Brevet FR2503359A1 — publié le 19821008

INDICATEUR DE NIVEAU POUR RESERVOIR CYLINDRIQUE HORIZONTAL. La présente invention se rapporte à un indicateur de niveau de liquide; elle vise, plus particulièrement, un indicateur de niveau pour réservoir d'essence du type cylindrique à axe horizontal. Pour obtenir l'indication de la quantité de liquide contenue dans un réservoir d'essence enterré dans le sol d'une station de distribution, on connait plusieurs procédés, selon la forme du réservoir. Par exemple, lorsque le réservoir a la forme d'un parallélépipède rectangle, la quantité d'essence peut être facilement déterminée par détection du niveau liquide de l'essence dans le réservoir. La même méthode s'applique à un réservoir cylindrique à axe vertical. Par contre, dans le cas d'un réservoir d'essence du type cylindrique à axe horizontal, la quantité d'essence reçue dans le réservoir ne peut pas être déterminée facilement, même lorsqu'on connait le niveau libre de l'essence. Le seul procédé possible consiste à calculer la quantité d'essence reçue, au moyen d'une table de fonction segmentaire La présente invention évite, d'une manière nouvelle, l'inconvénient ci-dessus. Elle a pour objet un indicateur de niveau de liquide utilisable dans un réservoir d'essence du type cylindrique à axe horizontal. Suivant l'invention, on détecte le niveau de l'essence dans un réservoir cylindrique horizontal et on le transforme en un signal électrique qui est lui-même transformé en un signal électrique représentatif de la quantité d'essence par utilisation d'une fonction segmentaire. Ce dernier signal est utilisé pour indiquer la quantité d'essence au moyen de chiffres à affichage lumineux électrique, de sorte que la quantité d'essence reçue dans le réservoir peut être connue numériquement. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est un schéma de principe du dispositif suivant l'invention; La figure 2 est un schéma du circuit électrique du dispositif suivant l'invention; La figure 3 est un schéma du circuit électrique limité à l'alimentation en énergie; La figure 4 est un graphique qui illustre la relation entre une fonction segmentaire et des lignes polygonales et La figure 5 est un schéma d'un circuit d'un compteur à division par N. La présente invention est basée sur ce que la quantité d'essence dans un réservoir d'essence du type horizontal est exprimée en chiffres à affichage lumineux électrique, par utilisation d'une fonction segmentaire. On décrit ci-après une forme de réalisation de l'invention, mais il est également possible d'indiquer la quantité d'essence reçue dans un réservoir d'essence du type horizontal par mise en mémoire préalable de la fonction segmentaire au moyen d'un microcalculateur. La figure 1 représente un schéma de principe du dispositif suivant l'invention, sur lequel le repère 1 désigne un réservoir cylindrique d'essence du type horizontal dans lequel est installé un détecteur 2 de niveau de liquide. Un circuit 3 d'élaboration de signal est associé au détecteur 2 de niveau de liquide et engendre un signal électrique en réponse à une variation du niveau de liquide, détectée par le détecteur 2. Le repère 4 désigne un circuit de transformation de signal de tension et le repère 5 désigne up ampèremètre qui est utilisé pour l'indication courante de niveau de liquide. Un amplificateur c'entrée 6 amplifie environ c n iois un signal d'entrée et envoie le signal amplifié à un intégrateur 8, par l'intermédiaire d'un commutateur 7. Une résistance variable 9, à réglage sur toute l'échelle, permet de rasdifier le coefficient o'amplification de l'ampli- ficateur 6. Le dispositif comprend également un détecteur de zéro 10, un générateur 1 de signal d'horloge, un compteur de référence 12 et un circuit 13 de commande du commutateur. Dans le cas d'un réservoir d'essence de forme cubique, des variations linéaires sont néces3aires. A cet effet, un commutateur 14 permet d'éviter tout circuit non linéaire. Le repère 15 désigne un circuit de conversion non linéaire et le repère 16 un compteur indicateur. On décrit maintenant le fonctionnement de l'ensemble du circuit, dans lequel l'entrée venant du détecteur 2 de niveau de liquide est transformée eli courant continu, puis soumise à une transformation non linéaire. Le niveau de liquide dans le réservoir cylindrique d'essence 1 est détecté par le détecteur 2 de niveau de liquide et le signal électrique correspondant à cette détection est engendré par le circuit 3 d'élaboration de signal. Le signal d'entrée est envoyé à la borne d'entrée de l'amplificateur d'entrée 6, qui l'amplifie environ cinq fois. Le signal amplifié est envoyé à l'intégrateur 8, par l'intermédiaire du commutateur 