Brevet FR2001402A1 — publié le 19690926

-1- 2001402 la présente invention se rapporte à un appareil ou montage pour régler le niveau d'une substance dans un récipient et concerne plus particulièrement un montage à composants solides ou à semiconducteurs qui actionne un relais afin de remplir un récipient 5 quand le fluide qui y est contenu atteint un premier niveau et qui désexcite ce relais pour=interrompre le remplissage quand le fluide a atteint un second niveau. Les buts de l1invention sont : de fournir un montage pour régler le degré d1accumulation 10 d'une substance dans un récipient ; de réaliser ce montage en utilisant des composants électroniques solides, c'est-à-dire des dispositifs semiconducteurs ; de réaliser ce montage de façon à actionner un dispositif en réponse à un premier degré d1 accumulation d'une substance dans un 15 récipient et à le désexciter quand ladite substancé s'est accumulée à un second degré dans le récipient ; de réaliser un montage qui comporte deux étages d1amplification et deux diviseurs de tension dont chacun, comporte une branche renfermant une sonde à résistance pour détecter le degré d'accumu-20 lation de la substance dans le récipient ; de réaliser un montage de commande comportant un relais monté en série avec un premier et un second étages d'amplification, l'un de ces deux étages d'amplification comportant un élément résistant supplémentaire pour limiter le courant dans le relais quand ledit 25 amplificateur est en état de conduction. D1autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. 30 Sur ce dessin, la figure 1 représente un schéma de principe d'un appareil conforme à l'invention utilisé pour régler le niveau d'un liquide dans un récipient ; et la figure 2 est une représentation schématique illustrant 35 l'application de la présente invention pour contrôler le degré d'accumulation de la glace dans un groupe frigorigène» le montage électronique de la présente invention utilise la variation de résistance qui se produit dans un récipient dans lequel une substance s'accumule. C'est ainsi, par exemple, que lors-40 que le niveau de l'eau pure ou carbonatée ou d'un autre liquide 69 02549 -2- 2001402 augmente ou diminué dans un récipient, la résistance entre une sonde et la paroi de fond du récipient varie en fonction du niveau du liquide qui s'y trouve. C'est ainsi, par exemple, que la résistance de l'air est relativement élevée, comparativement à celle d'un li-5 quide, tel que l'eau, mesurée entre deux points. En "conséquence, la variation de résistance liée à ^augmentation du niveau du liquide peut être détectée par un circuit électronique afin d'actionner une pompe, une soupape ou tout autre dispositif approprié pour augmenter ou diminuer le niveau de celui-ci 10 dans le récipient selon une condition donnée. D'une manière analogue, l'accumulation d'autres substances dans un récipient peut aussi être contrôlée. C'est ainsi, par exemple., qu'il est indésirable de faire fonctionner ûn mécanisme de refroidissement quand une quantité excessive de givre s'est développée 15 autour de ses serpentins de refroidissement. En conséquence, il est utile de détecter automatiquement l'accumulation du givre ou de la glace autour des serpentins et d'arrêter le compresseur quand le givrage est devenu excessif, afin de dégivrer l'appareil. - En utilisant les mêmes principes que ci-dessus, la formation 20 de glace dans un fluide tel que l'eau se traduit par une augmentation sensible de la résistance entre des sondes disposées- dans les régions de formation de la glace. Cette augmentation de résistance peut être perçue par un montage" approprié et peut servir à arrêter le compresseur afin de permettre d'éliminer la glace. 25 II est manifestement utile, qu'il s'agisse d'un fluide ou d'un solide, de détecter le niveau d'accumulation de la substance- en plusieurs points dans le récipient." En effet, si le niveau du fluide ou l'accumulation de la glace n'était perçue qu'en un seul point, le compresseur ou la pompe oscillerait en- continu entre les états 30 de marche et d'arrêt. En conséquence, des moyens doivent être prévus pour détecter, par exemple, le niveau inférieur :du fluide afin de mettre en marche une pompe en réponse à ce niveau, et pour n'arrêter la pompe qu'après que le fluide a atteint un niveau sensiblement plus élevé. -35 La présente-invention utilise deux étages d'amplification en parallèle et qui sont montes en série avec un relais afin de détecter l'accumulation d'une substance à deux niveaux dans 1-e récipient. En conséquence, le montage de détection de la -présente invention n'utilise que des éléments solides ou semi-conducteurs. -40 " Plus précisément, le montage ' représenté sur la figure 1 compor 69 02549 -3- 2001402 te une source électrique d1alimentation 10 qui peut être reliée à un réseau de distribution électrique standard de 115 volts., comme indiqué en 11, et