Brevet FR2051860A1 — publié le 19710409

la présente invention se rapporte à un appareil électrique sensible aux variations d'une variable physique, et plus particulièrement à un appareil électrique de mesure par capacité du niveau d'un liquide, destiné à détecter si le liquide atteint un niveau 5 prédéterminé dans un récipient. Par le mot "atteint" il faut entendre "monte jusqu'à" ou "descend jusqu'à". De tels appareils de mesure comportent souvent un oscillateur dont l'état d'oscillation, c'est-à-dire qui oscille ou n'oscille pas, dépend du niveau du liquide dans un réservoir et un dispositif sen-10 sible à l'état d'oscillation de l'oscillateur délivre -un signal électrique représentatif du niveau de liquide. Le niveau de liquide est mesuré par une sonde capacitive constituée par deux plaques espacées formant un condensateur, disposée dans le réservoir de façon que la capacité entre ces plaques varie d'une petite partie 15 de sa variation totale. La sonde est disposée près du haut ou près du fond du réservoir suivant que l'on veut savoir si le niveau est monté à un niveau supérieur prédéterminé ou s'il est descendu à un niveau inférieur prédéterminé. Les plaques de la sonde capacitive sont reliées au circuit résonnant de l'oscillateur de manière 20 que- la valeur de la capacité entre plaques détermine si l'oscillateur est entretenu ou non, et donc déteimine si l'oscillateur est en état d'oscillation, le changement d'état de 1'oscillateur se faisant lorsque le niveau du liquide atteint la valeur prédéterminée. 25 Le niveau du liquide à la sonde peut varier même si le volume du liquide du réservoir? est constant, par exemple à cause de rides à la surface du liquide ou, si le réservoir est celui de l'essence d'un avion, à cause de petits changements dans la position de l'avion. Si les variations du niveau de liquide se produisent 30 lorsque ce niveau a atteint la valeur prédéterminée ou qu'il en est proche, ces variations de niveau entraînent des fluctuations correspondantes dans l'état de fonctionnement de l'oscillateur. L'invention concerne donc un appareil électrique de mesure par capacité du niveau d'un liquide, dans lequel les fluctuations 35 de l'état de fonctionnement de l'oscillateur provoquées par les variations du dit niveau de liquide sont au moins partiellement réduites. L'appareil de mesure électrique par capacité du niveau d'un 70 26539 2 2051860 liquide selon l'invention destiné à détecter si le liquidé d'un récipient atteint un niveau prédéterminé, comporte un oscillateur comprenant Un condensateur qui est agencé pour lire le niveau du liquide et dont la valeur varie en fonction du niveau du liquide, 5 le condensateur étant connecté au circuit de 1*oscillateur de telle façon que l'oscillateur passe d'un premier à un second états d'oscillation quand le niveau du liquide mesuré par le condensateur atteint le dit niveau prédéterminé, l'appareil comprenant également un dispositif agencé pour répondre à ce changement par la variation 10 d'une capacité dans le circuit oscillant de manière à bloquer l'oscillateur dans son deuxième état d'oscillation. Grâce à cette disposition, lesdites fluctuations de l'état d'oscillation de l'oscillateur peuvent être réduites au moins pai>-tiellement. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor— tiront de la description qui va suivre,faite en regard du dessin annexé illustrant un mode de réalisation donné à titre d'exemple et non limitatif» La figure unique est un schéma d'un circuit conforme à 20 l'invention» L'appareil électrique de mesure par capacité du niveau d'un liquide comporte un oscillateur comprenant un circuit oscillant 10 monté en forme de pont. Deux branches du pont constituées par les deux moitiés d'un enroulement secondaire à prise médiane 11 d'un 25 transfoimateur 12, et les deux autres branches du pont sont constituées respectivement par un condensateur variable 13 connecté entre une extrémité de 11enroulement secondaire 11 et la masse, et un condensateur fixe de référence 14 en parallèle avec un condensatéur ajustable 15 connectés entre l'autre extrémité de l'enroulement 30 secondaire 11 et la masse. Le condensateur variable 13 est constitué par une sonde capacitive comportant une paire de plaques espacées l'une de l'autre et est disposé dans le réservoir d'essence d'un avion,de façon à ce que la capacité entre plaques varie quand le niveau de l'essence dans le 35 réservoir varie dans une petite partie de sa variation totale. La sonde est disposée en haut du réservoir de sorte que la valeur du condensateur 13 varie aux environs d'un niveau supérieur prédéterminé. L'oscillateur comporte également un transistor NPN 16 monté en 70 26539 3 2051860 émetteur commun, avec son collecteur connecté au fil positif d'alimen tation 17 à travers l'enroulement primaire 18 du transformateur 12. La prise médiane de l'enroulement