Mesure Volume Eau Haute précision ?

[Fred-ql]

Bonjour

Je dois réaliser une cuve "étalon" dont on connait exactement le volume d'eau au sein de celle-ci (par mesure), la capacité de la cuve devant être entre 2000 et 3000 litres.

nb : cette mesure fait partie de la métrologie et doit avoir un taux de précision très élevée.

En regardant sur le net, j'ai trouvé plusieurs solutions :
- mesure par pesée
- mesure par niveau

** Par pesée :
- balance de métrologie légale de 3T - précision affichage 1kg, erreur de 0.03 %
- balance sans métrologie légale de 3T - précision affichage 100 grammes, erreur 0.003 %
- balance de capacité 3T - précision 1 gramme, erreur 0.00003%

pour des prix allant entre 1200 et 45.000 euros.

** Par niveau :
- Mesure par pression (manomètre numérique)
- Mesure par capacité (http://forums.futura-sciences.com/el...canique-2.html)
- Mesure de hauteur (ultra son)

Toutes les mesures par niveau ont une précision assez faible (pour une cuve de hauteur 50 cm), disons plus faible que la mesure par pesée et par la ne peuvent convenir

Or, et bien que n'ayant pas trouvé d'application l'utilisant, les règles linéaires ont une très grande précision de mesure (jusqu'à 1um soit une précision de 0.0002% sur 50 cm).

Connaissez vous un lien, un moyen pour mesurer un niveau d'eau avec une régle linéaire ?

Merci
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[Fred-ql]

J'ai trouvé ce lien : http://www.heidenhain.fr/fr_FR/produ...e%5D=988175758

ou la precision serait meme du nm.

Par contre, l'intégration au sein d'une cuve ne me parrait pas le plus aisé.

[Seb.26]

un flotteur dans un tube en // de ta cuve + mesure laser ...

[gienas]

Bonjour Fred-ql et tout le groupe

... une cuve "étalon" dont on connait exactement le volume d'eau au sein de celle-ci ... entre 2000 et 3000 litres ... métrologie ...
- mesure par pesée
- mesure par niveau ...
Connaissez vous un lien, un moyen pour mesurer un niveau d'eau ...

Je ne suis pas sûr de bien comprendre l'énoncé du problème.

Le but est-il bien de connaître précisément le volume du liquide contenu?

Les précisions que tu annonces sont effroyablement grandes, et je comprends mal comment une mesure de niveau peut permettre de l'atteindre. Il faudrait pour cela connaître la section de la cuve avec une énorme précision, et encore faut-il que cette section soit fixe, insensible à la température, que la densité du liquide soit parfaitement connue, fixe également, et invariable avec la température.

Les mesures de pression (au fond du liquide) donneraient une indication exactement similaire, mais avec les mêmes problèmes d'étalonnage et de température cités au dessus.

Avant d'envisager la moindre suggestion, il me semble indispensable de préciser exactement le but recherché, et à quoi il est destiné. La connaissance de la nature du produit contenu est aussi nécessaire, ne serait-ce que pour arriver à la conclusion qu'il n'y a pas de solution.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

Le problème, avec une mesure de niveau, c'est qu'on ajoute les erreurs dues à la géométrie et aux dimensions de la cuve (dilatation thermique, etc).
Avec une règle, ou n'importe quoi en contact, il va y avoir des problèmes insurmontables de ménisque, angle de mouillage.
Un système asservi, qui détecte la mise en contact d'une sonde avec le liquide façon microscope à effet tunnel éliminerait ces difficultés, sans résoudre les autres.

Ce problème est plus technologique qu'électronique, je vais l'y déplacer, il aura de meilleures chances là.

[calculair]

Bonjour

La première question à ce poser est la précision souhaitée ?

Le 1% ? le 0,1% ou le 0,01% ou mieux... chaque fois que l'on gagne une puissance de 10 les techniques et les precautions à prendre peuvent être differentes.

Donc il se peut suivant la precision recherchée de ne pas confondre le poids avec la masse du fluide et de faire peut être aussi des corrections de temperatures ou autres facteurs ?

[Fred-ql]

Bonjour

Le but est de mesurer très précisément le volume d'eau au sein d'une cuve.

Je suis d'accord avec vous que la température doit être prise en compte pour les différentes dilatations et cela est prévu.

Je me dois d'avoir de la précision car :
- actuellement les appareils vérifiés (indicateur de volume) ont une précision de 0.5% (donc 0.05% max. comme référence)
- qu'une "grande" précision me permet d'élargir les possibilités d'utilisations.

L'étalonnage premier de la cuve pourra se faire par une balance de précision avec multiple remplissage.

Différents moyens de mesure volume et précision :
http://www.stielec.ac-aix-marseille....sureniveau.htm

** Tropique : je suis curieux de ton "effet tunnel" , aurais tu des liens ?
** Seb26 : c'est ce que j'avais pensé avec comme mesure la hauteur du flotteur avec règle linéaire mais la mesure laser n'est pas précise (+/- 1 mm)

nb : la mesure de pression n'est pas suffisamment précise car elle est donnée en PE (pleine échelle) et que sur 50 cm, cela amène des erreurs importantes.

merci

[Fred-ql]

erreur ...

[Tropique]

** Tropique : je suis curieux de ton "effet tunnel" , aurais tu des liens ?

L'idée est d'équiper un servomoteur d'un encodeur genre ton lien, qui commande un palpeur.
Quand celui-ci entre en contact avec la surface, la valeur de l'encodeur est échantillonnée et mesurée.

[Fred-ql]

L'idée est d'équiper un servomoteur d'un encodeur genre ton lien, qui commande un palpeur.
Quand celui-ci entre en contact avec la surface, la valeur de l'encodeur est échantillonnée et mesurée.

