Capteurs hydrostatiques de niveau d'eau

Caractéristiques typiques techniques capteurs hydrostatiques CNR :


- Principe de fonctionnement :

Les Capteurs hydrostatiques CNR sont des transmetteurs immergeables, de technologie piézo-résistive réalisent la surveillance et la mesure, en pression différentielle, de niveau de liquide stable ou en mouvement.


- Plage de mesure Capteurs hydrostatiques CNR:

La plage de mesure ou pleine échelle (hauteur d’eau pour laquelle le capteur hydrostatique donne 20mA) est définissable entre  0 à 30cm d’eau et 0 à 30m d’eau.


- Domaine de non détérioration du capteur hydrostatique CNR:

Le domaine de non détérioration est de 1,5 fois la pleine échelle


- Précision de la mesure du capteur hydrostatique CNR:

La précision de la mesure donnée par les capteurs hydrostatiques CNR ne dépend ni de la vitesse de variation du niveau, ni de la distance entre la station d’acquisition et le capteur hydrostatique. Ces paramètres n’ont aucune influence sur la précision de la mesure.

La précision d’un capteur hydrostatique se décompose en trois éléments distincts :

La dérive en température : variation du signal en fonction de la variation de la température de l’eau de la rivière (pour un niveau d’eau constant).
 La sensibilité : plus petite variation du niveau détectée par le capteur hydrostatique,
 La linéarité : précision du capteur en fonction de la hauteur d’eau,

Bien qu’un capteur de température soit intégré au capteur hydrostatique CNR permettant ainsi  une compensation continue en température, la dérive en température n’est pas totalement nulle. Dérive en température d’une sonde hydrostatique CNR 10m : +/- 0.025% de la pleine échelle par °C d’écart à la température de réglage.
Plus mauvaise dérive en température envisageable pour une sonde hydrostatique CNR de plage de mesure différente de 10m : 0,025% de la pleine échelle par °C d’écart à la température de réglage.

Sensibilité d’une sonde hydrostatique CNR 10m : +/-0,05% de la pleine échelle, soit  5 mm
Plus mauvaise sensibilité envisageable pour une sonde hydrostatique CNR de plage de mesure différente de 10m : +/-0,1% de la pleine échelle.

Linéarité d’une sonde hydrostatique CNR 10m : +/-0,04% de la pleine échelle.
Plus mauvaise linéarité envisageable pour une sonde hydrostatique CNR de plage de mesure différente de 10m : +/-0,25% de la pleine échelle.

 
- Distance station / capteur hydrostatique :

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrent un signal 4/20mA sur deux fils. En conséquence, la distance de transport du signal n’a aucune influence sur la précision de la mesure ou sur l’usure des pièces, ni même sur le courant consommé par le capteur.
La distance maximum entre le capteur hydrostatique et la centrale d’acquisition ne dépend pas du capteur hydrostatique mais de la tension d’alimentation. A titre d’exemple, si la station délivre une tension de 12V la distance maximum est de plus de 3 km et si la station délivre une tension de 24V la distance maximum est de plus de 12 km.

Pour des distances supérieures à 12 km, et toujours sans dégrader la précision de la mesure, il suffit d’augmenter la tension d’alimentation.


- Type de signal du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrent un signal 4/20mA sur deux fils.


- Diamètre des capteurs hydrostatiques :

Les capteurs hydrostatiques CNR ont un diamètre de 21mm.


- Poids des capteurs hydrostatiques :

Afin d’éviter toute dérive de la mesure en cas de remous les capteurs doivent être d’un poids adaptés à l’application.
sonde hydrostatique CNR : poids 250 g (+50 g / mètre de câble)


- Matière de corps des capteurs hydrostatiques :

Le corps des capteurs hydrostatiques CNR est en INOX 316L.


- Conformité avec les normes sanitaires :


« Tout opérateur appelé à intervenir dans la réalisation d'installations fixes de production, de traitement et de distribution d'eaux destinées à la consommation humaine doit s'assurer auprès de ses fournisseurs, par tout moyen approprié, que les matériaux ou objets qui lui sont livrés sont conformes aux dispositions du présent arrêté.» : (Arrêté du 29 mai 1997 relatif aux matériaux et objets utilisés dans les installations fixes de production, de traitement et de distribution d'eau destinée à la consommation humaine [J.O n° 126 du 1 juin 1997 page 8675 - Art. 3.] ).


