Brevet FR2045992A1 — publié le 19710305

i. 2045992 La présente invention est relative aux détecteurs de niveau d'un liquide pour détecter l'écart d'une surface d'un liquide de refroidissement par rapport à un niveau prédéterminé, dans un réservoir ou dans un circuit de refroidissement d'un moteur . 5 Suivant la présente invention, il est prévu un détecteur de niveau d'un liquide pour détecter l'écart de la surface d'un liquide de refroidissement dans un réservoir d'un circuit de refroidissement d'un moteur,par rapport à un niveau prédéterminé, ce détecteur comprenant un premier élément de détection se 10 présentant sous la forme d'une sonde agencée pour s'étendre dans ledit réservoir, un deuxième élément de détection qui est soit agencé pour être connecté au réservoir , soit sous la forme d'une seconde soide agencée pour s'étendre dans le réservoir, un oscillateur agencé pour être connecté auxdits premier et 15 second éléments de détection pour produire une sortie dont l'amplitude est sensible à l'impédance électrique entre lesdits éléments de détection et des moyens de commande agencés pour être sensibles à l'amplitude de la sortie de l'oscillateur pour commander le-fonctionnement de moyens indicateurs, l'oscillateur 20 étant agencé pour produire une sortie d'une amplitude insuffisante pour que lesdits moyens de commande puissent commander lesdits moyens indicateurs lorsque la surface du liquide de refroidissement se trowe à un niveau prédéterminé ou au-dessus de ce niveau . 25 De préférence, les éléments de détection sont connectés aux bornes de la sortie de l'oscillateur et la fréquence de cette dernière est d'une valeur suffisante pour empêcher la polarisation qui se produit à 1'.intérieur du réservoir . Lesdits moyens de commande peuvent comprendre un oscillateur 50 de relaxation comportant un transistor uni-jonction afin que les moyens indicateurs fonctionnent, de façon intermittente lorsque le liquide de refroidissement tombe en dessous du niveau prédéterminé . D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 35 apparaîtront au cours de la description qui va suivre , Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, les Fig. 1 à 7 montrent des schémas électriques de détecteurs de niveau d'eau, suivant des modes de réalisation de l'invention, ces détecteurs étant destinés à des circuits de refroidissement de 70 21466 2. 2045992 véhicules à moteur* Le détecteur représenté sur la Pig. 1 comprend un oscillateur dans lequel sont prévus un transistor T, des résistances R^ et R2, des condensateurs et C2, et des bobines sans noyau L1 et 5 1>2 « Ces dernières sont à couplage serré et la bobine Lg est reliée à la base du transistor Tj par l'intermédiaire du condensateur afin d'entretenir les oscillations . L'oscillateur produit une sortie électrique alternative aux bornes d'un diviseur de tension comprenant des résistances R^ et . Le poten-10 tiel à la jonction de ces deux résistances est appliqué à la base d'un transistor T2 de moyens de commande qui se présentent sous la forme d'un étage amplificateur comprenant les transistors T2 et et une résistance R^ . Des moyens indicateurs comprennent une lampe 1 et Lin vibreur 2 et sont 15 connectés au collecteur du transistor , La sortie de 11 oscillateur qui apparaît aux bornes des résistances R^ et R^ est également appliquée à une électrode 3 qui est agencée dans le radiateur 4 du circuit de refroidissement et au radiateur h lui-meme, par l'intermédiaire de conden-20 sateurs et . L'electrode 3 se termine dans le radiateur à une position qui correspond au niveau minimal désiré de l'eau dans le radiateur . Lorsque le niveau d'eau est à ce niveau minimal désiré ou 25 au-dessus de ce niveau, l'eau est en contact avec l'électrode et ferme un premier élément de circuit aux bornes de la sortie de l'oscillateur . Cet élément de circuit qui comprend les condensateurs et et l'eau, a une impédance électrique qui est inférieure à l'impédance d'un second élément de circuit 30 comprenant les résistances R^ et R^ et les moyens de commande qui sont également connectés à la sortie de l'oscillateur . Dans ces conditions, on trouve aux bornes de la résistance R^ seulement une tension faible qui donne naissance à un courant s'écoulant dans le collecteur du transistor Ty ce courant étant 35 insuffisant pour actionner les moyens indicateurs . Lorsque le niveau d'eau tombe en dessous du niveau prédéterminé, le premier élément de circuit est interrompu, la charge ou le déphasage de l'oscillateur diminue et la tension aux bornes à la résistance R^ augmente jusqu'à une valeur relativement élevée 70 21466 3. 