ISO 8309:1991
(Main)Refrigerated light hydrocarbon fluids — Measurement of liquid levels in tanks containing liquefied gases — Electrical capacitance gauges
Refrigerated light hydrocarbon fluids — Measurement of liquid levels in tanks containing liquefied gases — Electrical capacitance gauges
Specifies the essential requirements and verification procedures for capacitance-type liquid level gauges to be used for ship and shore tanks containing hydrocarbon fluids. Annexes A and B are for information only.
Hydrocarbures légers réfrigérés — Mesurage du niveau de liquide dans les réservoirs contenant des gaz liquéfiés — Jauges à effet capacitif
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
IS0
I N TE R NAT I O NA L
STANDARD 8309
First edition
1991-10-1 5
Refrigerated light hydrocarbon fluids -
Measurement of liquid levels in tanks containing
liquefied gases - Electrical capacitance gauges
Hydrocarbures légers réfrigérés - Mesurage du niveau de liquide dans
les réservoirs contenant des gaz liquéfiés -Jauges a effet capacitif
,
Reference number
IS0 8309:1991(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 8309:1991(E)
Contents
Page
1
1 Scope
1
2 Normative references . . . .
..
3 Definitions . 2
4 Gauge design . . <.<.<. 2
4.1 Sensors . . <.<.<.<.<.<<.<<.<.<<.<. 2
4
4.2 Receiver .
4.3 Wiring . . <. 4
5 Environmental conditions and allowable power supply
fluctuations . . . .<.<.<.,.<.<<.< 5
5
6 Performance . . . . .
5
6.1 Combined error of main sensor and receiver .
6.2 Maximum permissible error . 5
5
6.3 Level indication
5
6.4 Class of gauge .
7 Installation _.____. . <<.<.__.<.<. 5
7.1 Main sensor . 5
6
7.2 Reference sensor .
6
7.3 Wiring . .
6
8 Ensuring accuracy .
8.1 General requirements <.<<.<.<. 6
6
8.2 Accuracy tests .
8.3 Measurement of sensor length . __._._._. <<. 6
6
8.4 Checks and tests after installation .
6
8.5 Checks and tests afier operation start-up .
7
9 Instrumentation requirements for gas-dangerous spaces .
0 IS0 1991
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanlcai, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 CH-1211 Genève 20 Switzerland
Printed In Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 8309:1991(E)
Annexes
A General principles . 8
B Error analysis . 9
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 8309:1991(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical cornmittees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
to the member bodies for voting. Publication as an lnter-
circulated
at least 75% of the member
national Standard requires approval by
bodies casting a vote.
International Standard IS0 8309 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 28, Petroleum products and lubricants, Sub-Committee SC 5,
Measurement of /ight hydrocarbon fluids.
Annexes A and B of this International Standard are for informalion only
iv
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 8309:1991(E)
Refrigerated light hydrocarbon fluids - Measurement of liquid
levels in tanks containing liquefied gases - Electrical
capacitance gauges
IEC 79-2:1983, Electrical apparatus for explosive gas
1 Scope
atniosptieres - Part 2: Electrical apparatus - Type
I
of protection “P”.~)
This International Standard specifies the essential
requirements and verification procedures for
IEC 79-3:1972, Electrical apparatus for explosive gas
capacitance-type liquid level gauges to be used for
atmospheres - Part 3: Spark test apparatus for
ship and shore tanks containing refrigerated light
intrinsically-safe circuits.2)
hydrocarbon flu ids.
IEC 79-4:1975, Electrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part 4: Method of test for ignition
t emperature.2)
2 Normative references
IEC 79-5:1967. Electrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part 5: Sand-filled apparatus.*>
The following standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions IEC 79-6: 1968, Elecfrical apparatus for explosive gas
of this International Standard. At the time of publi- atmospheres - Part 6: Oil-immersed
cation, the editions indicated were valid. All stan-
dards are subject to revision, and parties to IEC 79-7:1969, Electrical apparatus for explosive gas
agreements based on this International Standard atmospheres - Part 7: Construction and test of
are encouraged to investigate the possibility of ap- elecfrical apparatus, type of protection “e”.*)
plying the most recent editions of the standards in-
- dicated below Members of IEC and IS0 maintain IEC 79-10 1986, Elecfrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part 10- Classification of hazardous
registers of currently valid International Standards
areas
IMO (International Maritime Organization) Resol-
IEC 79-1 1 : 1984, Electrical apparatus for explosive gas
ution A.328(IX), Code for the construction and
atmospheres - Part If: Construction and test of
equipment of ships carrying liquefied gases in bulk.’)
intririsically-safe and associated apparatus.2)
IEC 79-0: 1983, Electrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part O: General requirements.21 IEC 79-12: 1978, Electrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part 12: Classification of mixtures of
gases or vapours with air according to their maxi-
IEC 79-1:1971, Electrical apparatus for explosive gas
atmospheres - Part 1: Construction and test of mum experimental safe gaps and minimum igniting
flameproof enclosures of electrical apparatim2) currenfs.2)
1) Reference for level gauges in ship’s tanks.
