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Humidité, matière sèche et concentration

Mesures par micro-ondes

Micro-Polar – Technologie de mesure micro-ondes

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.

Champs d’application

Micro-Polar peut mesurer des produits :

en vrac

liquides

pulvérulents

en suspension

pâteux

en granulés

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.

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.

Avantages

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unité de traitement

Mesure de produits solides, en solution et pâteux

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.

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 fiableMicro-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.

Les mesures sont absolument non intrusives. La puissance d’émission des micro-ondes est mille fois inférieure à celle d’un téléphone portable.

Des mesures sans risque

Sonde intrusive

Unité de traitement

Câble quad HF

Câble quad HF

Cellules de mesure

Ligne de référence

Unité de traitement

Configuration de la mesure sur une tuyauterieLa 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 cuveLa 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.

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

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

Capteurs

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Mesure de la concentration de lait de chaux dans une sucrerie – Micro-Polar avec sonde intrusive

Mesure de la teneur en eau dans une laiterie – Micro-Polar avec cellule de mesure

Caractéristiques techniques

Cellules de mesure Sonde intrusive

Matériau Acier inoxydable, revêtement PTFE Guides d’ondes polymère, acier inoxydable

Fixation Par bride selon DIN et ASA ; diamètre nominal de tuyau 50 à 150 mmAvec connecteur fileté ou raccord à collet

Par bride selon DIN et ASA (différents modèles)

Pression de fonctionnement

Jusqu’à 20 bars (relatifs), selon le diamètre nominal etle type de bride

Jusqu’à 16 bars, selon le modèle de capteur

Plage de température Température interne : 10 à 130 °C (50 à 266 °F)Température ambiante (fonctionnement et stockage) :-20 à 60 °C (-4 à 140 °F)

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-T6II 3 G Ex nAc IIB T1-T6II 3 D Ex tc IIIC T130 °C

Avec système de nettoyageAvec compensation de température Pt100

Surveillance de la teneur en eau de produits laitiersLa 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 chauxMicro-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 déroule-ment efficace du process.

Mesure de produits en vrac

Micro-PolarMicro-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 systèmeLes 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.

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

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

Configuration de la mesure sur la bande transporteuse

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.

Si la hauteur du produit en vrac varie sur la bande, la compensation sera réalisée avec un capteur à ultrasons.

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.

EN OPTION EN OPTION

+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.

Une solide alliance

Configuration de la mesure sur la goulotte

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.

EN OPTIOON

+

Récepteur micro-ondes

Émetteur micro-ondes

+

Mesure radio- métrique

Capteur à ultrasons

Récepteur micro-ondes

Émetteur micro-ondes

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 micro-ondes (détection de seuil) pour y être mesuré.

Des mesures en ligne pour un contrôle optimal du processLa 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 du système est simple et réalisable sans interruption du process. Fiable, le système est insensible à la poussière, la température ou la couleur.

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Antennes et goulotte de mesureesure

Caractéristiques techniques

Antenne à cornet

Matériau Acier inoxydable, fenêtre micro-ondes en polycarbonate

Température ambiante (fonctionnement et stockage)

-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 Acier inoxydable, polymère

Température ambiante (fonctionnement et stockage)

-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 1. Polypropylène homopolymère (PP-H)2. Polyfluorure de vinylidène (PVDF)

Composants - 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

Alimentation 15 à 30 V DC, 55 mA max.

Signal de sortie 4 à 20 mA / 20 à 4 mA

Classe de protection IP 67

Unité de mesure radiométrique en option

Source de rayonnement Cs-137, env. 10 mCi, encapsulée conformément à la norme de sécurité ISO 66646

Blindage Conteneur type LB 7440 / LB 7445 en acier inoxydable, rempli de plomb

Détecteur

Variantes 1. À collimateur axial, pour rayonnement frontal2. À collimateur radial, pour rayonnement latéral

Scintillateur, Ø x longueur [mm]

CsI, 40 x 50

Matériau Acier inoxydable

Classe de protection IP 66 / IP 67

Température ambiante (fonctionnement et stockage)

-20 à 50 °C (-4 à 122 °F)

Alimentation Par l’unité de traitementMesure de la teneur en eau de balles de paille ; identification d’îlots d’humidité – Micro-Polar avec antennes à cornet

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

Unités de traitement Micro-Polar

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.

Différents niveaux utilisateur selon l’application

Étalonnage automatique

Saisie directe des valeurs de laboratoire ; corrélation automatique de la courbe d‘étalonnage

Test de plausibilité : comparaison continue entre la valeur de référence et la valeur mesurée

Fonction d’échantillonnage

Enregistrement possible de 4 courbes d‘étalonnage

Menu intuitif

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.

Caractéristiques techniques

Unités de traitement Micro-Polar

Procédé Mesure par transmission micro-ondes

Puissance d’émission <10 mW (<10 dBm), puissance de sortie coaxiale, selon le modèle

Boîtier Coffret mural en acier inoxydableLB 566 : HxlxP : 300x323x140 mmLB 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 0,1 % selon produit

Alimentation Toutes versions : 100 à 240 V AC, 50/60 HzLB 566 ++, LB 567 (++), LB 568 : 24 V DCLB 566 : 24 V AC/DC

Consommation max. (48/60) VA (AC/DC)

Langues du logiciel Anglais, allemand, français

Entrées et sorties

Raccordement sonde Entrées et sorties pour câble HF (canal de mesure et canal de référence)

Entrée courant 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 Sortie courant 1 : 4 à 20 mA, impédance max. 800 , isolée, pour la valeur mesuréeSortie courant 2 : 0/4 à 20 mA, impédance max. 800 , isolée, par ex. pour la température, la densité, etc.

Raccordement Pt100 Plage de mesure : -50 à 200 °C (-58 à 392 °F) pour la compensation de température

Entrée numérique 3 x entrées numériques, fonctions : démarrage/arrêt de la mesure, mémorisation de la mesure, gamme de produit, échantillon de test

Sorties relais 2 x relais, unipolaires unidirectionnelles, isolées, fonctions : notification de défaut général, interruption de la mesure, valeur seuil (min. et max.), chargement insuffisant

Interface sérielle Pour sortie des données générales (configuration, protocole de mise en service, valeur mesurée) et mise à jour logicielleToutes 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

Mémoire externeCe 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.

Guide de sélection

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.

Produits en vrac

Conditions d’installation

Conditions de mesure Système recommandé

Bande transporteuse

LB 568 + mesure radiométrique

LB 567 + capteur à ultrasons

LB 567

+ antennes à cornet ou antennes spirales

GoulotteLB 568 + mesure radiométrique

LB 567

+ antennes à cornet

Hauteur variable

Densité apparente variable

Hauteur constante

Densité apparente constante

Densité apparente variable

Densité apparente constante

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.

Support technique – Une évidence !

Liquides

Conditions d’installation

Écart d’humidité

Système recommandéDiamètre de tuyauterie

Tuyauterie

> 4 %

< 4 %

DN 50-80

DN 100-150

DN 200

DN 50-65

DN 80-100

DN 200

LB 566

LB 566 ++

LB 566

LB 567

LB 567 ++

LB 567

+ cellule de mesure

+ sonde intrusive

+ cellule de mesure

+ sonde intrusive

Cuve > 4 %

< 4 % LB 567

LB 566

+ sonde intrusive

conseil sur le choixe application. Ce

ment de votre part.

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

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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.

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Les composants utilisés pour ces applications sont conçus et fabriqués en Allemagne, dans la pure tradition de

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