Brevet FR2468889A1 — publié le 19810508

L'invention concerne ian indicateur de valeur limite pour des liquides, notamment indicateur de niveau d'huile ou indicateur de niveau de carburant, avec un flotteur porté par le liquide. L'invention a pour but de créer-un indicateur de valeur limite fonctionnant électriquement qui exige un faible encombrement, qui est simple et économique à fabriquer, et qui comporte une résistance interne réduite. A cet effet, l'invention concerne un indicateur caractérisé en ce qu'un fil de Wiegand est relié au flotteur et guidé dans un tube en matériau non magnétisable, qui porte une, et de préférence, deux bobines, l'une de ces bobines étant par courue par un courant alternatif de 400 Hz au plus. Des formes de réalisation avantageuses de linven- tion- découlent de la description qui va suivre et qui se réfère à des exemples de réalisation représentés sur les dessins cijoints dans lesquels - la figure 1 représente la courbe d'hystérésis B = f (R) pour un fil de Wiegand - la figure 2 montre la constitution de principe d'un indicateur conforme à l'invention, - la figure 3 est le schéma de branchement d'un indicateur de niveau de remplissage à maximum et à minimum, - la figure 4 est le schéma de branchement d'un indicateur de niveau de remplissage à étages multiples, - la figure 5 représente schématiquement un autre indicateur de niveau de remplissage avec un circuit d'exploitation représenté par son schéma de branchement. Par "fil de Wiegand" on entend un fil ferromagnétique fin spécialement traité, habituellement réalisé jusqu'à maintenant en Vicalloy, lequel lors de sa magnétisation dans des intensités de champ magnétique variant brusquement désignées sur la figure 3 par - Rs et + Hs, présente une variation brusque de Barkhausen, unique et élevée, dans sa courbe d'hystérésis, le niveau de cette variation pouvant être amplifié par une contrainte de traction et/ou une torsion-appliquées au fil.A l'opposé vautres fils essayés jusqu'à ce jour qui présentent également des variations brusques de Barkhausen uniques et élevées sous des contraintes de traction et/ou de torsion, dans le cas des fils de Wiegand des modifications de structures internes sont "introduites" de façon telle, par un traitement spécial, que pour obtenir les variations brusques et élevées de Barkhausen dans le cas de la magnétisation, aucune contrainte extérieure de traction et/ou de torsion n'est nécessaire. Les niveaux de ces variations de Barkhausen qui peuvent être converties en impulsions électriques au moyen d'une bobine enroulée autour du fil de Wiegand, et qui, lors du dépassement des intensités de champ variant brusquement H8 sont obtenues peu près indépendamment de la variation dans le temps du champ magnétique agissant en direction longitudinale sur le fil de Wiegand, dépendent entre autre du volume du fil de Wiegand plongeant dans le champ magnétique ainsi excité. On peut voir à partir de ce qui précède, qu'au si bien par l'exploitation du niveau des impulsions de Wiegand que par la constatation de la présence de ces impulsions, des valeurs limites peuvent être détectées et traitées. Selon la figure 2, on enroule tout d'abord sur un petit tube fin 10 en verre, avec un diamètre extérieur de par exemple 0,8 mm, une bobine de lecture il en fil fin et sur cette bobine on enroule ensuite une bobine d'excitation 12 en un fil plus gros. Le petit tube 10 sert alors aussi bien de corps de bobine que de guidage pour le fil de Wiegand 13 guidé à travers ce petit tube et muni d'un flotteur 14. La bobine d'excitation 12 est alimentée avec un courant alternatif dont la fréquence se situe au-dessous de 400 Hz. Lorsque le tube de Wiegand est placé à une profondeur suffisante à l'intérieur du dispositif de bobine, on obtient des impulsions électriques élevées dans la bobine de lecture 11. Les amplitudes de ces signaux s'abaissent au-dessous d'une valeur de seuil réglable lorsque le fil de Wiegand 13 relié au flotteur 14 ne plonge plus à une profondeur suffisante dans le dispositif de bobine parce que, par exemple, la partie de volume du fil de Wiegand 13 disponible pour engendrer le signal, s'est réduite par suite d'un abaissement du niveau indiqué en 15 d'un liquide 16. A partir de là, on peut détecter que le niveau du liquide a atteint une valeur limite inférieure. Il en va de meme lorsque la présence ou l'absence des impulsions est recherchée. La figure 3 montre schématiquement la constitution d'un indicateur de valeur limite conforme à l'invention, grAce auquel une valeur limite supérieure et une valeur limite inférieure d'un niveau de liquide peuvent être détectées avec un fil de Wiegand 13 unique et un flotteur 14. A cet effet, comme dans ltexemple de réalisation précédemment décrit, il est prévu un enroulement d'excitatioh supérieur 12 et un enroulement de lecture supérieur Il qui détectent la valeur limite inférieure. Pour la valeur limite supérieure, il est prévu un second enroulement de lecture 21 et un second enroulement d'excitation 22. Ces deux ensembles sont disposés de façon telle que lorsqu'on se rapproche de la valeur limite supérieure, le fil de Wiegand 13 commence à quitter la zone des deux enroulements 21 et 22, jusqu'à ce que finalement lorsque la valeur limite supérieure est atteinte, les amplitudes des signaux engendrés dans l'enroulement de lecture 21 s'abaissent au-dessous d'une valeur de seuil déterminée, ou