2) Reference for level gauges in shore tanks.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 8309:1991(E)
standard scale: A measure used for testing the
IEC 92-504:1974, Electrical installations in ships - 3.9
Part 504: Special features - Control and instrumen- accuracy of the level gauge.
tation.’)
IEC 533: 1977, Electromagnetic compatibility of elec-
4 Gauge design
trical and electronic installations in ships.”
A capacitance-type liquid level gauge is composed
IEC 654-1:1979, Operating conditions for indusfrial-
of the components as shown in figure 1.
process measurement and control equipment -
Part I: Temperature, humidity and barometric press-
The materials and the construction of a liquid level
ure.?)
gauge shall be such that the gauge will withstand,
without damage, exposure to the environmental
IEC 654-2:1979, Operating conditions for industrial-
conditions specified in tables 1 and 2.
process measurement and control equipment -
Part 2: Power.?)
4.1 Sensors
3 Definitions
The sensors shall consist of a main sensor and a
For the purposes of this International Standard, the
reference sensor.
following definitions apply.
d
4.1.1 Main sensor
3.1 accuracy test: A test for determining the extent
of errors.
The main sensor, consisting of two electrodes
or similar structures,
3.2 gas-dangerous space: A space where gas or formed by dual coaxial tubes
measures the liquid level through differences in the
vapour may form flammable mixtures when mixed
electrostatic capacity of the sensor due to the
with air. This is equivalent to the “hazardous area”
changing liquid level. The main sensor shall be
described in IEC 79-10 for shore tanks, and to the
“gas-dangerous space or zone” described in IMO constructed taking into consideration the following
requirements:
Resolution A.328(IX) for ship’s tanks.
3.3 gauge reference point: A point fixed as a refer- a) In order to obtain the measurement accuracy
required for each measurement range, the elec-
ence for measuring the liquid level.
trodes shall be divided into sections of appropri-
ate length to provide the accuracy specified in
3.4 intrinsically safe construction: A construction
clause 6.
which is proved by testing in accordance with
IEC 79-11 to be incapable of producing an incendiary
spark in normal or fault condition in the gases or b) The non-sensing parts, at the joints of the divided
electrodes, shall be made as small as possible
vapours for which it is certified.
to reduce interruptions in the continuous meas-
urement.
3.5 liquid level: The distance between the surface
d
of the liquid in a tank and the gauge reference point,
measured along the centreline of the level gauge.
c) To maintain linearity of all the electrodes, dual
coaxial-type tubular electrodes, for example,
shall be manufactured with sufficient control of
3.6 offset constant: The height of the lower end of
the dimensional variation of the inner and outer
the main sensor from the tank bottom after instal-
diameters of the tubes. The tubes shall be as-
lation in the tank.
sembled tightly to prevent shifting of the coaxial
positioning thereof, but the use of supports be-
3.7 maximum permissible error: The extreme value
tween the electrodes shall be restricted as far
of the error permitted by specification as a system.
as possible.
3.8 Sensors
d) Provision shall be made for free circulation of the
liquid between the outside and inside of the
3.8.1 main sensor: That part of the level gauge that
electrodes SO that the composition of the liquid
responds to changes in liquid level.
inside the electrodes is identical to that on the
outside. Provision of flow holes at regular inter-
3.8.2 reference sensor: That part of the level gauge
vals is recommended.
that measures the dielectric constant of the liquid.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 8309:1991(E)
Figure 1 - Example of capacitance-type level gauge
Table 1 - Environmental conditions for the various parts of capacitance-type level gauges (for shore tanks)
Out of lank
Inside tank
Exposed area Other areas
I
Temperature LNG: - 165 "C to + 55 "C - 25 "C to 4- 70 "C' O "C to 55 "C'
CPG: - 50 "C to + 55 "C
I I
5 % to 100 Yo at O "C to 40 "C'
Relative humidity
5 Yo to 70 X above 40 "C
* Quoted from IEC 654-1
NOTES
of liquids other than liquefied natural gas or liquefied petroleum gas, lower temperature limits inside the
1 In the case
tank may be specified on the basis of the boiling point of the liquid.
of the equipment installed inside the tank shall possess sufficient strength to withstand static pressure
2 Every part
and wave motion or other action of the liquid.
