Brevet FR2201459A1 — publié le 19740426

L'invention concerne un détecteur du niveau d'un liquide dans un récipient destiné à matérialiser extérieurement au récipient le dépassement d'un niveau prédéterminé du liquide dans le récipient ou, au contraire, la descente de ce niveau au-dessous d'un niveau prédéterminé. Habituellement, le niveau d'un liquide dans un récipient, quand il ne peut titre visualisé directement, par exemple au moyen d'un tube transparent communiquant avec le récipient, est détecté par un flotteur muni de moyens de mesure de sa position ou d'au moins une de ses positions. Ces dispositifs à flotteur connus offrent divers inconvénients et, en particulier, comportent des fils électriques qui sont en contact avec le liquide contenu dans le récipient ou au moins avec l'atmosphère qui le surmonte, de sorte qu'ils sont facilement attaqués et détériorés. On a donc cherché à réaliser un détecteur qui soit de fonctionnement très sur et ne présente pas les inconvénients indiqués cidessus. Le détecteur selon l'invention comprend une pièce, ou sonde, en matériau transparent d'indice de réfraction supérieur à celui de l'air et inférieur ou légèrement supérieur à celui des liquides dont on veut détecter le niveau, pièce munie d'au moins une facette de forme quelconque, plane par exemple, sur laquelle les rayons lu mieux pénétrant dans la pièce puissent se réfléchir, une source lumineuse disposée de façon à envoyer un faisceau lumineux sur ladite facette, un moyen de détection sensible à l'action des rayons lumineux émis par la dite source et des moyens agencés pour diriger sur le dit moyen de détection le faisceau lumineux réfléchi par la dite facette. Dans une réalisation préférée, la pièce transparente comporte deux parties sensiblement parallèles raccordées par une partie munie de deux facettes inclinées en sens contraire à 450 par rapport à la direction commune des deux premières parties, la source lumineuse étant disposée de façon à éclairer la face libre d'une des deux parties parallèles et le moyen de détection étant disposé de façon à recevoir la lumière sortant de la face libre de l'autre partie. Le détecteur selon l'invention utilise la réflexion totale des rayons lumineux sur une facette lorsque celle-ci est dans l'air ou dans un milieu nettement moins réfringent que la matière de la sonde réflexion qui ne se produit pas lorsque la facette est plongée dans un milieu d'indice de réfraction supérieur ou légèrement inférieur à celui de la matière de la sonde. La portion du détecteur en contact avec le liquide ou l'atmosphère qui le surmonte doit, bien entendu, être réalisée en un matériau qui n'est pas attaqué par ce liquide ou cette atmosphère. Le réglage de la position de la facette à l'intérieur du récipient détermine le niveau limite au'on veut détecter. La facette peut titre plane ou de forme quelconque. On peut dans ce dernier cas tirer parti des effets de focalisation pour améliorer le fonetionnement du dispositif. La source lumineuse peut entre constituée par une ampoule électrique montée au voisinage de la face libre de la partie de la sonde aboutissant à la facette à réflexion totale et le moyen de détection peut être constitué par une cellule photo-électrique ou un phototransistor connecté à un circuit électrique ou électronique d'amplification commandant un signal lumineux et/ou sonore, ou encore un dispositif annexe de sécurité ou de régulation. Ce circuit sera avantageusement agencé pour que le signal soit actionné lorsque l'ampoule électrique s'éteint. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de détecteur selon l'invention, description faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la fig. 1 est une vue schématique en coupe dtun réservoir d'huile de véhicule automobile équipé d'un détecteur selon l'invention, le niveau de l'huile étant normal - la fiat. 2 est une vue analogue à la fig. 1, le niveau de l'huile étant descendu au-dessous du niveau normal. L' exemple de réalisation représenté aux figs. 1 et 2 concerne l'application du détecteur selon l'invention à la surveillance du niveau de l'huile, par exemple du circuit de freinage, d'un véhicule automobile, niveau dont on sait qu'il ne doit pas être inférieur à un niveau prédéterminé. Le détecteur est porté ici par le bouchon de remplissage 1 du réservoir 2 dans lequel se trouve l'huile 3 dont on veut surveiller le niveau. Le bouchon 1 porte une sonde allongée 4 en matière plastique transparente d'indice de réfraction voisin de celui de l'huile. Cette sonde est constituée d'une pièce de section sensiblement carrée repliée en forme de U très étroit, d'axe vertical. La sonde est polie pour éviter toute diffusion