Brevet FR2164558A1 — publié le 19730803

L'invention concerne un dispositif pour mesurer des profondeurs et des niveaux au moyen de la pression d'un liquide. L'invention est basée sur le principe physique de la transmission uniforme de pression exercée sur un corps creux flexible, placé dans une enceinte rigide, qui, par le moyen d'une conduite de grande longueur, transmet la pression exercée vers un manomètre. Aussi bien le corps creux soumis à la pression que la conduite, peuvent être remplis d'un gaz quelconque, de façon qu'en introduisant ou en lançant ce corps dans une masse de liquide, par exemple la mer, une rivière, un lac, etc, la pression de l'eau agit sur le corps qui, étant flexible, est comprimé en fonction de la profondeur à laquelle il se trouve, en transmettant ainsi cette pression au fluide qui remplit le corps, en meme temps que cette pression est indiquée par les graduations d'un manomètre disposé à l'extrémité du conduit qui le relie au corps immergé. Une application particulière du dispositif consiste à l'employer pour calculer le volume de liquide contenu dans des récipients fermés, tels que des réservoirs de bateaux, des citernes de combustibles, etc;, à condition de connaitre d'avance les dimensions de ces réservoirs. Par ailleurs, lorsqu'on désire employer ce dispositif pour mesurer la profondeur, par exemple d'une zone quelconque proche d'une cote, à partir d'une embarcation d'un type quelconque, le dispositif de mesure sera monté sur un support de caractéristiques spéciales qui facilitera son utilisation et qui la simplifiera. En ce qui concerne l'application indiquée en premier lieu, c'est-à-dire la mesure du volume de liquide contenu dans des récipients dont les dimensions sont connues,il convient de faire observer que ce dispositif est particulièrement utile sous forme d'installation fixe montée sur des réservoirs de lest de bateaux tels que de pétroliers, car, comme on le sait, il existe des règlements qui défendent d'utiliser dans ce type de bateau les dispositifs de mesure bien connus qui utilisent l'énergie électrique, étant donné que la présence d'électricité peut donner lieu à la formation d'étincelles capables de provoquer un incendie. Par conséquent selon l'invention, il est possible d'utiliser le dispositif de mesure dans ses deux versions, en conservant un principe de fonctionnement commun. Une des versions sera mobile ou portable, tandis que l'autre sera fixe. La première version servira à la mesure de profondeur par exemple à partir des bateaux de pêche ou de bateaux d'agrément, tandis que la deuxième version sera employée pour connaitre par exemple la quantité de liquide présente dans les réservoirs de lest d'un bateau, ou encore la quantité de combustible existant dans des réservoirs de stationsservice ou installations similaires. Une variante de réalisation prévoit l'élimination du bulbe ou enceinte du corps flexible qui contient le fluide ou le gaz et, dans ce cas, la mesure delà profondeur ou du niveau d'un liquide s'obtiendra au moyen de la compression à laquelle est soumis l'air atmosphérique contenu dans le tube qui relie le bulbe au manomètre. Cette compression de l'air atmosphérique sera réalisée par le liquide en question pénétrant par le bulbe dans le tube qui le relie au manomètre. Cette forme de réalisation dépourvue de corps flexible dans le bulbe et de gaz remplissant le corps flexible en question et la conduite qui le relie au manomètre, s'utilisera aussi bien dans la version portative que dans la version fixe. On a prévu également la possibilité d'employer dans la version portative deux manomètres de mesure de profondeur, gradués, l'un avec une grande précision, par exemple en centimètres, et l'autre avec des graduations plus éloignées par exemple tous les trois mètres. On pourra utiliser l'un ou l'autre de ces manomètres, simplement en actionnant une commande établissant la communication avec l'un ou l'autre manomètre. Pour que l'invention puisse être comprise plus clairement, on