Les cellules de charge sont des composants utilisés dans les systèmes de pesage pour mesurer le poids d’un matériau ou la force exercée sur une structure. Dans le domaine industriel, elles trouvent de nombreuses applications, notamment sur les silos verticaux, les trémies en ligne, les réservoirs et les systèmes destinés au dosage des matériaux.
Installées sur un silo ou une trémie, elles permettent de connaître la quantité de produit contenue grâce à la mesure du poids. Cette information peut être utilisée pour contrôler les stocks, programmer les opérations de chargement et de déchargement, gérer le dosage ou intégrer le pesage au processus de production.
Poggi conçoit et réalise des systèmes de stockage pour matériaux en vrac configurables avec des systèmes de pesage sélectionnés selon le matériau, la capacité requise et les exigences opérationnelles spécifiques.
Que sont les cellules de charge ?
Une cellule de charge est un transducteur, c’est-à-dire un dispositif qui transforme une force mécanique en un signal électrique mesurable.
Lorsqu’elle est soumise à un poids, la cellule subit une déformation extrêmement faible. Les éléments sensibles qu’elle contient détectent cette variation et génèrent un signal proportionnel à la force appliquée.
Le signal est ensuite traité par un indicateur de poids ou un système de contrôle, puis converti en une valeur lisible. Il devient ainsi possible de déterminer le poids du matériau présent à l’intérieur d’un silo, d’une trémie ou d’un autre conteneur industriel.
À quoi servent les cellules de charge ?
Les cellules de charge permettent de mesurer le poids en continu ou à des moments déterminés du processus. Leur fonction ne se limite donc pas à l’affichage d’une valeur : elles peuvent contribuer à la gestion des différentes phases opérationnelles.
Dans un système destiné au stockage et à la manutention des matériaux en vrac, elles peuvent être utilisées pour :
- vérifier la quantité de matériau disponible ;
- contrôler le remplissage du conteneur ;
- surveiller la consommation du produit ;
- programmer les opérations d’approvisionnement ;
- mesurer la quantité déchargée ;
- gérer les opérations de dosage ;
- détecter d’éventuelles variations anormales ;
- transmettre les données aux systèmes de contrôle.
Le système de pesage peut ainsi fournir des informations utiles aussi bien pendant le chargement que lors de l’utilisation du matériau stocké.
Comment fonctionnent les cellules de charge ?
Dans les applications industrielles, les cellules de charge sont positionnées au niveau des points d’appui de la structure à peser. La charge est répartie entre les différentes cellules, qui mesurent la force exercée par le poids total.
Les signaux produits sont recueillis et traités afin de déterminer le poids total. En soustrayant le poids de la structure vide, appelé tare, il est possible de calculer la quantité réelle de matériau contenue.
Un système de pesage comprend généralement :
- une ou plusieurs cellules de charge ;
- des éléments de montage et de répartition de la charge ;
- des dispositifs de connexion des signaux ;
- un indicateur ou un transmetteur de poids ;
- d’éventuels systèmes de contrôle et d’automatisation.
La configuration doit être définie en tenant compte de la structure, de la capacité, du nombre de points d’appui et des conditions dans lesquelles le pesage est effectué.
Cellules de charge pour silos
Les cellules de charge pour silos permettent de déterminer la quantité de matériau stocké en pesant l’ensemble de la structure. Elles sont généralement installées sous les points d’appui du silo. Chaque cellule mesure une partie de la charge et l’ensemble des relevés permet de calculer le poids total.
Cette solution peut être utilisée avec différents matériaux en vrac, notamment le ciment, la chaux, les cendres volantes, les prémélanges, les farines, les granulés, les additifs et d’autres produits pulvérulents ou granulaires.
Le pesage d’un silo peut être utile pour :
- connaître la quantité réelle de matériau disponible ;
- contrôler les quantités chargées et prélevées ;
- planifier les approvisionnements ;
- éviter les interruptions provoquées par un manque de produit ;
- intégrer les données de poids aux processus de production ;
- surveiller l’évolution des consommations.
Les cellules de charge font partie des principaux accessoires pour silos permettant d’adapter le système de stockage aux besoins de surveillance et de gestion du matériau.
Cellules de charge et indicateurs de niveau : quelles différences ?
Les cellules de charge et les indicateurs de niveau remplissent des fonctions différentes, même s’ils contribuent tous deux à la surveillance du matériau présent dans le silo.
Les indicateurs de niveau détectent généralement le franchissement d’une hauteur déterminée ou mesurent la distance entre le capteur et la surface du produit. Ils peuvent être utilisés pour signaler des niveaux minimums, maximums ou intermédiaires.
Les cellules de charge mesurent quant à elles le poids exercé par le silo et le matériau qu’il contient. Le résultat ne dépend pas directement de la forme prise par le produit à l’intérieur du conteneur.
Le choix entre les deux systèmes dépend du type d’information recherché. Dans certaines configurations, ils peuvent être utilisés ensemble : les indicateurs contrôlent des seuils de remplissage déterminés, tandis que les cellules de charge mesurent le poids total.
Cellules de charge pour trémies
Les cellules de charge peuvent également être appliquées aux trémies utilisées pour recevoir, contenir et décharger des matériaux en vrac.
