Brevet FR2259049A1 — publié le 19750822

La présente invention concerne la distribution des liquides et notamment la distribution des gaz liquéfiés tels que les gaz de pétrole liquéfiés comme le propane et le butane. Elle concerne plus particulièrement un procédé de remplissage d'une citerne en liquide notamment en gaz liquéfié, et un équipement servant à la mise en oeuvre de ce procédé, cet équipement pouvant être installé notamment à bord d'un camion citerne. Le remplissage des citernes domestiques de stockage se déroule genéralement de la façon suivante - On effectue le raccordement de la citerne au camionciterne au moyen d'une conduite flexible d'alimentation en liquide et d'un câble de liaison électrique équipotentielle, - on met en marche la pompe de distribution du camion, - on effectue le remplissage de la citerne, et - on arrête la pompe du camion sur commande manuelle dès qu'on constate à la jauge un taux de remplissage de la citerne de 85%. Ce mode opératoire présente toutefois certains inconvénients. I1 est en effet nécessaire que le livreur soit présent à c8té de la citerne pour surveiller la jauge et, dans certains cas, le livreur ne peut surveiller en même temps son camion si ce dernier ne se trouve pas en vue directe de la citerne. D'autres part, il existe une certaine imprécision sur le pourcentage de remplissage de la citerne en cas de non fonctionnement de la jauge, le livreur devant alors utiliser l'orifice de niveau maximal de la citerne. Le procédé de l'invention a pour but d'éviter les inconvénients précités. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on dispose sous la citerne à remplir un transducteur ultrasonore réversible apte à faire propager dans la citerne une onde ultrasonore dans une direction sensiblement verticale et à la recevoir après réflexion à l'interface liquide-gaz, on effectue le remplissage en détectant -simultanément le temps de propagation aller et retour de l'onde ultrasonore dans le liquide et on arrête le remplissage pour une détection d'une valeur prédéterminée de ce temps de propagation. Conformément au procédé de l'invention, l'opération de remplissage peut comprendre en outre une détection préalable du temps de propagation en vue d'autoriser le remplissage. Dans le cas où cette autorisation est donnée, le transfert du liquide du camion à la citerne peut alors s'effectuer normalement. L'équipement servant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend un transducteur ultrasonore réversible susceptible d'être monté à la base de la citerne et un ensemble électronique susceptible d'être opérativement relié au transducteur, d'une part, et aux moyens de remplissage de la citerne, d'autre part, pour exciter le transducteur et détecter le décalage temporel des échos renvoyés par le transducteur en réponse aux signaux d'excitation reçus, d'une part, et, d'autre part, pour commander l'arrêt du remplissage lorsqu'un certain décalage est atteint. Le procédé et l'équipement de l'invention seront décrits plus en détail dans le complément de description qui va suivre en référence à la figure unique annexée qui représente de façon schématique un mode de réalisation préférée de lté- quipement de l'invention. Conformément à l'invention, un équipement désigné par la référence générale 10 est fixé à un camion-citerne et est relié à un transducteur ultrasonore réversible 12 au moyen d'une liaison électrique souple 14. Le transducteur 12 est destiné à etre placé temporairement sous une citerne 16 pendant l'opération de remplissage. L'équipement 10 comprend un ensemble de production de signaux électriques d'excitation à fréquence ultrasonore et de détection du décalage temporel présenté par des signaux électriques d'échos ultrasonores correspondants. Cet ensemble comporte une base de temps 18 apte à fournir une fréquence d'excitation et une fréquence de- comptage plus élevée, ungénérateur à fréquence ultrasonore 20 commandé à la fréquence d'excitation, un circuit-compteur 22 monté pour recevoir la fréquence de comptage après chaque excitation, un amplificateur détecteur 24 des signaux d'échos ultrasonores couplé au circuiticompteur