7. La tension inconnue Vx fournie par l'amplificateur 6 est appliquée, par l'intermédiaire du commutateur 7, à l'intégrateur 8 dans lequel elle est intégrée ou chargée pendant un laps de temps prédéterminé T1. Ensuite, le commutateur 7 est basculé par un signal venant du circuit 13 de commande de commutateur. Dans cette situation, une tension de référence Vs, de polarité opposée à la tension d'entrée initiale, est appliquée à l'intégrateur 8, dans lequel elle est intégrée en sens inverse ou déchargée. La fin de la décharge est détectée par le détecteur de zéro 10. Si T2 désigne la période d'intégration inverse, l'équation suivante s'établit entre les périodes d'intégration T1 et T2 et les tensions Vx et Vs T 1 VS T2 Vx Par suite, on peut déterminer Vx si on connait T1, T2 et V. s La combinaison du circuit est prédéterminée de façon que, lorsqu'on applique 1 volt (1000 mV) à l'entrée, l1indi- cation devienne 1000 comptes = 100,0 % par rapport à la tension de référence. La valeur de comptage de 1000 comptes (= 100,0% d'indication) correspond à la tension Vs . On suppose à titre d'exemple que, lorsque la charge est effectuée avec la tension Vx pendant la période de 1000 comptes et est suivie par la charge inverse (décharge) avec la tension de référence Vs, la décharge se termine, c'est-à-dire que la valeur zéro est détectée, à 500 comptes. On a alors T1 = 1000 comptes, T2 = 500 comptes, et V = 100,0% d'indication. s Conformément à l'équation indiquée plus haut, on obtient V = x 100 % = 100% = 50% d'indication. x 1000 2 Puisque la période de charge Tte la tension d'entrée est déterminée par de telles séries d'opérations, un signal, émis lorsque le compteur de référence 12 a compté 1000 impulsions provenant de l'oscillateur d'horloge 11, entre le circuit 13 de commande de commutateur de façon à basculer le commutateur 7 d'une position b àuneposition a. Lorsqu'un signal de détection de zéro, basé sur la fin de la charge inverse, est envoyé au circuit 13 de commande de commutateur, le commutateur 7 est ramené de la position a à la position b et les mêmes opérations sont répétées. De cette façon, on exécute la conversion analogique-ànumérique. Afin d'obtenir des lignes sensiblement polygonales le long de la courbe d'une fonction segmentaire, le circuit 15 de transformation non linéaire modifie le rapport du nombre d'impulsions d'entrée au compteur indicateur 16 en fonction du contenu du compteur de référence. Le symbole fO, sur la figure 4, représente le contenu du compteur de référence et les symboles fl à f3 représentent les lignes polygonales approximatives obtenues le long de la courbe de la fonction segmentaire par modification du rapport du nombre des impulsions d'entrée. Par exemple, lorsque le contenu du compteur de référence 12 est 0-100, le compteur indicateur 16 reçoit des impulsions à raison de 5,2% du nombre des impulsions d' entrée au compteur de référence 12, de sorte qu'on obtient la ligne voisine de la courbe de la fonction segmentaire. Puisque la valeur numérique requise pour l'indication est le nombre d'impulsions pendant la période T2 de charge inverse sur la base de la tension de référence, on agit par l'intermédiaire du commutateur 17 de manière à compter l'entrée du compteur indicateur 16 seulement pendant la période T2 La sortie du compteur indicateur 16 reçoit chaque chiffre du dispositif de division de temps et elle est envoyée à un circuit 18 d'attaque d'indicateur numérique. Le circuit 18 comprend deux circuits, dont l'un est raccordé extérieu rement par une prise 19, de façon à commander un indicateur placé sur un panneau d'indication séparé. Le repère 20 désigne un indicateur numérique. Compte tenu de la capacité d'une alimentation en énergie, la combinaison de circuit est prévue pour que tous les indicateurs internes soient coupés lorsque la prise d'indication externe est branchée. Un compteur d'alarme 21 reçoit le même nombre d'impulsions d'entrée que le compteur indicateur 16. Lorsqu'une valeur limite supérieure ou inférieure a été détectée, une lampe d'alarme 24 est allumée par un circuit 22 de détection de limite supérieure ou un circuit 23 de détection de limite inférieure. D'autre part, un contact 27 d'alarme de limite supérieure ou un contact 28 d'alarme de limite inférieure sont actionnés par l'intermédiaire de relais 25. Le repère 26 désigne un bouton d'effacement d'alarme. La figure 2 montre plus en détail les circuits 12 et 15. La figure 3 représente le circuit d'une alimentation en énergie, qui comprend un transformateur 29 et un circuit 29' de régulation de tension. Comme déjà indiqué, la présente invention est basée sur la transformation de la variation linéaire de l'entrée analogique en