Qu'est-ce qu'un capteur de niveau capacitif ?
Qu'est-ce qu'un capteur de niveau capacitif. Le capteur de niveau de liquide capacitif mesure la hauteur du liquide en détectant la variation de capacité. Il s'agit d'une tige métallique insérée dans le récipient contenant le liquide.
La tige métallique sert d'une des deux plaques du condensateur, tandis que la paroi du récipient constitue l'autre plaque. Le milieu situé entre les deux électrodes est composé de liquide et d'air.
Les constantes diélectriques du liquide et de l'air sont différentes. Si le niveau du liquide varie, la capacité varie en conséquence, ce qui permet de mesurer le niveau du liquide.
Lorsque le niveau du liquide augmente, la constante diélectrique totale entre les deux électrodes du capteur de niveau capacitif augmente en conséquence, ce qui entraîne une augmentation de la capacité.
À l'inverse, lorsque le niveau du liquide baisse, la valeur de ε diminue et la capacité diminue également.
Principe de fonctionnement de capteur de niveau capacitif
Un condensateur est constitué de deux plaques conductrices séparées l'une de l'autre par un diélectrique.
La capacité de stockage d'un condensateur, définie par la capacité C, dépend directement des surfaces des plaques (A), de la distance qui les sépare (d) et de la constante diélectrique du matériau situé entre les plaques :
Les sondes capacitives sont utilisées dans les liquides non conducteurs et présentant une constante diélectrique élevée (ε)et peut être utilisé pour la surveillance continue du niveau.
La sonde capacitive illustrée ci-dessous se compose d'une tige interne et d'une gaine externe immergées dans le liquide dont on souhaite mesurer le niveau.
La capacité de la sonde est mesurée entre la tige interne et l'enveloppe externe à l'aide d'un pont de capacité. Dans la partie hors du liquide, l'air sert de diélectrique entre la tige et l'enveloppe externe.
Dans la section immergée, le diélectrique est celui du liquide, ce qui entraîne une variation capacitive importante lorsque le niveau du liquide change. Si le réservoir est en métal, il peut servir d'enveloppe extérieure.
La variation de capacité est directement proportionnelle à la quantité de liquide. La constante diélectrique du liquide doit être connue pour ce type de mesure.
La plupart des matériaux présentent une permittivité qui leur est propre à une certaine température. La figure 1.1 présente quelques exemples de matériaux ainsi que leurs propriétés.
Domaine d'application
(1) Détection de niveau dans les silos, les cuves et les réservoirs, tant pour la détection de seuil que pour la mesure en continu ;
(2) Liquides conducteurs et isolants — industrie chimique, champs pétroliers, traitement de l'eau et des eaux usées ;
(3) Pâtes conductrices et isolantes – fabrication du papier, industrie pharmaceutique, traitement de l'eau et des eaux usées ;
(4) Poudre, cendres, centrales à poudre, métallurgie, ciment ;
(5) Granulés, charbon, centrales à céréales, métallurgie, céréales ;
(6) Interface entre deux liquides différents : secteur pétrolier, industrie chimique.
Quels sont les avantages des capteurs de niveau capacitifs ?
- Il convient aux applications impliquant une pression élevée, une température élevée, une forte corrosion, une tendance à la cristallisation, ainsi qu’aux propriétés anti-agglomération, antigel, et aux matériaux sous forme de poudre solide et de granulés.
- Ils ne comportent aucune pièce mobile et sont faciles à nettoyer
- Relativement peu coûteux et fiable
- Facile à installer et s'adapte facilement à différentes tailles de navires
- Bonne plage de mesure, allant de quelques centimètres à environ 100 mètres
- Facile à utiliser
Afin de mieux comprendre ce qu’est un “ capteur de niveau de liquide capacitif ”, Kacise le divise en trois parties pour l'expliquer.