« Afin d'aider à la constitution et à l'obtention de preuves de la conformité sanitaire de leurs produits par les industriels, les autorités sanitaires ont développé en 1999 le système de l'attestation de conformité sanitaire (ACS). Ce système permet d'évaluer l'aptitude d'un produit à entrer au contact d'une eau destinée à la consommation humaine, au regard des dispositions de l'arrêté du 29 mai 1997 modifié.» (Avis aux responsables de la mise sur le marché de matériaux et objets entrant au contact d'eau destinée à la consommation humaine, à l'exclusion des eaux minérales naturelles, utilisés dans les installations de production, de traitement et de distribution d'eau [J.O n° 248 du 23 octobre 2004 page 17971] ).


Depuis l’entrée en vigueur des textes cités ci-dessus, les opérateurs intervenant sur des installations de production, de traitement ou de distribution d’eau potable exigent, lors de l’achat de capteurs hydrostatiques de niveaux, la fourniture de matériels bénéficiant d’une Attestation de Conformité Sanitaire délivrée par un laboratoire agréé.
Ces attestations ont été définies par les autorités sanitaires pour constituer les preuves de conformité des produits industriels. Les tests effectués pour délivrer ces attestations permettent d’évaluer l’aptitude d'un produit à entrer au contact d'une eau destinée à la consommation humaine, au regard des dispositions de l'arrêté du 29 mai 1997 modifié.

Bien que, conformément à cet arrêté, tout opérateur appelé à intervenir dans la réalisation d'installations fixes de production, de traitement et de distribution d'eau doit disposer de preuves de la conformité sanitaire de leurs produits, bien peu nombreux sont les fabricants soucieux de s’assurer de l’innocuité de leur produits. Afin d’apporter une réponse « commerciale » à leurs clients ces fournisseurs peu scrupuleux indique utiliser des câbles ou des matériaux dits « alimentaires ». Cette mention, dont l’obtention est soumise au respect de critères beaucoup moins drastiques que l’ACS, ne démontre en rien l’aptitude d’un produit à entrer en contact avec de l’eau potable.


- Conformité avec les normes du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques PARATRONIC sont non seulement conforme aux normes en vigueur mais sont, concernant les normes CEM supérieur au minima exigés par ces dites normes.


- Tension de fonctionnement du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR fonctionnent quelle que soit la tension d’alimentation de la boucle comprise entre 6Vcc et 38Vcc.


- Inversions de polarité du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques PARATRONIC sont tous protégés contre les inversions de polarité.


- Température de fonctionnement du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR fonctionnent pour la mesure de liquides dont la température est comprise entre –20°C et +50°C


- Température de stockage du capteur hydrostatique CNR:

Avant utilisation : –20ºC / +80°C (0ºC / +80°C après utilisation).


- Câble et mise à l’atmosphère surle capteur hydrostatique CNR:

La structure du câble, les caractéristiques dimensionnelles, mécaniques et chimiques des éléments le composant fond partie des technologies issues de l’expérience et des capacités de recherche et développement de PARATRONIC. Cet élément est un des savoir-faire propriété de PARATRONIC et compte pour beaucoup dans la différenciation des capteurs hydrostatiques PARATRONIC vis à vis des autres capteurs hydrostatiques présents sur le marché.

Le câble utilisé pour les capteurs hydrostatiques CNR permet la mise à la pression atmosphérique du capteur hydrostatique sans utiliser de capillaire ce qui permet d’éviter les inconvénients liés à l’écrasement, le pincement, le pliage ou le bouchage (par une goutte d’eau) du dit capillaire.

De plus, la souplesse du câble autorise des installations avec des coudes, des angles et des cheminements tortueux.