la décrira dans ce qui suit à laide du jeu de plans ci-joint dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique du dispositif de mesure de profondeur dans sa version portative, c'est-à-dire celle que l'on emploiera dans des embarcations de tout type pour connaître la profondeur des eaux dans lesquelles on navigue. Le manomètre indicateur est disposé sur une plaque appelée communément "TROYER". - la figure 2 représente une vue en élévation en coupe dans le sens longitudinal, du bulbe situé à l'extrémité libre de la conduite reliée au manomètre indicateur représenté dans la figure 1, de façon que ce bulbe puisse être immergé afin de faire connaître la profondeur des eaux dans lesquelles on navigue. Cette pièce ou bulbe fait partie d'une installation fixe, du type représenté dans la figure 3. - la figure 3 correspond à une vue d'ensemde schématisée dans laquelle l'appareil de mesure selon l'invention est relié de façon fixe à un réservoir, pour que l'on puisse connaître à tout moment la hauteur de la colonne de liquide à l'intérieur du réservoir ou du récipient fermé en question, dont on connaît les dimensions. - la figure 4 est une vue schématique d'une variante de réalisation dans laquelle la pièce appelée "TROYER" comporte deux manomètres, l'un destiné à des mesures très précises et l'autre à des mesures approchées, on peut employer chaque manomètre à volonté, selon la position du robinet ou de l'organe de manoeuvre qui met en communication chacun des manomètres avec la conduite commune qui les relie au bulbe. - la figure 5 est une coupe longitudinale du bulbe selon une variante de réalisation qui diffère du mode de construction représenté dans la figure 2. La différencie fondamentale par rapport à cette figure 2, consiste en ce que l'on a éliminé le corps flexible que comporte, à la façon d'un soufflet, le dispositif de la figure 2, par conséquent on élimine aussi le gaz qui remplissait ledit soufflet et la conduite qui le reliait au manomètre ou aux deux manomètres. - la figure 6 représente une vue en élévation en coupe schématique d'un réservoir de dimensions connues, auquel on a appliqué l'objet de l'invention, en utilisant le mode de réalisation qui ne comporte pas de soufflet ni de gaz remplissant le circuit. Comme dans le cas de celle de la figure 3, cette installation permet de connaître en permanence le niveau du liquide contenu dans le réservoir en question. Comme on peut s'en assurer ea examinant la figure 1, l'appareil de mesure mobile, dans sa version portable, et selon le mode de réalisation dans lequel le bulbe comporte un soufflet rempli d'un gaz qui remplit également le conduit qui le relie au manomètre, est constitué par un manomètre qui présente un cadran gradué 1, dont les graduations seront corrigées en fonction de la pression qui correspond aux différentes profondeurs. La référence 2 indique un couvercle qui peut être fait de préférence d'une matière plastique quelconque ou même en bois, pour fixer le cadran gradué sur la pièce qui porte la référence 5 appelée communément "TROYER", qui est faite en plastique ou en bois et, en plus de constituer le support du manomètre proprement dit, sert à enrouler les tube flexible 6 qui relie le manomètre au bulbe qui doit être immergé dans le liquide, par exemple dans la mer. Ledit "TROYER" 5 présente une forme adéquate et est doté de deux encoches latérales pour que l'on puisse enrouler sur cette surface le tube flexible 6, lorsque l'on n'utilise pas l'appareil de mesure. On a prévu également une ouverture que l'on peut voir dans la partie gauche de la figure 1 et qui sert pour y introduire une partie de la main de l'utilisateur de façon qu'au moyen de mouvements de cette main, il puisse dérouler correctement le tube 6, pour lancer le bulbe à l'endroit dont il désire mesurer la profondeur, ou bien pour enrouler ledit tube 6 lorsque l'appareil ne doit plus être utilisé, c'est-àdire après avoir réalisé la masure de profondeur désirée. Pour fixer le tube flexible 6 