Brevet FR2284867A1 — publié le 19760409

L'invention concerne un détecteur de niveau de liquide Le détecteur de niveau de liquide selon ltinven- tion comporte un élément électrique chauffant, relié de manière à conduire la chaleur a un commutateur électrique du type dont la conductivité électrique dépend de la temperature. Ce commuta- tezzt est monté dans un circuit électrique avec un dispositif de signalisation de manière à modifier l'état de ce dernier lorsque le 3 liquide entourant l' élémeiit chauffant descend au-dessous d'un niveau prédéterminé et découvre ainsi cet élément chauffant.Le commutateur électrique du détecteur selon l'invention eet un composant à plusieurs états de conduction qui est porté à une température supérieure à son point de transition lorsque le niveau de liquide descend jusqu'au niveau prédéterminé. L'invention sera décrite plus en détail en re--- gnrd du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et Sur lequel : la figure 1 est une vue en perspective schémati- que, avec arrachement partiel, du détecteur selon ltinvention disposé dans le maître-cylindre du circuit de freinage d'une automobile et monté dans un cireuit d'avertissement du niveau du liquide de commande des freins la figure 2 est une vue en perspective, à échelle agrandie, du détecteur selon l'invention ; et la figure 3 représente schématiquement le circuit dans lequel le détecteur représenté sur les figures 1 et 2 est monté. Le dispositif 10 selon l'invention, destiné à avertir de 13 descente du Liquide de commande des freins d'un véhicule au-dessous d'un certain niveau, comprend un détecteur 11 monté dans un récipient 12. Dans la forme de réalisation décrite, ce récipient est le maître-cylindre du circuit de freinage d'une automobile et contient une certaine quantité de liquide 14 de commande des freins Le détecteur il est monté dans une paroi du- cy- lindre 12, en un emplacement prédéterminé correspondant au ni- veau minimal de sécurité pouvant entre atteint par le liquide dans le cylindre.Ce détecteur commande l'apparition d'un signal au conducteur du véhicule lorsque le liquide descend au-dessous du niveau prédéterminé. Dans cette forme de r-éalisation, le détecteur il est relié électriquement à une lampe 18 montée dans le tableau de bord 20 de l'automobile et destinée à fournir un signal visuel d'avertissement au conducteur. le détecteur 11 comprend deux éléments principaux, à savoir un composant 24 à plusieurs états de conduction et un élément résistant 22 qui, dans cette forme de réalisation selon l'invention, sont montés en parallèle, comme représenté sur la figure 3. La lampe 18 est montée en série avec le composant 24. Lorsque le dispositif a'avertissement est achevé, le circuit ré sistance-composant-lampe est relié- convenablement à la masse et à une source d alimentation en courant électrique, avantageusement la batterie d'accumulateurs du véhicule, par une ligne 25. Le composant 24 est réalisé dans une matière dont la température de transition est supérieure à celle à laquelle le liquide de commande des freins, contenu dans le/cylindre 12, est normalement soumis. Dans une application du détecteur selon 12invention à une automobile, la température de transition est choisie à environ 1650C, car la température ambiante régnant dans le compartiment du moteur du véhicule peut atteindre 13500 lorsque le moteur fonctionne. Par conséquent, il est nécessaire que la température de transition soit supérieure à cette valeur pour empêcher la mise en oeuvre du composant 24 pour les températures normales de fonctionnement du véhicule. Certains types de matières convenant au composant 24 du détecteur selon l'invention comprennent le Ti203, le Ti305, le CrS, le FeS et le VO2. Les températures de transition de ces matières sont différentes les unes des autres, de manière que différents composants puissent être utilisés suivant la température à laquelle la transition se produit. Aux matières men de matières tionnées ci-dessus, sXajoutent de nombreux autres types présentant la caractéristique soi:t1'aftable de passer brusquement de l'état non conducteur à l'état conducteur.Cependant, il est apparu que le Ti305 donne satisfaction dans le cas d'un détecteur de niveau de liquide de commande de freins, car sa température de tran siticjn est dtenviron 1650C. I1 est évident que le détecteur selon l'invention, décrit dans une application à une automobile et soumis à des températures relativement élevées, convient à d'autres applications dans lesquelles il rencontre des températures sensiblement inférieures aux précédentes. Te composant 24 est alors choisi ou ses propriétés sont déterminées par un dopage convenable et correspondant à la plage de température dans laquelle le dispositif doit ttre utilisé. Te terme "composant à plusieurs états de conduction" désigne toute matière passant brusquement d'un état de non-conductivité métallique à un état de conductivité métal lique, à une température spécifique de transition. L'élément résistant 22 coopère avec