Brevet FR2436372A1 — publié le 19800411

La présente invention concerne un dispositif de contrôle du niveau d'un matériau fluide contenu dans un réservoir vertical. On sait que les matériaux fluides notamment les poudres et certains liquides peuvent etre stockés dans des réservoirs métalliques verticaux munis d'une ouverture supérieure pour - le remplissage et d'une ouverture inférieure de vidange, à obturation commandable. Pour effectuer les opérations de remplissage et de vidange d'un réservoir rapidement et en toute sécurité, il est nécessaire de connaitre la quantité de matériau stockée dans le réservoir. On connait un système de contrôle du niveau d'un matériau fluide dans un réservoir vertical. Ce système comporte un générateur d'impulsions ultrasonores placé à la partie supérieure du réservoir et orienté vers le bas, et un récepteur disposé à proximité du générateur pour recevoir un écho d'une impulsion emise par le générateur et réfléchie sur la surface d'équilibre du matériau stocké. Le système comporte en outre un circuit de comptage capable de mesurer l'intervalle de temps qui s'écoule entre le départ d'une impulsion et sa réception sur le récepteur, cet intervalle de temps étant représentatif de la distance du générateur à la surface d'équilibre du matériau. Ce système présente l'inconvénient d'être compliqué et onéreux. Dans le cas du stockage de matériaux en poudre, il y a lieu de noter, de plus, que le coefficient de réflexion des poudres est en général faible et variable en fonction du tassement, et qu'il existe toujours une quantité importante de poudre qui se trouve en suspension entre la surface d'équilibre et le sommet du réservoir, en particulier pendant le remplissage ; cette poudre en suspension provoque des échos parasites et donc des erreurs de mesure. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle du niveau d'un matériau fluide contenu dans un réservoir vertical, caractérisé en ce qu'il comporte - au moins un transducteur électromécanique dont l'entrée électrique peut-être connectée à une source de courant alternatif, -une plaque fixée à la sortie mécanique du transducteur afin d'être soumise à une vibration longitudinale lorsque le transducteur est connecté à la source - des moyens pour fixer le transducteur sur la paroi du réservoir de manière que la plaque fixée sur le transducteur soit disposée à l'intérieur à une hauteur prédéterminée - et un organe de signalisation connecté entre la source et le transducteur, cet organe étant sensible au courant d'alimentation du transducteur, le courant étant maximal lorsque le matériau contenu dans le réservoir ne recouvre pas la plaque, ledit organe délivrant alors un premier signal, le courant étant minimal lorsque le matériau contenu dans le réservoir recouvre la plaque, ledit organe délivrant alors un second signal différent du premier signal. Une forme particulière d'exécution de l'objet de la présente invention est décrite ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement en coupe un mode de réalisation du dispositif selon l'invention et la figure 2 est une vue partielle agrandie du dispositif illustré par la figure 1. Sur la figure 1 est représenté un réservoir vertical 1 de forme générale cylindrique reposant sur le sol 2 par des supports tels que 3 et 4. La partie supérieure du réservoir 1 est munie d'une ouverture de remplissage 5 et la partie inférieure de forme conique comporte une ouverture de vidange 6 à obturation commandable. Le réservoir 1 contient une poudre 7 qui occupe dans le réservoir un volume limité supérieurement par une surface d'équilibre 8. Dans la partie cylindrique de la paroi du réservoir 1 sont fixées par exemple quatre cellules 9,10,11,et 12, à quatre niveaux respectifs différents 13,14,15 et 16. La constitution et la fixation des cellules sont représentés de façon plus précise sur la figure 2. On voit que la cellule 10 comporte un boitier 17 de forme cylindrique renfermant un transducteur électromécanique formé d'une pile de quatre céramiques piézo-électriques 18,19,20 et 21. Chaque céramique a la forme d'un disque revêtu sur ses faces planes respectivement de deux couches métalliques pour former deux électrodes. D'un côté de la pile de céramique est fixé par collage une masse métallique 36 relativement lourde encastrée dans la paroi interne du boitier 17. De autre côté de la pile est fixée une plaque circulaire 22 formant une partie plane de la paroi du boitier 17.Du côté opposé à la plaque 22 est disposé le câble 23 d'alimentation électrique du transducteur, les différents fils de ce câble traversant la masse 36 pour être connectés aux électrodes déposées sur les faces des disques de céramique. Le boitier 17 de la cellule 10 est encastré dans un support plan 24 de manière que la plaque 22 et le câble 23 soient situés respectivement de part et d'autre du support plan 24. Ce support plan 24, de forme circulaire est fixé sur la paroi du réservoir de manière à obturer une ouverture également circulaire du réservoir 1. La fixation est assurée par des goujons filetés tels que 27 et 28, traversant le support 24, sur lesquels viennent s'engager des écrous tels que 25 et 26. Revenant maintenant à la figure 1, on voit que les câbles tels que 23 sont connectés à un circuit de contrôle 29 dont l'entrée est reliée à la sortie d'un générateur 