2045992 donnant naissance à un courant qui s'écoule dans le collecteur du transistor Ty ce courant ayant une amplitude suffisante pour actionner les moyens indicateurs . L'oscillateur est. agencé de manière à produire unç'sortie 5 dont la fréquence a une valeur suffisante pour empêcher la polarisation qui pourrait se produire dans le réservoir . Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'oscillateur est maintenu en fonctionnement dans toutes les conditions, et par conséquent, on peut utiliser des composants à tolérance 10 médiocre, par exemple des tolérances de - 20 $ . De plus, le potentiel appliqué à la base du transistor ne dépend que des résistances du premier élément de circuit, de sorte que des signaux parasites, par exemple provenant de lignes d'alimentation proches, n'ont que peu tendance à 15 faire fonctionner les moyens indicateurs .. Les bobines L^ et Lg peuvent être choisies de façon appropriée afin dé permettre un fonctionnement sûr du détecteur malgré les fluctuations relativement importantes de la tension d'alimentation „ 20 Dans le détecteur décrit ci-dessus on peut utiliser, à titre d'exemple, les transistors suivants : Tl . ......... .D29A5 (SESCO) Tg, T^.. ... 2N3415 (SESCO) las valeurs des autres composants étant par exemple les sui-25 vantes : R^ ..,.22 Msgohms Rg c... 1,8 Kfl Ohms R^ ,.;.15 Kil ohms R^ ..... 6,8 Kilohms ■ Rc .... 1 Kil ohms 5 . „..0,01^,F C2 250 pF 30 C^ .... 0,1^F C^ ... 0sy4F . lampe indicatrice .... » 24 ¥„ 2,8 W vibreur indicateur » » « ». » 350 ohms En utilisant ces composants, la fréquence de l'oscillateur est de l'ordre de 965 IgHz. 35 Le mode de réalisation décrit ci-dessus fournit à un détecteur de niveau de liquide de refroidissement fiable et peu coûteux pour le circuit de refroidissement d'un véhicule à moteur. Le détecteur des Fig„ 2 et 3 comprend un circuit oscillateur identique à celui représenté sur la Fig,- 1 » Le circuit oscilla 70 21466 4. 2045992 teur est connecté à des moyens de conœiande qui comprennent un circuit détecteur C composé des diodes D1 et Dg et des condensateurs Cj, et Oy d'un circuit de verrouillage D comprenant des résistances et Rg et un transistor YTos d'un oscillateur de 5 relaxation E comprenant des résistances Rg> R^# un condensateur Cg et un transistor uni-jonction PUT1, et d'un amplificateur de puissance F comprenant des transistors VT^ et VT^ et des résistances R^^ et R^j . Ces moyens de commande sont agencés pour commander le fonctionnement d'une lampe et d'un 10 vibreur G . La sonde étant noyée, l'oscillation est à un niveau très faible, de sorte que la tension aux bornes du condensateur C^ est à un niveau également très faible, le couriant s*écoulant à travers la résistance Rg maintenant conducteur le transistor 15 VTg, tandis que la tension au collecteur du transistor VTg est proche de la tension négative de sortie, ce qui inhibe l'oscillateur de relaxation » Les transistors VT^ et VT^ sont alors non conducteurs et les moyens indicateurs ne fonctionnent"pas . Quand la sonde n'est pas couverte, l'oscillation se trouve à 20 un niveau élevé . La sortie de l'oscillateur est rendue continue par le condensateur C^ et la diode et écr'êtée par la diode Dg et le condensateur C,_ , Ce montage fournit une tension à la jonction du condensateur C._ et de 0 la résistance R^ qui est négative par rapport à la tension 25 négative d'alimentation . Par conséquents le transistor VT2 est non conducteur et supprime la tension de verrouillage sur l'armature positive du condensateur Gg ce qui charge ce dernier jusqu'à la tension de la ligne positive d'alimentation à travers les résistances R^, et et la diode . Lorsque la 30 tension de l'anode du transistor uni-jonction programmable PUT^ atteint la tension de crête définie par les résistances Rn et y R10, ce transistor est déclenché de sorte que la tension sur l'armature positive du condensateur Cg descend à uns valeur qui est proche de la valeur de la tension d'alimentation négative , 35 Cette diminution de tension se retrouve sur 1'armature négative du condensateur Cg de sorte que la diode est polarisée en sens inverse. Du courant s'écoule alors à travers la résistance Rj et le condensateur Cg, l'ai ode et la cathode du transistor PUT^ et la base du transistor VT^ » Ce dernier est alors rendu 70 21466 5. 