Brevet FR2154626A1 — publié le 19730511

La présente invention se rapporte à un indicateur de niveau pour métal liquide et concerne plus particulièrement la mesure du niveau du sodium liquide utilisé dans le domaine atomique. Jusqu'à présent, on a effectué la mesure du niveau d'un liquide en utilisant le signal de sortie induit dans un enroulement secondaire, en se basant sur le fait que, l'élément détecteur constitué par un enroulement primaire et un enroulement secondaire étant inséré dans un récipient contenant le métal liquide, le degré de couplage électrique entre les enroulements primaire et secondaire dépend du changement de niveau du métal liquide. Cependant, Si la température du métal liquide varie, non seulement la perméabilité magnétique du métal lui-même varie mais la perméabilité magnétique de l'organe formant l'élément détecteur varie également. En outre, la résistance des enroulements primaire et secondaire varie également en fonction des variations de température desdits enroulements et, au surplus, les effets cidessus de la température varient en fonction du gradient de température dû à ltéldvation ou à l'abaissement du niveau. En consé quence, on a essayé de compenser les erreurs dues à la température mais aucune solution satisfaisante n'a encore été trouvée et il est difficile de détecter avec précision le niveau du liquide. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus des indicateurs de niveau pour métal liquide classiques et de réaliser un indicateur de niveau pour métal liquide nouveau et perfectionné. La présente invention a en conséquence pour objet un indicateur de niveau pour métal liquide qui comporte un élément détecteur comprenant des enroulements primaire et secondaire, un élément compensateur comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, les deux éléments étant insérés dans un récipient contenant un métal liquide, cet élément compensateur étant recouvert d'un métal ayant une perméabilité magnétique équivalente de celle du métal liquide, le signal de sortie d'un oscillateur étant applique aux enroulements primaires de l'élément détecteur et de 1' élément compensateur pour détecter la différence de tension induite dans les enroulements secondaires des éléments respectifs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un indicateur de niveau selon la présente invention; Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale des parties essentielles de l'indicateur de niveau représenté monté prêt à etre utilisé et, Fig. 3 est un graphique montrant ie rapport entre le niveau du liquide et la tension induite-mesurée par l'indicateur de niveau. On se référera maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1 qui représente un mode de réalisation de l'in- dicateur de niveau de la présente invention. L'enroulement primaire la d'un élément détecteur 1 et l'en- roulement primaire 2a d'un élément compensateur 2 sont connectés en série et un oscillateur 3 est raccordé à ces éléments; les enroulements secondaires lb et 2b des deux éléments sont raccordés en série de façon à être de polarités opposées et une résistance 5 et un dispositif indicateur 6 sont montés en parallèle entre les bornes 4a et 4b. Le point de jonction 7 des enroulements secondaires lb et 2b et la résistance 5 sont connectés par un dispositif de réglage 7 à curseur. Comme représenté à la figure 2, on utilise l'élément détecteur 1 et l'élément compensateur 2 en les insérant dans des tubes de guidage C et C' en acier inoxydable ou analogue, fixés verticalement dans un récipient B renfermant un métal liquide A, et les enroulements primaires la et 2a ainsi que les enroulements secondaires lb et 2b sont bobinés sur des noyaux métalliques 9 et 9' et sont renfermés dans des tubes de protection 10 et 10' dont les fonds sont en acier inoxydable. Un tube métallique 11 dont le fond est en aluminium ou analogue est inséré entre les enroulements primaire et secondaire 2a et 2b de l'élément compensateur 2 et le tube de protection 10'. le tube métallique 11 doit être en un métal ayant une perméabilité magnétique équivalente de celle du métal liquide A et avoir une longueur suffisante pour recouvrir totalement les enroulements. Lorsque le niveau du métal liquide A varie, une tension, telle que celle représentée par la courbe i de la figure 3, est induite dans la bobine secondaire lb de l'élément détecteur 1 et une tension négative, telle que celle représentée par la courbe E2, est induite dans l'enroulement secondaire 2b de l'élément compensateur 2 et, en conséquence, la tension E3 est indiquée rar l'appareil indicateur 6 comme étant la différence des tensions E1 et E2. La tension S1 non seulement indique le niveau du métal liquide mais varie