shomac
Bonjour,
Je cherche à mesurer un niveau d'eau susceptible de geler en hiver, a priori avec un optiwave.
Question : comment le signal radar va-t-il réagir sur la glace ?
Question 2 : Sachant que le niveau de glace n'est pas vraiment le niveau d'eau, j'aurai une erreur fonction de l'épaisseur de glace, bref quelqu'un a -t-il l'expérience d'un puit de tranquillisation chauffant ? (2e possibilité)
Bonjour Shomac,
En fait pour répondre précisément il faudrait un peu plus d'éléments sur le montage. Néanmoins nous pouvons apporter quelques commentaires issus d’expériences similaires.
Dans les alpes au niveau des prises de mesures en centrales hydroélectriques nous sommes régulièrement confrontés aux problèmes de gel au niveau des puits de mesures.
Afin de mesurer le niveau d'eau exact et s'affranchir de la calotte de gel qui peut éventuellement rester bloquée dans le puit de mesure (absence de possibilité de chauffage), la technique majoritairement employée est la mesure hydrostatique avec cellule céramique.
Si le "glaçon" flotte cela ne change pas la colonne hydrostatique, et si le glaçon reste bloqué lors de la descente du niveau d'eau, la mesure est toujours cohérente.
Concernant une mesure par radar à ondes guidées, le risque réside dans le fait que le glaçon peut générer un écho parasite (la glace suivant son épaisseur a un diélectrique permettant la propagation des ondes à travers celle ci) . L’inconvénient étant que celui ci peut se produire à n'importe quel niveau et ne peut donc être masqué de manière efficace.
Le cas extrême étant que le glaçon reflète intégralement l’onde électromagnétique. La mesure par ondes radar n'est donc peut-être pas la plus appropriée dans ce cas de figure.
Salutations
Merci de la réponse,
En effet la mesure par capteur de pression au fond de l'eau est la plus évidente mais je désirerai tout de même utiliser un niveau radar (meilleure précision, absence de dérive, entretien minimal etc..).
Hors de question en effet d'utiliser un système filoguidé au cas ou le glaçon se forme sur le fil, mais plutôt avec une antenne (style vegapuls63) en espérant ne pas avoir de formation de stalactites perturbatrices sur l'antenne !
Au final il me semble donc que la seule solution cohérente est un puit chauffé, je ne sais pas si cette technique est utilisée quelque part ?
Oui effectivement la mesure par radar à émission libre est une alternative possible. Une version antenne planar serait plus adaptée dans votre cas (voir lien )
Par contre nous n'avons pas eu d'expériences dans des tubes de mesure chauffés (dans le milieu naturel). Pour améliorer la précision de mesure, nous conseillons son utilisation en sortie numérique (hart/profibus/Fieldbus ou SDI12)
Effectivement suivant le milieu d'immersion la mesure hydrostatique peut éventuellement être influencée par des dépôts ou entartrage sur la membrane, ce qui implique une maintenance.
Bonjour,
Le tube chauffé risque de ne pas fonctionner car en générale l'unique solution est de les chauffer via un cordon chauffant sur la périphérie du tube.
Si l'apport calorifique est trop faible, et suivant le DN du tube utilisé, une pellicule de glace peut se retrouver au centre du la surface. Elle sera toujours au centre car repoussée de manière équitable par l'eau maintenue fluide au contact des parois chauffées.
Attention aussi au type de cordon chauffant utilisé, IP68, et à sa puissance. Tout dépend des amplitude et vitesses de variations du niveau.
J'avais émis par le passé deux variantes, mais également non testées. Une en utilisant un lampe IR dirigée sur la surface à maintenir fluide. L'avantage est que c'est plus simple qu'un cordon chauffant. Les inconvénients dépendent de la hauteur à mesurer, d'une part, et du risque d'échauffement de la sonde du radar pouvant faire une très légère dérive de la mesure si l'antenne est 'bien' chauffée par rapport au reste (si elle est directement dans le faisceau IR d'une lampe IR de forte puissance par exemple).
