Brevet FR2331776A1 — publié le 19770610

La présente invention concerne la mesure et l'enregistrement des valeurs d'un ou de plusieurs paramètres physiques, tels que : éclairement, température, pression, pH, courant, en un point quelconque d'un milieu terrestre ou aquatique. Il a été proposé antérieurement des appareils mettant en oeuvre divers procédés pour mesurer ces paramètres sur terre ou dans les eaux, mais aucun d'eux n'est suffisamment polyvalent et élaboré pour permettre d'effectuer à la fois des mesures et des enregistrements, aussi bien dans des milieux aquatiques que sur terre, tout en étant autonome, automatique, portatif et susceptible de résister aux intempéries et à des immersions profondes et prolongées. L'appareil selon l'invention permet, au contraire, de réaliser toutes ces opérations dans les diverses conditions imposées. Il est constitué par deux ensembles distincts et aisément séparables qui sont : le capteur, d'une part, la chaine de mesure et d'enregistrement, d'autre part. Le capteur comprend lui-même deux éléments : la sonde et le bloc électronique, reliés l'un à l'autre par un câble électrique étanche. Le bloc électronique du capteur comporte des moyens permettant de l'accoupler mécaniquement et électriquement à la chaine de mesure et d'enregistrement et pour assurer l'étanchéité de cet accouplement. La chaine de mesure et d'enregistrement comprend, enfermés dans un caisson étanche et résistant à la pression, des moyens pour amplifier, afficher et enregistrer le signal délivré par le capteur, des moyens pour permettre la lecture directe des valeurs affichées et enregistrées, des moyens pour mettre sous tension et hors tension les différents organes de l'appareil aux moments opportuns, de façon à limiter au maximum la consommation d'énergie électrique, des moyens pour générer, distribuer et exécuter les différents ordres de commande assurant l'automaticité du système, des moyens pour marquer sur l'enregistrement des repères temporels servant à situer dans le temps les valeurs enregistrées, des moyens permettant à l'utilisateur d'intervenir à tout moment sur le mode de fonctionnement de l'appareil, sans qu'il soit nécessaire de l'ouvrir ou de le déplacer, des moyens pour fournir l'énergie électrique indispensable. L'appareil est de très petite taille du fait de la miniaturisation de ses composants et de la compacité des circuits électroniques. Il peut ainsi, tant sur terre que dans l'eau, être transporté, mis en place et récupéré par une seule personne. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation, ainsi qu'à l'examen des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 (PL.I-4) est un schéma de principe de l'appareil selon l'invention ; - la figure 2 (PL.II-4) est une représentation synoptique du capteur;; - la figure 3 (PL.III-4) est une représentation synoptique de la chaine de mesure et d'enregistrement - la figure 4 (PL.IT-4) est le schéma dl-un exemple d'extension des possibilltés d'utilisation de l'appareil selon l'invention, L'appareil, représenté schématiquement dans son ensemble sur la figure 1 (PL.I-4) est constitué par deux parties distinctes et aisément séparables qui sont le capteur et la chaine de mesure et d'enregistrement. Le capteur comprend, lui-même, deux éléments : la sonde (i) et le bloc électronique (2) reliés l'un à l'autre par un câble multiconducteur souple et étanche (3), d'une longueur suffisante pour assurer une parfaite maniabilité à la sonde, qui peut ainsi être placée à l'endroit pré cis où on désire effectuer la mesure. Le bloc électronique (2) du capteur est équipé de moyens permettant de l'accoupler mécaniquement et électriquement à la chaine de mesure et d'enregistrement et d'assurer l'étanchéité de cet accouplement. Ces moyens sont, par exemple, comme représentés sur la figure 1, des vis ou boulons (4), un connecteur (5) et un joint plastique (6), le bloc électronique (2) pénétrant dans ce cas à l'intérieur du caisson (16) conte- nant la chaine de mesure et d'enregistrement, grâce à une découpe pratiquée dans la paroi supérieure du dit caisson. L'accouplement peut également être réalisé par un connecteur multicontact, étanche et robuste, remplissant les trois fonctions (4), (5) et (6), comme représenté à titre d'exemple sur la figure 3 (PL.III-4), le bloc électronique restant alors à l'extérieur du caisson (16). Ces différents moyens d'accouplement rendent possible l'utilisation successive de divers couples de capteurs (sonde + bloc électronique) sur la même chaine de mesure et d'enregistrement, l'opérateur pouvant ainsi mettre en place le capteur le mieux adapté aux caractéristiques de la mesure à effectuer. La figure 2 (PL.II-4) représente le