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 8309:1991 (E)
Out of lank
Inside tank
Exposed area Other areas
LNG: - 165 "C to +BO "C - 25 "C to + 70 "C' O "C to 55 "C
Temperature
LPG: -50 "C to + 80 "C
Vibration No natural frequencies of equipment within O HZ to 80 Hz'
Amplitude: *l,O mm withln 2,O Hz to 13,2 Hz
Acceleration: 0,7 G within 13,2 Hz to 80 tiz
Maximum acceleration: 0,7 G
Relative humidity O % to 100 % at O "C to 40 OC'
O % to 70 % above 40 "C
I
Inclination Inclination angle (in all directions): 22,5"'
Roll angle (10 s period): 22,5"
I
Pitching I Acceleration: + 1 ,O G In vertical direction'
Electromagnetic compati- To IEC 533
bility
' Quoted from IEC 92-504.
NOTES
1 All values in the above table indicate conditions when in operation.
2 Wiring to the sensors and inside the tank shall possess ample strength to withstand wave motion or other action of
the liquid.
3 All equipment installed on the weather deck of a ship shall have adequate protection against exposure to or im-
mersion in sea water.
4 In the case of liquids other than liquefied natural gas or liquefied petroleum gas, lower temperature limits inside the
tank may be specified on the basis of the boiling point of the liquid.
b) a measurement unit for impedance transform-
4.1.2 Reference sensor
ation, and amplification and conversion of the
signals from the sensors;
The reference sensor shall always be immersed in
the liquid in order to sense changes in dielectric
constant. It is used to provide a means by which the c) a control unit for switching, calculation and logic
operations, controlling all functions of the equip-
main sensor is compensated for changes in
4
ment;
A reference sensor
dielectric constant of the liquid.
is necessary wherever highly accurate measure-
d) an indicator unit
...
ISO
NORME
INTERNATIONALE 8309
Première édition
1991-10-15
---- --~---~-------_--
Hydrocarbures légers réfrigérés - Mesurage du
niveau de liquide dans les réservoirs contenant
des gaz liquéfiés - Jauges à effet capacitif
Refrigera t ed ligh t hydrocarbon f7uids - Measurement of liquid lev ,els in
tanks containing iiquefied gases - Elec trical capacitance gauges
--w _-e---w. e--e ~-----
----
-- ---
Numéro de référence
_--_d. .-:-Y
-- -. . .- . _ -. _ ._ ISO 8309:1991(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Sommaire
Page
1
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Définitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4 Conception des jauges
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4.1 Capteurs
................................... .................. 4
4.2 Récepteur .
5
4.3 Câblage . .
5 Conditions d’environnement et fluctuations admissibles de
l’alimentation électrique .,. 5
5
6 Performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 5
6.1 Erreur combinée du capteur principal et du récepteur
5
6.2 Erreur maximum admissible .*.,.,.,. * . . . . . . . .
5
6.3 Affichage . .
.................. ...................................................... 5
6.4 Classe de jauge
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. <.*. 6
7 Installation
6
7.1 Capteur principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
7.2 Capteur de référence
...................................................... 6
7.3 Câblage .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8 Précision
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8.1 Prescriptions générales
6
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Essais de précision
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
8.3 Mesurage de la longueur du capteur
. . . . . . . . . . . . . . 7
8.4 Contrôles et essais à effectuer après l’installation
. . . 7
8.5 Contrôles et essais à effectuer après la mise en service
9 Prescriptions relatives à l’instrumentation pour les espaces à
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
risques
0 ISO 1991
Droits de reproduction rhservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Annexes
8
.................................................
...................
A Principes généraux
9
........................................................................