J'y avais pensé aussi, tres précis, mais demande une grande précision sur le moyen d'amener le "palpeur" (ou capteur de présence eau) à la surface de l'eau.

[calculair]

Bonjour

En première estimation et pour se rendre compte de la difficulé

3000L d'eau pèse environ 3000 kg

Si la precision recherchée est de 0,05% , la pesée doit se faire avec une precision de
3000 * 0,05 % = 1,5 kg

Si on regarde la poussée d'archimède liée à l'air, le poids du volume d'air chassé par l'eau au niveu de la mer est environ de

1,21 * 3000 = 3, 63 kg

Donc il faudra non seulement tenir compte de la temperature, mais aussi de l'altitude ou de la pression atmospherique......

[calculair]

bonjour

Un volume de 3000 l c'est par exemple un reservoir parallepipèdique de base carré de 1m de cote et de 30 cm de haut

Si les cotes sont mesurées a 1/10 mm prés

L'erreur sur le volume sera 0,1/300 + 0,2/1000 = (1 + 0,6) /3000 = 1,6/3000 = soit environ 5 /10000 = 0,05%


ce qui est l'ordre de grandeur recherchée

[invite2d7144a7]

Hie,

Un volume de 3000 l c'est par exemple un reservoir parallepipèdique de base carré de 1m de cote et de 30 cm de haut

Tes dimensions donnent 300 L.

(Eh oui, 1000 L = 1 m³).

[calculair]

Bonjour

Tu as raison

pour un resevoir cubique de 1,5m de coté cela fait un peu plus de3000L

En maitrisant les domensions au 1/10 mm l'erreur est 3/150000= 1/50000
soit 0,2 /10 000 = 0,002% ce qui est mieux que l'objectif

la difficilté est bien de construire un reservoir avec cette precision

[Zozo_MP]

Bonjour à toutes et à tous

J'attire votre attention sur le fait que Fred-ql, le primoposteur ne nous indique pas la finalité réelle d'un tel objet, ni le pourquoi d'une telle contrainte : nous pouvons nous égosiller un bon moment en presque pure perte, même si le sujet est très intéressant techniquement parlant.


Cordialement


.

[invite2313209787891133]

Bonjour

Il est absolument impossible d'avoir une mesure aussi fiable par capteur de niveau:
- Il faudrait une cuve parfaitement alésée, et construite dans un matériau indéformable.
- Il faudrait maintenir le liquide à une température précise pour éviter la dilatation.
- Le cuve devra être épalée, or l'épalement apporte son lot d'imprécisions supplémentaire.

Une mesure par pesée atteindra une précision bien plus grande que tout ce que l'on pourrait avoir par mesure de niveau; pourquoi vouloir se compliquer la vie ?

[invite13dff322]

si il y a de l'eau dans une cuve c'est qu'elle y est arrivée et en repartira....
pourquoi ne pas mesurer ce qui rentre ou ce qui sort ?

[calculair]

Bonjour

Il est absolument impossible d'avoir une mesure aussi fiable par capteur de niveau:
- Il faudrait une cuve parfaitement alésée, et construite dans un matériau indéformable.
- Il faudrait maintenir le liquide à une température précise pour éviter la dilatation.
- Le cuve devra être épalée, or l'épalement apporte son lot d'imprécisions supplémentaire.

Une mesure par pesée atteindra une précision bien plus grande que tout ce que l'on pourrait avoir par mesure de niveau; pourquoi vouloir se compliquer la vie ?

bonjour,

ce n'est pas le poids qui est interessant ici , mais le volume..

La densité de l'eau n'est pas constante

lil faudrait corriger par la pression atmospherique

[invite2313209787891133]

bonjour,

ce n'est pas le poids qui est interessant ici , mais le volume..

La densité de l'eau n'est pas constante

lil faudrait corriger par la pression atmospherique

La pression n'aura aucune influence sur le volume du liquide (du moins pas dans une plage mesurable), par contre si la valeur recherchée est effectivement le volume il suffit de faire une correction en fonction de la température.

[calculair]

Bonjour,

Nous sommes d'accord, la pression n'aura aucune influence notable sur le volume du fluide ( non compressible) , mais la mesure du poids avec la precision recherchée risque d'être perturbée au moins par la poussée d'archimède provoquée par l'air.

[invite2313209787891133]

Il est facile de le prendre en compte ; quoiqu'il en soit cette variation est tout de même faible; de l'ordre de 10^-5 dans les cas les plus exceptionnels.

[Fred-ql]

Je vous remercie de vos réponses.

A l'origine, je n'ai pas retenu le poids pour connaitre précisément le volume mais la mesure d'une hauteur au sein d'une cuve.

Selon vos approches, seule la température est un critére extérieur (hors de la mesure de la hauteur de l'eau par elle même) pour arriver à quelque chose de précis.

Cette mesure peut s'effectuer et ainsi déterminer (ou se rapprocher d'une bonne précision) :
- la masse volumique de l'eau en fonction de la température
- la dilatation de la cuve par elle même.

le tout avec une cuve préalablement étalonnées pour connaitre son volume en fonction de la hauteur à une température donnée.

Par contre, et si je n'ai rien oublié, reste quand même la mise en oeuvre pratique de cette mesure de hauteur qui peut se faire par :
- régle linéraire
- codeur optique

Le moindre frottement va fausser les résultats (sans parler des mouvements de "vague" à la surface de l'eau).

rappel : le but de la cuve précise est de connaitre un volume exact d'eau (étalon) à comparer avec une indication fournie par un appareil vérifié (étalonné) pour en déterminer l'erreur sachant que mon erreur max de mesure du volume doit être de 0.05%

Mais au dela de ces diff. problémes techniques, reste a définir le point "zéro".