au raccord du manomètre, il existe un manchon métallique creux qui porte la référence 4, qui est relié au raccord du manomètre, étant fixe par là douille 3, entre laquelle et le manchon 4 est retenue une extrémité de la conduite 6. Le tube 6 transmettra au manomètre 1 la pression à laquelle est soumis le bulbe immergé, étant donné que le tube 6 est relié au soufflet 9 (figure 2) contenu dans ledit bulbe. La fixation de l'extrémité du conduit 6 au bulbe se fait au moyen de la pièce 8 (figure 2). Le tube 6 en question est de préférence un tube capillaire, fabriqué avec un matériau tel que du chlorure de polyvinyle ou une matière similaire, et sa longueur sera variable, tout en étant cependant supérieure à la profondeur maximale que l'on peut mesurer sur le cadran du manomètre. En observant la figure 2, on voit que la pièce appelée bulbe est constituée par une buse 7 faite de préférence d'un matériau tel que le PVC (chlorure de polyvinyle), bien qu'elle puisse être faite de n'importe quel métal. Ladite buse 7 est perforée dans le sens de son axe et elle est traversée par le tube 6 qui, comme il a été dit plus haut, est fixé convenablement sur cette buse au moyen de la partie tronconique delà piece qui porte la référence 8. Cette pièce présente un trou axial qui fait communiquer l'intérieur du soufflet avec le tube flexible 6, tandis que le soufflet 9 est relié hermétiquement,à l'une de ses extrémités, à la pièce 8 en question. La surface latérale de la buse 7 est prolongée par un corps tubulaire qui sera réalisé aussi, de préférence, en PVC, bien que, comme la buse 7, il puisse être fait de métal. A l'intérieur du corps tubulaire se trouve une espèce de soufflet qui porte la référence 9, fait de caoutchouc, et qui est fixé dans une rainure annulaire réalisée dans la partie élargie en forme de disque de la pièce 8, comme on le voit dans là figure 2. Au-dessous du soufflet 9 en question, et à l'intérieur du cylindre 12, on a prévu un contrepoids qui porte la référence 10 réalisé de préférence en plomb, qui présente la particularité d'être creux et qui est relié par un filetage ou tout autre moyen analogue à l'extrémité inférieure du tube 12 qui protège l'ensemble.Dans la partie inférieure du soufflet 9 est située une valve qui porte la référence 11, et qui permet de remplir d'air ou de tout autre gaz le soufflet 9 et le tube 6 qui lui est relié. Cette valve, en dehors de son utilisation pour remplir initialement d'air le soufflet et le tube 6 en question, pourra être utilisée également si pour un motif quelconque se produisaient dans le circuit des fuites qui obligeraient à le remplir, cette opération se faisant-par exemple au moyen d'une pompe à gonfler les pneus. A titre de détail accessoire, il faut indiquer qu'un tube de plus grand diamètre que le tube 6 relié à la buse 7, peut servir I protéger le tube 6 contre les frottements susceptibles de se produire pendant l'utilisation du dispositif de mesure. D'autre part, la buse, comme représenté dans la figure 2, aura une forme hydrodynamique, pour éviter que le bulbe ne s'accroche sur des corps étrangers qui pourraient se trouver au fond des emplacements où l'on désire les masures, par exemple des algues ou tout autre type de végétation subaquatique. Si le corps tubulaire 12 est constitué par un métal, on peut éviter le concours du contrepoids 10. En outra, il est conseillé, pour éviter une corrosion due aux effets galvaniques des eaux marines,d'utiliser de préférence des pièces de matière plastique auxquelles seront reliées les pièces qui doivent obligatoirement être faites en métal. En examinant la structure de l'appareil de mesure portable représenté dans la figure 1, auquel on ajoutera naturellement le bulbe de la figure 2, on en déduit que)pour l'utiliser, il suffit de saisir le "TROYER" 5 par la poignée dont il est muni à cet effet, et de lancer le bulbe à l'emplacement dont on désire mesurer la profondeur, lequel, selon la longueur du tube 6 qui relie le bulbe au manomètre 1, peut