B Analyse d’erreur
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8309 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 28, Produits pétroliers et lubrifiants, sous-comité SC \5, Me-
surage des hydrocarbures légers.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 8309:1991(F)
:
Hydrocarbures légers réfrigérés - Mesurage du niveau de
liquide dans les réservoirs contenant des gaz liquéfiés -
Jauges à effet capacitif
CEI 79-2: 1983, Mafériel électrique pour atmosphères
1 Domaine d’application
explosives gazeuses - Partie 2: Matériel électrique
à mode de protection ~~p?G
La présente Norme internationale spécifie les pres-
criptions essentielles et méthodes de contrôle rela-
CEI 79-3:1972, Matériel électrique pour atmosphères
tives aux jauges de niveau de liquide dites à effet
explosives gazeuses - Partie 3: Éclateur pour cir-
capacitif, destinées aux réservoirs d’hydrocarbures
cuits de sécurité intrinsèque.*)
liquides, légers réfrigérés installés à bord des navi-.
,
res ou à terre.
CEI 79-4:1975, Matériel électrique pour atmosphères
explosives gazeuses - Partie 4: M‘éthode d’essai
pour la détermination de la température d’inf7amma-
fion.*)
CEI 79-5:1967, Matériel électrique pour atmosphères
2 Références normatives
explosives gazeuses - Partie 5: Protection par rem-
plissage pulvérulen f .*) c
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est fa.ite,
CEI 79-6:1968, Matériel électrique pour atmosphères
constituent des dispositions valables pour la pré-
explosives gazeuses - Partie 6: Matériel immergé
sente Norme internationale. Au moment de la pt~-
dans /‘huile.*) .
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
CEI 79-7: 1969, Matériel .é/ecfrique pour atmosphères
prenantes des accords fondés sur la présente
explosives gazeuses - Partie 7: Construction, véri-
Norme internationale sont invitées à rechercher la
fication et essais du matériel électrique en protection
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
2)
tt e )P .
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
CEI 79-10:1986, Matériel électrique pour afmosphè-
internationales en vigueur à un moment donné.
res explosives gazeuses - Partie 10: Classification
des emplacements dangereux?
OMI (Organisation Maritime Internationale) Résolu-
tion A 328(1X), Code pour /a construction et I’équi-
CEI 79-11: 1984, Matériel électrique pour afmosphè-.
pement des bateaux fransporfanf des gaz de pétrole
res explosives gazeuses - Partie Il: Construction
liquéfiés en vrac?
et épreuves du matériel à sécurité intrinsèque et du
matériel associé?)
CEI 79-O: 1983, Matériel électrique pour atmosphères
explosives gazeuses - Partie 0: Règles générales.*)
CEI 79-12: 1978, Matériel électrique pour afmosphé-
res explosives gazeuses - Partie 12: Classement
CEI 79.1:1971, Matériel électrique pour atmosphères
des mélanges de gaz ou de vapeurs et d’air suivant
Partie 1: Consfrucfion, véri-
explosives gazeuses -
leur interstice expérimental maxima/ de sécurité et *
fication et essais des enveloppes anfidénagranfes de
leur courant minima/ d’inflammation?)
matériel électrique.*)
1) Référence s’appliquant aux jauges des cuves des navires.
2) Référence s’appliquant aux jauges des réservoirs terrestres.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
3.8.2 capteur de référence: Partie de la jauge de
CEI 92-504:1974, Installations électriques à bord des
niveau qui mesure la constante diélectrique du li-
navires - Partie 504: Caractéristiques spéciales -
quide.
Confrô/elcommande et instrumentation.‘)
3.9 échelle étalon: Mesure à utiliser pour vérifier la
CEI 533: 1977, Compatibilité électromagnétique des
insfa//afions électriques et électroniques à bord des précision de la jauge de niveau.
navires?
4 Conception des jauges
CEI 654-l : 1979, Conditions de fonctionnement pour
les matériels de mesure et commande dans les pro-
Une jauge de niveau de liquide à effet capacitif se
cessus industriels - Partie 1: Température, humidité
compose des éléments représentés dans la
et pression barométrique.*)
figure 1.
CEI 654-2: 1979, Conditions de fonctionnement pour Les matériaux constitutifs et la structure de la jauge
les matériels de mesure et commande dans les pro- doivent être tels que celle-ci puisse être exposée
cessus industriels - Partie 2: Alimentation.*) sans dommage aux conditions d’environnement
spécifiées dans les tableaux 1 et 2.
3 Définitions
4.1 Capteurs
Pour les besoins de la présente Norme internatio-
Le capteur compren d un capteur principal et un
nale, les définitions suivantes s’appliquent.
teur de r ,éférence.
cap
3.1 contrôle de précision: Essai destiné à la déter-
4.1 .l Capteur principal
mination de l’étendue d’erreur.