- Système intégré de protection contre la foudre du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR et MPXF de PARATRONIC sont garantis y compris risque de foudre, sans qu’il soit nécessaire d’installer un quelconque système externe de protection. Cette caractéristique est le résultat de 20ans d’expérience et de recherche et développement dans ce domaine. Ce savoir-faire compte pour beaucoup dans la différenciation des capteurs hydrostatiques PARATRONIC vis à vis des autres capteurs hydrostatiques présents sur le marché. En effet, les capteurs hydrostatiques CNR et MPXF de PARATRONIC supporte sans dommage les surtensions d’origine atmosphérique d’intensité 20kA, que ces surtensions soient véhiculées par le câble ou qu’elles proviennent d’un choc dans le terrain dont la répartition des potentiels viendrait toucher le capteur hydrostatique. 

Cette technologie à donc trois avantages majeurs :

- Elle est beaucoup plus efficace que la simple mise en place d’un parafoudre car ce dernier protège, dans le meilleur des cas, uniquement des surtensions véhiculées par le câble.

- Elle évite le coût de la pose du câblage et du raccordement et de la vérification périodique du bon état d’un parafoudre,

 - Elle est efficace quel que soit les conditions de mise en place ; a titre d’exemple, un parafoudre ne joue correctement son rôle que si son câble de terre est court ce qui est impossible dans le cas d’un réservoir sur tour.


- Longueur de câble :

La longueur de câble souhaitée sera précisée à la commande, elle pourra variée de 1 à 300ml. Toute commande d’un capteur hydrostatique muni de plus de 300m de câble pourra entrainer un dépassement des délais de livraison standard.


- Fixation du câble :

La fixation du câble se réalise habituellement à l’aide de la pince serre câble fournie avec chaque sonde hydrostatique.


- Connectique de raccordement :

Le câble n’est muni d’aucun connecteur spécifique ce qui le rend compatible avec la plus part des stations du marché.


- Système intégré de séparation galvanique du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR et MPXF intègrent tous un séparateur galvanique. Cela permet le câblage direct sur les matériels d’acquisition ou de télétransmission (l’emploi de séparateur galvanique est généralement préconisé par les constructeurs).


- Capteur hydrostatique entièrement démontable :

Les capteurs hydrostatiques CNR sont entièrement démontables ce qui permet le changement du câble sans changement du capteur, la modification de la pleine échelle de la sonde hydrostatique ou toute intervention de réparation, d’étalonnage ou de re-calibrage.


- mode de mise en veille, durée de la mesure et mode de réveil :

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrent un signal 4/20mA sur deux fils en permanence du moment que la boucle est alimentée. Le « cycle » de mesure correspond donc au pas de temps d’acquisition paramétré dans la centrale d’acquisition ou l'automate.

La mise en veille est donc réalisée par la station d’acquisition ou l'automate lorsqu’elle cesse d’alimenter la boucle de mesure.

Le temps nécessaire à l’établissement de la mesure par le capteur hydrostatique CNR est de 50 millisecondes.

Le réveil du capteur hydrostatique est réalisé par la station d’acquisition ou l'automate lorsqu’elle alimente de nouveau la boucle de mesure.


- Consommation électrique du capteur hydrostatique CNR:

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrent un signal 4/20mA sur deux fils, leur consommation dépend donc exclusivement de deux paramètres :

- Le niveau d’eau au moment de la mesure : pour une sonde de 30m de pleine échelle : pour 0m la consommation instantanée est 4 mA, pour 15m elle est de 12mA, pour 30m elle est de 20mA.

- Le temps pendant lequel la boucle de mesure est alimentée par la station d’acquisition. Les sondes hydrostatiques CNR non pas besoin d’être alimentées plus de 50 millisecondes.

Pour les calculs de consommation ci-dessous, nous considèrerons les éléments suivants :

- Un niveau d’eau situé en moyenne à mi-échelle, soit 15m, donc une consommation instantanée de 12mA

- Un temps d’alimentation de la boucle de 1 seconde et non pas de 50 millisecondes puisque la plus part des stations et automates du marché ne peuvent pas générer l’alimentation pendant moins d’une seconde.

- la consommation entre 2 cycles de mesures est nulle.