pour l'arrêter au premier écho détecté après l'excitation, le contenu du circuf-compteur représentant-alors ledit décala- ge et par conséquent le niveau de liquide dans la citerne. Le générateur 20 fournit au transducteur 12 (constitué par un quartz piézo-électrique) la puissance électrique nécessaire pour le faire osciller. Le circuS compteur 22 comprend un décompteur et est c-onstitué d'un certain nombre de bascules électroniques associées de façon à former un registre à décalage. L t équipement 10 comprend également des moyens de commande d'arrêt du remplissage associés à ltensemble de production de signaux ultrasonores pour arrêter le remplissage pour une valeur prédéterminée du décalage correspondant à une valeur affichée. Ces moyens de commande d'arrêt comprennent un sélecteur 28 apte à introduire une valeur initiale choisie dans le décompteur au plus tard à chaque excitation fournie par le générateur 20. Lesélecteur 28 est alimenté par la batterie électrique 26 du camion. Les moyens de commande d'arrêt agissent par l'intermédiaire du circuit-compteur 22 sur une électrovanne 30 qui actionne un vérin de commande d'arrêt du moteur du camion et, par conséquent, l'arrêt de la pompe de remplissage, étant donné que celle-ci est entraînée par ce moteur par l'intermédiaire d'un embrayage mécanique. Des moyens 32 de mise en marche des moyens de remplissage sont opérativement couplés au dé compteur du circuitcompteur 22 pour autoriser la mise en marche en présence de conditions prédéterminées du décalage. Ces conditions prédéterminées comprennent uncomptage correspondant audit temps de décalage et un comptage correspondant à environ 5% de ce temps de décalage. Les moyens 32 de mise en marche sont constitués par une électrovanne qui actionne un vérin pneumatique de commande d'embrayage de la pompe de remplissage. Pour faciliter la mise en place du transducteur 12 à la base de la citerne 16, le transducteur est muni d'un dispositif 34 de fixation magnétique. La fixation magnétique peut être assurée par exemple au moyen d'un ou plusieurs ai- mants permanents. La mise en oeuvre de l'invention e-st facile à comprendre. Le transducteur ultrasonore réversible émet dans le liquide contenu dans la citerne 16 une onde ultrasonore qui se propage dans une direction 56 sensiblement verticale, se réfléchit à l'interface liquide-gaz 38 et est ensuite reçue par le transducteur. Connaissant la vitesse c des sons dans le liquide, on peut déduire de la mesure du temps t écoulé entre l'émission et la réception d'une onde ultrasonore-par le tranducteur, la hauteur h de liquide dans la citerne, à savoir h=t 2c Conformément à l'invention, le remplissage en liquide de la citerne s'effectue de la façon suivante Après raccordement de la conduite flexible d'alimentation en liquide, on place le transducteur 12 sous la citerne 16 au moyen du dispositif de fixation magnétique 34 et on relie ensuite le transducteur à l'équipement du camion au moyen de la liaison électrique souple 14. On détecte alors depuis le camion le temps de propagation aller et retour, c'est-à-dire le décalage de l'onde ultrasonore dans le liquide et il se présente alors deux possibilités a) le temps de décalage détecté est compris entre les deux valeurs suivantes - temps de décalage affiché, - 5 % du -temps de décalage affiché. Dans cette éventualité, ltélectrovanne de mise en marche est excitée et la pompe de remplissage est mise en marche. b) Le temps de décalage détecté n'est pas compris entre les deux valeurs ci-dessus (pour l'une des raisons suivantes : citerne déjà remplie, liaison électrique défectueuse, transducteur non placé sur la citerne), l'électrovanne d'arrêt de la pompe est excitée interdisant ainsi toute opération de remplissage. Une fois que la pompe est mise en marche, le remplissage s'effectue jusqu'à ce que le temps de décalage mesuré atteigne la valeur affichée. A ce moment là, l'électrovanne d'arrêt est excitée et elle entrasse l'arrêt du moteur du camion et par conséquent, l'arrêt de la pompe de remplissage. Le livreur peut alors retirer le tranducteur et débrancher la liaison électrique ainsi que la