excessive de lumière. Les deux branches 5 et 6 du U sont séparées par une cloison opaque 7. Dans sa zone inférieure de raccordement entre les branches 5 et 6, la sonde 4 comporte deux facettes planes 8 et 9 inclinées à 450 et symétriques par rapport au plan de symétrie de la sonde. Â sa partie supérieure, et dans le prolongement de la branche 5, le détecteur comporte une ampoule électrique 10 orientée vers la facette 5 et alimentée, à partir d'une source 11, par l'intermé diaire d'un circuit 12. Egalement, à sa partie supérieure, au niveau de l'ampoule 10 mais dans le prolongement de la branche 6, le détecteur comporte un phototransistor 13 dont la face sensible est dirigée vers la facette 9. Le phototransistor 13 est connecté au circuit 12 auquel est également reliée une ampoule 14 du tableau de bord du véhicule. Le circuit 12 est réalisé de manière à assurer les deux fonctions suivantes : t) il amplifie le courant détecté émis par le phototransistor 13 et provoque l'allumage de l'ampoule 14 2) il court-circuite la source 11 avec l'ampoule 14 lorsque l'ampoule 10, pour une raison quelconque, n'est plus traversée par le courant électrique. Le circuit 12 est avantageusement un circuit électronique imprimé sur une plaquette noyée dans le bouchon 1. Le fonctionnement du détecteur est le suivant : lorsque le niveau de l'huile 3 dans le réservoir 2 est normal (fig. 1), les facettes 8 et 9 sont plongées dans l'huile. Les rayons lumineux émis par l'ampoule 10 et qui viennent frapper la facette 8 sont réfractés dans l'huile et ne viennent pas frapper le phototransistor 19 , par ailleurs, ne peut recevoir de rayons directs provenant de l'ampoule 10 grâce à l'interposition de l'écran 7. Le phototransistor n'émet aucun courant et l'ampoule 14 au tableau de bord reste éteinte, ce qui indique un fonctionnement normal. Su contraire, lorsque l'huile est descendue au-dessous d'un niveau déterminé par la position des facettes 8 et 9 supposées fixes (fig. 2), les rayons lumineux provenant de l'ampoule 10 qui frappent la facette 8 subissent une réflexion totale du fait que cette facette est en contact avec un milieu ayant un indice de réfraction nettement inférieur à celui de la matière constituant la sonde 4. Les rayons réfléchis viennent frapper la facette 8 et, pour la mtme raison, subissent une réflexion totale et traversent la branche 6 de la sonde pour venir frapper- le phototransistor 13. Celui-ci débite un courant qui est amplifié par le circuit 12 et provoque l'allumage de l'ampoule 14. Si l'ampoule 10 n'est plus traversée par un courant électrique, par exemple parce qu'elle est ddSectueuse, le circuit 12 courtcircuite la source Il à l'ampoule 14 et provoque l'allumage de cette dernière. :Dans ces deux derniers cas, l'allumage de l'ampoule 14 correspond à une défectuosité et attire immédiatement 11 attention du conducteur. - REVENDICATIONS - 1.- Détecteur de niveau d'un liquide dans un récipient, caractérisé par le fait qu'il comprend une pièce, ou sonde, en matériau transparent d'indice de réfraction supérieur à celui de l'air et inférieur ou légèrement supérieur à celui des liquides dont on veut détecter le niveau, pièce munie d'au moins une facette sur laquelle les rayons lumineux pénétrant dans la pièce puissent se réfléchir, une source lumineuse disposée de façon à envoyer un faisceau lumineux sur ladite facette, un moyen de détection sensible à l'action des rayons lumineux émis par la dite source et des moyens agencés pour diriger sur le dit moyen de détection le faisceau lumineux réfléchi par la dite facette. 2.- Détecteur selon la revendication 1, dans lequel la pièce transparente comporte deux parties sensiblement parallèles raccordées par une partie munie de deux facettes inclinées en sens contraires à 450 par rapport à la direction commune des deux premières parties, la source lumineuse étant disposée de façon à éclairer la face libre d'une des deux parties parallèles et le moyen de détection étant disposé de façon à recevoir la lumière sortant de la face libre de l'autre partie. 3.- Détecteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la source lumineuse est constituée par une ampoule électrique montée au voisinage de la face libre de la partie de la sonde aboutissant à la facette à réflexion totale et le moyen de détection est constitué par une cellule photoélectrique ou un phototransistor connecté à un circuit électrique ou électronique d'amplification commandant un signal lumineux et/ou sonore, ou encore un dispositif annexe de sécurité ou de régulation. 4.- Détecteur selon la revendication 3, dans lequel ledit circuit est agencé pour que le signal soit actionné lorsque l'ampoule électrique s'éteint.