le composant 24 et présente une valeur prédéterminée choisie de manière que la chaleur qu'il produit lorsqu'il est parcouru par un courant électrique se dissipe dans le liquide de commande des freins, dans lequel il est immergé, sous un débit suffisant pour mainte- nir la température du composant 24 auquel il est relié à un ni- veau inférieur à la température de transition de ce composant. Ainsi, dans l'exemple décrit et dans lequel le détecteur est normalement relié à une batterie d'accumulateurs délivrant une tension de 12 volts alors que le composant 24 en Ti305 présente une surface de 1 cm2, la valeur de l'élément résistant doit entre comprise entre 40 et 720 ohms et, avantageusement, elle doit titre égale à 200 ohms. Dans le dispositif décrit, l'élément résistant 22 dégage de la chaleur lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Cependant, sa valeur est telle que la chaleur produite s'écoule dans le liquide qui l'entoure et qui assume alors la fonction de dissipateur de chaleur lorsque le niveau de ce liquide est supérieur à celui du détecteur. 'la figure 2 représente le détecteur 11 fixé à un élément 26 de montage de manière que le composant 24 et l'éliment résistant 22 dépassent à l'intérieur du cylindre 12. L'élément 26 de montage comprend un simple écrou vissé de manière étanche dans la paroi du récipient 12. Be composant 24, constitué avantageusement dtun petit disque ou d'une petite tige, est relié en conduction thermique à la résistance 22 par un organe convenable, conducteur de la chaleur, par exemple un raccord classique 27 monté entre la résistance et ce composant 24. L'élément résistant 22 est normalement totalement immergé dans le liquide de commande des freins lorsque le véhicule est en marche et que le liquide dépasse le niveau souhaité. Lorsqu'il descend au-dessous de ce dernier, rendant ainsi peu se la marche du véhicule, la résistance est exposée à l'atmosphère qui assume alors la fonction de second dissipateur de chaleur mais dont la conductivité thermique est inférieure à celle du liquide de commande des freins. le passage de la résistance du liquide dans l'air interrompt la dissipation de la chaleur produite par cette résistance 22 dans le liquide et provoque la conduction de cette chaleur par le raccord 27 vers le composant 24.La valeur de la résistance étant convenablement prédéterminée, la chaleur quelle dégage provoque une augmentation de la température du composant 24 dont le point de transition est alors atteint et dépassé (ctest-à-dire pour une température supérieure à 149 C), de manière qu'il devienne conducteur et permette au courant fourni par la batterie de le traverser. Par conséquent, ce composant assume la fonction d'interrupteur qui, suivant sa température, permet sélectivement le-passage du courant électrique. Comme représenté sur la figure 3, la lampe 18 est montée en série avec le composant 24 qui, lorsqu'il est conducteur, c'est-à-dire lorsque le niveau de liquide contenu dans le récipient 12 descend au-dessous du niveau du détecteur 11, permet le passage du courant électrique de manière que la lampe 18 s2allume et fournisse ainsi un signal visuel au conducteur l'avertissant que le niveau de liquide de commande des freins dans le mattre-cylindre est descendu à une valeur rendant la conduite dangereuse. 'l'élément résistant 22 est choisi de manière qu'il puisse porter le composant 24 à sa température de transition à partir de températures d1allumage très faibles, pouvant être infé rieures à -400C, de manière que, lorsque le récipient 12 se vide ou fuit pendant la nuit , au cours de l'hiver, cette résistance dégage une chaleur suffisante pour porter le composant 24 à sa température de transition. Une autre caractéristique du composant 24 utilisée avantageusement par le dispositif selon l:invention, est que sa conductivité augmente généralement avec sa température lorsque cette dernière est supérieure au point de transition. Par consequent, ce composant assure lui-meme son maintien à l'état conducteur car, lorsqu'il a atteint sa température de transition, le courant qui le parcourt produit un échauffement supplémentaire et, par suite, une augmentation ae la conductivité. Le composant 24 est ainsi maintenu à une température supérieure à son point de transition.Par conséquent,lorsqu'il devient conducteur, il le reste Jusqu'à ce que le circuit le reliant à la source dtali- mentation en courant électrique soit ouvert. 