schéma synoptique détaillé du capteur. La sonde (1) contient, dans une boite (7), étanche et résistant à la pression, l'organe sensible du capteur susceptible de convertir l'action du paramètre physique à mesurer et à enregistrer en une grandeur électrique proportionnelle, par exemple, une photo-pile ou une photo-diode, dans le cas de la mesure des éclairements. Dans ce cas, également, la boite étanche (7) est -obturée par un couvercle (9) jouant le roule de collecteur de lumière, dont la forme et la nature dépendent des caractéristiques de la mesure à effectuer, tel qu'une plaque en matériau translucide (résine acrylique chargée). Le bloc électronique (2) du capteur comprend les circuits (10) nécessaires au fonctionnement de l'organe sensible de la sonde, à la préamplification (11),à l'adaptation et à la normalisation (12) du signal électrique qu'il délivre et des moyens (13) pour commuter, manuellement ou automatiquement, différentes échelles de sensibilité. Il comprend enfin des moyens (14) pour permettre son étalonnage, sous la forme de trappes étanches par lesquelles il est possible d'actionner des potentiomètres à l'aide d'un tournevis, ou sous la forme de commandes étanches agissant directement de l'extérieur sur ces potentiomètres d'étalonnage. La figure 3 (PL.III-4) représente le schéma synoptique de la chalne de mesure et d 'enregistrement (15) qui comprend, enfermés dans un caisson (16) étanche et résistant à la pression, des moyens (17), tels que amplificateur opérationnel à faible dérive pour amplifier le signal électrique délivré par le capteur, un convertisseur analogique-numérique (18) pour convertir le signal analogique amplifié en une valeur numérique, une mémoire (19) et un dispositif d'affichage (20) servant respectivement à mémoriser et à afficher la valeur numérique représentant la grandeur mesurée, un commutateur digital de transfert (21) pour transférer cette valeur numérique à une imprimante ou à un enregistreur magnétique ou à tout autre dispositif d'enregistrement numérique (22), un jeu de relais (23) servant à mettre sous tension ou hors tension les différents circuits et organes de l'appareil, aux moments opportuns, de façon à réduire au maximum la consommation d'énergie électrique, une horloge (24) constituée par exemple par un circuit oscillant stabilisé par quartz, destinée à générer des impulsions servant à compter le temps et à caden cer les différentes opérations assurant l'automaticité du système, un circuit de programmation (25) servant à trier les impulsions délivrées par l'horloge, à les transformer en ordres de commande, à distribuer ces ordres de commande dans un ordre convenable, de façon à assurer le déroulement des différentes opérations qui sont nécessaires à la réalisation d'une séquence de mesure, puis, au bout d'un temps déterminé, à assurer automatiquement le départ d'une nouvelle séquence, enfin, une ou plusieurs sources autonomes d'énergie électrique (26) constituées par des batteries de piles ou d'accumulateurs. La face supérieure du caisson étanche peut être munie d'un hublot transparent (31) à travers lequel il est à tout moment possible de lire la mesure affichée et, lorsque l'enregistreur est une imprimante, de lire les dernières mesures enregistrées. Ce hublot permet également de véri ferle fonctionnement de l'appareil sans qu'il soit nécessaire de l'ou- vrir ou de le déplacer. La figure 3 représente, en outre, des commandes étanches, telles que (27),(28),(29) et (30), au nombre de quatre dans l'exemple de réalisation, qui permettent à l'opérateur d'intervenir à tout moment et sans aucun démontage, sur le fonctionnement de l'appareil, en particulier sur le circuit de programmation. La commande (27) est un commutateur à trois positions réalisant les fonctions suivantes 10 - arrêt de l'appareil 20 - marche selon le mode "test" (ou essai). La mesure est affichée en permanence mais n'est pas enregistrée, sauf si l'opérateur agit manuellement sur la commande (28) qui est un bouton-poussoir à con tact temporaire. Ce mode de fonctionnement est utilisé principalement pour procéder à la vérification et à l'étalonnage du capteur mis en place. 