Humidité, matière sèche et concentration Mesures par micro-ondes TECHNOLOGIE MICRO-ONDES
Micro-Polar Technologie de mesure micro-ondes Champs d application Le principe de mesure par micro-ondes de Berthold Technologies permet de mesurer la concentration, la matière sèche ou la teneur en eau des produits les plus variés en cours de production, sur des convoyeurs à bandes, dans des goulottes, dans des tuyauteries ou en cuve. Nos systèmes micro-ondes sont adaptés à une multitude d applications industrielles : agro-alimentaire, production électrique, exploitation minière, fabrication de papier... Ils offrent également un large choix de capteurs et de caractéristiques techniques dynamique, fréquence, etc. afin de satisfaire les exigences de ces secteurs polyvalents. Micro-Polar peut mesurer des produits : en vrac liquides pulvérulents en suspension pâteux en granulés
émetteur récepteur unité de traitement ligne de référence Principe de mesure Lorsque les micro-ondes traversent le produit à mesurer, elles subissent une forte interaction due à la présence d eau. La constante diélectrique de l eau étant 20 fois supérieure à celle d autres produits. Les variables telles que l atténuation et le déphasage sont alors mesurées permettant ainsi de déterminer la teneur en eau avec une grande précision. Grâce à la technique multifréquence exploitée par Berthold Technologies, les mesures affichent une fiabilité et une stabilité élevées et ne sont pas affectées par les interférences de réflexion ou par les résonances. La ligne de référence intégrée à la mesure offre une excellente compensation de l influence des paramètres ambiants. Le système Micro-Polar utilise une très faible puissance micro-ondes (env. 0,1 mw). Le produit mesuré n est ni chauffé ni altéré. Avantages Mesures en temps réel optimisant les coûts de production La surveillance en ligne de la production permet d identifier des tendances et de procéder à des modifications si besoin. Il en résulte des économies significatives et une amélioration de la qualité de fabrication. La plupart de nos clients ont rentabilisé leur investissement avec ce système en moins d un an. Mesures représentatives, exactes et fiables Les paramètres tels que la couleur, la viscosité, l hétérogénéité ou la poussière n ont pas d effets sur les performances de mesure. La totalité du produit est mesurée en continu. De plus, la technique multifréquence et le recours à une ligne de référence renforcent la stabilité et la représentativité des résultats. Mesures sans contact La majorité de nos capteurs ne sont pas en contact avec le produit à mesurer et donc pas sujets à une usure par abrasion. Tout entretien ou nettoyage spécial du système est inutile. Simplicité d utilisation Micro-Polar s intègre très facilement aux lignes de production existantes. L analyseur est doté d un écran et d une interface intuitive. L appareil permet un étalonnage sur site.
Mesure de produits solides, en solution et pâteux Mesure de la matière sèche dans une canalisation de sortie centrifugeuse dans l industrie laitière LB 566 avec cellule de mesure Mesure de la concentration d une solution savonneuse LB 566 avec sonde intrusive Micro-Polar Un système fiable Micro-Polar mesure en ligne la densité, la concentration, la matière sèche ou la teneur en eau des produits liquides, solides, pâteux ou pulvérulents. Ce système fiable est utilisé dans les centrales électriques (désulfuration des gaz de combustion), les stations d épuration des eaux usées, mais aussi dans la chimie, l agro-alimentaire et l industrie du bois et du papier. Les mesures sont réalisées dans les tuyauteries ou les cuves. Les capteurs employés sont très robustes et garantissent une stabilité fonctionnelle durable. Le Micro-Polar affiche une fiabilité et une précision remarquables à très long terme. La dynamique élevée du système autorise également les mesures dans des conduites de grand diamètre. Efficacité, stabilité et qualité supérieures La mesure précise de la matière sèche assure une fabrication plus proche des seuils du process, ce qui accroît la cadence tout en réduisant les coûts de production par unité. La surveillance en temps réel de la production permet d adapter de manière rapide et ciblée les paramètres ou processus et donc de limiter les pertes de production. La surveillance en ligne de la teneur en eau assure la conformité aux réglementations et normes, notamment dans l industrie agro-alimentaire.
