Brevet FR2333233A1 — publié le 19770624

La présente invention a pour objet un dispositif de mesure de la viscosité d'un liquide. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de ce type, dans lequel on mesure le temps d'écoulement d'une quantité prédéterminée de liquide à travers un orifice calibré. L'invention vise principalement à fournir un appareil de mesure de la viscosité d'un liquide qui permet d'effectuer automatiquement une mesure de temps d'écoulement en détectant avec précision le passage du liquide à deux niveaux différents de la cuve du dispositif. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif comprend : une cuve dont le fond est muni dudit orifice calibré et d'un orifice de remplissage ; au moins deux détecteurs de niveau disposés respectivement à des hauteurs différentes de la cuve, chaque détecteur comprenant une source de rayon lumineux et une cellule photo-électrique associée à ladite source de manière qu'en l'absence de liquide au niveau dudit détecteur le rayon lumineux émis par la source soit dans un plan horizontal et éclaire la cellule photo-électrique et qu'en présence de liquide au niveau dudit détecteur le rayon lumineux soit dévié et n'éclaire plus ladite cellule ; et un circuit électronique associé aux cellules pour déclencher un chronomètre lorsque la cellule du niveau supérieur est éclairée et pour arrêter ce chronomètre lorsque la cellule du niveau inférieur est éclairée de manière à obtenir la valeur du temps d'écoulement entre les deux niveaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice de remplissage de la cuve est commandé par une électrovanne et le dispositif comprend trois détecteurs de niveau deux détecteurs destinés à la mesure du temps d'écoulement et un détecteur disposé au niveau de remplissage maximum de la cuve de manière à commander la fermeture de l'électrovanne de remplissage lorsque le liquide atteint le niveau de remplissage maximum. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure t est une vue schématique d'un dispositif selon l'in vent ; . la figure 2 illustre les trajets suivis par un rayon lumineux issu d'une source d'un détecteur de niveau, en présence et en l'absence de liquide au niveau correspondant . la figure 3 est un schéma du circuit électronique du dispositif de la figure 1 ; et . la figure 4 illustre une variante du dispositif de la figure 1 dans laquelle le dispositif est muni d'une régulation de niveau. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une cuve 10 de forme généralement parallélépipédique dont le fond est muni d'un orifice calibré d'évacuation 12 et d'un orifice de remplissage 14 dont l'accès est commandé par une électrovanne 16 agissant sur un bouchon 18 de forme sphérique par l'intermédiaire d'une tige 20. Le dispositif est muni de trois détecteurs de niveau disposés respectivement à des hauteurs différentes de la cuve. Le détecteur du niveau inférieur comprend une source de rayon lumineux constituée par une lampe 22 apte à émettre un faisceau lumineux dans le plan horizontal et une cellule photo-4lectrique 24 associée à la lampe 22 de manière à btre éclairée par cette lampe lorsqu'il n'y a pas de liquide au niveau du détecteur.Le détecteur du niveau inter méaiaire comprend une lampe 26 et une cellule photo-électrique 28, tandis quelle détecteur du niveau supérieur, c'est-à-dire au niveau de remplissage maximum de la cuve, comprend une lampe 30 et une cellule photow ctrique 32. De manière à permettre aux faisceaux lumineux issus des lampes 22, 26 et 30 de traverser la cuve 10, cette dernière est réalisée dans une matière transparente aux rayons lumineux, par exemple en verre. Il est prévue en outre une plaque transparente 34 entre les lampes 22, 26 et 30 et la paroi 36 de la cuve 10 et une plaque transparenté 38 entre les cellules photo-électriques 24, 28 et 32 et la paroi 40 de la cuve 10.Les deux plaques 34 et 38 ne sont pas parallèles afin que le faisceau lumineux issu de chaque lampe soit dévié, de manière à augmenter la précision des détections de niveau. Le non parallélisme des plaques 34 et 38 est montré, de façon exagérée, sur la figure 2. La plaque 38 est verticale, tandis que la plaque 34 est légèrement inclinée. En l'absence de liquide au niveau de la lampe 26 et de la