Brevet FR2171868A1 — publié le 19730928

La présente invention a pour objet un indicateur de niveau électro-optique, destiné en particulier à indiquer le niveau de produits inflammables contenus dans des réservoirs. Elle vise notamment un tel indicateur approprié pour indiquer le niveau de gaz liquéfié contenu dans un réservoir monté sur un véhicule automobile qui utilise ledit carburant. A ce jour, on ne trouve pas dans le commerce d'appareils capables d'indiquer, comme cela est par contre courant pour l'essence, le contenu d'un réservoir de gaz liquéfié pour véhicule automobile qui utilise des hydrocarbures de ce type. C'est un but de l'invention de fournir un indicateur qui respecte toutes les normes de sécuritd actuelles qu'impose la forte inflammabilité des gaz de pétrole liquéfiés, et permette au conducteur de voir l'indication du niveau de gaz liquéfié contenu dans le réservoir. C'est également un but de l'invention de fournir un indicateur permettant d'utiliser, en effectuant seulement quelques transformations, l'indicateur de niveau d'essence que comportent actuellement tous les véhicules automobiles. L'indicateur de niveau électro-optique selon l'invention, destiné notamment à indiquer le niveau de produits inflammables contenus dans des réservoirs, comprenant un instrument de mesure à échelle étalonnée en grandeurs volumétriques propre à fournir une indication proportionnelle au courant qui le parcourt et un organe de réglage du courant parcourant cet instrument en fonction du niveau du liquide contenu dans le réservoir, est caractérisé en ce que ledit organe de réglage comprend une source lumineuse à flux lumineux constant, un élément photosensible propre à être influencé par ladite source lumineuse par l'intermédiaire d'un faisceau de fibres optiques et à piloter un étage amplificateur dont la sortie est insérée dans le circuit de l'instrument de mesure, le flux lumineux tombant sur ledit élément photosensible et parcourant ledit faisceau de fibres optiques étant réglé par un transducteur du niveau du liquide contenu dans le réservoir. D'autres caractéristiques et avantages do dispositif selon l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma électrique d'un indicateur de niveau pour gaz liquéfié fonctionnant, sur commande, pour indiquer le niveau d'essence d'un véhicule automobile ; et - la figure 2 représente schématiquement un mode d'exécution du transducteur qui règle le flux lumineux. En se référant à la figure 1, la référence 1 désigne le conducteur relié au pôle positif d'une source d'énergie électrique, (non représentée), qui peut être, par exemple, la batterie d'accumulateurs normalement présente sur tous les véhicules automobiles, tandis que la référence 2 désigne la connexion de masse, reliée à l'autre pôle. La référence 3 désigne un instrument de mesure du type à double bobine, normalement utilisé sur les véhicules automobiles pour indiquer le niveau d'essence, et étalonné de façon à donner une indication volumétrique proportionnelle au courant qui le parcourt.Sur cet instrument, les références 4 et 5 désignent les bornes qui sont normalement reliées directement aux pôles de l'alimentation, et la référence 6 la borne de commande, c'est-à-dire la borne sur laquelle est branché le rhéostat 9 dont la valeur de résistance ohmique varie par l'intermédiaire d'un transducteur de type connu, en fonction du niveau d'essence. Un transducteur de ce type peut être conformé comme indiqué ci-après en référence à la figure 2. Sur le schéma de la figure 1, alors que la borne 5 est reliée directement à la masse, la borne 4 est reliée à la ligne d'alimentation par une résistance 7 du type à coefficient de température négatif (résista.nce NTC) et la borne 6 est reliée au contact mobile 8a d'un commutateur 8.Aux contacts fixes 8b et 8c dudit commutateur sont reliés respectivement le rhéostat 9 correspondant au réservoir d'essence et dont l'autre borne est à la masse, et le collecteur d'un transistor 10 de type NPN dont l'émetteur est à la masse. La base du transistor 10 est reliée au point central d'un diviseur de tension 11 monté entre la masse 2 et le conducteur d'alimentation la et qui est constitué par une résistance 12 montée en série avec une photorésistance 13 sur laquelle est monté en parallèle un rhéostat 14. I1 ressort de ce qui précède que le transistor 10 et le diviseur 11 constituent essentiellement un étage amplificateur et, en particulier, le transistor 10 conduira plus ou moins de courant, selon la quantité