La seconde était la création d'un mouvement de surface pour éviter que les cristaux de glaces ne puissent s'agglomérés entre eux. Ici la difficulté est de générer ce mouvement sans créer de grosses vaguelettes en surface. Toutefois cela augmente le risque d'erreur de mesure qui semble pour vous un élément primordiale.
-> Finalement sans 'cahier des charges' il est très difficile de répondre. La mesure doit-elle se faire sur une surface immobile ? Si une vitesse d'écoulement existe le risque de prise de la glace en surface est fortement diminuer. Pour ma part, pour conclure avec un radar, je ferai la mesure avec un puits chauffé via ces parois et calorifugé si possible (donc hors d'eau) pour maintenir une certaine inertie.
Mais cela n'est possible que si votre mesure se fait sur une cuve par exemple, et non une cours d'eau ou un bassin de décantation.
Pourquoi considérer le capteur de P comme non fiable ? Cela pourrait simplifier votre application.
Cdlt Twinlorz
Bonjour et merci de la réponse,
Pour le cahier des charges, c'est en gros celui-ci : (Modération: lien mort)
Mesures de niveau d'eau en milieu naturel susceptible de geler l'hiver, on cherche à mesurer des cycles de marées d'amplitude cycliques d'environ 4 m, la précision requise est inférieure au cm.
Le cordon chauffant est a priori la solution retenue pour l'instant avec une régulation du chauffage en fonction des conditions ambiantes. Je suis preneur de toute doc relative à ce sujet. Une pellicule de glace à la surface ne serait sans doute pas un gros problème du moment qu'elle suive les variations du niveau, on cherche surtout à éviter qu'un glaçon se bloque dans le tube et ne fausse la mesure ou que la couche de glace en surface soit trop importante.
Le problème que j'ai avec le capteur de pression est qu'en milieu marin il nécessitera forcément de l'entretien (algues, coquillages et concrétions sur la cellule, risque de dérive) et que la mise en place et le dépannage sont plus compliquées sur un site où on accède très difficilement.
Et je travaille déja avec des capteurs radars dont je suis très satisfait.. La solutions d'agiter le liquide est un peu dommage à utiliser dans un puit de tranquillisation, quant à celle de la lampe IR, elle paraît plus consommatrice d'énergie et moins efficace sur une distance lampe interface de 5m par exemple ?
Bonjour Shomac,
Le monde de l'extraction est un monde très spécifique. Des solutions éprouvées existent, il faut se rapprocher en direct des constructeurs pour en parler. Le forum est une très bonne première approche mais il est difficile d'y détailler des solutions précises.
Cordialement,
Bonjour,
Dans ce cas le tube chauffé sera le mieux.
Pour le radar prévoyez plutôt un 26 GHz ou + pour avoir un faisceau plus étroit. Concernant le tube il faut prévoir une grille au fond pour éviter les remonter de 'problèmes' telle que brindilles ou sacs plastiques, voir poissons !
Ne pas mettre un maillage trop fin sinon il se bouchera assez rapidement.
En ce qui concerne le cordon chauffant je vous conseillerais de positionner le cordon en spirale sur toute la périphérie du tube (et non pas comme sur votre document).
Concernant le tube, de l'inox est préférable car le PVC est plus rugueux (s'encrasse plus vite) et il devient cassant avec les variations de température.
Pour la puissance du cordon je ne suis pas un spécialiste, consulter votre fournisseur de cordon chauffant.
Afin de limiter les déperditions thermique une double enveloppe étanche serait un plus pour votre tube de mesure afin de ne maintenir en température que la partie interne et non aussi externe.
Pour une Hauteur de 4 m oublier la lampe IR il vous faudrait au moins 1 kW.
Suivant le DN de votre tube une vérification sur site de la linéarité de la mesure du radar sur toute la hauteur peut être requise (les puits ralentisses l'onde, mais c'était surtout valable dans le passé avec des fréquences d'émission basses ou l'onde léchait les parois).
Garder cependant bien à l'esprit que votre application ne peut pas être garantie sur 'papier' et qu'il faut suivre son fonctionnement lors du premier hiver.
Cdlt. Twinlorz