Unité de traitement Unité de traitement Cellules de mesure Câble quad HF Câble quad HF Sonde intrusive Ligne de référence Configuration de la mesure sur une tuyauterie La cellule de mesure est intégrée à la tuyauterie. Dans la mesure où l émetteur et le récepteur micro-ondes sont fixés de part et d autre de la cellule, l ensemble de la section transversale est mesurée. La mesure garantit une haute représentativité. Configuration de la mesure sur une cuve La sonde étant intégrée à la paroi d une cuve, le produit circule autour des antennes émettrice et réceptrice. Les micro-ondes sont émises de manière ciblée et pénètrent toute la surface située entre les antennes, ce qui assure une mesure stable et précise. Des mesures sans risque Les mesures sont absolument non intrusives. La puissance d émission des micro-ondes est mille fois inférieure à celle d un téléphone portable. Exemples d applications éprouvées de Micro-Polar : Beurre Lait de chaux Silice Caillé et fromage blanc Caramel Bitume Eau dans huile/huile dans eau Boues d épuration
Capteurs Cellule de mesure Mesure de la totalité de la section transversale Conception robuste Différents modèles adaptés aux diamètres nominaux des tuyaux DN 50 à 150 Revêtement interne en PTFE Aucun dépôt Nettoyage simple Sonde intrusive Pt100 pour la compensation de température Polymère extrêmement résistant à l abrasion Ligne de référence intégrée Différents modèles de brides Sonde intrusive avec système de nettoyage Polymère extrêmement résistant à l abrasion Ligne de référence intégrée Système de nettoyage intégré Différents modèles de brides
Surveillance de la teneur en eau de produits laitiers La mesure en ligne de la teneur en eau du fromage blanc, par exemple, optimise le fonctionnement du séparateur. Le contrôle précis de cette teneur en eau garantit la conformité aux réglementations. Mesure de la concentration du lait de chaux Micro-Polar surveille en temps réel la matière sèche du lait de chaux ou de la suspension de calcaire. Le dosage du mélange peut ainsi être optimisé, gage d un déroulement efficace du process. Mesure de la teneur en eau dans une laiterie Micro-Polar avec cellule de mesure Mesure de la concentration de lait de chaux dans une sucrerie Micro-Polar avec sonde intrusive Caractéristiques techniques Cellules de mesure Sonde intrusive Matériau Acier inoxydable, revêtement PTFE Guides d ondes polymère, acier inoxydable Fixation Pression de fonctionnement Plage de température Par bride selon DIN et ASA ; diamètre nominal de tuyau 50 à 150 mm Avec connecteur fileté ou raccord à collet Jusqu à 20 bars (relatifs), selon le diamètre nominal et le type de bride Température interne : 10 à 130 C (50 à 266 F) Température ambiante (fonctionnement et stockage) : -20 à 60 C (-4 à 140 F) Par bride selon DIN et ASA (différents modèles) Jusqu à 16 bars, selon le modèle de capteur Température interne : 10.à 120 C (50 à 248 F) Température ambiante (fonctionnement et stockage) : -20 à 60 C (-4 à 140 F) Raccordements 2 x raccords HF, longueur de câble max. : 10 m (LB 566 (++)), 4 m (LB 567 (++)) 4 x raccords HF, longueur de câble max. : 10 m (LB 566 (++)), 4 m (LB 567 (++)) Variantes Protection contre les explosions selon ATEX (option) II 3 G Ex nac IIC T1-T6 II 3 G Ex nac IIB T1-T6 II 3 D Ex tc IIIC T130 C Avec système de nettoyage Avec compensation de température Pt100
Mesure de produits en vrac Mesure de la teneur en eau de copeaux de bois LB 568 avec antennes à cornet et dispositif de compensation radiométrique de la masse surfacique Micro-Polar Micro-Polar mesure en ligne la teneur en eau de différents produits en vrac. Il peut être monté sur : une bande transporteuse une trémie/un silo une goulotte La technologie micro-ondes employée autorise une mesure sans contact de la totalité de la section transversale, ce qui fournit des données en temps réel précises et représentatives pour le contrôle qualité et l optimisation des process. Les domaines d application couvrent notamment l industrie minière, les centrales à biomasse, les cokeries, les usines chimiques, ainsi que les industries des matériaux de construction, du bois et du papier. Un excellent système Les antennes n étant pas en contact avec le produit en vrac, elles ne subissent aucune usure par abrasion. La dynamique élevée du système autorise également les mesures d épaisses couches de produit. Ce système permet de compenser les différences de hauteur de produit à l aide d un capteur dédié (par exemple : capteur à ultrasons) distinct. En cas de densité apparente hétérogène, un dispositif de compensation radiométrique de la masse surfacique peut être raccordé en option.