qui comporte un transformateur de sortie 12. Un circuit de commande est associé à la source électrique 10 5 et comporte un redresseur bi-directiormel commandé, au silicium, connu sous le nom de Triac, qui a été désigné par la référence 13 et qui possède une électrode de commande 14. le Triac 13 possède une première borne 15 reliée à 1*101 des côtés du réseau électrique de 115 volts et une seconde borne 16 reliée à une charge 17ô La 10 charge 17 comporte une borne 18 qui est reliée à l,autre côté du réseau électrique de 115 volts. Gomme le savent les techniciens, un Triac fonctionne essentiellement comme un "thyristor" bi-directionnel. En effet, l'application d'un signal positif à l'électrode de commande 14 permet le 15 passage d'un signal alternatif entre les bornes 15 et 16. Un interrupteur 19 en série avec une résistance 20 est branché entre l'électrode de commande 14 et la borne 16. Un circuit de filtrage comprenant une résistance 21 en série avec un condensateur 22 est branché entre un point de jonction 23 et la borne 16. En con-20 séquence, la fermeture de l'interrupteur 19 applique un signal positif à l'électrode de commande 14, rendant ainsi le Triac 13 conducteur. Un signal alternatif est appliqué aux bornes du primaire 23 du transformateur 12. Le transformateur 12 comporte un secondaire 25 24 ayant une prise médiane 25 qui est mise à la masse en 26. Il en résulte que l'enroulement secondaire 24 possède une première borne 27 et une seconde borne 28 où se développe un certain potentiel par rapport à la masse 26. La borne 27 de 1'enroulement 24 est reliée à deux diviseurs de 30 tension qui servent dans la présente invention à fournir un signal approprié à deux étages d'amplification afin d'actionner le relais qui est utilisé pour exciter la charge 17- Plus précisément, la borne 27 est reliée à deux bornes 29 et 30 qui, de leur côté, sont connectées respectivement à des résistances 31 et 32. Les résistan-35 ces 31 et 32 aboutissent à des points de jonction 33 et 34 qui constituent les points d'entrée des étages d'amplification en question. La partie restante des deux diviseurs de tension est constituée par les sondes qui sont disposées dans le récipient contenant 40 la substance devant être contrôlée. Plus précisément, le point de À 69 02549 -4- 2001402 jonction 33 est connecté à une sonde 35 disposée dans un récipient 366 La sonde 35 s'abaisse profondément dans le récipient 36 jusqu'au point 37. D'une manière analogue, le point de jonction 34 est connecté 5 à une seconde sonde 38 qui est également disposée dans le récipient 36. La sonde 38 s'étend à un niveau 39 qui est plus élevé que le niveau 37 auquel s'abaisse la sonde 35» La seconde borne du transformateur 12, à savoir sa borne 28, est reliée à travers une. résistance 39 à un point de jonction 40 10 qui correspond du point de vue électrique à la paroi du récipient 36. -Il est clair que dans ces conditions un diviseur de tension s'étend entre les bornes 27 et 28 du secondaire 24 du transformateur-Plus précisément, ce diviseur de tension comprend les résistances 15 31 et 39 en série avec la résistance de la sonde 35. De la même manière, un diviseur de tension est formé entre les résistances 32 et 39 avec la résistance de la sonde 38. Il est également clair que la tension apparaissant aux points de jonction 53 et 34 varie en fonction des variations de la résistance des sondes qui leur sont re-20 liées. Les étages d'amplification utilisés pour détecter les variations de résistance des sondes 35 et 38 comprennent une première paire de transistors 41 et 42 et une seconde paire de transistors 43 et 44. La base 45 du transistor 41 est reliée au point de jonc-25 tion 33» tandis que son collecteur 46 aboutit à un point de jonction 47» La base 48 du transistor 42 est reliée Nà l'émetteur 49 du transistor 41, tandis que son collecteur 50 aboutit au point de jonction 47 et, partant, est relié au collecteur 46 du transistor 41. L'émetteur 51 du transistor 42 est mis à la masse en 52. 30 D'une manière analogue, la base 53 du transistor 44 est re liée au point de jonction 34, -tandis que son collecteur 54 aboutit à un point de jonction 55 et , à travers une résistance 56, est relié au point de jonction 47. L'émetteur 57 du transistor 44 est connecté à la base 58 du transistor 43. Le collecteur 59 du transis— 35 tor 43 est relié au point de jonction 55» tandis que son émetteur 60 est mis à la masse en 61. Deus diodes 62 et 63 sont connectées respectivement aux points de jonction 33 et 34, leurs anodes étant mises à la masse en 64 et 65. 40 Un relais 66 est branché entre les points de jonction 47 et 69 02549 2001402 67 et un condensateur 68 est monté en dérivation sur celui-ci. Une diode 69 est "branchée entre le point de jonction 67 et un point de jonction 70 qui, du point de vue électrique, est identique aux points de jonction 29 et 30. 