secondaire 11 est reliée à la "base du transistor 16, laquelle base est également reliée au point de 5 liaison entre deux résistances 19 et 20 connectées entre le fil positif d'alimentation 17 et le fil négatif d'alimentation 21. L'état d'oscillation de l'oscillateur, c'est-à-dire oscillation ou non,dépend de la présence d'un signal de réaction appliqué à la base du transistor 16 et venant de la prise médiane de 1' enrou-10 lement secondaire 11. Gela dépend de la valeur du condensateur 13 suivant qu'elle est plus petite ou plus grande que la capacité totale entre la masse et l'extrémité inférieure (sur le dessin) de l'enroulement secondaire 11, le circuit oscillant 10 étant agencé pour que dans le premier cas l'oscillation soit entretenue et que 15 dans le second cas, l'oscillation ne soit pas entretenue. La valeur du condensateur 15 est choisie de façon à ce que si la valeur du condensateur 13 est inférieure à une valeur prédéterminée, l'oscillation est entretenue, tandis que si la valeur du condensateur 13 est égale ou supérieure à la valeur prédéterminée, l'oscillation 20 n'est pas entretenue. Par conséquent, lorsque le niveau du liquide monte dans le réservoir jusqu'à un niveau-prédéterminé pour lequel la valeur du condensateur 13 atteint la valeur prédéterminée, l'oscillateur cesse d'osciller» Le signal sortant de l'oscillateur est appliqué à travers 25 un condensateur 28 à une diode de détection 29» Le signal détecté est filtré par un réseau RC constitué d'une résistance. 30 et d'un condensateur 31 et appliqué ensuite à un transistor PHP 22 qui fait partie d'un amplificateur à courant continu. Le transistor 22 est monté en émetteur comntm., son émetteur étant relié direc-30 ternent au fil positif d'alimentation 17 et son collecteur étant relié au fil négatif d'alimentation 21 à travers un réseau comprenant un redresseur 23 et des résistances 24 et 25. Un condensateur 26 est connecté en parallèle sur les résistances 24 et 25 en série. Le point de liaison entre les résistances 24 et 25 est relié à une 35 borne de sortie 27. Si l'oscillateur est dans son état d'oscillation, un signal de sortie est délivré par l'oscillateur et il en résulte qu'un courant continu est appliqué à la base du transistor 22 et le rend passant. Mais si l'oscillateur cesse d'osciller, le transis 70 26539 2051860 tor 22 est bloqué, ce qui augmente la tension négative à la borne de sortie 27. La borne de sortie 27 est connectée à un organe de relayage à semi-conducteur (non représenté) sensible aux variations de la tension développée à la borne de sortie 27. 5 Si la surface de l'essence dans le réservoir varie par exemple a cause de rides à la surface ou de modification de la position de l'avion, la valeur du condensateur 13 varie également. Si ces variations se produisent lorsque le niveau de l'essence est au niveau prédéterminé ou en est proche, 10 l'état d'oscillation a tendance a fluctuer. De façon à éviter ces fluctuations de l'oscillateur, l'appareil de mesure comporte un condensateur 32, connecté entre le point de liaison de l'enroulement secondaire 11 avec les condensateurs 14 et 25 d'un côté et le collecteur du transistor 22 de l'autre côté. Quand 15 le transistor 22 est passant, le courant qui traverse ce transistor 22 et la diode 23 fait que l'impédance du redresseur a une valeur très faible^de sorte qu"il y a un court-circuit pour le courant alternatif entre la borne du condensateur 32 connectée au transistor 22 et la masse, à travers le redresseur 20 23, le condensateur 26 et un condensateur 33 connecté dans le circuit d'émetteur du transistor 16. Par conséquent, le condensateur 32 est effectivement connecté en parallèle sur les condensateurs 14 et 15o Mais, si le transistor 22 est bloqué, le condensateur 32 est en fait déconnecté du circuit oscillant 25 10 puisque le redresseur 23 présente une impédance élevée. La valeur du condensateur 15 est ehoisre pour que l'état d'oscillation de l'oscillateur change lorsque le niveau de l'essence atteint le niveau prédéterminé. Par ce moyen, lorsque l'oscillateur passe dans son état de non oscillation, le condensateur 30 32 est en fait déconnecté du circuit oscillant 10 et bloque l'oscillateur dans son état de non oscillation de sorte que le circuit oscillant nlest pas affecté par des petites diminutions ultérieures de la valeur de la capacité 13 dues à des variations à la surface de l'essence. 70 26539 5 2051860 L'oscillateur reste donc dans son état de non oscillation jusqu'à ce que la valeur du condensateur 13 tombe au-dessous de la valeur prédéterminée nécessaire pour inhiber l'oscillation de l'oscillateur en raison de la valeur trop importante du condensateur 32. 