Un solide granulaire est un ensemble de particules, telles que de la neige, du sable, du riz ou du charbon. Bien que la forme des solides granulaires soit facile à expliquer, leur comportement est complexe et différent de celui des liquides et des gaz. Mesurer avec précision la quantité de solides dans les réservoirs ou les silos est crucial pour la gestion des produits et le contrôle et le transfert de la gestion des entrepôts.
Type de capteur
Comme la mesure du niveau de liquide, les équipements de mesure du niveau de matériaux solides sont également divisés en deux catégories : sans contact et avec contact. Dans ces catégories, les équipements peuvent être subdivisés en surveillance de niveau ponctuelle et surveillance de niveau continue. Cet article présente les principes de ces appareils et de certaines applications.
La mesure du niveau de solide n’est pas aussi propre et précise que la mesure du niveau de liquide. Les caractéristiques pondérales des liquides peuvent être converties en poids au niveau du liquide à l’aide d’un appareil à pression statique ; Les solides peuvent subir des changements importants au sein d’un même lot. Les liquides ont également des propriétés auto-nivelantes et peuvent fournir une surface uniforme aux appareils de mesure sans mélange ni autre interférence. C’est l’un des défis auxquels est confrontée la mesure du niveau de matériaux solides.

Les solides ne peuvent généralement fournir que des surfaces inégales aux appareils de mesure et sont chargés ou déposés de manière inégale dans les conteneurs dans lesquels ils sont stockés. Trouver une surface horizontale pour réfléchir les signaux pose un certain défi pour les matériaux solides.
L'équipement sans contact utilisé pour la mesure de l'état solide, similaire à l'équipement sans contact utilisé pour la mesure du niveau de liquide, est l'équipement le plus courant, notamment les ultrasons, les radars et les lasers. Les appareils à ultrasons présentent l’avantage d’être peu coûteux et nous comprenons très bien leurs comportements. Malheureusement, cela peut parfois conduire à une mauvaise utilisation, entraînant des résultats incohérents. Il en va de même pour les équipements radar.
Les solides sont généralement difficiles à déposer sur une surface uniforme et horizontale. Un scénario plus courant est que les solides sont transportés vers un réservoir d'eau ou un silo via un convoyeur, qui déverse les solides dans une position formant un cône déterminé par « l'angle de repos » du solide. Lorsque l’angle est dépassé, il y a tassement ou détachement de masse. Si le dispositif sans contact surveille le sommet du cône, ce détachement provoquera un changement brutal du niveau de matière. Habituellement, lorsque l'équipement est disposé à proximité de la zone de livraison, il est difficile de mesurer le niveau réel de matériau, et tout détachement provoquera à nouveau un changement soudain du niveau de matériau.
Les difficultés de la mesure des semi-conducteurs
Le problème est le reflet des surfaces inclinées. Les appareils à ultrasons, radar à ondes guidées (GWR) et laser reposent sur la réflexion du signal sur la surface du matériau testé. La surface du liquide est uniforme et offre une bonne surface réfléchissante pour la réflexion du signal. La consistance, la taille des particules et bien sûr l'angle de repos des solides varient. L'angle de repos est l'angle auquel un solide se dépose naturellement lorsqu'il est transporté à un débit uniforme et constant. Chaque solide a un angle de repos unique. Cela peut être utilisé dans l’application de mesures de points matériels.
Un capteur d'appareil de mesure sans contact peut être installé à un angle de repos pour déterminer quand le cône solide atteint le point de contrôle, comme une alarme de niveau haut. La mesure de niveau continue n’est pas facile. L'absence d'une surface uniforme empêchera une réflexion cohérente de revenir vers l'émetteur, et la taille variable des particules produira des effets de diffusion, qui peuvent tous deux conduire à des signaux peu fiables. Le laser est un appareil plus fiable pour mesurer des points matériels et est plus précis pour déterminer la présence de solides aux points de contrôle.

S'il n'est pas pratique d'installer le laser sur le conteneur de l'appareil, il peut être installé sur l'épaule de l'appareil. Par exemple, lors de l'application de boues de chargement sur des camions, il n'est pas pratique d'installer des dispositifs de surveillance du niveau de liquide sur les camions en raison des équipements de manutention et de transport.
La poussière, l'expansion solide et les charges inégales dans les conteneurs peuvent tous affecter les équipements sans contact. N'oubliez pas que la poussière peut brûler. Avant la mise en œuvre des procédures de sécurité, des explosions de poussières de charbon et de silos à céréales se produisaient souvent. Cette fonctionnalité doit être prise en compte lors de la conception du système. En plus du carburant, de l'oxygène et de l'inflammation nécessaires à la combustion du carburant, la poussière doit être dispersée et confinée dans des conteneurs fermés afin de devenir combustible. La dispersion peut interférer avec le fonctionnement des équipements de niveau de matériau sans contact.
Des boîtiers d'équipement appropriés doivent être conçus dans le système pour fournir une protection appropriée. Lorsqu'un solide « s'agglutine » et se sépare du reste du matériau de remplissage dans le silo pour former un objet séparé, une expansion solide se produit, comme le solide entassé sur un côté du silo. Cela peut entraîner l'incapacité d'entrer en contact avec le niveau ou le niveau ne pouvant pas entrer en contact avec le matériau. Une mesure corrective courante consiste à utiliser des vibrations ou de l'air pour « fluidiser » le solide afin d'assurer une distribution uniforme. Pour diverses raisons, un chargement inégal peut se produire. Dans certains cas, l’expérience du personnel chargé de la conception et de l’exploitation du système, combinée à l’agitation mécanique, peut contribuer à atténuer ce problème.
Le dispositif de mesure de contact utilisé pour cette application est unique à la mesure à l'état solide. Ces appareils dépendent du contact direct ou du poids avec le matériau. La taille, la densité, la teneur en humidité et le poids des solides varient. Ces fonctionnalités peuvent être utilisées pour détecter ou déduire des niveaux de matériaux. Le dispositif de détection de niveau de matière point commun est un capteur de type ressort vibrant ou diapason. Une autre méthode de mesure courante consiste à utiliser des systèmes de poids et de câbles. Le dispositif est mécanique et comprend un capteur à ligne coulissante qui peut suivre le mécanisme mécanique pour descendre jusqu'au sol. Les jauges de contrainte sont utilisées pour modifier les conteneurs ou silos existants afin d'indiquer la charge solide à l'intérieur du conteneur.