Brevet FR2188148A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne un appareil de mesure du type comportant un mécanisme de mesure et un mécanisme de lecture. Dans le cas de certaines mesures, comme par exemple, dans le cas de la mesure du niveau d'un liquide toxique ou dangereux pour d'autres raisons, il est indispensable que la mesure puisse être réalisée sans mise à l'air libre du liquide considéré. On connaît par exemple des jaugeurs de réservoirs de produits liquides, du type à flotteur et aimant suiveur dans lesquels le flotteur est monté coulissant le long d'ur tube plongeur disposé verticalement dans la cuve ou réservoir et à l'intérieur duquel coulisse un aimant apte à etre accroché magnétiquement par le flotteur et relié par cabale à un appareil de mesure fixé à l'extrémité supérieure du tube plongeur. Or, les liquides dont il convient de contrôler le niveau peuvent avoir une action corrosive, en outre être chargés de particules magnétiques qui 5T accolent au flotteur et risquent de le bloquer par exemple. Par la demande de brevet NO P.V.RHONE 50 043 du 22 Mai 1968 au nom de la demanderesse, on contact un tube plongeur pour Jaugeur de réservoir qui comporte deux parois cylindriques concentriques avec ménagement entre elles d'un intervalle annulaire rendu étanche par tous moyens appropriés et auquel sont associés des dispositifs permettant de contrôler constamment la pression régnant dans cet intervalle annulaire. Les appareils équipés de tels tubes donnent toute satisfaction tant sur le plan du fonctionnement que sur celui de la sécurité. Toutefois le prix de revient du tube a une incidence sur le coQt de l'appareil et cette incidence est d'autant plus importante que le réservoir est profond. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. Acet effet, elle concerne un appareil de mesure du type comportant un mécanisme de mesure à palpeur ou flotteur suspendu à un câble et un mécanisme de lecture, caractérisé en ce que ces deux mécanismes sont isolés l'un de l'autre, de façon étanche 1'accouplement entre eux étant réalisé par des moyens magné- tiques. Un tel appareil, lorsqu'il est utilisé pour la mesure du niveau d1un liquide contenu dans un réservoir, peut être équipé d'un flotteur classique guidé ou non, ou d'un palpeur. Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, le palpeur ou le flotteur est solidaire d'un cible formant une boucle verticale gracie à un renvoi à poulie situé au fond de la cuve et dont les extrémités libres tournées vers le haut sont enroulées et amarrées sur deux parties de tambour, de manière que lorsque l'une se déroule, l'autre s'enroule à la même vitesse et inversement, de sorte que le cible demeure tendu entre le haut et le bas de la cuve, pour guider le palpeur ou le flotteur solidaire de l'un de ces brins et obtenir ainsi une lecture précise du niveau. Suivant ane forme d'exécution particulière de cet appareil, les deux parties de tambour sont aménagées sur deux tambours distincts accouplés entre eux dans un rapport fixe afin de maintenir égales les vitesses respectives d'enroulement et de déroulement des deux brins du cable. De préférence, les deux tambours qui forment, avec leurs moyens d'accouplement, le mécanisme de mesure, sont identiques et accouplés dans un rapport 1/1, ils sont logés dans un carter étanche unique placé sur la cuve et, seuls le flotteur et la partie en boucle du cible pénètrent dans la cuve. Suivant une variante d'exécution de ce dispositif, les deux parties de tambour sont aménagées sur un meme tambour et les deux extrémités du cible sont enroulées en sens inverse sur leur partie respective. Par ailleurs, dans le but d'adresser les indications données par l'appareil de mesure à une salle de contr8le et de régulation, il est prévu d'associer à ce dernier, un décodeurcodeur photoélectrique, anti-déflagrant, apte à transmettre et à réceptionner des informations sous forme lumineuse danSdne ambiance explosive ou dangereuse. Ce dispositif codeur-décodeur se compose d'un coffret anti-déflagrant renfermant les composants électroniques ou électro-mécaniques nécessaires', tels que amplificateurs, bascule relais, transformateur et autres, ainsi qu'un capteur photo électrique et la source lumineuse, la transmission des informations entre le coffret ci-dessus et l'élément à controler s'effectuant à l'aide dtun ou plusieurs conducteurs optiques de sections et de longueurs appropriées et le codeur étant constitué par un disque obturateur sectionnant le rayon lumineux. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution préférée de cet appareil de mesure Figure 1 en est une Tue en coupe axiale montrant seulement les mécanismes de mesure et de lecture auxquels est associé un dispositif codeur ; Figure 2 est une vue de face, en élévation, dtun jaugeur de réservoir comportant l'appareil de mesure de figure 1, dans le cas où ce Jaugeur est équipé d'un flotteur Figure 3 est une vue de c8té, en élévation, du Jaugeur de figure 2 ;; Figure 4 est une vue similaire à fig.1 montrant une variante d'exoutiom de ce dispositif Figure 5 est une sue illustrant un décodeur utilisé pour transmettre i distance les informations reçues par l'appareil de mesure. Cosse le montre la fig.1, cet appareil de mesure comprend essentiellement un mécanisme de lecture Â et un mécanisme de mesure B contenus dans des carters respectivement 2 et 5 isolés l'un de l'autre de façon étanche par une cloison de séparation 40 Le mécanisme de lecture A dont le principe de fonctionnement est connu en soi, comprend essentiellement un arbre horizontal 5 dont l'une des extrémités porte deux index ou aiguilles de lecture 6 et 2 aptes à se déplacer angulairement devant un cadran fixe 8. Suivant l'invention, l'autre extrémité de l'arbre 5 porte un plateau circulaire radial 2 sur lequel est fixée une couronne métallique aimantée 10. La face postérieure de cette couronne 10 est située 9 proximité de la cloison précitée 4 qui comporte au droit de la couronne 10, un lamage 12 destiné à diminuer l'épais- seur de ladite cloison et accrottre les effets du champ magnétique engendrés par la couronne 10. Le mécanisme de mesure 3 contenu dans le carter 3 est supporté par un bbti composé par les éléments 13a, 13b, 15c et 13d, et il eomprend un tambour primaire 14 et son arbre 14a solidaire de la couronne aimantée 39, 1'arbre 14a étant coaxial à l'arbre 5 un tambour secondaire 15 de même dimension que le précédent et son arbre 15a, et un train d'engrenages 16 et 17.Ces tambours sont montés de façon connue, leurs arbres reposent sur des roulements à billes 12 logés dans les éléments 13a, 13b pour le tambour 14, et 13b, 13c pour le tambour 15.L'engrenage 16 est solidaire de l'arbre 14a et l'engrenage 17 de l'arbre 15a du tambour 15. Un câble 18 doht les extrémités sont fixées et enroulées sur les tambours 14 et 15 plonge dans le fond de la cuve 26 où il forme une boucle maintenue tendue par un renvoi à poulies 19 fixé au fond de la cuve. Sur un brin 18a de cette boucle est fixé un flotteur 21 apte à suivre les déplacements du niveau du liquide contenu dans la cuve 26. Ce flotteur 21 peut parcourir toute la hauteur de la cuve. A leur entrée dans le carter 2, les brins 18a et 18b du câble passent sur des galets de guidage respectivement 22 et 23 montés de manière connue sur des roulements à billes 24.Ces galets ont un diamètre qui augmente de façon continue depuis leur centre jusqu'à leurs extrémités afin de maintenir le plus possible le câble 18 vers leur centre et l'empêche d'entrer en contact avec la tubulure 20 reliant la bride 20a au carter 3. Les extrémités des brins 18a et 18b du câble sont toutes deux déviées dans le même sens et abordent les tambours de manière similaire.Afin de ne pas détendre le câble 18 lors de leur rotation, les tambours 14 et 15 sont accouplés l'un à l'autre par les engrenages 16 et 17 qui inversent le sens de rotation d'un tambour par rapport à l'autre, dans un rapport de démultiplication de 1/1.Afin de conserver une relation linéaire èntre les déplacements du flotteur 21 et la rotation des tambours, des moyens de guidage connus et non représentés aident le câble 18 à s'enrouler sur les tambours 14 et 15. Le fonctionnement de cet appareil de mesure s'établit donc de la façon suivante Lorsque le niveau du liquide contenu dans la cuve 26 monte ou descend, le flotteur 21 suit ses fluctuations et imprime au câble 18 un déplacement dans un sens ou dans l'autre. Suivant que le flotteur monte ou descend, il entrasse positivement les tambours respectivement 15 ou 14. Le câble 18 se déroule donc d'un tambour, passe dans la cuve 26 où se trouve le flotteur 21 qui l'entrasse et s'enroule sur l'autre tambour. Le plateau magnétique 39 est entrarné en rotation par l'arbre 14a du tambour 14, et à travers la paroi 4 il entrasse le plateau magnétique 10 car leurs caractéristiques sont telles qu'un accrochage magnétique sur est réalisé entre eux. Comme on le conçoit; les informations concernant les modifications du niveau du liquide contenu dans la cuve 26, informations reçues par le mécanisme de mesure 3 de l'appareil, sont transmises au mécanisme de lecture A, malgré une étanchéité absolue entre ces deux mécanismes. La figure 4 illustre une variante d'exécution du mécanisme de mesure représenté à la fig.1. Cette variante diffère de la forme d'exécution de la fig.1 par le seul fait que les extrémités libres des brins l8a et 18b du câble sont enroulées sur deux parties respectivement 1.7a et 17b d'un tambour unique 11, sur l'arbre F duquel est calée la couronne aimantée 39. Comme en le conçoit aisément, cette disposition permet de supprimer le mécanisme de synchronisation des tambours 14 et 15 de l'exemple de la fig. 1. Il faut toutefois noter que les brins 18a et 18b doivent titre enroulés en sens inverse sur leur partie respective lia et ilb du tambour 11. Suivant une autre caractéristique de ltinvention, il il est prévu une transmission à distance des informations. Cette transmission à distance est particulièrement intéressante, car elle autorise la centralisation de diverses informations dans une salle de contrSle et de régulation. Cette transmission dinformationsest réalisée au moyen d'un dispositif codeur-décodeur photoélectrique antidéflagrant. Comme le montre la figure 5, cet appareil se compose essentiellement dtune source d'émission lumineuse 2?, d'un conducteur optique 28* d'un obturateur 29, dune