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Duo numérique - Réservoir
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Eric Wise, vice-président des Solutions industrielles chez Otodata, parle à gasworld de la collaboration entre la compagnie canadienne et Rotarex pour le lancement de systèmes de télémétrie destinés aux bouteilles contenant des gaz liquides.


Nous sommes en 2023 et nous savons tous comment l’utilisation de la télémétrie s’est propagée bien au-delà des gros réservoirs en vrac. La technologie est en progression rapide depuis maintenant plusieurs années et s’intègre dans une multitude de solutions, que ce soit pour le dioxyde de carbone (CO2) dans les restaurants, les collecteurs, les emballages groupés ou les produits de consommation durables. Aujourd’hui, des applications télémétriques permettent même de faire le suivi du nombre de sacs de glaces dans les congélateurs à l’extérieur des dépanneurs.


Cependant, malgré ces progrès, certains actifs sont toujours difficiles à surveiller. Un exemple est les bouteilles contenant des gaz liquides, parfois appelés des « vases de Dewar » ou des « bonbonnes de gaz liquide ». Ces actifs cryogéniques mobiles sont depuis longtemps une cible évidente pour la télémétrie, mais leur haute mobilité compliquait les choses.


Le premier problème avec ces actifs est la mesure de la quantité de gaz qu’ils contiennent. Il s’agit d’un défi parce que la plupart de ces bouteilles ne possèdent pas de ports de pression différentielle pour la mesure des volumes contenus. Les balances peuvent parfois fonctionner, mais il peut être difficile de mettre les bouteilles sur une balance, même avec une rampe. Les jauges de type flotteur mécanique sont parfois une solution, mais plusieurs jauges à flotteur ne fournissent pas de données compatibles avec la télémétrie. 

Le deuxième problème est la question de la mobilité – en d’autres mots, il s’agit d’actifs qui sont constamment en mouvement. Cela soulève plusieurs questions. L’équipement de télémétrie devrait-il être installé sur place, à l’emplacement du client? Le cas échéant, comment celui-ci tiendra-t-il compte des différentes bouteilles contenant des gaz liquides qui sont constamment livrées et emportées? L’équipement devrait-il plutôt être installé sur la bouteille elle-même? Le cas échéant, la solution est-elle assez rentable pour être installée sur chaque bouteille dans l’inventaire?


Il y a environ cinq ans, Wise Telemetry – maintenant Otodata – et Rotarex ont commencé à discuter de ce type de défis entourant les applications de télémétrie. La conclusion de ces discussions était que combiner l’expertise de Rotarex en matière de systèmes cryogéniques avec les connaissances de Wise Telemetry sur le sujet des communications à distance serait une bonne façon de relever ces défis. La solution, le Rotarex C-Stic Lite avec technologie sans-fil Otodata intégrée, repose sur des années de développement, de tests et de collaboration.


Première étape : mesurer

Quelle était la taille du défi?

Pour régler le premier problème, la mesure de la quantité de liquide dans la bouteille, Rotarex s’est tournée vers son expérience avec les sondes capacitives. Une sonde capacitive est une tige de conception particulière qui est insérée dans une bouteille ou un réservoir. La capacitance de la tige change avec les variations du niveau du liquide, et celle-ci peut être mesurée par un circuit électronique.


La valeur de capacitance est ensuite convertie en une valeur indiquant le niveau de remplissage du contenant en pourcentage. Rotarex possède plusieurs décennies d’expériences en matière de créations de produits contenant des sondes capacitives, comme la C-Stic d’origine. Cette vaste expérience a été utilisée pour la mise au point de sa version la plus avancée à ce jour, la C-Stic Lite.


La sonde C-Stic Lite combine une technologie précise et fiable avec le plus bas coût d’acquisition et d’utilisation total sur le marché pour la mesure des niveaux des liquides cryogéniques. Les mesures sont exactes à l’intérieur d’une plage de ±0,1 % et la sonde ne comporte aucune pièce mobile, assurant une longévité supérieure. La sonde est fabriquée en acier inoxydable et fonctionne avec tous les gaz courant, comme l’oxygène, l’argon, l’azote, le CO2 et l’hélium. Aujourd’hui, cette sonde est devenue la norme chez certains des plus grands fabricants de bouteilles contenant des gaz liquides. Elle deviendra aussi la norme dans plusieurs bouteilles de CO2 liquide d’ici la fin de l’année. Bien que les distributeurs peuvent se connecter aux C-Stic Lite qui sont déjà déployées sur le terrain par le biais d’une connexion câblée, une solution intégrée offre plusieurs avantages supplémentaires.


Deuxième étape : envoyer

Une fois le premier problème réglé par la sonde C-Stic Lite, la technologie d’Otodata y a ensuite été intégrée pour régler le deuxième problème – transférer la lecture obtenue par la sonde au distributeur de gaz. Otodata et Rotarex ont rapidement réalisé qu’il était essentiel que l’équipement de communication soit directement connecté au capteur physique. Cette façon de faire comporte plusieurs avantages :

Optimisation de la forme – Les entreprises souhaitaient une solution intégrée au lieu d’un produit de télémétrie générique obtenue sur le marché secondaire qui se branche sur la C-Stic. Cela améliore l’expérience de l’utilisateur et lui fournit un produit spécialement conçu pour la tâche.