Configuration de la mesure sur la bande transporteuse Récepteur micro-ondes + Capteur à ultrasons + Mesure radiométrique Une solide alliance Les trois technologies se combinent pour le contrôle simultané de l humidité et de la densité apparente. Le signal de densité est fourni par une seconde sortie courant parallèlement au signal d humidité. Ainsi, il est possible de réguler de manière optimale le chargement de camion par exemple ou l alimentation d un four. Émetteur micro-ondes Le moyen le plus simple de mesurer la teneur en eau. Les antennes sont installées au-dessus et au-dessous de la bande transporteuse. La totalité de la section transversale étant mesurée, la représentativité du résultat est maximale, ce qui offre un sérieux avantage sur les méthodes par contact. EN OPTION Si la hauteur du produit en vrac varie sur la bande, la compensation sera réalisée avec un capteur à ultrasons. EN OPTION Extension de mesure radiométrique de la masse par unité de surface. Ce module est recommandé en cas de variation de la densité apparente, causée par exemple par une granulométrie hétérogène. Configuration de la mesure sur la goulotte Émetteur micro-ondes Récepteur micro-ondes + EN OPTION Si la densité apparente varie, un ensemble de mesure radiométrique doit être installé pour la compenser. Le signal d humidité obtenu est indépendant de la densité. Il permet d optimiser le contrôle du procédé. Exemples d applications éprouvées de Micro-Polar : Copeaux et pellets Fibres de bois Sable Carbone dans les cendres volantes Lignite et charbon Brique silico-calcaire Engrais Foin et paille Charbon à coke Bauxite Phosphate Tabac Carbonate de calcium Pellets d amidon et amidon Gypse Pâtes céramiques Céréales Panneaux de particules Pulpes de betteraves sucrières Découpes de pommes de terre Laitier granulé et sable de fonderie Bentonite
Antennes et goulotte de mesure Des mesures en ligne pour un contrôle optimal du process La surveillance précise de la teneur en eau dans les phases de chargement et de déchargement garantit la conformité aux conditions de livraison. Elle optimise, en outre, le process en économisant l énergie lors d opérations de calcination et de séchage, et réduit le volume de rejets par les mesures en continu effectuées en cours de production. L installation n du système est simple et réalisable sans interruption du process. Fiable, le système est insensible à la poussière, la température ou la couleur. Antenne à cornet Focalisation optimale des micro-ondes Conception robuste Protection contre l humidité, la poussière et l endommagement du capteur via une fenêtre micro-ondes étanche en résine coulée Haute résistance aux chocs Résistance aux vibrations Antenne spirale Format compact Alternative pour les applications en espace confiné Conception robuste Champ de micro-ondes très étendu Goulotte de mesure Kit de mesure complet (système radiométrique en option) Intégration aisée au process Conception robuste Intégration optimale des éléments de mesure Compatible avec des températures produit jusqu à 140 C Solution optimale pour les faibles débits. Un volume de produit est conditionné dans le champ de microondes (détection de seuil) pour y être mesuré.