2045992 conducteur, le potentiel de son collecteur s'approchant de la valeur de la tension négative d'alimentation. Par suite, le transistor VT^ est rendu conducteur et la lampe et le vibreur sont alimentés . En même temps, le courant à travers la résistance 5 Ri:l est réduit et le transistor PUT^ est maintenu conducteur seulement par le courant qui traverse la résistance et le condensateur Cg . Lorsque la tension sur l'armature négative du condensateur Cg atteint approximativement + 0,6 V par rapport à la ligne d'alimentation négative, la diode conduit et le 10 courant qui s'écoule à travers le condensateur Gg-est dévié à travers cette diode . Par conséquent, les transistors PUT.^, VTj et VT^ sont rendus non conducteurs . La lampe et le vibreur sont alors désexcités, le condensateur Cg commence de nouveau à se charger à travers les résistances R-j^, R^g ^13 et un 15 nouveau cycle est répété . Avec cet agencement, l'oscillateur de relaxation et le circuit de verrouillage permettent d'empêcher un fonctionnement intempestif provoqué par des parasites dans 1s circuitsélectriques voisins ... 20 Le détecteur de la Pig. 4 comprend un oscillateur composé de bobines à noyau de ferrite cuuplées T-^, de résistances R-^j R15j Rl6 et R17' de " condensateups c8 et c9?t d!^ua transistor VTr-, l'une des bobines étant connectée à la sonde et au réservoir 5 par l'intermédiaire d'un condensateur C^ . Les moyens de commande 25 comprennent un circuit de détection comprenant une diode D^, un condensateur C^q et une résistance R^g . Le circuit de commutation comprend des résistances R^ et RgQ et un transistor VTg . L'oscillateur de relaxation comprend des résistances Rg^, Rgg et Rg^, une diode D^, un condensateur C11, un transistor uni-jonction 30 UJTg et une résistance variable VR1 . Le circuit d'amplification de puissance comprend des transistors VTj et VTg . Lorsque la sonde est noyée, l'oscillation est à niveau très faible, de sorte qu'une tension très faible est développée aux bornes du condensateur et de la résistance R^g, et le 35 transistor VTg est bloqué . Cette tension sur le collecteur du transistor .VTg est égale à la tension d'alimentation négative ou au voisinage de celle-ci, et par conséquent il ne s'écoule aucun courant à travers les résistances Rg^ et Rgg et le transistor uni-jonction UJTg , et les transistors VT^, et VTg sont 40 bloqués . 70 21466 6. 2045992 Lorsque la sonde n'est pas couverte, l'oscillation est à un niveau élevé et la tension développée aux bornes du condensateur C1Q et de la résistance rend conducteur le transistor VTg . La tension sur le collecteur de ce dernier est proche de la 5 tension d1alimentation positive et il s'écoule un courant à travers la résistance Rg2* Ie condensateur C-^ et la diode afin de charger le condensateur C-^ . Lorsque la tension sur l'armature positive du condensateur atteint le courant de crête du transistor uni-jonction UJTg, ce dernie^êst déclenché . Par Suite, 10 la tension sur la base du transistor VT^ devient négative et les transistors VT^. et VTg sont rendus conducteurs pour exciter la lampe L2 et le vibreur B2 . Au même moment, l'émetteur du transistor UIT2 devient négatif et cette tension négative se retrouve à travers le condensateur dans la diode pour 15 la polariser en sens inverse, le condensateur Ci;l commençant à se charger à travers la résistance Rg^ et la jonction émetteur-base .Ainsi, le courant total qui s'écoule dans la jonction émetteur-base est la somme des courants qui s'écoulent à travers les résistances Rg^ et Rgg . Lorsque la tension sur l'armature 20 négative du condensateur atteint approximativement + 0,6 V par rapport à la tension d'alimentation négative, la diode conduit et le courant qui s'écoule dans la résistance est dévié à travers la diode . Le transistor uni-jonction bloque alors les transistors VT^. et VTg en désexcitant la lampe et le 25 vibreur, le condensateur C.,^ étant de nouveau chargé à travers la résistance Rgg et un nouveau cycle est répété « Le mode de réalisation de la Fig. 5 est similaire à celui de la Fig. 1, sauf qu'il comprend un autre étage d'amplification v - JO Le mode de réalisation de la Fig. 6, montre un oscillateur à bobine sans noyau similaire à l'oscillateur de la Fig. 1, les moyens de commande comprenant un transistor uni-jonction UJT^ similaire à celui de la Fig. 4 . Le mode de réalisation de la Fig. 7 montre un oscillateur à 35 bobine à noyau de ferrite similaire à celui de la Fig. 4, mais avec des moyens de commande similaires à ceux de la Fig, 3 . 70 21466 T. 2045992 REVENDICATIONS 1» Détecteur de niveau d'un liquide pour détecter l'écart de la surface d'un liquide de refroidissement dans un réservoir d'un circuit de refroidissement de moteurs, par rapport à un 5 niveau prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément de détection sous la forme d'une sonde agencée pour s'étendre dans le réservoir, un deuxième élément de détection qui est soit agencé pour être relie au réservoir, soit sous la forme d'une seconde sonde agencée pour s'étendre dans le 10 réservoir, un oscillateur agencé pour être relié aucpremier et second éléments'de détection et pour produire une sd rtie dont l'amplitude est sensible aux impédances électriques entre les éléments de détection, des moyens de commande agencés pour être sensibles à l'amplitude de la sortie de l'oscillateur pour 15 commander le fonctionnement de moyens indicateurs, l'oscillateur étant agencé pour produire une sortie d'une amplitude insuffisante pour que les moyens de commande provoquent le fonctionnement des moyens indicateurs lorsque la surface du liquidée refroidissement est audit niveau prédéterminé ou au-dessus de ce 20 niveau . 2. Détecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de détection sont reliés en parallèle à la sortie dudit oscillateur . 3. Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 25 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande .comprennent un dispositif à trois bornes dont une première est une borne de commande pour commander l'intensité du courant à travers les deux autres bornes et la sortie de l'oscillateur est agencée pour produire un potentiel à cette borne de commande * 30 4. Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'oscillateur comprend deux bobines couplées sans noyau . 5. Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'oscillateur est agencé pour 35 produire une sortie électrique alternative qui est couplée aux moyens de commande par l'intermédiaire dfun diviseur de tension . 6.Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 21466 8. 2045992 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un oscillateur de relaxation agencé pour provoquer le fonctionnement intermittent des moyens indicateurs lorsque la surface du liquide de refroidissement est en dessous du niveau prédéterminé . 7. Détecteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'oscillateur de relaxation comprend un transistor unijonction . 8. Détecteur suivant llune quelconque des revendications 6 ou 7* caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre un circuit de verrouillage agencé pour empêcher le fonctionnement de l'oscillateur de relaxation lorsque la surface du liquide de refroidissement est audit niveau prédéterminé ou au-dessus de ce niveau « 9. Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7j caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre un circuit de commutation agencé pour provoquer le fonctionnement de l'oscillateur de relaxation seulement lorsque le liquidée refroidissement tombe au-dessous du niveau prédéterminé . 10. Circuit de refroidissement pour moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 •