Comment le radar FMCW à 80 GHz permet une mesure fiable en temps réel, même dans des conditions de process fortement poussiéreuses
Dans les fonderies d’aluminium, le sable de moulage est un matériau essentiel pour la fabrication des moules destinés à la coulée des métaux.
Une disponibilité continue du matériau est indispensable pour garantir un processus de production sans interruption. À cette fin, la quantité de sable présente dans le silo d’alimentation doit être surveillée de manière fiable.
Une fonderie d’aluminium au Royaume-Uni était confrontée au défi de surveiller en continu le niveau de sable de moulage dans son silo principal de stockage. Afin d’assurer une protection fiable contre le surremplissage, le silo était déjà équipé d’un détecteur de niveau à palette rotative haut. Cependant, pour le suivi du processus de production, les opérateurs de l’installation ne disposaient pas d’une vue précise de la quantité de matériau actuellement disponible dans le silo.
Afin de réaliser une surveillance continue du niveau en temps réel, UWT UK Ltd a été mandatée pour concevoir une solution de mesure adaptée aux exigences de cette application.
Le défi
Pour mettre en œuvre une mesure continue du niveau, il a été nécessaire de prendre en compte les conditions de process spécifiques de l’application :
Formation de poussière : lors du remplissage et de la vidange du silo, de la poussière est générée, ce qui peut influencer les signaux de mesure.
Géométrie compacte du silo : la faible largeur du silo augmente le risque de réflexions parasites sur les parois du réservoir.
Réflexions internes : dans les réservoirs étroits, des réflexions de signal indésirables peuvent se produire si le capteur possède un angle de faisceau trop large.
L’objectif était donc de trouver une solution de surveillance continue du niveau capable de fournir des résultats de mesure fiables, même dans ces conditions de process exigeantes.
Grâce à la bride orientable, le capteur radar FMCW NR 4 peut être aligné avec précision vers le centre du silo.
La solution
Après une analyse réalisée sur site, UWT a recommandé le – un capteur radar FMCW à 80 GHz conçu pour les applications sur produits en vrac. Cette solution a été spécialement sélectionnée pour répondre aux exigences de l’application et garantir une mesure continue et fiable du niveau, même dans des conditions de process difficiles.
Un facteur décisif dans le choix de la solution a été le faible angle de faisceau de seulement 4°. Celui-ci permet de focaliser précisément le signal de mesure sur la surface du matériau. Les réflexions sur les parois du silo ou sur les structures internes sont ainsi considérablement réduites.
La fréquence de fonctionnement élevée du radar améliore également la résolution de mesure et renforce la capacité du capteur à distinguer clairement la surface réelle du matériau de la poussière ou d’autres réflexions parasites.
Afin d’optimiser davantage les performances de mesure, le capteur radar a été installé à l’aide d’une bride orientable. Cette configuration a permis d’aligner précisément le signal vers le centre du silo, bien que le capteur lui-même ne soit pas monté en position centrale.
Pour en savoir plus sur la technologie de mesure radar : principes, avantages et domaines d’application
Installation et mise en service
Après l’installation du capteur radar, les techniciens d’UWT ont accompagné la mise en service du système directement sur site.
La configuration s’est déroulée de manière simple et rapide. Après la mise sous tension de l’appareil, le paramétrage a été effectué via Bluetooth à l’aide de l’UWT LevelApp. Les paramètres de mesure ont ainsi pu être configurés rapidement et facilement.
Les plages de mesure suivantes ont été définies :
• Niveau haut (distance minimale de mesure) : 300 mm
• Niveau bas (distance maximale de mesure) : 6000 mm
Ces paramètres définissaient la plage de fonctionnement utilisée pour la surveillance du niveau dans le silo.
Vérification du signal et résultats de mesure
Lors de la mise en service, la qualité du signal a été vérifiée à l’aide de la fonction de diagnostic des courbes d’écho intégrée à l’UWT LevelApp.
La courbe d’écho représente graphiquement les réflexions du signal détectées par le capteur en fonction de la distance. Un pic de signal clairement défini indique une réflexion fiable provenant de la surface du matériau.
Dans le cas présent, une réflexion nette a été détectée à une distance d’environ 5,5 mètres. Cela a confirmé que le silo était presque vide au moment de la mesure. La qualité élevée du signal a également démontré que le capteur était correctement aligné et fonctionnait sans perturbations significatives.
Un signal radar clairement défini à une profondeur d’environ 5,5 m a confirmé un silo presque vide ainsi qu’une qualité de signal stable lors de la mise en service du NR 4
Les avantages de la solution
Surveillance continue du niveau : Les opérateurs de l’installation disposent désormais d’informations en temps réel sur le niveau actuel du matériau, au lieu de recevoir uniquement un signal de niveau haut.
Contrôle amélioré du process : La surveillance plus précise des stocks permet une planification exacte et économique des cycles de réapprovisionnement.
Fonctionnement fiable dans les applications poussiéreuses : La technologie radar FMCW fonctionne de manière stable et fiable, même en présence d’une forte concentration de poussière.
Mise en service et configuration simplifiées : La connectivité Bluetooth et l’assistance via application mobile simplifient l’installation, le paramétrage et le diagnostic.
Immédiatement après la mise en service, l’équipe UWT a reçu le retour positif suivant de la part de l’exploitant de l’installation :
« Nous vous remercions pour votre intervention d’hier. Votre attitude positive et votre flexibilité face à des conditions en constante évolution ont été particulièrement appréciées. »
Conclusion
Grâce à l’utilisation de la technologie radar FMCW à 80 GHz, la fonderie d’aluminium a pu passer d’une simple détection de niveau à une surveillance continue du niveau dans son silo de sable de moulage.
Le NivoRadar® NR 4100 s’est révélé parfaitement adapté à cette application, fournissant des résultats de mesure stables et précis, même dans des conditions fortement poussiéreuses et malgré la géométrie étroite du silo. Grâce à la bride orientable, le capteur a également pu être aligné avec précision vers le centre du silo, garantissant ainsi une orientation optimale du signal à l’intérieur du réservoir.
Aujourd’hui, la fonderie bénéficie d’une visibilité en temps réel sur ses stocks de matériaux. Les opérations de réapprovisionnement peuvent ainsi être mieux planifiées, la disponibilité des matériaux surveillée de manière plus fiable et les processus de production gérés de façon plus efficace et plus économique.
UWT. LEVEL. UP TO THE MAX.
