Brevet FR2275756A1 — publié le 19760116

La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de détection de niveaux dans les liquides. Les différentes méthodes de détection de niveaux de liquides connues actuellement utilisent, soit des flotteurs, soit des électrodes mesurant la conductibilité des liquides, ou bien des dispositifs anéroïdes. La présente invention est basée sur le principe de mesure de la conductibilité thermique, qui est différente entre les liquides et les gaz. Pour ce faire on utilise un élément de forme quelconque, tube ou plaque par exemple, échauffé à une temprature qui peut etre variable en fonction du liquide et de sa température. On choisira soit une température supérieure à la température initiale du liquide, soit une température inférieure. La puissance nécessaire à l'échauffement ou à l'abaissement de température, c'est-à-dire l'inertie thermique d'un élément de petit diamètre (tube par exemple), plongé en atmosphère calme ou légèrement agitée, est faible et dès l'instant oU cet élément est immergé dans un liquide, il prend la température du liquide, ce qui permet de déterminer avec précision à quel moment le détecteur se trouve immergé dans le liquide à mesurer. La présente invention a donc pour objet un procédé de détection de niveau dans les fluides, caractérisé par le fait que l'on met en évidence la variation de conductibilité thermique entre un fluide gazeux et un fluide liquide à l'aide de moyens de mesure de la température. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, ce dispositif étant essentiellement caractérisé, par le fait qu'il comporte, disposés dans une enceinte oblongue close au moins à une extrémité des moyens de mesure de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention la variation de conductibilité thermique mise en évidence est amplifiée à l'aide d'un dispositif connu pour transformer un signal faible d'entrée en signal fort de sortie. Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de détection de niveau liquide est constitué d'une enceinte oblongue totalement close renfermant un tube ouvert à ses deux extrémités et sur lequel est bobiné de fanon régulière une résis- tance électrique, des moyens de détection de température étant en outre disposés axialement dans la zone centrale du tube ouvert. Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, le dispositif de détection de niveau liquide est constitué d'une enceinte oblongue ouverte à une extrémité dans laquelle est axialement disposée une armature linéaire sur laquelle est bobinée régulièrement une résistance électrique, servant de moyens de mesure des variations de température, montée en série avec une autre résistance de valeur sensiblement égale dans un circuit alimenté par un générateur. Selon une troisième forme de réalisation, le dispositif de détection selon l'invention est constitué d'une enceinte ouverte à une extrémité dans laquelle est disposé un tube ouvert aux deux extrémités à la partie centrale axiale duquel est placé un dispositif de mesure thermométrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description plus détaillée des formes de réalisation non limita tives du dispositif de détection selon l'invention, en se réfé rant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitu dinale d'une forme de réalisation du dispositif de détection selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudi nale axiale d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, et - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitu dinale axiale d'encore une autre forme de réalisation du dispo sitif de détection selon l'invention. Autour d'un tube 1 est bobinée une résistance chauffante 2 de faible puissance, qui sera ultérieurement reliée à une sour ce de courant continu ou alternatif. A l'intérieur du tube servant de support à La résistance, nous fixons un dispositif de mesure thermométrique 3. Le tout est introduit dans un tube 4, bouché à-une de ses extrémités, et dont tous les intervalles entre le tube et l'ensemble résistance-mesure thermométrique sont remplis par un produit à bonne conductibilité thermique. Lorsque l'on fera parcourir la résistance 2 par un courant, celle-ci va s'échauffer, le tube dans lequel est enfermé l'ensemble du dispositif étant situé à l'air libre. Cette température peut etre réglée en fonction des conditions d'utilisation. Dès l'instant où l'ensemble est immergé dans un liquide, l'ensemble résistance-tube-dispositif de mesure thermométrique va prendre un nouvel état de température pratiquement égal à 1à température du liquide. Il se produit donc une variation de température dans le dispositif de mesure, entre le moment où celui-ci se trouvait dans l'air et celui où il a été immergé dans le liquide. On exploite cette variation à l'aide d'un amplificateur, d'un relai, ou de tout