bien disparaissent. Au lieu d'une bobine d'excitation et d'une bobine de lecture séparée de celle-ci, on peut aussi bien, pour la commande comme pour la lecture, utiliser une même bobine unique, lorsqu'on différencie les signaux électriques respectifs d'une manière appropriée, par exemple par écarts de fréquences. Avec une constitution du dispositif de bobines selon la figure 4, xi moyen ge: . plusieurs bobines de lecture 23 disposées de façon répartie sur la longueur du fil de Wiegand 13, ces bobines étant branchées en parallèle les unes par rapport aux autres comme dans l'exemple de réalisation représenté, ou bien également être branchées les unes à la suite des autres, on peut réaliser une mesure quasi analogique d'un niveau de liquide. Dans ce cas, le nombre des bobines de lecture activées par le fil de Wiegand 13 et délivrant des impulsions de signal, constitue ; une mesure pour le niveau de remplissage. Sur la figure 5 est représenté un indicateur de valeur limite de réserve fonctionnant selon le principe Wiegand pour un moteur à combustion interne, ainsi qu'un circuit d'exploitation associé à cet indicateur. L'indicateur de niveau d'huile selon la figure 5 comporte un tube de protection 26 plongeant dans la réserve d'huile 25 du moteur à combustion interne, tube dans lequel le flotteur 14 est guidé de façon à se déplacer librement. A l'ex- trémité inférieure du tube de protection 26, un couvercle 27 comportant un petit perçage 28 permet d'obtenir une temporisation mécanique grâce à laquelle on évite que des modifications rapides du niveau du liquide, par exemple par suite d'efforts d'accélération lors du freinage, de virages, etc..., ne puissent agir immédiatement sur le niveau de remplissage dans le tube de protection 26.Au contraire, le flotteur 14 se règle sur le volume de liquide au repos dans le tube de mesure 26 et soulève le fil de Wiegand 13 lorsque le niveau de remplissage est suffisant dans une mesure telle qu'une longueur suffisante de ce fil de Wiegand traverse la bobine d'excitation 12 et la bobine de lecture 11. A la bobine de lecture 11 est raccordé un redresseur à pleine course 30 qui permet d'exploiter les impulsions positives et négatives qui dépassent une tension de seuil déterminée. Pour éviter en outre les fluctuations d'affichage, un déclencheur de Schmitt 31 est raccordé au redresseur 30. Ce dé clencheur peut autre réglé de façon telle qu'il délivre par exemple une indication d'erreur de 30 % du signal utile par l'intermédiaire d'un organe de temporisation 32 et d'un organe de commande 33 à une lampe indicatrice 34, mais qu'il provoque une interruption du signal d'erreur lorsque 50 fo du signal utile sont atteints ou dépassés. Comme les niveaux des variations de Barkhnusen et donc des signaux électriques de sortie dépendent du volume du fil se trouvant dans le champ magnétique du bobinage d'excitation et donc de la profondeur à laquelle ce fil plonge dans la bobine d'excitation, on peut réaliser de la façon qui vient d'être indiquée, un indicateur de niveau de liquide ou bien un indicateur de valeur limite. Dans ces cas, seule la longueur de fil se trouvant dans la bobine joue un rôle, mais non la longueur totale du fil de Wiegand. Des avantagea de la disposition conforme à l'invention résident en ce que l'indicateur de niveau de liquide est petit, facile et simple à construire et, de ce fait, d'une réalisation économique. il présente en outre une résistance interne réduite et permet en conséquence des conducteurs de grande longueur. Surtout il rend possible une commande directe de transistors bipolaires. Un autre avantage important est sa sécurité propre, car, en cas de rupture de conducteur ou bien d'endommagement des bobines, ou bien de court-circuit, une indication d'erreur apparat automatiquement. REVENDiCATiONS 1.- Indicateur de valeur limite pour des liquides, notamment indicateur de niveau d'huile ou indicateur de niveau de carburant, avec un flotteur porté par le liquide, indicateur caractérisé en ce qu'un fil de Viegand est relié au flotteur et guidé dans un tube en matériau non magnétisable, qui porte une et de préférence deux bobines (11, 12), l'une de ces bobines étant parcourue par un courant alternatif de 400 Hz au plus. 2.- Indicateur de valeur limite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (10) est réalisé en verre. 3.- Indicateur de valeur limite selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, sur le tube (10) sont respectivement disposées une bobine de lecture (il) bobinée à partir d'un fil fin et, sur celle-ci, une bobine d'excitation (12) constituée d'un fil plus épais. 4.- Indicateur de valeur limite selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que plusieurs bobines de lecture (11, 21, 23) sont prévues pour une bobine d'excitation (12, 22) commune. 5.- Indicateur de valeur limite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour une valeur limite supérieure, il est prévu une bobine de lecture (11) et une bobine d'excitation (12), tandis que pour une valeur limite inférieure, il est prévu une bobine d'excitation (22) et une bobine de lecture (21) distinctes. 6.- Indicateur de valeur limite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour recevoir le flotteur (14) il est prévu un tube de protection (26) dont l'espace interne est en communication avec le liquide (25) à surveiller par un perçage d'étranglement (28).