conduite flexible d'alimentation. L'intérêt principal du procédé et. de l'équipement faisant l'objet de la présente invention réside dans le fait qu'ils ne nécessitent aucune modification des citernes puisque le tranducteur est destiné à être fixé à l'extérieur de ces citernes au moyen d'une fixation magnétique et qu'ils n'obligent pas le livreur de se tenir en permanence à côté de la citerne pendant toute l'opération de remplissage. Il convient de remarquer d'autre part, que l'équipe- ment du camion est munie de sécurité interdisant le remplissage en cas de non fonctionnement ou en l'absence de mise en place du transducteur sous la citerne. Il est bien entendu que le temps de décalage et par conséquent la hauteur de liquide à livrer peut être réglé au moyen du sélecteur. Le mode de réalisation de l'invention tel qu'il a été décrit ci-dessus n'est nullement limitatif en sorte que toute variante évidente de réalisation doit être comprise dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de remplissage d'une citerne en liquide, notamment en gaz liquéfié, caractérisé en ce qu'on dispose sous la citerne à remplir un transducteur ultrasonore réversible apte à faire propager dans la citerne une onde ultrasonore dans une direction sensiblement verticale et à la recevoir après réflexion à l'interface liquide-gaz, on effectue le remplissage en détectant simultanément le temps de propagation aller et retour de l'onde ultrasonore dans le liquide et on arrête le remplissage pour une détection d'une valeur prédéterminée de ce temps de propagation. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'opération de remplissage comprend une détection préalable du temps de propagation en vue d'autoriser le remplissage ainsi que, dans le cas où cette autorisation est donnée, le transfert du gaz liquéfié à la citerne. 3. Equipement pour le remplissage d'une citerne selon le procédé de l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur ultrasonore réversible susceptible d'être monté à la base de la citerne et un ensemble électronique susceptible d'être opérativement relié au transducteur, d'une part, et aux moyens de remplissage de la citerne, d'autre part, pour exciter le transducteur et détecter le décalage temporel des échos renvoyés par le transducteur en réponse aux signaux d'excitation reçus, d'une part, et, d'autre part, pour commander l'arrêt du remplissage lorsqu'un certain décalage est atteint. 4. Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble comporte une base de temps apte a fournir une fréquence d'excitation et une fréquence de comptage plus élevée, un générateur à fréquence ultrasonore commandé à la fréquence d'excitation, un circuit-compteur monté pour recevoir la fréquence de comptage apres chaque excitation, un amplificateur détecteur des signaux d'échos ultrasonores couplé au circuitcompteur pour l'arrêter au premier écho détecté après l'excita- tion, le contenu dudit circuit-compteur représentant alors ledit decalage, et, par là, le niveau dans la citerne. 5. Equipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit compteur comporte un décompteur dans lequel un sélecteur permet d'introduire une valeur initiale choisie avant chaque excitation, la commande d'arrêt de remplissage intervenant lorsque le décompteur arrive a un contenu nul. 6. Equipement selon l'une des revendications 3 a 5, caractérisé en ce que l'ensemble électronique peut être opéra tivement couplé a des moyens de mise en marche de moyens de remplissage, l'autorisation de mise en marche correspondant a des conditions prédéterminées dudit décalage. 7. Equipement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les conditions prédéterminées comprennent un comptage correspondant audit temps de décalage et un comptage correspondant à environ 5 % de ce temps de décalage. 8. Equipement selon l'une des revendications 3 a 7, caractérisé en ce que le transducteur ultrasonore est muni d'un dispositif de fixation magnétique. 9. L'ensemble électronique faisant partie de l'équipe- ment selon l'une des revendications 3 à 8. 10. Un camion citerne muni d'un équipement selon l'une des revendications 3 a 8.