Dans ce cas, le pesage permet de connaître la quantité chargée dans la trémie ou de mesurer le matériau libéré pendant le déchargement. Cette donnée peut être utilisée pour contrôler des lots, alimenter les phases suivantes du processus ou gérer des opérations de dosage.
Dans les trémies équipées d’un pesage par soustraction, la quantité distribuée est déterminée en mesurant la diminution du poids pendant le déchargement. Ce principe permet de contrôler le matériau transféré vers des convoyeurs à bande, des élévateurs, des mélangeurs ou d’autres équipements situés en aval.
Poggi réalise des trémies configurables avec des cellules de charge et des systèmes de contrôle, développées en fonction des caractéristiques du matériau et des modalités prévues pour le chargement, le pesage et le déchargement.
Quels sont les avantages du pesage avec des cellules de charge ?
Contrôle des quantités
La mesure du poids permet de connaître la quantité de matériau disponible et de suivre ses variations pendant l’utilisation.
Gestion des stocks
La surveillance permet de programmer les approvisionnements et de réduire le risque d’interruption provoquée par l’épuisement du produit.
Dosage du matériau
Dans les processus nécessitant des quantités déterminées, les données de poids peuvent être utilisées pour gérer le dosage et contrôler le matériau déchargé.
Intégration aux systèmes de contrôle
Les valeurs mesurées peuvent être transmises à des indicateurs, des tableaux de commande ou des systèmes de supervision, rendant disponibles les informations nécessaires à la gestion du processus.
Utilisation avec différents matériaux
Le pesage peut être employé avec de nombreux matériaux pulvérulents ou granulaires, à condition que le système soit correctement dimensionné en fonction de la structure et des conditions d’exploitation.
Quels facteurs peuvent influencer le pesage ?
Pour obtenir des mesures fiables, il ne suffit pas de choisir la capacité nominale des cellules de charge. Il est nécessaire de considérer l’ensemble de la configuration de la structure.
Les principaux éléments à évaluer sont notamment :
- le poids propre du silo ou de la trémie ;
- la quantité maximale de matériau ;
- le nombre et la position des points d’appui ;
- la répartition correcte de la charge ;
- les éventuelles vibrations ;
- les raccordements rigides avec d’autres équipements ;
- les sollicitations dues au vent ou aux conditions environnementales ;
- la température et les caractéristiques du site ;
- les modalités et la fréquence des opérations de chargement et de déchargement.
Les tuyauteries, les passerelles et les raccordements mécaniques doivent être pris en compte dès la conception, car ils peuvent transférer des forces à la structure et influencer la mesure.
Comment choisir les cellules de charge pour un silo ou une trémie ?
Le choix doit partir de la capacité de la structure et du niveau de précision requis, tout en tenant compte du matériau, du processus et des conditions d’utilisation.
Il convient notamment d’évaluer :
- la charge maximale prévue ;
- la tare de la structure ;
- le type d’application ;
- le nombre de cellules nécessaires ;
- les conditions environnementales ;
- la présence de vibrations ou de charges latérales ;
- la fréquence des opérations ;
- le type de contrôle et d’affichage requis ;
- l’éventuelle intégration avec d’autres systèmes.
Il n’existe donc pas de configuration universelle. Le système de pesage doit être dimensionné avec le silo ou la trémie afin que la structure, les cellules de charge et les composants de contrôle fonctionnent de manière coordonnée.
Le pesage peut également être coordonné avec les modalités d’extraction du matériau. Pour approfondir cette phase, consultez l’article Comment vider un silo ?.
Systèmes de pesage pour silos et trémies Poggi
Le pesage doit être pris en compte pendant la conception du système de stockage et de manutention, avec les modalités de chargement, de stockage et de déchargement du matériau.
Poggi développe des silos et des trémies configurables avec des cellules de charge, des indicateurs et des systèmes de contrôle en fonction des caractéristiques du produit et des exigences opérationnelles spécifiques.
La définition de la solution commence par l’analyse du matériau, de la capacité requise, de l’espace disponible et du processus dans lequel le produit doit être intégré. Cette approche permet de réaliser une configuration cohérente avec les besoins réels de stockage, de surveillance et de dosage.
Pour évaluer la configuration la mieux adaptée à votre application, vous pouvez contacter Poggi.
Questions fréquentes sur les cellules de charge
Que mesurent les cellules de charge ?
Les cellules de charge mesurent la force exercée par un poids. Le signal généré est traité et converti en une valeur exploitable par le système de pesage.
Comment peser le matériau contenu dans un silo ?
Le silo peut être soutenu par plusieurs cellules de charge installées au niveau de ses points d’appui. Le poids de la structure vide est soustrait de la mesure totale afin de déterminer la quantité de matériau contenue.
Les cellules de charge peuvent-elles être utilisées sur les trémies ?
Oui. Elles peuvent mesurer le matériau chargé dans la trémie ou la quantité déchargée, notamment au moyen de systèmes de pesage par soustraction.
Quelle est la différence entre une cellule de charge et un capteur de niveau ?
La cellule de charge détermine la quantité à partir du poids, tandis que le capteur de niveau détecte la présence ou la hauteur du matériau. Les deux technologies peuvent également être utilisées ensemble.
Les cellules de charge conviennent-elles à tous les silos ?
La possibilité de les installer dépend des caractéristiques structurelles, de la capacité, des points d’appui et des conditions d’exploitation. Le système doit donc être étudié et dimensionné pour chaque application.