Caractéristiques techniques Antenne à cornet Matériau Température ambiante (fonctionnement et stockage) Acier inoxydable, fenêtre micro-ondes en polycarbonate -20 à 60 C (-4 à 140 F) Raccordement 1 x raccord HF, longueur de câble max. : 4 m (LB 567, LB 568) Antenne spirale Matériau Température ambiante (fonctionnement et stockage) Acier inoxydable, polymère -20 à 60 C (-4 à 140 F) Raccordement 1 x raccord HF, longueur de câble max. : 4 m (LB 567, LB 568) Goulotte de mesure Matériau variantes Composants 1. Polypropylène homopolymère (PP-H) 2. Polyfluorure de vinylidène (PVDF) - Goulotte - Plaque de montage - Supports - Deux connecteurs coudés HF - Accessoires de fixation Plage de température Température ambiante (fonctionnement et stockage) : 0 à 60 C (32 à 140 F) Température interne : Goulotte en PP-H : > 0 à 90 C (32 à 194 F) Goulotte en PVDF : > 0 à 140 C (32 à 284 F) Capteur à ultrasons en option (kit complet incluant support et câble de raccordement) Plage de mesure 100 à 1000 mm Configuration Par comparaison avec valeur laboratoire Mesure de la teneur en eau de phosphate Micro-Polar avec antennes à cornet associées à un capteur de hauteur à ultrasons afin de compenser les différences de hauteur du produit en vrac Alimentation Signal de sortie 15 à 30 V DC, 55 ma max. 4 à 20 ma / 20 à 4 ma Classe de protection IP 67 Unité de mesure radiométrique en option Source de rayonnement Blindage Cs-137, env. 10 mci, encapsulée conformément à la norme de sécurité ISO 66646 Conteneur type LB 7440 / LB 7445 en acier inoxydable, rempli de plomb Détecteur Variantes Scintillateur, Ø x longueur [mm] Matériau 1. À collimateur axial, pour rayonnement frontal 2. À collimateur radial, pour rayonnement latéral CsI, 40 x 50 Acier inoxydable Classe de protection IP 66 / IP 67 Température ambiante (fonctionnement et stockage) Alimentation -20 à 50 C (-4 à 122 F) Par l unité de traitement Mesure de la teneur en eau de balles de paille ; identification d îlots d humidité Micro-Polar avec antennes à cornet
Unités de traitement Micro-Polar L unité de traitement est le cœur du système de mesure. Elle est le fruit de longues années d expérience et de savoir-faire. Elle se décline en trois modèles distincts en termes de fréquence, plage de fréquences et dynamique. Vous pouvez ainsi choisir la technologie correspondant le mieux à votre domaine d application et à vos exigences parmi les versions LB 566, LB 567 et LB 568. Reportez-vous à notre guide de sélection ci-après ou contactez nos ingénieurs commerciaux expérimentés. Unité de traitement à dynamique élevée Micro-Polar ++ L unité de traitement est également disponible en version à dynamique augmentée. Ce modèle est utilisé pour de fortes atténuations sur des tuyauteries de grand diamètre et des teneurs en eau importantes. Menu intuitif Différents niveaux utilisateur selon l application Étalonnage automatique Saisie directe des valeurs de laboratoire ; corrélation automatique de la courbe d étalonnage Fonction d échantillonnage Enregistrement possible de 4 courbes d étalonnage Test de plausibilité : comparaison continue entre la valeur de référence et la valeur mesurée
Mémoire externe Ce dispositif externe de sauvegarde de données permet de garder en mémoire tous les paramétrages, tels que les protocoles de mise en service, et d exporter aisément les données, protégeant l utilisateur des modifications non intentionnelles. Le journal de données permet de visualiser les séquences du process. La mémoire externe est un accessoire du Micro-Polar. Caractéristiques techniques Unités de traitement Micro-Polar Procédé Puissance d émission Boîtier Mesure par transmission micro-ondes <10 mw (<10 dbm), puissance de sortie coaxiale, selon le modèle Coffret mural en acier inoxydable LB 566 : HxlxP : 300x323x140 mm LB 566 ++ / LB 567 ++ / LB 568 : 400x338x170 mm Classe de protection IP 65 Température ambiante Fonctionnement : - LB 566 (++) : -20 à 60 C (-4 à 140 F) - LB 567 : -20 à 50 C (-4 à 122 F) - LB 567 ++, LB 568 : -20 à 45 C (-4 à 113 F) Stockage : Toutes versions : -20 à 60 C (4 à 140 F) Fonctionnement et stockage sans condensation Précision Alimentation Consommation