Le capteur principal, qui se compose de deux élec-
3.2 zone à atmosphères explosibles: Espace dans
trodes formées de tubes coaxiaux ou de structures
lequel les gaz ou vapeurs peuvent former avec l’air
similaires, mesure le niveau de liquide à partir des
des mélanges inflammables. Cette notion est équi-
variations de sa propre capacité électrostatique, qui
valente à celles de ((zone à risques,, définie dans
dépend du niveau de liquide. Les exigences sui-
CEI 79-10 pour les réservoirs terrestres et d’ttespace
vantes doivent être prises en compte dans la
définie par la résolution
ou zone à risques))
construction du capteur principal:
IMO A.328(IX), pour les cuves des navires.
a) Pour obtenir la précision prescrite pour chaque
3.3 point de référence de la jauge: Point fixé
gamme de mesure, il faut diviser les électrodes
comme référence pour le mesurage du niveau de
en segments de longueur permettant d’obtenir la
liquide.
précision spécifiée dans l’article 6.
3.4 construction en sécurité intrinsèque: Construc-
b) Les parties non fonctionnelles du capteur telles
tion dont il a été prouvé, par des essais selon la
que les joints séparant les segments d’électro-
CE1 79-11, qu’elle est incapable de produire une
des doivent être le plus réduites possibles afin
étincelle d’un effet thermique capable d’enflammer
de limiter les ruptures de continuité du mesu-
une atmosphère explosive donnée.
rage.
3.5 niveau de liquide: Distance séparant la surface
c) Pour maintenir la linéarité de toutes les électro-
du liquide et le point de référence de la jauge, me-
des, il faut prévoir dans la fabrication des élec-
surée sur la ligne médiane de la jauge de niveau.
trodes tubulaires coaxiales, par exemple, un
contrôle suffisant des variations dimensionnelles
3.6 constante d’écart: Hauteur séparant le fond du
des diamètres intérieur et extérieur des tubes.
réservoir de la base du capteur principal aprés son
Les tubes doivent être assemblés solidement
installation dans le réservoir. afin d’éviter tout déplacement par rapport à la
position coaxiale, mais l’utilisation d’étais entre
3.7 erreur maximum admissible: Valeur extrême les électrodes doit être le plus réduite possible.
de l’erreur autorisée par les spécifications d’un
système. d) La libre circulation du liquide entre les espaces
intérieur et extérieur des électrodes doit être
3.8 Capteurs assurée de façon à ce que la composition du li-
quide soit la même dans les deux espaces. Il est
recommandé de prévoir des orifices de circu-
3.8.1 capteur principal: Partie de la jauge de ni-
lation à intervalles réguliers.
veau qui réagit aux variations de niveau du liquide.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Bride detraversee
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1 !$-- ;eur de rétérence
Figure 1 - Exemple de jauge de niveau à effet capacitif
Tableau 1 - Conditions d’environnement applicables aux différentes parties des jauges de niveau à effet
capacitif (réservoirs terrestres)
Extérieur de la cuve
Intérieur de la cuve
Zone exposée ’
Autre zone
GNL: -365 “C à +55 “C ~25”Cà+70”C . ~ 0”c2l55”C’ I
Température,
GPL: -50 “C à 455 “C
:
Humidité relative 5 % à 100 % entre 0 “C et 40 “C’
5 % à 70 % au-dessus de 40 “C
. ”
* extraits de CEI 654-l.
NOTES
1 Lorsque le liquide n’est ni du gaz naturel liquéfié ni du gaz de pétrole liquéfié, il est admis de spécifier la limite in-
férieure de température à l’intérieur du réservoir sur la base du point d’ébullition du liquide.
2 Tous les matériels installés à l’intérieur du réservoir doivent être suffisamment solides pour résister à la pression
statique, aux remous, ou’à toute autre action du liquide.
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ISO 8309:1991 (F)
Tableau 2 - Conditions d’environnement applicables aux différentes parties des jauges de niveau à effet
capacitif (cuves de navires)
7
Extérieur de la cuve
Intérieur de la cuve
Zone exposée Autre zone
-165 “C à +80 “C
Température GNL: -25 “C à +70 “C’ 0 “C à 55 “C
GPL: -50 “C à +80 “C
--
Vibration Fréquences naturelles du matériel non comprises entre 0 Hz et 80 Hz’
--
Amplitude * 1,O mm entre 2,0 Hz et 13,2 Hz
--
Accélération 0,7 G entre 13,2 Hz et 80 Hz
--
Accélération maximum 0,7 G
.