cellule photoélectrique 30 captant les rayons émis par la source 27 et d'un ampli fioatewr électronique 32 associé à la cellule 30. La source 22, la cellule 30 et l'amplificateur 32 sont contenus dans nn coffret anti-déflagrant 33 situé par exemple à proximité de l'appareil de mesure. Le conducteur optique comprend deux demi-parties 28a et 28b situées de part et d'autre de l'obturateur 29. La demi-partie 28a s'étend depuis la source 22 dont elle capte et canalise les rayons lumineux, jusqu'à proximité de l'une des faces de l'obturateur 29. L'autre demi-partie 28b S'étend depuis la face opposée de l'obturateur jusque vers la cellule 30 à laquelle elle transmet les points lumineux libérés par l'obturateur. Ce dernier est constitué par un disque comportant, à sa périphérie, une pluralité de trous. Ce disque 29 est porté par l'arbre 5 par l'intermédiaire d'un engrenage 34 monté libre en rotation sur ledit arbre. Cet engrenage 34 fait partie d'un train d'engrenages 24, 35, )6 et 57 assurant, comme le montre la figure 1, une multi- plication de la rotation du disque par rapport à celle de l'arbre 5. Cette multiplication procure une plus grande sensibilité à ce dispositif et une plus grande précision dans les informations transmises. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant Tout déplacement du flotteur 21 entrasse la rotation de l'arbre 2 comme décrit précédemment, et par suite, la rotation du disque 29. il en résulte donc le défilement, entre les demi- conducteurs optiques 28a et 28b, des trous du disque 29 et le passage dans le'demi-conducteur 28b dtautant de "spots" lumineux dont le nombre est proportionnel au déplacement du flotteur 21. Le comptage de ces "spots" est effectué aisément à l'aide de tout appareil approprié, de même que l'établissement de la valeur du déplacement correspondant du flotteur 21, de sorte que l'on peut à tout moment, connaître le niveau du liquide contenu dans la cuve 26 Toutefois, afin de définir le sens du déplacement du flotteur, il est associé au train d'engrenages 34, 35, 36, 23, un contact inverseur 38 actionné par l'intermédiaire de moyens à friction. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi que, par exemple, au lieu de former une boucle comme dans le cas de la mesure d'un liquide, le câble 18 pourrait parfaitement ne présenter qu'un seul brin dont l'extrémité inférieure libre serait équipée d'un palpeur apte à venir au contact de la surface de niveau d'un produit pulvérulent ou granuleux ; dans ce cas, le relâchement du câble serait utilisé pour détecter le contact du palpeur et dudit niveau0 REVENDICATIONS 1.- Appareil de mesure du type comportant un mécanisme de mesure par flotteur ou palpeur et un mécanisme de lecture, caractérisé en ce que ces deux mécanismes sont isolés l'un de I1 autre, de façon étanche, l'accouplement entre eux étant réalisé par des moyens magnétiques. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palpeur ou le flotteur est solidaire d'un câble formant une boucle verticale grtce à un renvoi à poulie situé au fond de la cuve et dont les extrémités libres tournées vers le haut sont enroulées et amarrées sur deux parties de tambour, de manière que lorsque 1 t use se déroule, l'autre s'enroule à la même vitesse et inversement, de sorte que le câble demeure tendu entre le haut et le bas de la cuve, pour guider le palpeur ou le flotteur solidaire de l'un de ces brins et obtenir ainsi une lecture précise du niveau. 3.- appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux parties de tambour sont aménagées sur deux tambours distincts accouplés entre eux dans un rapport fixe afin de maintenir égales les vitesses respectives d'enroulement et de déroulement des deux brins du câble. 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux tambours qui forment, avec leurs moyens d'accouplement, le mécanisme de mesure, sont identiques et accouplés dans un rapport 1/1, ils sont logés dans un carter étanche unique placé sur la cuve et, seuls le flotteur et la partie en boucle du câble pénètrent dans la cuve. 5.- Appareil selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux parties de tambour sont aménagées sur un mee tambour et les deux extrémités du câble sont enroulées en sens inverse sur leur partie respective. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le but d'adresser les indications données par l'appareil de mesure à une salle de con table et de régulation, il lui est associé un décodeur-codeur photoélectrique anti-déflagrant, apte à transmettre et à réceptionner des informations sous forme lumineuse dans une ambiance explosive ou dangereuse. 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif codeur-décodeur se compose d'un coffret anti déflagrant renfermant les composants électroniques ou électromécaniques nécessaires, tels que amplificateurs, bascule, relais, transformateur et autres, ainsi qu'un capteur photoélectrique et la source lumineuse, la transmission des informations entre le coffret ci-dessus et l'élément à contrôler s'effectuant à l'aide d'un ou plusieurs conducteurs optiques de sections et de longueurs appropriées et le codeur étant constitué par un disque obturateur sectionnant le rayon lumineux.