir vous apporter par la suite plus d'informations concernant d'autres technologies.

Comment fonctionne un transmetteur de niveau radar ?

Les transmetteurs de niveau radar utilisent généralement l'un des deux modes de fonctionnement suivants : le temps de vol (Time of Flight, ToF) et l'onde continue modulée en fréquence (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW). Prochaine étape : l'explication de chacun d'eux !

Temps de vol (ToF)

Grâce à cette méthode, un appareil radar mesure la distance qui le sépare de la surface du produit en émettant des impulsions radar réfléchies par cette surface vers l'appareil.

Son antenne reçoit le signal et l'envoie au système électronique, où toute la magie opère. Le microprocesseur identifie l'écho et calcule le temps que le signal a mis pour revenir.

La distance (D) jusqu'à la surface est proportionnelle au temps de vol (t) de l'impulsion du radar. Voici la formule utilisée par le microprocesseur :

D = c · t/2

Ici, c représente la vitesse de la lumière.

Après avoir trouvé la distance (D), l'appareil peut calculer le niveau (L) en fonction de la distance à vide (E) :

L = E-D

Super simple !

Onde continue modulée en fréquence (FMCW)

Pour cette méthode, le capteur radar émet un signal à haute fréquence. Cette fréquence augmente avec le temps et crée ce que l'on appelle un balayage de fréquence ou un balayage de signal. Ce signal va se réfléchir sur la surface du produit pour être reçu par l'antenne et transmis au système électronique avec un délai (t).

La fréquence reçue diffère de la fréquence émise, et la différence (Δf) est proportionnelle à la courbe d'écho. On applique la transformée de Fourier pour pouvoir transposer la fréquence en un spectre, comme illustré ci-dessous :

L'appareil détermine ensuite le niveau en calculant la différence entre la hauteur du réservoir et la distance mesurée. Cette méthode est un peu plus complexe que la méthode ToF, mais vous n'avez pas à vous en occuper car l'appareil fait tous les calculs pour vous.

Quelle bande de fréquences ?

Il vous faut soit comprendre les bandes de fréquences, soit l'aide d'un expert pour définir les bandes qui conviennent le mieux à votre utilisation. Il existe sur le marché des capteurs de niveau sans contact utilisant quatre bandes différentes. La plupart utilisent 6 GHz, 10 GHz ou 26 GHz.

Aujourd'hui, de nouveaux capteurs radar utilisant 80 GHz sont commercialisés. Ils sont particulièrement avantageux aux usines de fabrication car ils conviennent aux installations où les émetteurs radar traditionnels nécessitent plus d'espace pour l'angle du faisceau.

Quelle est donc la meilleure bande de fréquences ? Cela dépend de nombreux facteurs liés à votre application. Vous devez donc mener des recherches approfondies ou confier les informations de votre processus à un expert. Le faire soi-même est généralement plus exhaustif, mais l'expert sera plus rapide. À vous de choisir !

Surveillance de niveau IIoT ?

Avez-vous déjà entendu parler des capteurs radar IIoT ? Les transmetteurs radar IIoT, tels que le Micropilot FWR30 d'Endress+Hauser, sont le tout dernier type de capteur de niveau compact sur le marché.

Il s'installe facilement dans les petits réservoirs et peut se déplacer avec eux si nécessaire. Cette portabilité est assurée grâce à l'alimentation par batterie et à la communication sans fil du radar. Vous pouvez ainsi transporter un réservoir partout où l'Internet est accessible et recueillir ses données en continu.

Vous pouvez également suivre cet appareil localement, définir des seuils min/max et recevoir des alertes si les données varient. De plus, sa fréquence de 80-Ghz vous permet de l'installer facilement dans de petits conteneurs pour des mesures plus fiables.

Les radars IIoT basés sur le cloud, comme le FWR30, permettent une configuration en quelques étapes simples. Vous pourrez ensuite accéder à toutes vos données depuis votre téléphone, votre ordinateur ou votre tablette. En outre, des services comme Netilion Value proposent d'excellentes fonctionnalités telles qu'un tableau de bord, un historique, une carte, des notifications, et bien plus encore.

Dès que vous serez prêt à faire le test, Netilion propose des essais gratuits. D'autres fournisseurs le font aussi, alors à vos recherches !

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Bonne journée !