cellule photoélectrique 28, le faisceau lumineux issu de la lampe 26 suit un trajet horizontal 42 et vient éclairer la cellule 28. En présence de liquide à ce niveau, le faisceau lumineux est dévié en suivant un trajet 44 et il n'éclaire plus la cellule 28. On a représenté sur la figure 3 le circuit électronique du dispositif de l'invention. Ce circuit a un double but : - commander l'ouverture ou la fermeture de l'électrovanne 16, et - mesurer le temps d'écoulement du liquide entre son passage au niveau intermédiaire (lampe 26 et cellule 28) et son passage au niveau inférieur (lampe 22 et cellule 24). Les cellules photo-électriques 24, 28 et 32 sont reliées à un ensemble d'amplificateurs et de bascules 46 pour amplifier les informations provenant de ces cellules, de telle manière que, les cellules étant masquées, on obtienne le niveau logique nln et, les cellules étant démasquées, on obtienne le niveau logique "0". Ces niveaux logiques sont appliqués sur un interface d'entrée 48 en même temps qu'un signal provenant d'une commande 50 de départ de mesure (remplissage et chronométrage). L'interface d'entrée 48 est relié à une mémoire morte 52 de la façon indiquée sur la figure 3. Les entrées A0, A1, A2 de la mémoire morte 52 sont reliées par l'intermédiaire des circuits d'entrée aux cellules 24, 28 et 32, chaque changement d'état de ces cellules donne un adressage à la mémoire et met par conséquent les sorties 01, 02, 03 et 04 dans l'état donné par la table de vérité ci-dessous :: A4 A3 A2 A1 A1 A0 A4 O3 O2 O1 3 0 O 0 0 O 0 O O 1 O O O O 1 O O O 5 O O O 1 1 0 O O 1 O O t 1 1 O 1 0 O O 1 1 1 1 O t O O O 1 O 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 O O O I 1 O G 1 O 0 ou O 1 O O O O O O O O 1 O 0 tous les autres cas O O O 0 L'entrée A3 de la mémoire permet de différencier les états semblables obtenus lors du remplissage et de la vidange de la cuve du dispositif. Un niveau logique "1" signifie que le dispositif est en vidange et que la mesure du temps de vidange va commencer ; il s'agit donc aussi d'un signal de sortie. L'entrée A4 de la mémoire qui provient d'une porte "ET" 53 permet le blocage du cycle de mesure et son déblocage par le signal de départ de la mesure. Un niveau logique "1" appliqué sur A4 bloque le système et un niveau logique toto" permet l'ouverture de ltélectrovanne de remplissage et le départ d'un cycle de mesure. La sortie 02 de la mémoire morte 52 est reliée à un dispositif 54 de déclenchement qui commande un chronomètre 56. Le chronomètre 56 permet de donner le temps d'écoulement correspondant à la viscosité en secondes d'une coupe AFNOR de 2,5. Ce chronomètre pourra être avantageusement un chronomètre à affichage numérique. Les sorties Oi et 03 de la mémoire morte sont reliées à un interface de sortie 58 dont une sortie 60 commande l'électro- vanne de remplissage et une sortie 62 commande un voyant de validation signalant qu'une mesure est en train de s'effectuer. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : La cuve du dispositif est alimentée en liquide par gravité à partir d'un réservoir d'alimentation relié par une conduite à l'orifice de remplissage de la cuve. On déclenche le cycle de mesure par la commande 50 de manière à ouvrir ltélec- trovanne 16 et à remplir la cuve. Lorsque le liquide atteint le niveau de remplissage maximum, l'électrovanne est formée automatiquement. Le liquide qui s'écoule en permanence à travers l'orifice calibré passe devant le niveau intermédiaire (lampe 26, cellule 28) et déclenche le chronomètre. Il passe ensuite devant le niveau inférieur (lampe 22, cellule 24) et arrête le chronomètre. Le liquide s'écoulant en permanence par l'orifice d'évacuation est récupéré et renvoyé, par exemple au moyen dune pompe, dans le réservoir d'alimentation. On a représenté sur la figure 4 une variante de réalisation du dispositif de l'invention qui permet d'effectuer un contrôle de niveau de la cuve. La cuve 10 est alimentée par gravité par un réservoir 64 relié à l'orifice de remplissage t4 par une conduite 66. Le liquide qui s t écoule par l'orifice 12 est recueilli dans un récipient 68 en forme d'entonnoir et est recyclé vers le rés-r- voir 64 par une conduite 70 au moyen d'une pompe 72. Le dispositif de la figure 4 comprend quatre détecteurs