autre matériel connu en soi, pour transformer un signal faible en signal fort, pour commander un relai permettant soit de signaler la présence du liquide à la hauteur du niveau considéré, soit de déclencher un dispositif de pompage, afin d'épuiser le liquide ayant atteint la jauge. En variante, il est également possible, à partir du même principe, de réaliser un dispositif de mesure de niveaux de liquides, permettant de régler électriquement la hauteur du niveau à mesurer, comme dans la forme de réalisation de la figure 2. Sur cette figure une résistance 5 est bobinée sur une armature linéaire et d'une façon parfaitement régulière, afin d'obtenir une résistance linéaire constante sur toute la longueur du mandrin support. Celui-ci peut avoir une longueur comprise entre quelques centimètres et plusieurs mètres. Cette résistance est introduite dans le tube 6, l'espace disponible entre la résistance 5 et le tube 6 étant rempli par un produit présentant une bonne conductibilité thermique. En série avec la résistance 5 est monte une résistance 7 à grande stabilité et d'une valeur approximativement égale à la valeur de 5, le tout étant relié à une source 8 à tension constante. Dès l'instant où la résistance 5 va etre soumise à un courant électrique, elle v; s' chauffer et sa resistivité va s'accroître en fonction de cette tempCrature, celle-ci mutant ajustée par ld source de tension 8. La différence de tension entre la chute apparaissant aux bornes de la résistance 7 et la chute dpparoissUnt aux bornes de la résistance 5 est lue aux bornes-A et B. Si l'on immerge maintenant le tube 6 en partie ou compl- tement, dans un liquide, la résistance va donc varier en fonction de la température, variation qu'il est possible de détecter aux points A et B, à l'aide d'un dispositif connu en soi, de mesure, cette variation étant proportionnelle à la longueur du tube immergé. On peut donc parfaitement constater qu'à partir de ce système, il est possible d'une façon entièrement statique, de mesurer la hauteur du niveau d'un liquide, dans une cuve ou dans une canalisation. Il est même possible, à partir de ce dispositif, en montant plusieurs ensembles de mesures en parallèle sur les points A et B, d'obtenir un ensemble de commandes de pompes, par exemple en fonction de la hauteur des niveaux détectés par l'ensemble 5, 6 et 7. Il peut etre également réalisé suivant la variante de la figure 3 une forme de réalisation plus particulièrement adaptée à la mesure de niveaux de liquides chauds. Dans ce cas à l'intérieur d'un tube d'acier inoxydable ou en une matière ayant une bonne conductibilité thermique 9 est introduit un tube 10 concentrique. A l'intérieur de ce tube 10 est placé un dispositif de mesure de températures 11, destiné à mesurer en permanence la température du liquide que l'on introduira par l'orifice 12, c'est-à-dire entre la paroi du tube 9 et la paroi du tube 10, ce liquide étant réaspiré au niveau de la sonde 11, et sortant par l'intérieur du tube 10, par l'orifice 14, la mesure étant effectuée en C et D. Comme on peut le voir, si l'on introduit un liquide refroidi au point 12 et que la sonde 9se trouve à l'air libre, l'ensemble 9, 10, Il sera porté à la température du liquide introduit en 12, permettant donc de déterminer que la sonde est hors du liquide. Dès l'instant où le tube 9 va se trouver immergé dans un liquide chaud, d'une température supérieure au liquide de refroidissement introduit en 12, la température à laquelle est porté le tube 9 au contact du liquide va réchauffer le liquide introduit en 12 et réaspiré en 14, faisant varier la valeur de la sonde 11 en bas du tube 9, 10 et permettant de déterminer avec précision à quel moment l'ensemble va pénétrer dans le liquide. REVENDICATIONS 1. Procédé de -e'tection et de mesure de niveau dans les fluides, du type dans lequel on met en évidence la variation de conductibilité thermique entre un fluide gazeux et un fluide liquide à l'aide de moyens de mesure de la température, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une enceinte oblongue ouverte à une extrémité dans laquelle est axialement disposée une armature linéaire sur laquelle est bobinée régulièrement une résistance électrique, servant de moyen de mesure des variations de température, montée en série avec une autre résistance de valeur sensiblement égale dans un circuit alimenté par un générateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une enceinte ouverte à une extrémité dans laquelle est disposée un tube ouvert aux deux extrémités à la partie centrale axiale duquel est placé un dispositif de mesure thermométrique0 3o Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la variation de conductibilité thermique mise en évidence est amplifiée à l'aide d'un dispositif connu pour transformer un signal faible d'entrée en signal fort de sortie.