Brevet FR2468108A1 — publié le 19810430

La présente invention concerne la mesure du niveau d'un liquide quelconque au moyen d'une jauge pourvue d'une sonde conçue de telle sorte qu'elle soit un condensateur électrique dont on mesure la capacité. Dans les dispositifs connus de ce genre, la sonde est constituée par deux conducteurs électriques isolés, par exemple deux fils ou deux plaques mAtal- liques, disposes ainsi qu'ils constituent un condensateur électrique dont on mesure la variation de capacité par modification de son dielectrique. Le premier dielectrique étant par exemple l'air et le second dielectrique le liquide dans lequel est plongée la sonde-condensateur et dont on cherche à mesurer le niveau. Le niveau suivant lequel la sonde-condensateur plonge dans le liquide modifie le rapport réciproque des deux diélectriques et donc modifie la capacité de la sonde-condensateur. Dans l'état actuel de la technique, la mesure de la variation de la capacite de la sonde-condensateur se fait par exemple par variation de la frequence d'un circuit oscillant dont la sonde-condensateur est un élément ; il en résulte une variation logarithmique de la mesure et, en outre, il est difficile de stabiliser l'ensemble en température. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients à savoir : mesure parfaitement linéaire de la variation de la capacité de la sondecondensateur et tenue en température. Le dispositif selon l'invention est basé sur le principe de la mesure du temps de charge ou de décharge T de la sonde-condensateur de capacité C à travers une résistance R ; ce temps de charge ou de décharge étant directement proportionnel à la valeur de sa capacité soit T = RC. Des signaux rectangulaires provenant d'un oscillateur subissent une mise en forme de façon à obtenir des impulsions de brève duree qui, appliquées sur une diode, viennent charger ou décharger la capacité de la sonde-condensateur. La charge ou la charge de la capacité de la sonde-condensateur s'effectue au moyen d'une résistance ; ce signal, appliqué à un élément amplificateur de resistance d'entrée très élevée, est transformé en signaux de rapport cyclique variable. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit oscillant représenté par la figure 1 est constitué de deux opérateurs inverseurs, par exemple deux portes de la série 4000 ou tout autre operateur MOS, d'une résistance et d'un condensateur genre Stiroflex très stable en température. Ce circuit oscillant émet un signal carré A representé par la figure 1. Ce signal carré A subit une mise en forme par un circuit differentiateur suivi d'un inverseur, par exemple porte NOR, représenté par la figure 2, on obtient le signal B puis le signal C de brève durée. Ce signal C, appliqué par l'intermédiaire d'une diode sur la sonde condensateur 1 représentée sur la figure 3, décharge périodiquement sa capacité que l'on cherche à mesurer. Apres décharge, la sonde-condensateur 1 se recharge à travers une resistance 2 ; le temps de charge est proportionnel à sa capacité. Ce signal D est applique a une porte NOR 4 de la série MOS à résistance d'entrée tres élevée. On obtient en sortie un signal rectangulaire E de rapport cyclique variable, qui sera fonction du temps de charge de la sonde-condensateur et donc de sa capacité. Une résistance variable 3 en série dans l'entrée de la porte NOR 4, associée à la capacité d'entrée de la porte 4, forme un circuit integrateur qui permet de tenir compte de la capacite résiduelle de la sonde-condensateur et permet d'obtenir le zero. Une résistance ajustable 5, suivie d'un condensateur 6 et d'un galvanomètre 7, permet par intégration d'obtenir une lecture directe et continue. La résistance 5 permet de faire le tarage maximum. La tension d'alimentation de l'ensemble doit être parfaitement stabilisée pour obtenir une mesure fiable.La figure 4 représente l'ensemble du dispositif selon le mode de réalisation préféré. Le dispositif, objet de la présente invention, s'applique a la mesure li neaire de niveau de tous liquides. Les intensités electriques nécessaires a son fonctionnement sont très faibles ; la jauge peut donc etre utilisée dans des ambiances explosives d'autant que la sonde-condensateur est obligatoirement isolee électriquement du liquide ; cette possibilité s'applique notamment à la mesure des niveaux des gaz liquéfies. La sonde peut également mesurer le niveau de certains produits granuleux ou pulvérulents ainsi que leurs degrés hygrométriques. Enfin, la nature du signal de mesure obtenu, à savoir un créneau à rapport cyclique variable, rend particulièrement aisee sa transmission à distance. Cette forme préférée de realisation de l'invention qui vient d'etre décrite n'ayant été citée qu'à titre d'exemple non limitatif, l'homme de l'art pourra apporter à celle-ci toutes modifications de forme ou de détail ou en remplacer tout ou partie des éléments constitutifs par des équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Jauge electronique permettant de mesurer le niveau d'un liquide quelconque basee sur le principe de la mesure de la variation de la capacité d'une sondecondensateur, caractérisée en ce que la mesure est basee sur le temps de charge ou de décharge du condensateur-sonde. 20 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la mesure du temps de charge ou de décharge de la sonde-condensateur s'effectue a l'aide d'un dispositif électronique comportant au moins un élément à résistance d'entrée très élevée.