Consommation en cas de mesure toutes les 5 mn avec mise en veille hors prise de mesure :

Temps de mesure : 12 x 1 seconde = 12 secondes
Temps de veille : 12 x 299 secondes = 3588 secondes
  
Consommation durant une heure = [(12 x 12mA) + ( 3588 x 0mA) / 3600 = 0,04 mAh
Consommation durant 24 heures = 24 x 0,04 = 0,96 mAh


Consommation en cas de mesure toutes les 15 mn avec mise en veille hors prise de mesure :

Temps de mesure : 4 x 1 seconde = 4 secondes
Temps de veille : 4 x 899 secondes = 3596 secondes
  
Consommation durant une heure = [(4 x 12mA) + ( 3596 x 0mA) / 3600 = 0,013 mAh
Consommation durant 24 heures = 24 x 0,013 = 0,32 mAh


Consommation en cas de mesure permanente :

Temps de mesure :  3600 secondes
Temps de veille :  0 seconde
 
Consommation durant une heure = [(3600 x 12mA) + ( 0 x 0mA) / 3600 = 12 mAh


- Traitements et filtrages disponibles vis à vis des micros variations:

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrent un signal 4/20mA sur deux fils directement proportionnel à la hauteur d’eau mesurée, l’ensemble des traitements et filtrages vis à vis des micros variations est donc réalisé par la centrale d’acquisition sous forme, par exemple, de moyennes à l’acquisition.

 


- Mode de réglage et de paramétrage:

Les capteurs hydrostatiques CNR ne nécessitent aucun réglage ou paramétrages autres que ceux réalisés en usine.

Les capteurs hydrostatiques CNR délivrant un signal 4/20mA sur 2 fils, le paramétrage de la centrale ou de l'automate correspond au paramétrage d’une entrée 4/20mA.


- Conditions de maintenance du capteur hydrostatique CNR:

En eau potable : Aucune maintenance particulière n’est à prévoir pour l’utilisation des capteurs hydrostatiques CNR.


En assainissement : Plusieurs milliers de capteurs hydrostatiques CNR sont actuellement en place dans des stations d’épuration ou des postes de relèvement d’eau usée présentant une forte charge en sables, graisses, boues et produits agressifs. Dans ces conditions extrêmes, l’entretien se limite se limite à un rinçage du capteur environ 1 fois par an.

Remplacement préventif des pièces : Les capteurs hydrostatiques CNR et MPXF ne présentant pas de pièces d’usure, hormis la cellule de mesure dont le remplacement demande une intervention en usine pour des raison d’étalonnage, de calibrage et d’étanchéité, il n’est nécessaire de procéder à aucun remplacement préventif de pièces.

Points particulier à surveiller : le seul point à surveiller est que le câble, dans sa partie immergée, n’ait pas été endommagé ou perforé.


- Exigences de pose de la sonde hydrostatique :

Les exigences de pose des sondes hydrostatiques CNR sont au nombre de quatre :

Le câble du capteur hydrostatique, servant à la mise à la pression atmosphérique, sans capillaire, il faut veiller à ce que son extrémité (connexion à la centrale d’acquisition, à l'automate ou à un câble de liaison) soit hors d’eau et qu’en cas de boîte de jonction celle-ci ne soit pas de type « coulée résine ».


Le câble du capteur hydrostatique servant à la mise à la pression atmosphérique, sans capillaire, il faut veiller à ne pas le blesser lors de sa mise en place.
De façon à protéger le capteur hydrostatique et son câble des éléments charriés ou flottant (poste de relèvement ou rivière), il est souhaitable de mettre en place le capteur hydrostatique dans un tube de protection en inox ou en matière plastique (éviter l’acier galva).
La sonde hydrostatique doit être immergée sans reposer sur le fond du cours d’eau, du poste ou du forage. En effet, une distance d’environ 5 à 10cm entre le bas du capteur hydrostatique et le fond de l’ouvrage permet de s’affranchir d’éventuels phénomènes d’encrassement liés à l’envasement du site.

Les caractéristiques décrites peuvent être modifiées sans préavis par le constructeur.

Ce reporter aux documentations techniques : Documentations


Photos non-contractuelles

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