5 Le fonctionnement de ce montage est le suivant : La fermeture de 1*interrupteur 19 excite la charge 17 qui» en l'occurrence,, peut être un dispositif pour pomper du fluide dans le récipient 36. Quand le niveau du fluide commence à s'élever dans le récipient 36, la résistance initialement perçue par l'extrémité 37 10 de la sonde 35 diminue brusquemment, abaissant ainsi la tension du point de jonction 33. Cette baisse de tension provoque le blocage du transistor 41 et, partant, le blocage du transistor 42. Toutefois, la conduction des transistors 43 et 44 maintient un courant suffisant dans le relais 66 pour tenir celui-ci attiré et, partant, 15 pour maintenir la pompe 17' en fonctionnement„ A mesure que le niveau du fluide continue de s'élever dans le récipient, la résistance entre la sonde 38 et le point 40 diminue également, ce qui se traduit par une baisse de la tension du point de jonction 34, provoquant ainsi le blocage des transistors 44 et 20 43, et, partant, la retombée du relais 66. . - Quand le fluide contenu dans le récipient 36 est consommé et que le niveau de ce fluide s'abaisse au-dessous de celui de la sonde 38, la résistance entre cette sonde et le point 40 augmente brusquement, élevant ainsi la tension du point de jonction 34 en 25 rétablissant -la conduction des transistors 44 et 43. Toutefois, à cause de l'action limitative de la résistance 56, le courant circulant dans le relais 66 reste insuffisant pour que celui-ci soit attiré. En conséquence, la pompe 17 ne se remet pas en marche. Toutefois, lorsque le niveau du fluide continue de baisser 30 dans le réservoir 36, la résistance entre l'extrémité inférieure 37 de la sonde 35 et le réservoir 36 continue d'augmenter, élevant ainsi la tension du point de jonction 33 et partant, rétablissant la conduction des transistors 41 et 42. Le rétablissement de la conduction de ces transistors, jointe à celle des transistors 43 35 et 44 permet le passage d'un courant suffisamment intense à travers le relais 66 pour exciter la charge 17. On voit donc qu'en utilisant deux étages d'amplification séparés qui, de leur côté, sont-montés en série avec le relais 66, on réalise un. montage de commutation à semi-conducteurs qui permet 40 de régler effectivement la hauteur du fluide contenu dans le réser- 69 02549 -6- 2001402 voir 36 entre deux niveaux différents, à savoir un niveau de mise en marche et un niveau d'arrêt. En se référant à la figure 2, on voit une cuve 71 qui peut contenir un groupe frigorigène 72 et deux sondes 73 et 74. Quand la glace s'accumule contre une plaque 75 et recouvre la première sonde 5 73? un premier signal peut être engendré au point de jonction 33 de la figure 1 afin de "bloquer le premier étage d'amplification comprenant -les transistors 41 et 42» La charge 17 qui, dans le cas présent, est un compresseur est maintenue en fonctionnement par la conduction du second étage d'amplification. En continuant à s'accu-10 muler, la glace finit par envelopper la seconde sonde 74, ce qui "bloque le second étage d'amplification et, partant, arrête le compresseur. Quand l'épaisseur de la glace diminue au point de découvrir la seconde sonde 74, le second étage d*amplification redevient con-15 ducteur. Toutefois, par suite de la présence de la résistance 56, le courant que le second étage d'amplification fait circuler à travers le relais 66 est insuffisant pour actionner celui-ci. Toutefois, la glace continuant de fondre, il arrive un moment oîi le premier étage d1amplification redevient, lui aussi, conducteur, ce qui 20 permet le passage d'un courant suffisamment intense à travers le relais 66 pour que celui-ci soit attiré. Il est clair que la résistance 56 doit être calculée de façon à permettre le passage d'un courant suffisant à travers le relais 66 quand les transistors 43 et 44 sont conducteurs pour maintenir 25 le relais attiré, la valeur de la résistance 56 devant également être telle qu'elle empêche le passage d'un courant suffisant pour provoquer l'attraction du relais 66 quand seuls les transistors 43 et 44 sont conducteurs. Il est clair que dans le cas de la formation de glace ou de 30 givre illustrée par la figure 2, cette glace produit une augmentation de la résistance, plutôt qu'une diminution, et que le montage de la figure 2 doit être modifié en conséquence pour répondre non pas à une tension positive mais à une tension négative apparaissant aux points de jonction 33 et 34. 