--
0 % à 100 % entre 0 “C et 40 “C’
Humidité relative
0 % à 70 % au-dessus de 40 “C
Inclinaison Angle d’inclinaison (quelle que soit la direction): 22,5”’
Roulis (période de 10 s): 22,5”
----
Accélération: + 1,O G, en direction verticale’
Tangage
-.-
Voir CEI 533
Compatibilité électroma-
gnétique
--
* Données extraites de CEI 92-504.
NOTES
1 Dans le tableau ci-dessus, toutes les valeurs indiquées sont des conditions en cours de fonctionnement.
2 Les câbles de connexion des capteurs et les câbles placés à l’intérieur du réservoir doivent être suffisamment soli-
des, pour pouvoir résister aux remous ou à toute autre action du liquide.
3 Tout matériel installé sur le pont ouvert d’un navire doit être convenablement protégé des risques d’exposition à
l’eau de mer, ou d’immersion.
4 Lorsque le liquide n’est ni du gaz naturel liquéfié ni du gaz de pétrole liquéfié, il est admis de spécifier la limite in-
férieure de température à l’intérieur du réservoir sur la base du point d’ébullition du liquide.
b) une un
...
ISO
NORME
INTERNATIONALE 8309
Première édition
1991-10-15
---- --~---~-------_--
Hydrocarbures légers réfrigérés - Mesurage du
niveau de liquide dans les réservoirs contenant
des gaz liquéfiés - Jauges à effet capacitif
Refrigera t ed ligh t hydrocarbon f7uids - Measurement of liquid lev ,els in
tanks containing iiquefied gases - Elec trical capacitance gauges
--w _-e---w. e--e ~-----
----
-- ---
Numéro de référence
_--_d. .-:-Y
-- -. . .- . _ -. _ ._ ISO 8309:1991(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Sommaire
Page
1
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Définitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4 Conception des jauges
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4.1 Capteurs
................................... .................. 4
4.2 Récepteur .
5
4.3 Câblage . .
5 Conditions d’environnement et fluctuations admissibles de
l’alimentation électrique .,. 5
5
6 Performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 5
6.1 Erreur combinée du capteur principal et du récepteur
5
6.2 Erreur maximum admissible .*.,.,.,. * . . . . . . . .
5
6.3 Affichage . .
.................. ...................................................... 5
6.4 Classe de jauge
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. <.*. 6
7 Installation
6
7.1 Capteur principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
7.2 Capteur de référence
...................................................... 6
7.3 Câblage .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8 Précision
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8.1 Prescriptions générales
6
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Essais de précision
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
8.3 Mesurage de la longueur du capteur
. . . . . . . . . . . . . . 7
8.4 Contrôles et essais à effectuer après l’installation
. . . 7
8.5 Contrôles et essais à effectuer après la mise en service
9 Prescriptions relatives à l’instrumentation pour les espaces à
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
risques
0 ISO 1991
Droits de reproduction rhservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Annexes
8
.................................................
...................
A Principes généraux
9
........................................................................
B Analyse d’erreur
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8309 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 28, Produits pétroliers et lubrifiants, sous-comité SC \5, Me-
surage des hydrocarbures légers.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 8309:1991(F)
:
Hydrocarbures légers réfrigérés - Mesurage du niveau de
liquide dans les réservoirs contenant des gaz liquéfiés -
Jauges à effet capacitif
CEI 79-2: 1983, Mafériel électrique pour atmosphères
1 Domaine d’application
explosives gazeuses - Partie 2: Matériel électrique
à mode de protection ~~p?G
La présente Norme internationale spécifie les pres-
criptions essentielles et méthodes de contrôle rela-
CEI 79-3:1972, Matériel électrique pour atmosphères
tives aux jauges de niveau de liquide dites à effet
explosives gazeuses - Partie 3: Éclateur pour cir-
capacitif, destinées aux réservoirs d’hydrocarbures
cuits de sécurité intrinsèque.*)
liquides, légers réfrigérés installés à bord des navi-.
,
res ou à terre.
CEI 79-4:1975, Matériel électrique pour atmosphères
explosives gazeuses - Partie 4: M‘éthode d’essai
pour la détermination de la température d’inf7amma-
fion.*)
CEI 79-5:1967, Matériel électrique pour atmosphères
2 Références normatives
explosives gazeuses - Partie 5: Protection par rem-
plissage pulvérulen f .*) c
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est fa.ite,
CEI 79-6:1968, Matériel électrique pour atmosphères
constituent des dispositions valables pour la pré-
explosives gazeuses - Partie 6: Matériel immergé
sente Norme internationale. Au moment de la pt~-
dans /‘huile.*) .