être très éloigné de l'embarcation à partir de laquelle a lieu le lancement. On déroule le tube 6 du "TROYER" 5 qui lui sert de support, au moyen de mouvements simples de va-etvient de la main de l'utilisateur.Lorsque l'on ramène l'appareil de mesure et que le bulbe traîne sur le fond tandis qu'on enroule le tube 6 sur le "TROYER" 5, on obtient une indication de l'irrégularité du fond marin, étant donné que les variations de profondeur produisent des variations de la pression exercée qui sera appliquée de façon variable sur le soufflet 9, ces variations de pression étant transmises par le gaz ou le fluide contenu dans le tube 6, et indiquées par le cadran gradué 1 du manomètre. En observant maintenant la figure 3 dans laquelle on a représenté schématiquement un dispositif de mesure monté à poste fixe, on voit que cette installation est constituée à partir d'un récipient dont les dimensions sont connues, et qui contient une certaine quantité de liquide 14 dont on désire connaître le volume. Etant donné que les dimensions de ce récipient sont connues, on préparera une table pour chaque cas, c'est-à-dire pour chaque récipient ou réservoir, même de forme irrégulière, et cette table peut être imprimée directement sur le cadran gradué 19 situé à l'extrémité libre du tube 20 qui relie le fond du récipient au manomètre de mesure.On peut voir qu'avant le bulbe dont le soufflet porte ici la référence 17 et dont la constitution est pratiquement égala à celle de la figure 2, on a disposé un filtre, qui porte la référence 15, de façon à arrêter les impuretés qui peuvent se trouver éventuellement dans la masse liquide 14, en empêchant que celles-ci ne puissent traverser le robinet 16, qui met en communication la masse liquide 14 avec le soufflet 17 sur lequel agit la pression de la colonne liquide. Le robinet 16 est d'un type courant et permettra d'ouvrir ou de fermer à volonte le passage vers le soufflet 17 qui est relié au manomètre 19 par une conduite qui porte ici la référence 20 et qui, au lieu d'être flexible comme dans le dispositif portatif, sera rigide, et de préférence en cuivre recuit. En un point de l'étendue de la conduite 20 est placée une valve 18 qui remplira la même fonction que celle qui porte la référence 11 dans la figure 2, c'est-à-dire qu'elle pourra être utilisée pour remplir d'air le soufflet 17 ainsi que le tube 20 de façon à mettre à sa place sur le cadran 19 l'aiguille indicatrice en utilisant la valve 18. Le cadran gradué 19 peut comporter un disque mobile transparent de façon à permettre la lecture directe du volume existant dans chaque cas dans le récipient en question, et il peut comporter en outre à l'intérieur un cnntact actionné par l'aiguille qui permettra de transmettre à la personne chargée de surveiller le volume contenu dans les différents récipients, un signal lumineux ou acoustique, dans le cas où il serait utile de faire fonctionner un dispositif d'alarme indiquant que le volume du liquide a atteint une hauteur déterminée, qui se manifestera par une pression plus ou moins forte sur le soufflet 17, et par conséquent sur l'aiguille du manomètre. Dans ce qui précède on peut voir que le manomètre 19 peut être situé aussi loin du récipient dont on désire connaître le volume du liquide qu'il contient, qu'on le jugera utile, et l'on pourra utiliser un tableau de manomètres, auquel seront reliés tous les tubes provenant d'une série de réservoirs, par exemple les réservoirs de lest d'un bateau, ce qui évitera d'être obligé, comme actuellement, de se déplacer de-l'un à l'autre pour savoir la quantité que chacun d'eux contient à un moment donné. Dans ce qui suit on décrira la structure des variantes de réalisation représentées dans les figures 4, 5 et 6. Dans la figure 4, on représente le "TROYER" 5, semblable à celui de la figure 1, auquel on a incorporé deux manomètres 21 et 22, dont chacun est relié au moyen de tronçons tubulaires 23 et 24, à une vanne 25 qui est à son tour reliée à la conduite 6. Au moyen du robinet