30 - marche selon le mode "automatique" suivant le programme établi par le circuit (25). Dans ce cas, la commande (29) permet de régler la cadence des enregistrements, par exemple entre une minute et une heure. Enfin, la commande (30) permet de faire dérouler à vitesse accélérée le substrat sur lequel se fait l'enregistrement, afin d'introduire un blanc séparant les informations déjà enregistrées de celles qui suivront, pour servir de repère dans le temps, si cela est utile. La figure 4 (PL.IV-4) représente un exemple d'extension possible de l'emploi de l'appareil selon l'invention. On voit, en (16) le caisson étanche contenant la chaine de mesure et d'enregistrement. Il est muni d'un connecteur étanche supplémentaire (35) permettant de brancher la sortie de la chaine de mesure et d'enregistrement sur un dispositif (36) de télétransmission, à fil ou sans fil, grâce auquel les mesures effectuées peuvent être reçues et enregistrées à -distance en même temps que sur l'appareil selon l'invention. La figure 3 (PL.III-4) représente une autre adjonction possible au caisson étanche (16) contenant la chaine de mesure et d'enregistrement selon l'invention. Il s'agit d'une rambarde de protection (33) placée au-dessus et autour du caisson, destinée à protéger le hublot étanche (31) et les diverses commandes et connecteurs et à permettre une manipulation commode de l'appareil ainsi que son amarrage. Cette rambarde peut être complétée éventuellement par des oeilletons ou queues-de-cochon (34) fixés à la rambarde ou aux jambes de fixation de la rambarde sur le caisson étanche. L'appareil automatique, portatif et étanche pour la mesure et l'enregistrement des paramètres physiques dans tous les milieux terrestres ou aquatiques est utilisable par tous les organismes intéressés, tels que les centres de recherches sur les océans, les lacs, les rivières, les forêts ... etc. REYEMDICATIONS 1 - Appareil portatif et étanche pour la mesure des valeurs des divers paramètres physiques dans les milieux terrestres ou aquatiques et pour l'enregistrement de leurs variations dans le t-emps, gracie à un circuit de programmation qui en assure l'autcmaticité, caractérisé par le fait que plusieurs commandes étanches, telles que potentiomètres, commutateurs à poussoirs, commutateurs rotatifs, permettent à lçopérateur d'in- tervenir à tout moment et dans tous les milieux sur différentes fonctions de l'appareil, entre autres, sur le mode de fonctionnement, manuel ou automatique, sur la cadence des mesures et des enregistrements, sur la vitesse de déroulement du support d'enregistrement. 2 - Appareil de mesure et dlenregistrement des paramètres physiques selon revendication 1, caractérisé par le fait quiil se compose de deux parties aisément séparables, savoir, d'une part l'appareil proprement dit, contenant dans un caisson étanche la chaine de mesure et d'enregistrement, d'autre part le capteur d'information comprenant la sonde sensible au phénomène à mesurer et le bloc électronique adaptant les caractéristiques de la dite sonde à celles de la dite chaine de mesure et d'enregistrement, la dite sonde et le dit bloc électronique étant reliés l'une à l'autre par un câble multiconducteur, souple et étanche, de longueur suffisante pour assurer une parfaite maniabilité de la sonde, l'ensemble sonde et bloc électronique constituant ainsi un élément facilement interchangeable, grâce à des moyens d'accouplement du bloc électronique avec l'appareil proprement dit, accouplement mécanique par des moyens tels que boulons ou vis, accouplement électrique par des moyens tels que connecteur multicontact, étanchéité par des moyens tels que joints en matière plastique, le dit bloc électronique pouvant être, soit logé à l'intérieur du caisson contenant la chaine de mesure et d'enregistrement, grâce à une découpe pratiquée dans une face du dit caisson, soit fixé et connecté à l'extérieur du caisson au moyen d'un connecteur étanche ou moyen équivalent. 3- Appareil de mesure et d'enregistrement des paramètres physiques selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le caisson étanche contenant la chaine de mesure et d'enregistrement est muni sur une de ses faces, d'un hublot transparent étanche, permettant de lire directement le résultat de la mesure en cours et/ou les dernières valeurs enregistrées. 4 - Appareil de mesure et d'enregistrement des paramètres physiques selon revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la face du dit caisson étanche portant les commandes manuelles et, éventuellement, le dit hublot, est protégée par une rambarde placée à quelque distance de la dite face, tout autour du dit caisson, les jambes de fixation de la dite rambarde au caisson pouvant, en outre, être munies de moyens d'amarrage tels que oeilletons ou queues-de-cochon. 5 - Appareil de mesure et d'enregistrement des paramètres physiques selon revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il est muni d'un connecteur multicontact étanche, ou moyen équivalent de connexion étanche, permettant de brancher la sortie de la chaîne de mesure et d'enregistrement sur un dispositif externe de lecture et d'enregistrement à proximité ou à distance grâce à une liaison par fils ou à un dispositif de télétransmission sans fil