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
CEI 79-7: 1969, Matériel .é/ecfrique pour atmosphères
prenantes des accords fondés sur la présente
explosives gazeuses - Partie 7: Construction, véri-
Norme internationale sont invitées à rechercher la
fication et essais du matériel électrique en protection
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
2)
tt e )P .
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
CEI 79-10:1986, Matériel électrique pour afmosphè-
internationales en vigueur à un moment donné.
res explosives gazeuses - Partie 10: Classification
des emplacements dangereux?
OMI (Organisation Maritime Internationale) Résolu-
tion A 328(1X), Code pour /a construction et I’équi-
CEI 79-11: 1984, Matériel électrique pour afmosphè-.
pement des bateaux fransporfanf des gaz de pétrole
res explosives gazeuses - Partie Il: Construction
liquéfiés en vrac?
et épreuves du matériel à sécurité intrinsèque et du
matériel associé?)
CEI 79-O: 1983, Matériel électrique pour atmosphères
explosives gazeuses - Partie 0: Règles générales.*)
CEI 79-12: 1978, Matériel électrique pour afmosphé-
res explosives gazeuses - Partie 12: Classement
CEI 79.1:1971, Matériel électrique pour atmosphères
des mélanges de gaz ou de vapeurs et d’air suivant
Partie 1: Consfrucfion, véri-
explosives gazeuses -
leur interstice expérimental maxima/ de sécurité et *
fication et essais des enveloppes anfidénagranfes de
leur courant minima/ d’inflammation?)
matériel électrique.*)
1) Référence s’appliquant aux jauges des cuves des navires.
2) Référence s’appliquant aux jauges des réservoirs terrestres.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
3.8.2 capteur de référence: Partie de la jauge de
CEI 92-504:1974, Installations électriques à bord des
niveau qui mesure la constante diélectrique du li-
navires - Partie 504: Caractéristiques spéciales -
quide.
Confrô/elcommande et instrumentation.‘)
3.9 échelle étalon: Mesure à utiliser pour vérifier la
CEI 533: 1977, Compatibilité électromagnétique des
insfa//afions électriques et électroniques à bord des précision de la jauge de niveau.
navires?
4 Conception des jauges
CEI 654-l : 1979, Conditions de fonctionnement pour
les matériels de mesure et commande dans les pro-
Une jauge de niveau de liquide à effet capacitif se
cessus industriels - Partie 1: Température, humidité
compose des éléments représentés dans la
et pression barométrique.*)
figure 1.
CEI 654-2: 1979, Conditions de fonctionnement pour Les matériaux constitutifs et la structure de la jauge
les matériels de mesure et commande dans les pro- doivent être tels que celle-ci puisse être exposée
cessus industriels - Partie 2: Alimentation.*) sans dommage aux conditions d’environnement
spécifiées dans les tableaux 1 et 2.
3 Définitions
4.1 Capteurs
Pour les besoins de la présente Norme internatio-
Le capteur compren d un capteur principal et un
nale, les définitions suivantes s’appliquent.
teur de r ,éférence.
cap
3.1 contrôle de précision: Essai destiné à la déter-
4.1 .l Capteur principal
mination de l’étendue d’erreur.
Le capteur principal, qui se compose de deux élec-
3.2 zone à atmosphères explosibles: Espace dans
trodes formées de tubes coaxiaux ou de structures
lequel les gaz ou vapeurs peuvent former avec l’air
similaires, mesure le niveau de liquide à partir des
des mélanges inflammables. Cette notion est équi-
variations de sa propre capacité électrostatique, qui
valente à celles de ((zone à risques,, définie dans
dépend du niveau de liquide. Les exigences sui-
CEI 79-10 pour les réservoirs terrestres et d’ttespace
vantes doivent être prises en compte dans la
définie par la résolution
ou zone à risques))
construction du capteur principal:
IMO A.328(IX), pour les cuves des navires.
a) Pour obtenir la précision prescrite pour chaque
3.3 point de référence de la jauge: Point fixé
gamme de mesure, il faut diviser les électrodes
comme référence pour le mesurage du niveau de
en segments de longueur permettant d’obtenir la
liquide.
précision spécifiée dans l’article 6.
3.4 construction en sécurité intrinsèque: Construc-
b) Les parties non fonctionnelles du capteur telles
tion dont il a été prouvé, par des essais selon la
que les joints séparant les segments d’électro-
CE1 79-11, qu’elle est incapable de produire une
des doivent être le plus réduites possibles afin
étincelle d’un effet thermique capable d’enflammer
de limiter les ruptures de continuité du mesu-
une atmosphère explosive donnée.
rage.