de lumière que reçoit la photorésistance 13. I1 est clair qu'en agissant sur le rhéostat 14, on peut étalonner l'instrument 3 de façon que ses indications puissent être correctes, malgré la dispersion des paramètres caractéristiques du transistor 10 et de la photorésistance 13. Le flux lumineux que reçoit la photorésistance 13 et qui est acheminé sur celle-ci par des faisceaux de fibres optiques 21, 22, est engendré par une lampe 16. La lampe 16 présente une borne à la masse et l'autre en série avec une résistance 17 qui va ensuite jusqu'au conducteur d'alimentation la. L'alimentation du circuit décrit est stabilisée, de façon connue, au moyen d'une résistance 18 reliée au conducteur 1 et d'une diode Zener 19. La partie essentielle de l'indicateur est constituée par un transducteur 15 propre à provoquer une variation du flux lumineux que reçoit la photorésistance 13, en fonction du niveau de gaz liquéfié. Ce transducteur 15 comprend un élément mobile schématisé sur la figure 1 par une ligne désignée par la référen- ce 20, et est interposé entre les deux extrémités opposées de la paire de faisceaux de fibres optiques 21 et 22, dont les autres extrémités sont opposées à la lampe 16 et à la surface sensible de la photorésistance 13, respectivement. I1 est parfaitement évident qu'on peut, en utilisant des fibres optiques, monter toutes les parties sous tension en une position du véhicule automobile dans laquelle on peut les empêcher de présenter un risque quelconque, en cas d'avarie ou de panne.On pourra monter avantageusement le transducteur unique 15 sur le réservoir, étant donné qu'il comprend des éléments intrinsèquement sûrs, comme les faisceaux de fibres optiques, tandis que les éléments restants de l'indicateur pourront être montés en une position quelconque. L'élément mobile 20 peut prendre différentes formes, lais, du fait des sections limitées des faisceaux de fibres optiques, la forme représentée sur la figure 2 est particulièrement avantageuse. Sur cette figure, le transducteur correspondant à la référence 15 de la figure 1 est désigné par la référence 31, et il est constitué par une barrette 32 de matière ferromagnétique montée à rotation sur un pivot, non représenté, qui s'éléve d'une partie 33 du réservoir réalisée en matière amagnétique. Sur la barrette 32 fait saillie un support 34 auquel est fixée une petite lame 35 pliée de façon à former un arc de spirale et dont la surface extérieure 36 est réfléchissante. A la surface 36 sont opposées les extrémités de faisceaux de fibres optiques 37 et 38 correspondant à ceux qui étaient désignés par les références 21 et 22 sur la figure 1. Ces extrémités des faisceaux de fibres optiques 37 et 38 sont écartées de l'aie de rotation de l'élément mobile, de façon à ne pouvoir toucher la petite lame 35. Un aimant permanent 39, placé sous la barrette 33 de façon à être accouplé magnétiquement à la barrette 32, est fixé au sommet d'une tige 40, montée rotative à l'intérieur du réservoir. A l'extrémité inférieure de la tige 40 est montée solidairement une première roue dentée conique 41 qui engrène avec une seconde roue dentée conique 42 fixée à un pivot 43 monté rotatif suivant un axe horizontal. Au pivot 43 est fixé à rotation le levier 44 qui porte d1un côté le flotteur 45 et, de l'autre, le contrepoids 46. Le flotteur 45 plonge dans le gaz liquéfié, en suivant son niveau et en communiquant, par suite, une rotation à la tige 40 et donc à l'aimant 39, par les roues coniques 41, 42. En tournant, l'aimant permanent 39 entraine en rotation la barrette 32 d'un angle correspondant, de sorte que la surface réfléchissante de la lame 35 se rapproche ou s'éloigne des extrémités adjacentes des faisceaux 37, 38, augmentant ou diminuant l'intensité de lumière réfléchie. Le fonctionnement de l'appareil décrit est simple. zip ton suppose que le transducteur 15 selon la figure 1 est constitué par l'ensemble de la figure 2 et si 1'on suppose, en outre, que le commutateur 8 est dans la position représentée, à une variation du niveau du contenu du réservoir auquel est appliqué l'indicateur correspond une rotation corrélative de l'aimant permanent 39, donc de la lame 35 et, par suite, une variation de la distance entre la surface 36 et les extrémités des faisceaux de fibres optiques.Du fait-de cette variation, le flux lumineux qui provient du faisceau correspondant à la lampe étant constant, il se produit une variation correspondante du flux que reçoit le second faisceau, donc la photorésistance 13 