variation non linéaire pour l'indication numérique, par utilisation de la fonction segmentaire. Le principe de la transformation de la variation linéaire en non linéaire consiste en ce que la fréquence des impulsions de comptage envoyées au compteur indicateur est modifiée en fonction de la valeur du compte cumulé du compteur de référence 12, qui compte linéairement les impulsions d'horloge engendrées par l'oscillateur d'horloge 11, de manière à modifier le rapport de comptage du compteur indicateur 16.Dans la présente invention, comme indiqué dans la description de sa forme de réalisation, l'oscillateur d'horloge unique est préparé et il est rendu de façon équivalente à fréquence variable au moyen d'un compteur à prédétermination à division par N dont l'échelle d'indication peut être modifiée par une entrée externe prédéterminée. Ainsi, la pente d'une ligne droite est déterminée sur la base de la courbe de la fonction segmentaire. Suivant l'invention, la fréquence variable a été divisée dans les trois stades fl à e (voir la figure 4). Dans ce cas, l'entrée prédéterminée est prévue de manière que, lorsque la pente du graphique de la figure 4 est de 1 ou y = x, le compteur à prédétermination puisse fonctionner en compteur décimal. Lorsque le compteur de référence est à O - 100 comptes, c'est-à-dire que le niveau de liquide est à O - 100 mm, la capacité devient 5,2% à 100 mm suivant une table de surface segmentaire et, par suite, la pente devient 502 100 Les impulsions ont donc une période de 5,2 , c'est-à 100 dire que le fréquence devient fl =15 = 19 environ. Par 5,2 conséquent, le compteur à prédétermination est alors un compteur nonadécimal. De même, il devient un compteur décimal à f2 = 1 0 = 1, et il devient un compteur octal à 100 f3 400 = - 496 - 0,8 environ. Le circuit du compteur à division par N comporte, comme constituants principaux, deux compteurs 30 décimal-codé-binaire et deux comparateurs numériques 31 à quatre chiffres (voir la figure 5). -Dans ce circuit, l'entrée prédéterminée est fixée préalablement à la valeur fl = 19. Lorsque la valeur de compte des compteurs décimal-codé-binaire a atteint 19, un signal A = B est fourni à la sortie des comparateurs. Ce signal est utilisé comme impulsion d'entrée de compte du compteur indicateur 16 et il est utilisé simultanément pour la remise à zéro des compteurs 30 décimal-codé-binaire. Ainsi, une impulsion est fournie en correspondance avec dix-neuf entrées d'horloge. Cette opération est répétée jusqu'à ce que le contenu du compteur de référence 12 devienne 100. Des principes analogues s'appliquent au fréquences f2 et f3 Suivant la présente invention, la variation du volume d'essence reçue peut être indiquée numériquement à partir de la variation du niveau de liquide dans le réservoir d'essence de type cylindrique à a=.e horizontal, ce qui permet de connaître numériquement la quantité d'essence dans le réservoir. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1 - Indicateur de niveau de liquide pour réservoir cylindrique à axe horizontal, caractérisé en ce qu'un détecteur (2) de niveau de liquide dans le réservoir est disposé à l'intérieur du réservoir (1) et en ce qu'une variation du volume de liquide contenu dans le réservoir est indiquée en chiffres à affichage lumineux électrique (20) au moyen d'une combinaison de circuit qui transforme en un signal électrique le niveau de liquide fourni par le détecteur et qui engendre des lignes polygonales voisines d'une fonction segmentaire du réservoir. 2 - Indicateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison de circuit précité comprend : un circuit (3-4-6) d'élaboration, de transformation et d'amplification du signal représentatif du niveau de liquide détecté par le détecteur (2); un intégrateur (8) recevant sélectivement, pendant une période T1, ledit signal amplifié, et pendant une période T21 un signal de référence inverse, suivant la position (a ou b) d'un commutateur (7) commandé par un circuit de commande (13) sous la dépendance d'un compteur de référence (12) et d'un détecteur de zéro (10) de l'inté- grateur (8); un circuit de conversion non linéaire (15) des signaux de référence; un compteur indicateur (16), sous la dépendance d'un commutateur (17), pour compter les signaux de référence seulement pendant la période T2 d'intégration inverse; et un indicateur numérique à affichage lumineux (20) alimenté par la sortie du compteur indicateur (16). 3 - Indicateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de conversion non linéaire est adapté à modifier la fréquence des signaux de comptage appliqués au compteur indicateur (16) en fonction de la valeur du compte cumulé du compteur de référence (12).