en fonction des variations de temnératlire du métal. Cependant, étant donné que la tension , est fonction de mêmes conditions de température que celles an licuées à ltelertent détecteur 1 et ou'en outre le retal qoi forme le tube métallique 11 est de même perméabilité magnétique que celle du métal liquide qui entoure l'élément détecteur 1, le niveau indiauc pr la tension Ep est toujours celui correspondant dans des conditions équivalentes au sommet 11' du tube métallique 11; en conséquence, même si le niveau du métal liquide varie, la tension E2 n'est pas influencée par cette variation. Pour cette raison, si une différence des tensions 1 et ES est détectée, on peut obtenir un résultat qui élimine les effets des variations de température à partir de la tension E1 fournie par l'élément détecteur 1 et, étant donné que l'élément détecteur 1 et l'élément compensateur 2 se trouvent entièrement soumis aux mêmes conditions, les variations de la tension E2 provoquées par les variations de température de l'élément compensateur 2 sont égales aux variations de niveau indiquées par la tension E1 qui correspondent à un changement de température et, en conséquence, le niveau peut être connu avec précision. I1 ressort clairement de la description qui précède, que du fait que dans la présente invention l'élément détecteur 1 et l'élément compensateur 2, qui sont insérés dans le récipient B1 contenant un métal liquide, comportent des enroulements primaires et secondaires la et 2a et lb et 2b et que ltélérsent compensateur 2 est recouvert par un métal ayant une perméabilité magnétique équivalente de celle du métal liquide A, et étant donné que la sortie de l'oscillateur 3 est appliquée aux enroulements primaires la et 2a respectivement de l'élément détecteur 1 et de ltélément compensateur 2 de façon à détecter la différence du signal de sortie induit dans les enroulements secondaires lb et 2b des éléments respectifs, la variation détectée du niveau du métal liquide due aux effets de la température peut être efficacement éliminée des résultats détectés par l'élément détecteur 1 de façon à obtenir une mesure sûre et précise. Quoique l'invention ait été décrite ci-dessus de façon détaillée, il apparaîtra à l'évidence aux spécialistes de la technique que diverses modifications et changements peuvent y être apportés sans s'écarter de l'esprit, ni sortir du cadre de l'invention. RE VE N I CA T 10 N s 1. Un indicateur de niveau d'un métal liquide comportant un élément détecteur comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire caractérisé en ce qu'il comporte un élément compensateur comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, les deux éléments étant introduits dans un récipient contenant un métal liquide, l'élément compensateur étant recouvert d'un métal ayant une perméabilité magnétique équivalente de celle du métal liquide et un oscillateur pour fournir un signal de sortie appliqué aux enroulements primaires desdits éléments détecteur et compensateur de façon à permettre la détection de la différence du signal de sortie induit aux bornes des enroulements secondaires des éléments respectifs. 2. Un indicateur de. niveau selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enroulement primaire de l'élément détecteur et l'enroulement primaire de l'élément compensateur sont raccordés en série et l'oscillateur est raccordé auxdits éléments, les enroulements secondaires des deux éléments étant raccordés en série de façon à être de polarités opposées et en ce qu'une résistance et un appareil indicateur sont raccordés en parallèle entre les bornes du montage série desdits enroulements secondaires, le point de jonction des enroulements secondaires étant raccordé à ladite résistance par un dispositif de réglage à curseur. 3. Un indicateur de niveau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des tubes de guidage en acier inoxydable pour insérer l'élément détecteur et l'élément compensateur en position fixe verticale dans le récipient contenant le métal liquide, des noyaux métalliques sur lesquels sont bobinés les enroulements primaire et secondaire respectifs dudit élément détecteur et dudit élément compensateur, des tubes de protection respectifs munis de fonds en acier inoxydable pour renfermer les enroulements primaire et secondaire et un tube de métal muni d'un fond en aluminium qui est innéré entre les enroulements primaire et secondaire de l'élément compensateur et le tube de protection. 4. Un indicateur de niveau selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube en métal précité est en un métal ayant une perméabilité magnétique équivalente de celle du métal liquide et a une longueur telle qu'ilrecouvre totalement les enroulements.