Langues du logiciel 0,1 % selon produit Toutes versions : 100 à 240 V AC, 50/60 Hz LB 566 ++, LB 567 (++), LB 568 : 24 V DC LB 566 : 24 V AC/DC max. (48/60) VA (AC/DC) Anglais, allemand, français Entrées et sorties Raccordement sonde Entrée courant Sortie courant Raccordement Pt100 Entrée numérique Sorties relais Interface sérielle Entrées et sorties pour câble HF (canal de mesure et canal de référence) 2 x entrées courant 0/4 à 20 ma : impédance 50, 1 x isolée, 1 x masse (par ex. pour la compensation de température), compensation de la hauteur de charge Sortie courant 1 : 4 à 20 ma, impédance max. 800, isolée, pour la valeur mesurée Sortie courant 2 : 0/4 à 20 ma, impédance max. 800, isolée, par ex. pour la température, la densité, etc. Plage de mesure : -50 à 200 C (-58 à 392 F) pour la compensation de température 3 x entrées numériques, fonctions : démarrage/arrêt de la mesure, mémorisation de la mesure, gamme de produit, échantillon de test 2 x relais, unipolaires unidirectionnelles, isolées, fonctions : notification de défaut général, interruption de la mesure, valeur seuil (min. et max.), chargement insuffisant Pour sortie des données générales (configuration, protocole de mise en service, valeur mesurée) et mise à jour logicielle Toutes versions : RS232 (connexion à la mémoire externe ou à un PC) LB 566 (++), LB 567 (++) : RS485 Installation d un Micro-Polar dans une centrale électrique pour la mesure de la concentration d une suspension de calcaire
Guide de sélection Produits en vrac Conditions d installation Conditions de mesure Système recommandé Bande transporteuse Densité apparente variable Densité apparente constante Hauteur variable LB 568 + mesure radiométrique LB 567 + capteur à ultrasons + antennes à cornet ou antennes spirales LB 567 Hauteur constante Goulotte Densité apparente variable LB 568 + mesure radiométrique + antennes à cornet LB 567 Densité apparente constante Une qualité éprouvée La société BERTHOLD TECHNOLOGIES est certifiée ISO 9001 et ISO 14001 et possède plus de 30 années d expérience dans les technologies micro-ondes et plus de 60 dans les technologies de mesure radiométrique. Grâce à notre réseau international d assistance et de distribution, nous garantissons à nos clients un support rapide et professionnel sur site.
Liquides Conditions d installation Écart d humidité Diamètre de tuyauterie Système recommandé DN 50-80 LB 566 + cellule de mesure > 4 % DN 100-150 LB 566 ++ Tuyauterie DN 200 LB 566 + sonde intrusive < 4 % DN 50-65 DN 80-100 LB 567 LB 567 ++ + cellule de mesure DN 200 LB 567 + sonde intrusive Cuve > 4 % LB 566 + sonde intrusive < 4 % LB 567 Support technique Une évidence! N hésitez pas à nous contacter pour tout conseil sur le choix de la configuration optimale pour votre application. Ce service gratuit n implique aucun engagement de votre part.
Nous sommes présents à vos côtés... partout dans le monde! Nos ingénieurs commerciaux se tiennent à votre disposition pour tout conseil ou assistance en matière de mesure d humidité. Nous avons une solution pour chaque application, et nous savons comment la configurer pour qu elle réponde parfaitement à vos besoins. Notre équipe vous proposera la solution la mieux adaptée à vos exigences parmi notre large gamme de modèles. Nous développons des solutions client personnalisées. Nous considérons les tâches complexes comme des défis motivants. Nous nous appliquons à les relever pour répondre au mieux à vos demandes. Les composants utilisés pour ces applications sont conçus et fabriqués en Allemagne, dans la pure tradition de qualité «Made in Germany». Berthold : des solutions fiables, un fournisseur unique. Nos ingénieurs et techniciens sont toujours à votre écoute. Avec notre réseau international, nous garantissons une assistance rapide et efficace. Notre personnel qualifié peut intervenir rapidement, où que se situent vos unités de production. Vous pouvez compter sur nous. Micro-Polar 03-2014.2000 Réf. 41988PR2 Rév. 01 03-2014 BERTHOLD FRANCE SAS - 8, route des Bruyères - 78770 THOIRY Tél. : +33 (0)1 34 94 79 00 - Fax : +33 (0)1 34 94 79 01 - berthold-france@berthold.com - www.berthold.fr