69 02549 -7- 2001402 REVENDICATIONS 1. Circuit pour commander l'organe d'actionnement d'un dispositif afin de régler le dépôt d'une substance dans un récipient, caractérisé en ce qu'il comprend : un interrupteur pour connecter 5 et déconnecter ce dispositif par rapport à une source d'énergie électrique ; un relais pour actionner ledit interrupteur, ledit récipient comportant une partie à partir de laquelle commence le dépôt de ladite substance, une première et une seconde sondes disposées dans ledit récipient, la seconde sonde étant plus éloignée de 10 ladite partie dudit récipient que la première, un premier et un second moyens pour détecter l'impédance desdites sondes, chacun desdits moyens de détection étant conçu poixr développer un signal séparé dans ledit relais quand l'impédance de la sonde à laquelle il est associé atteint une valeur déterminée, des moyens pour empêcher 15 l'attraction dudit relais.lors de l'absence dans le relais de l'un ou l'autre desdits signaux séparés, et des moyens pour empêcher la retombée diidit relais quand l'un ou l'autre desdits signaux séparés est présent dans celui-ci» 2. Un circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que 20 le premier et le second moyens pour détecter l'impédance de la première et de la seconde sondes comprennent un premier et un second dispositifs de commutation semiconducteurs, un premier et un second diviseurs de tension étant reliés respectivement aux entrées de ces deux dispositifs de commutation semiconducteurs et une première 25 et une seconde sondes constituant respectivement l'une des branches desdits diviseurs de tension» 3. Un circuit selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque dispositif de commutation semi-conducteur est monté en série avec ledit relais, 30 4. Un circuit selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'un desdits dispositifs de commutation semiconducteurs est associé à des moyens pour limiter l'intensité du courant qui le traverse quand ledit dispo sitif"est en état de conduction par rapport à l'autre dispositif de commutation semiconducteur quand cet autre 35 dispositif est en état de conduction» 5» Unèircuit pour commander l'actiannement d'un dispositif afin de régler 1.'accumulation d'une substance dans un récipient* caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison pour exciter et désexciter ledit dispositif, deux sondes disposées dans ledit 40 récipient, des éléments de commutation semiconducteurs pour détec 69 02549 -8- 2001402 ter la résistance de chacune des dites sondes et pour engendrer ainsi un premier et un second signaux, des moyens qui, en réponse à ces deux signaux ferment lesdits moyens de liaison quand ladite substance atteint un premier niveau dans ledit récipient et sépa-5 rant lesdit's moyens de liaison quand ladite substance atteint un second niveau dans ce dernier. 6. Un circuit selon la revendication 5 caractérisé en ee que lesdits dispositifs semiconducteurs sont montés en parallèle, l'un desdits dispositifs ayant une "impédance plus grande que celle de 10 11 autre. 7. Un circuit selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent un relais, ledit relais étant relié à la jonction di premier et du second dispositifs de commutation . 15 8. Un circuit selon la revendication 7 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour fournir audit relais une énergie inférieure à celle nécessaire pour qu'il soit attiré, tout en étant supérieure à celle nécessaire pour le maintenir attiré quand, un seul desdits dispositifs de commutation est conducteur, des moyens 20 étant prévus pour fournir audit relais une énergie supérieure à celle nécessaire pour qu'il soit attiré dans les deux dispositifs de commutation sont conducteurs. 9. Un circuit selon l'une quelconque des revendications \ à 8 caractérisé en ce qu'il comprend une source d'énergie, un pre— 25 mier et un second diviseurs de tension branchés en parallèle sur' cette source d'énergie, chacun desdits diviseurs de tension comportant un certain nombre de résistances en série, l'une desdites résistances de chacun desdits diviseurs de tensionétant une scnde espacée de l'une des parois dudit récipient, un étage d1atnplifxca— 30 tion transistorisé relié à chacune desdites sondes, lesdits étages d'amplification étant en parallèle, et étant polarisés à l'état de conduction et de non-conduction par les variations d'impédance desdites sondes, un relais pour exciter ledit dispositif, ledit relais étant relié à ladite source d'énergie et étant monté en se-35 rie avec chacun desdits étages d'amplification transistorisés, l'impédance du circuit comprenant ledit relais et l'un desdits étages d'amplification étant plus grande que celle du circuit comprenant ce même relais et l'autre étage d'amplification. 10. Un circuit selon la revendication 9 caractérisé en ce que 40 la relation entre ladite source d'énergie et l'impédance dudit re 69 02549 -9- lais est telle que la source fournit à celui-ci une énergie insuffisante pour qu'il soit attiré quand un seul desdits étages d'amplification transistorisés est conducteur, tout en lui fournissant une énergie suffisante pour le maintenir attiré quand l'un ou l'autre desdits étages d'amplification est conducteur. 11. Un circuit selon la revendication 9 caractérisé en ce qu1 une diode est montée en dérivation à l'entrée de chacun desdits étages d'amplification transistorisés»