5 L'appareil de mesure peut être employé pour savoir si le niveau de l'essence est descendu jusqu'à un niveau inférieur prédéterminé au lieu d'être monté jusqu'à un niveau supérieur prédéterminé. Dans ce cas,la sonde capacitive est placée près du fond du réservoir d'essence. Le circuit oscillant 10 est également modifié par l'in-10 version de la position du condensateur 13 avec celle des condensateurs 14 et 15»de sorte que si le niveau de l'essence est au-dessus du niveau inférieur prédéterminé,l'oscillateur est dans son état d'oscillation et le condensateur 32 est connecté en parallèle sur le condensateur 13 au lieu des condensateurs 14 et 15. Ainsi, quand 15 le niveau d'essence descend au niveau inférieur prédéterminé, l'oscillateur cesse d'osciller et le condensateur est déconnecté du circuit oscillant. Bien que le fonctionnement de l'appareil électrique de mesure par capacité du niveau d'un liquide ait été décrit en se référant 20 spécifiquement au réservoir d'essence d'un avion, il est évident que l'appareil de"mesure peut être utilisé, également pour mesurer le niveau du liquide dans toute autre sorte de réservoir de liquide ou de canalisations où circule un liquide. 70 26539 6 2051860 REVENDICATIONS T. Appareil électrique de mesure du niveau d'un liquide par capacité, destiné à mesurer si un liquide d'un récipient atteint un niveau prédéterminé,et comportant un oscillateur comprenant un condensateur destiné à mesurer le niveau d'un liquide et dont la 5 valeur varie en fonction du niveau du liquide, le condensateur étant connecté de manière que l'oscillateur varie entre un premier et un deuxième état^d'oscillation quand le niveau du liquide mesuré par le condensateur atteint ledit niveau prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comporte également un dispositif (22 à 26) destiné à cette ■JO variation par une modification d'impédance (32) dans l'oscillateur (11 à 16) de manière que l'oscillateur (12 à 16) reste dans le deuxième état d'oscillation. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif (22 à 26) effectue ladite modification d'impédance 1 5 par connexion d'un condensateur supplémentaire (32) dans l'oscillateur (11 à 16) ou, en variante, par déconnexion d'un condensateur additionnel (32). 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite modification d'impédance (32) est une modification de réac- 20 tance, et que ledit dispositif (22 à 26) répond au fait que l'oscillateur (11 à 16) passe dudit deuxième état d'oscillation audit premier état d'oscillation en effectuant une modification de réac-tance (32) dans cet oscillateur de manière que celui-ci reste (11 à 16) dans le premier état d'oscillation. 25 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif (22 à 26) effectue l'une desdites modifications de. . réactance en connectant un condensateur supplémentaire (32) dans l'oscillateur (11 à 16) et effectue l'autre modification de réactance en déconnectant le condensateur supplémentaire (32) de l'oscillateur 30 (11 à 16). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif (22 à 26) comporte un organe à impédance variable (23) en fonction de l'état d'oscillation de l'oscillateur (11 à 16), cet organe (23) étant associé au condensateur supplémentaire (32)de 35 manière que lorsque 1'oscillateur (11 à 16) est dans l'un desdits premier et deuxième états d'oscillation, l'impédance de l'organe (23) est telle que le condensateur supplémentaire (32) est connecté 70 26539 7 2051860 au circuit de l'oscillateur (11 à 16) et que lorsque l'oscillateur (11 à 16) est dans l'autre état d'oscillation, l'impédance de l'or-gane(23) est telle que le condensateur supplémentaire (32) est déconnecté de l'oscillateur (11 à 16). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif (22 à 26) comporte un organe de commutation (22) qui prend l'un ou l'autre de ses deux états en fonction de l'état d'oscillation de l'oscillateur (11 à 16) et que l'organe d'impédance variable(23)est couplé à l'organe de commutation (22) pour prendre l'une ou l'autre des deux valeurs d'impédance en fonction de l'état de l'organe de commutation (22). 7® Appareil selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ledit condensateur supplémentaire (32) est connecté en série avec l'organe à impédance variable (23) de l'oscillateur (11 à 16). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'oscillateur (11 à 16) comporte un enroulement inductif (11) à point milieu dont les extrémités sont connectées par un premier et un deuxième circuits capacitifs à une borne commune, que ledit premier circuit capacitif comporte un ou plusieurs condensateurs de référence (14, 15) et le deuxième circuit capacitif comporte le condensateur précité (13) et que ledit dispositif (22 à 26) effectue ledit changement de réactance en. connectant ledit condensateur additionnel (32) avec l'un desdits circuits capacitifs. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'oscillateur (11 à 16) passe dans son état de non oscillation quand le niveau prédéterminé du liquide est atteint .