qui, étant reliée au transistor 10, produit une variation correspondante du courant de collecteur de ce dernier, et donc du courant qui circule dans l'indicateur 3. Ce qui vient d'être dit est valable pour l'indication du niveau de gaz liquéfié. Pour l'indication du niveau d'essence, c'est-à-dire essentiellement pour le rétablissement du branchement normal de l'indicateur 3, il suffit d'actionner simplement le commutateur 8 et de brancher ensuite de nouveau le rhéostat 9. La résistance 7 à coefficient de température négatif a un rôle relativement important. En effet, cette résistance est destinée à compenser la dérive thermique inévitable du transistor 10. On peut apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir de son cadre. Ainsi par exemple, on peut remplacer l'élément mobile du transducteur 15 par un disque sur lequel est formée une zone périphérique à transparence variable. Dans ce cas, les extrémités des faisceaux de fibres optiques sont alignées et placées sur des côtés opposés par rapport audit disque. REVENDICATIONS 1. Indicateur de niveau électro-optique destiné notamment à indiquer le niveau de produits inflammables contenus dans des réservoirs, comprenant un instrument de mesure à échelle étalonnée en grandeurs volumétriques, propre à fournir une indication proportionnelle au courant qui le parcourt et un organe de réglage du courant parcourant cet instrument en fonction du niveau du liquide contenu dans le réservoir, caractérisé en ce que ledit organe de réglage comprend une source lumineuse (16) à flux lumineux constant, un élément photosensible (13) propre à être influencé par ladite source lumineuse par l'intermédiaire d'un faisceau de fibres optiques (21, 22) et à piloter un étage amplificateur (10, 11) dont la sortie est insérée dans le circuit de l'.instrument.de mesure (3), le flux lumineux tombant sur ledit élément photosensible (13) et parcourant ledit faisceau de fibres optiques (21, 22) étant réglé par un transducteur~(15) du niveau du liquide contenu dans le réservoir. 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit étage amplificateur comprend un transistor (10) dont le circuit de collecteur est en série avec l'instrument de mesure (3) et dont la base est reliée au point central d'un diviseur de tension (11) de polarisation du transistor, une résistance (14) dudit diviseur (11) étant variable et montée en parallèle sur ledit élément photosensible (13). 3. Indicateur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le transducteur comprend un levier (44) solidaire d'un pivot (43) monté rotatif suivant un axe horizontal et comportant, à une extrémité, un flotteur (45) plongeant dans le liquide et, à lrextrémité opposée, un contrepoids (46), une tige (40) montée rotative et accouplée audit pivot par l'intermédiaire d'une paire de roues dentées coniques (41, 42), un aimant permanent (39) fixé au sommet de la tige et adjacent à la paroi intérieure du réservoir, un corps ferromagnétique (32) monté rotatif sur un pivot extérieur audit réservoir et pouvant être entraîné en rotation par ledit aimant, une lame (35) solidaire dudit corps ferromagnétique et conformée en arc de spirale se trouvant dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation dudit corps (32), ladite lame présentant une surface extérieure (36) réfléchissante, les fibres optiques comprenant deux tronçons. (37, 38) dont deux extrémités respectives sont tournées vers la source lumineuse (16) et sur l'élément photosensible (13), et dont les deux autres extrémités sont tournées vers la surface réfléchissante (36). 4e Indicateur électro-optique destiné à indiquer le niveau de gaz liquéfié contenu dans un réservoir et, sur commande, le niveau d'essence contenue dans un réservoir sur des véhicules automobiles fonctionnant avec de tels carburants, selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ltinstrument de mesure (3) est du type à double bobine, et en ce que le circuit dudit instrument comprend un commutateur (8) permettant de brancher sur lui ledit transistor (10) ou un rhéostat (9) commandé par le transducteur du niveau d'essence, une résistance à coefficient de température négatif étant montée en série avec ledit instrument (3) pour compenser la dérive thermique du transistor. 5. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le transducteur (15) comprend un disque rotatif comportant une zone périphérique à transparence variable, interposée entre les extrémités alignées des deux tronçons de fibres optiques.