ou de la vanne 25, on peut brancher indistinctement le manomètre 21 ou le manomètre 22, à la conduite 6, ce qui permet de mesurer ainsi avec plus ou moins de précision, selon le manomètre connecté, la profondeur ou le niveau du liquide dans lequel le bulbe est immergé. Le bulbe représenté dans la figure 5, à la différence de celui qui est représenté dans les figures 2 et 3, est dépourvu de soufflet. On peut voir que l'extrémité du tube flexible 6 est retenue dans la buse 26, au moyen d'une espèce de vis 27 qui est creuse et dont la tige a une forme tronconique. La vis 27 se visse dans le trou axial de la buse 26, en maintenant en même temps l'extrémité du tube flexible 6 dans lequel pénètre la tige tronconique. En face de cette buse, l'élément tubulaire 28,qui qui constitue le bulbe, sera pourvu d'un contrepoids qui porte la référence 31, et qui peut être vissé sur l'embouchure correspondante du tube 28. Ce contrepoids 31 présente au moins un passage ou un trou qui porte la référence 30 et dont la section est réduite, de façon qu'en immergeant le bulbe dans une masse liquide, celui-ci pénétrera à travers l'orifice 30 et remplira l'espace intérieur 29 du tube ou du bulbe 28, en comprimant ainsi l'air qui se trouve dans le tube 6. Le liquide dans lequel est immergé le dispositif peut même monter dans b tube et le remplir partiellement.Naturellement, ceci est dû à la pression qui existe à l'endroit dont on désire mesurer la profondeur, mais,de de toute façon, il se produira une compression de l'air qui se reflètera dans le manomètre (7 ou 8 s'il s'agit de mesures très précises ou d'autres mesures moins précises) par le déplacement de l'aiguille indicatrice. I1 est évident que l'on a simplifié l'organisation et la structure du bulbe de la figure 2, en améliorant le fonctionnement du dispositif car la présence du soufflet 9 relié à l'extrémité de la conduite flexible 6 limite la profondeur que l'on peut mesurer au moyen du dispositif, étant donné qua1lorsue l'on atteint un certain niveau (qui a été établi expérimentalement autour de 25 mètres), la pression de l'eau ou du liquide à mesurer déforme le soufflet au point que ses parois arrivent à entrer en contact, et l'empêchant de transmettre une pression plus élevée et par conséquent de mesurer une profondeur supérieure à celle indiquée. Cependant, en laissant libre l'extrémité du conduit 6 introduite dans le bulbe formé par le tube 28 comme l'indiqua la figure 5, la profondeur à laquelle on peut introduire le dispositif de mesure n'est limitée que par la longueur que l'on donne à la conduite 6. En considérant cette longueur comme infinie, il est logique qu'il n'y ait pas de limites à la profondeur que l'on peut mesurer car la pression du liquide comprimera toujours plus ou moins l'air atmosphérique qui existe dans le tube 6 de façon que la pression à laquelle ce dernier est soumis sera indiquée par le manomètre. Naturellement, lorsque l'on retire le bulbe du point auquel il a été immergé, l'eau-qui aurait pénétré éventuellement dans le tube 6 pour comprimer l'air atmosphérique contenu dans celui-ci, sera chassée par la pression de cet air et par la force de la pesanteur, et sortira de tout le circuit. Avec l'élimination de ce soufflet, on évite également l'utilisation de la valve de remplissage de fluide qui avait été prévue précédemment conformément à la réalisation de la figure 2. On évite également dans les indications de profondeur, la possibilité d'erreurs qui pourraient être dues à une fuite de gaz qui se produirait dans la réalisation de la figure 2. En ce qui concerne la version fixe dans laquelle ce dispositif est destiné à être monté sur un réservoir de dimensions connues pour faire connaître à tout moment la hauteur ou le volume du liquide qu'il contient, la figure 6 en donne une représentation. On peut voir que, dans ce cas, le réservoir qui porte la référence 32,aStpourvuprès de son fond d'un orifice auquel est reliée hermétiquement l'extrémité d'un conduit 33 qui sera simplement