3.5 niveau de liquide: Distance séparant la surface
c) Pour maintenir la linéarité de toutes les électro-
du liquide et le point de référence de la jauge, me-
des, il faut prévoir dans la fabrication des élec-
surée sur la ligne médiane de la jauge de niveau.
trodes tubulaires coaxiales, par exemple, un
contrôle suffisant des variations dimensionnelles
3.6 constante d’écart: Hauteur séparant le fond du
des diamètres intérieur et extérieur des tubes.
réservoir de la base du capteur principal aprés son
Les tubes doivent être assemblés solidement
installation dans le réservoir. afin d’éviter tout déplacement par rapport à la
position coaxiale, mais l’utilisation d’étais entre
3.7 erreur maximum admissible: Valeur extrême les électrodes doit être le plus réduite possible.
de l’erreur autorisée par les spécifications d’un
système. d) La libre circulation du liquide entre les espaces
intérieur et extérieur des électrodes doit être
3.8 Capteurs assurée de façon à ce que la composition du li-
quide soit la même dans les deux espaces. Il est
recommandé de prévoir des orifices de circu-
3.8.1 capteur principal: Partie de la jauge de ni-
lation à intervalles réguliers.
veau qui réagit aux variations de niveau du liquide.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 8309:1991(F)
Bride detraversee
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1 !$-- ;eur de rétérence
Figure 1 - Exemple de jauge de niveau à effet capacitif
Tableau 1 - Conditions d’environnement applicables aux différentes parties des jauges de niveau à effet
capacitif (réservoirs terrestres)
Extérieur de la cuve
Intérieur de la cuve
Zone exposée ’
Autre zone
GNL: -365 “C à +55 “C ~25”Cà+70”C . ~ 0”c2l55”C’ I
Température,
GPL: -50 “C à 455 “C
:
Humidité relative 5 % à 100 % entre 0 “C et 40 “C’
5 % à 70 % au-dessus de 40 “C
. ”
* extraits de CEI 654-l.
NOTES
1 Lorsque le liquide n’est ni du gaz naturel liquéfié ni du gaz de pétrole liquéfié, il est admis de spécifier la limite in-
férieure de température à l’intérieur du réservoir sur la base du point d’ébullition du liquide.
2 Tous les matériels installés à l’intérieur du réservoir doivent être suffisamment solides pour résister à la pression
statique, aux remous, ou’à toute autre action du liquide.
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 8309:1991 (F)
Tableau 2 - Conditions d’environnement applicables aux différentes parties des jauges de niveau à effet
capacitif (cuves de navires)
7
Extérieur de la cuve
Intérieur de la cuve
Zone exposée Autre zone
-165 “C à +80 “C
Température GNL: -25 “C à +70 “C’ 0 “C à 55 “C
GPL: -50 “C à +80 “C
--
Vibration Fréquences naturelles du matériel non comprises entre 0 Hz et 80 Hz’
--
Amplitude * 1,O mm entre 2,0 Hz et 13,2 Hz
--
Accélération 0,7 G entre 13,2 Hz et 80 Hz
--
Accélération maximum 0,7 G
.
--
0 % à 100 % entre 0 “C et 40 “C’
Humidité relative
0 % à 70 % au-dessus de 40 “C
Inclinaison Angle d’inclinaison (quelle que soit la direction): 22,5”’
Roulis (période de 10 s): 22,5”
----
Accélération: + 1,O G, en direction verticale’
Tangage
-.-
Voir CEI 533
Compatibilité électroma-
gnétique
--
* Données extraites de CEI 92-504.
NOTES
1 Dans le tableau ci-dessus, toutes les valeurs indiquées sont des conditions en cours de fonctionnement.
2 Les câbles de connexion des capteurs et les câbles placés à l’intérieur du réservoir doivent être suffisamment soli-
des, pour pouvoir résister aux remous ou à toute autre action du liquide.
3 Tout matériel installé sur le pont ouvert d’un navire doit être convenablement protégé des risques d’exposition à
l’eau de mer, ou d’immersion.
4 Lorsque le liquide n’est ni du gaz naturel liquéfié ni du gaz de pétrole liquéfié, il est admis de spécifier la limite in-
férieure de température à l’intérieur du réservoir sur la base du point d’ébullition du liquide.
b) une un
...
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