de niveau 74, 76, 78 et 80. Les détecteurs 74 et 76 servent à la mesure du temps d'écoulement, tandis que les détecteurs 78 et 80 servent à la régulation du niveau de liquide dans la cuve 10. Le circuit électronique est programmé de façon que le cycle se déroule de la façon suivante. Ouverture de l'électrovanne du dispositif et remplissage de la cuve. Si le liquide n'atteint pas le niveau du détecteur 80 dans un temps T donné compté à partir du passage du liquide devant la cellule du détecteur 76, le circuit électronique commande le remplissage du réservoir 64 au moyen d'une pompe appropriée. Fermeture de l'électrovanne du dispositif et fonctionnement comme celui décrit précédemment. Si lors du cycle suivant le liquide atteint le niveau du détecteur 80 dans le temps donné T compté à partir du passage du liquide devant la cellule du détecteur 76, le circuit électronique arrête le remplissage du réservoir 64. Il convient de noter que le niveau atteint dans la cuve du dispositif sera toujours inférieur au niveau du liquide dans le réservoir 64 de la quantité A représentant les pertes de charge de l'installation. Le dispositif de l'invention permet de mesure la viscosité de tous les types de liquides en particulier des vernis. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la viscosité d'un liquide par mesure du temps d'écoulement d'une quantité prédéterminée de ce liquide à travers un orifice calibré, caractérisé par le fait qu'il comprend : une cuve dont le fond est muni dudit orifice calibré et d'un orifice de remplissage ; au moins deux détecteurs de niveau disposés respectivement à des hauteurs différentes de la cuve, chaque détecteur comprenant une source de rayon lumineux et une cellule photo-électrique associée à ladite source de manière qu'en l'absence de liquide au niveau dudit détecteur le rayon lumineux émis par la source soit dans un plan horizontal et éclaire la cellule photo-électriqu et qu'en présence de liquide au niveau dudit détecteur le rayon lumineux soit dévié et n'éclaire plus ladite cellule ; et un circuit élec- tronique associé aux cellules pour déclencher un chronomètre lorsque la cellule du niveau supérieur est éclairée et pour arrêter ce chronomètre lorsque la cellule du niveau inférieur est éclairée de manière & obtenir la valeur du temps d'coulerent entre les doux niveaux, 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par. le fait que l'orifice de remplissage est commandé par une électrovanne et par le fait que le dispositif comprend dux détecteurs de niveau destinés à la mesure du temps d'écoulent et un détecteur de niveau disposé au niveau de remplissage maximum de la cuve de manière à commander la fermeture de ladite électrovanne lorsque le liquide atteint ledit niveau de remplissage maximum. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les sources lumineuses et les cellules photo-électriques sont disposées respectivement derrière des parois transparentes verticales de la cuve. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que deux plaques transparentes non parallèles sont intercalées respectivement entre les sources lumineuses et la paroi de cuve correspondante et entre les cellules photoélectriques et la paroi de cuve correspondante. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le circuit électronique comprend des amplificateurs et bascules dont les entrées sont reliées aux cellules photo-électriques et dont les sorties sont reliées a un interface d'entrée, ledit interface d'entrée étant connecté à une mémoire morte dont une sortie commande le chronomètre et dont deux sorties sont connectées à un interface de sortie apte à commander l'électrovanne de remplissage. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'interface d'entrée est relié en outre à une commande de départ de la mesure et par le fait que l'interface de sortie est relie à un voyant de validation apte à signaler qutune mesure est en train de s'effectuer. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que orifice de remplissage est relié à un réservoir d'alimentation etque l'orifice calibré est relié audit réservoir par l'intermédiaire d'une conduite munie d'une pompe de manière à recycler le liquide dans le réservoir après écoulement à travers l'orifice calibré.