branché à un manomètre 34 dont l'échelle est graduée en fonction du volume maximal divisé de façon adéquate, de la quantité de liquide 35 qui peut se trouver en un moment quelconque dans ce réservoir 32. Dans le cas de l'installation fixe à laquelle nous nous somme référés dans le paragraphe précédent, l'élimination du soufflet du bulbe représente une réduction du risque de panne, ce qui permettra d'utiliser le dispositif pour mesurer la hauteur de liquides contenus dans des réservoirs et qui sont susceptibles d'attaquer ou même de détruire le soufflet en question, en donnant lieu ainsi à un problème dont l'élimination est assurée par cette variante de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mesurer des profondeurs et des niveaux par pression de liquide, qui est basé sur le principe physique de la transmission uniforme de la pression exercée sur un corps immergé dans un fluide, caractérisé essentiellement en ce qu'il est constitué par une conduite de longueur indéfinie, reliée à l'une de ses extrémités à un manomètre, dont le cadran présente des graduations qui indiquent les profondeurs ou les niveaux proportionnels aux pressions correspondantes, tandis que l'extrémité opposée de la conduite en question est reliée à une enceinte ou bulbe qui peut comporter un contrepoids, lequel est pourvu d'un orifice destiné à laisser passer le liquide dans lequel est immergé le bulbe pour qu'il puisse pénétrer à l'intérieur de celui-ci. 2. Dispositif pour mesurer des profondeurs et des niveaux par pression de liquide, selon la revendication 1, caractérisé essentiellement en ce que le bulbe qui est destiné à être immergé est formé par un soufflet qui est relié par une extrémité à une conduite flexible qui mène à un manomètre et qui, à l'autre extrémité, comporte une valve de remplissage du circuit de mesure avec un fluide gazeux, étant prévu que le soufflet est entouré d'un corps tubulaire doté à l'une de ses extrémités d'un contrepoids creux, à travers lequel le liquide pénètre dans l'espace compris entre le tube et le soufflet, tandis que du côté opposé, le corps tubulaire proprement dit est pourvu d'une buse de connexion de la conduite flexible qui est reliée et fixée à une douille creuse, étant en outre prévu que le manomètre est monté sur une espèce de plaque qui comporte des encoches disposées l'une en face de l'autre pour permettre l'enroulement de la conduite qui relie le bulbe au manomètre, tandis qu'à proximité du manomètre la plaque est dotée d'une ouverture qui sert de poignée. 3. Dispositif pour mesurer des profondeurs et des niveaux par pression de liquide, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'il s'agit de mesurer la hauteur du liquide contenu dans un réservoir de dimensions connues, la valve qui sert à remplir de fluide le circuit, est située en un point dela conduite qui fait communiquer le soufflet avec le manomètre, ce dernier étant pourvu d'une table de mesure de volume, tandis qu'un contacteur qui peut être actionné par l'aiguilla indicatrice peut faire fonctionner une alarme lumineuse ou acoustique. 4. Dispositif pour mesurer des profnndeurs et des niveaux par pression de liquide, selon la revendication 1, caractérisé En ce qu'une variante de réalisation préférée consiste dans le cas du modèle portatif uniquement en une conduite flexible, reliée à une extrémité au bulbe dépourvu de soufflet et à l'autre extrémité, à un robinet ou à une vanne d'où partent deux branches tubulaires qui conduisent à des manomètres dont le fonctionnement est séparé, et dont l'un est pourvu de graduations plus précises que l'autre. 5. Dispositif pour mesurer des profondeurs et des niveaux par pression de liquide, selon la revendication 1, caractérisé en ce quedans une réalisation préférée de la version fixe, il comporte uniquement une conduite rigide dont l'une des extrémités est reliée directement à un manomètre, tandis que,du du côté opposé, la conduite rigide proprement dite est reliée au fond du récipient en question.