Étalonnage facilité – La sonde C-Stic Lite peut être étalonnée à 100 % sur une bouteille pleine directement sur le terrain, permettant une exactitude maximale des lectures. L’intégration de l’équipement de communication dans la sonde permet à cet étalonnage d’être effectué sans utiliser de matériel supplémentaire, et même de l’effectuer à distance.

Réduction des coûts – L’intégration de l’équipement de communication directement sur la sonde réduit le coût total par rapport à une solution externe obtenue sur le marché secondaire étant donné que le boîtier et l’électronique sont fabriqués sur mesure pour éliminer tout gaspillage et qu’il n’est pas nécessaire de brancher des connecteurs ou des fils supplémentaires à du matériel externe.


Durabilité et fiabilité – Une conception intégrée améliore la durabilité et la fiabilité de façon significative. Il a été déterminé que la connexion d’un élément matériel externe à la sonde C-Stic Lite avec un fil introduisait un point de défaillance potentiel en raison de la nature dynamique et mobile de ces actifs; par exemple, le fil pourrait se débrancher ou être coupé pendant le transport ou l’utilisation.  De plus, la nature compacte d’une conception intégrée permet de réduire la taille du produit final et sa susceptibilité aux dommages causés par les chocs ou les vibrations. Cela permet également d’éviter le montage d’un élément matériel externe sur la bouteille elle-même.


Meilleure durée de vie de la pile – La durée de vie de la pile est l’aspect critique de toute solution de télémétrie à haut volume. L’intégration directe des systèmes de mesure et de communication permet une optimisation de la consommation d’énergie. Cela permet au système de communication Otodata de transmettre, sans fil, une lecture toutes les 10 secondes pendant 12 ans – sans changer la pile.


L’équipement de communication intégré transmet le niveau de remplissage de la bouteille via Bluetooth. Ces lectures Bluetooth sont captées par l’un des dispositifs de surveillance cellulaire standard d’Otodata. Ces dispositifs de surveillance sont entièrement alimentés par pile et disposent d’une autonomie de 15 ans et plus. Chaque dispositif de surveillance peut recevoir des lectures en provenance de plusieurs bouteilles à proximité.


Cette combinaison de transmetteurs Bluetooth et de dispositifs de surveillance cellulaires répond à la question concernant quel matériel devrait résider à l’emplacement du client et quel matériel devrait toujours être fixé à la bouteille.  Les sondes, avec leurs transmetteurs Bluetooth intégrés, seront toujours fixées à une bouteille, alors que le dispositif de surveillance Otodata résidera à l’emplacement du client. Cela réduit encore une fois le coût global, puisque le matériel de transmission Bluetooth est suffisamment abordable pour être installé sur chaque réservoir et que l’équipement de communication cellulaire est limité à l’emplacement du client. Cela signifie aussi qu’aucune interaction n’est nécessaire pour les utilisateurs finaux, étant donné que les dispositifs de surveillance captent automatiquement les transmissions Bluetooth à chaque fois qu’une bouteille est apportée dans la zone de surveillance.


Troisième étape : intégrer

Comment le système fonctionne-t-il dans le monde réel?  Voici un exemple. Disons qu’un laboratoire de recherche sur le cancer utilise de l’azote liquide dans le cadre de ses activités et a trois bouteilles d’azote liquide sur place en tout temps. Il suffit de mettre le dispositif de surveillance cellulaire Otodata sur un mur à proximité de l’endroit ou les bouteilles sont entreposées, puis de s’assurer que chaque bouteille contenant un gaz liquide est équipée d’une sonde C-Stic Lite avec la technologie Bluetooth Otodata intégrée. Les niveaux de remplissage des bouteilles seront alors détectés par le dispositif de surveillance cellulaire. Les bouteilles vides qui sont retirées de l’inventaire seront automatiquement retirées de l’emplacement du client sur le tableau de bord Otodata. Lorsqu’une nouvelle bouteille entre dans l’inventaire, elle est automatiquement captée par le dispositif de surveillance cellulaire et ajoutée à l’emplacement du client sur le tableau de bord Otodata. Aucune interaction manuelle n’est requise et l’équipe de livraison n’a pas besoin de faire quoi que ce soit de particulier.


Fruit de nombreuses années de préparation, cette offre de produits est un exemple de ce qui peut arriver lorsque deux experts du secteur se réunissent pour résoudre un problème ensemble et démontre l’engagement de ces deux entreprises à repousser les limites de ce qui est possible. De tels partenariats stratégiques seront de plus en plus essentiels à mesure que le marché avance dans l’ère de la numérisation. L’adoption de cet esprit de collaboration permet d’envisager un avenir rempli d’avancées encore plus transformatives qui façonneront le domaine des gaz industriels au cours des années à venir.



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