30 de courant alternatif haute fréquence. La sortie du circuit 29 est reliée à un circuit de visualisation 31 comportant quatre voyants lumineux 32,33,34 et 35. Le dispositif aecrl; o-dessus et illustré par les figures 1 et 2 fonctionne de la manière suivante. Chaque transducteur alimenté par le générateur 30 provoque une vibration longitudinale à haute fréquence de la plaque telle que 22, la fréquence étant choisie de préférence dans la gamme ultrasonore. Pour augmenter la puissance de cette vibration, le transducteur peut être d'un type tel que la fréquence de vibration est égale à sa fréquence de résonnance. Tant que la surface d'équilibre 8 de la poudre contenue dans le réservoir n'atteint pas la plaque vibrante fixée sur un transducteur, le courant d'alimentation du transducteur est égal à une valeur maximale IM. Mais lorsque la poudre stockée dans le réservoir recouvre la plaque du transducteur, les conditions de vibration sont modifiées ; le courant d'alimentation est alors diminué et s'établit à une valeur minimale 1m Le circuit 29 comporte une bascule commandant l'ouverture et la fermeture d'un interrupteur disposé en série dans le circuit d'un voyant lumineux. Lorsque le courant d'alimentation est maximal, le voyant lumineux est éteint, ce dernier s'allumant lorsque le courant est minimal.On voit par exemple sur la figure 1 que le voyant 32 correspondant à la cellule 9 dont la plaque est recouverte par la poudre est allumé, alors que le voyant 33 correspondant à la cellule 10 dont la plaque n'est pas recouverte par la poudre est éteint. Par observation des voyants du circuit 31, il est donc- possible de déterminer le niveau de poudre obtenu dans le réservoir, la précision de lecture dépendant de l'écart entre les niveaux successifs 13,14,15 et 16. Au cours du remplissage et de la vidange, l'opérateur peut noter avec une précision beaucoup plus grande à quel moment le niveau de poudre du réservoir atteint un niveau prédéterminé. Pendant la vidange, lorsque le niveau descend en dessous d'une cellule, la poudre qui pourrait être retenue par frottement sur la plaque de cette cellule est immédiatement chassée par la vibration. De toutes façons, il est possible de diminuer ces frottements en fixant les cellules, comme représenté sur les figures 1 et 2, de telle sorte que la plaque 22 soit inclinée par rapport à lthorizontale. Cette inclinaison peut être par exemple de 45 degrés. Pour apprécier de façon plus précise la forme de la surface d'équilibre 8 qui peut être assez différente d'une surface plane horizontale, on peut disposer à chaque niveau plusieurs cellules régulièrement réparties sur les bords de la paroi cylindrique du réservoir. Le dispositif selon l'invention peut être appliqué au stockage des poudres, par exemple au stockage de la poudre de carbonate de calcium utilisée dans l'industrie pharmaceutique. il peut être aussi appliqué au stockage de certains liquides. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ou présenté qui n'a eté donné qu'à titre d'exemple. En particulier on peut, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1) Dispositif de controle du niveau d'un matériau fluide contenu dans un réservoir vertical, caractérisé en ce qu'il comporte -au moins un transducteur électromécanique dont l'entrée électrique peut être connectée à une source de courant alternatif, - une plaque fixée à la sortie mécanique du transducteur afin d'etre soumise à une vibration longitudinale lorsque le transducteur est connecté à la source, -des~moyens pour fixer le transducteur sur la paroi du réservoir de manière que la plaque fixée sur le transducteur so-it disposée à l'intérieur de.l'enceinte à une hauteur prédéterminée, -et un organe de signalisation connecté entre la source et le transducteur, cet organe étant sensible au courant d'alimentation du transducteur, le courant étant maximal lorsque le matériau contenu dans le réservoir ne recouvre pas la plaque, ledit organe délivrant alors un premier signal, le courant étant minimal lorsque le matériau contenu dans le réservoir recouvre la plaque, ledit organe délivrant alors un second signal différent du premier signal. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque disposée à l'intérieur de I'enceinte est inclinée par rapport à l'horizontale. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la plaque est inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle sensiblement égal à 450C 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur électromécanique est un transducteur piezo-électrique. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le transducteur électromécanique est un transducteur à céramique piezo-électrique fonctionnant à sa fréquence de résonnance. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite fréquence de résonnance est une fréquence ultrasonore. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fixer le transducteur sur la paroi du réservoir comportent un boîtier entourant le transducteur, ladite plaque formant une partie de la paroi du boitier, ce boîtier étant encastré dans un support de manière que la plaque et l'entrée électrique du transducteur soient situés respectivement de part et d'autre du support, et des moyens pour fixer ce support sur la paroi du réservoir de façon à obturer une ouverture ménagée dans la paroi du réservoir.