'la lampe 18 d'aver- tissement reste donc allumée jusqu'à ce que le conducteur arrête le moteur et remplisse le mattre-cylindre de liquide à un niveau convenable et supérieur à celui du détecteur 11. La valeur de la résistance 22 est choisie de manière que le détecteur agisse avec un certain retard, c'est-à- dire que l'élévation de la température du composant 24 au-dessus de son point de transition par l'élément résistant demande une durée prédéterminée, dépendant de la valeur de la résistance 22 et de la forme du raccord thermique 27 monté entre cette résistance et le composant 24, après que le niveau de liquide du récipient a descendu au-dessous du niveau du détecteur 11. La résistance est avantageusement choisie pour produire un retard compris entre 10 et 60 secondes après la descente du niveau de liquide au-dessous du détecteur. Ce retard est notamment souhaitable dans le cas d'un circuit d'avertissement de niveau de liquide du circuit de freinage d'une automobile, car le récipient dans lequel le détecteur est monté est soumis à des mouvements et à des vibra tions pouvant faire varier le niveau de liquide. En effet, les inégalités de la surface dune chaussée peuvent agiter la surface supérieure du liquide contenu dans le récipient de manière que le détecteur 11 émerge momentanément, même lorsque le cylindre est relativement plein. Dans de tels cas, il est peu souhaitable que la lampe dtavertissement stallume, car le niveau de liquide est en fait satisfaisant. Ce retard peut également ttre déterminé par un dosage convenable des impuretés introduites dans la matière du composant 24 qui comprend un composé de résistivité élevée, par exemple du carbone ou un composé à base de carbone. Cette matière n'affecte pas la température de transition, mais modifie la vitesse d2échauffement par effet Joule du composant lorsque ce dernier est parcouru par une faible pointe de courant et que sa température est inférieure à son point de transition. En faisant varier la vitesse d'échauffement par effet Joule,de cette manière, il est possible de régler le temps nécessaire au composant pour atteindre sa température de transition. La durée comprise entre la chute du nIveau de liquide et l'arrivée du composant 24 à sa température de transition peut égalèment être réglée en faisant varier la valeur de la résistance et en modifiant la trajectoire suivie par la chaleur entre cette résistance et le composant. Par conséquent, le retard du déclenchement du dispositif peut etre choisi et régné avec précision5 avantageusement dans la plage comprise entre 10 et 60 secondes. T)aiis la forme de réalisation représentée, le composant 24 est situé à proximité immédiate de l'élément résistant 22 et monté dans le circuit électrique de ce dernier, de sorte que ce composant et la résistance sont reliés thermiquement et électriquement. Cependant, il suffit que le composant 24 soit relié thermiquement à la résistance de manière que cette der nière puisse le chauffer et lui faire assumer sa fonction dlin- terrupteur.La résistance et le composant peuvent Qtre reliés à des circuits électriques différents, alimentés par les mimes sources ou par des sources indépendantes. Le composant et la ré sistance ne sont reliés que thermiquement par un élément conducteur de la chaleur ou par leur montage à proximité l'un de l'au- tre, de manière que la résistance chauffe ce composant. Ce dernier fonctionne alors de la manière décrite précédemment lors qu2il atteint sa température de transition, c'est-à-dire qu'il assume la fonction dlinterrupteur commandant un dispositif de signe lisation ou autre, monté dans son propre circuit, indépendant de celui de la résistance. Bien que le détecteur selon l'invention ait été décrit dans son application à un dispositif d'avertissement de la baisse du niveau de liquide de commande des freins, il est évident qu'il convient à tout type de dispositif dans lequel le niveau d'un liquide doit être contrôlé en permanence ou dans lequel un transfert de chaleur d'un milieu fluidique à un autre ou d'un dissipateur de chaleur à un autre se produit. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent astre apportées au détecteur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDIC4TIONS 1. Détecteur de niveau de liquide comportant un élément électrique chauffant, relié thermiquement à un interrupteur électrique du type dans lequel la conductivité électrique dépend de la température, cet interrupteur étant monté dans un circuit électrique d'un dispositif de signalisation et faisant va- rier l2état de ce dernier lorsque le liquide entourant l'élément chauffant descend au-dessous d'un niveau prédéterminé et découvre cet élément, le détecteur étant caractérisé en ce que l'inter- rupteur électrique est un composant à plusieurs états de conduction qui est porté à une température supérieure à son point de transition lorsque la surface du liquide descend au niveau pré- déterminé. 2. Détecteur selon la revendication I, caractérisé en ce que, lorsqu'il est utilisé avec un cylindre de commande des freins d'une automobile, la température de transition du composant est de 1650C. 3. Détecteur selon l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce que ledit composant atteint sa température de trarsition avec un retard de 10 à 60 secondes mesuré à partir du moment où le liquide descend au-dessous du niveau prédéterminé. 4. Détecteur selon l'une quelconaue des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la conductivité électrique du composant augmente avec sa température lorsque cette dernière est supérieure au point de transition.