Brevet FR2520867A1 — publié le 19830805

La présente invention concerne un procédé et un appareil de mesure et d'indication du niveau et, ou bien, de la quantité d'un fluide dans un conteneur ou un réservoir de stockage fixe, et elle s'applique tout particulièrement au problème de la mesure précise du niveau ou de la quantité du carburant dans des réservoirs de carburant de véhicules en déplacement, notamment les réservoirs de carburant utilisés dans les engins aériens, marins et terrestres; l'invention concerne également un capteur, ou sonde, en immersion du type capacitif. De nombreuses techniques ont été mises au point pour mesurer les niveaux de liquide et les quantités de liquide dans des réservoirs de stockage L'appareil le plus courant pour la mesure du niveau de carburant dans le réservoir de carburant d'un véhicule à moteur fait appel à une résistance variable dis- posée à l'intérieur du réservoir Le bras de curseur de la résis- tance variable est relié par un axe à un flotteur qui surveille le niveau supérieur du carburant dans le réservoir Lorsque le véhicule se déplace sur une déclivité, le niveau de surface du carburant s'écarte d'un certain angle par rapport à son plan de référence horizontal normal à l'intérieur du réservoir de carburant et amène le flotteur à considérer un niveau erroné, plus haut ou plus bas que le niveau correct, ce phénomène étant désigné par l'expression "déplacement de niveau du carburant" En outre, lorsque le véhicule démarre, accélère, ralentit ou s'arrête, il se crée des vagues dans le carburant stocké Ce phénomène est couramment appelé "clapotis" et conduit le flotteur à effectuer des mouvements de montée et de descente, ce qui affecte les lectures de mesure du carburant. Des techniques d'amortissement mécaniques et élec- triques ont été utilisées pour réduire les effets du déplacement de niveau et du clapotis du carburant, mais elles ne se sont pas révélées adaptées à l'obtention de mesures instantanées et précises du niveau de carburant Les effets négatifs du déplacement de niveau et du clapotis de carburant sont encore plus gênants dans les réser- voirs de carburant des aéronefs et dans ceux des engins terrestres et marins se déplaçant à grande vitesse. 252086 ? Pour surmonter les problèmes du déplacement de niveau et du clapotis du carburant dans la mesure et l'indication du niveau de carburant, ont été proposés un certain nombre d'appa- reils qui utilisent des unités, ou sondes, à condensateurs en im- mersion dans des conteneurs ou réservoirs de liquide en combinaison avec un circuit électrique et des instruments de mesure et d'indi- cation appropriés Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 2 357 023, est décrite l'utilisation d'une unité à condensateur en immersion du type à plaques disposée dans un conteneur de liquide et pour laquelle le liquide constitue en lui-même le diélectrique d'entre les plaques La valeur de capacité du condensateur en im- mersion est variable et change en fonction du niveau du liquide dans le conteneur Si l'on construit l'unité de condensateur sous forme de multiples paires de plaques qui sont placées en différentes aires du conteneur, on réduit les effets du clapotement ou du sou- lèvement du liquide et celui du déplacement de niveau du liquide de sorte que l'on obtient une valeur de capacité plus précise pour l'unité en immersion L'unité de condensateur en immersion (qu'il s'agisse d'un modèle à paire unique ou à multiples paires de plaques) est électriquement connectée dans un circuit de pont à courant alternatif possédant deux condensateurs de capacités fixes et égales formant chacun un bras du pont, les deux bras restant du pont étant constitués par un condensateur à capacité variable et par le con- densateur en immersion Le circuit du pont (qui présente la confi- guration bien connue du pont Wheatstone) est connecté à une source de courant alternatif de fréquence prédéterminée et à un circuit de détection et d'indication de mesure Le circuit du pont est conçu de façon à être déséquilibré aussi longtemps qu'il reste du liquide dans le conteneur à l'intérieur de l'espace diélectrique situé entre les plaques de l'unité de condensateur en immersion. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique réédité sous le N O 23 493, délivré à A Edelman et intitulé "Liquid Level Gauge" décrit également un circuit de détection de niveau de liquide et d'indication de mesure incorporant une unité de condensateur en immersion du type à plaques Cette unité, qui est appelée "conden- sateur de mesure", possède une valeur de capacité qui varie en fonction du niveau de liquide dans un conteneur ou réservoir Le circuit comporte également une unité de "condensateur de comparaison" du type à plaques qui est toujours maintenue en complète immersion dans le liquide dont le niveau ou le volume doivent être mesurés. Relativement à des liquides différentes (possédant-des valeurs diélectriques différentes), le condensateur de comparaison présente une valeur de capacité variable, mais non pas par rapport au con- densateur de mesure, et la détection par celui-ci de divers niveaux d'un liquide identique fournit une valeur de capacité de compensa- tion ou de comparaison au circuit, si bien que la mesure d'un niveau de liquide est indépendante-de la constante diélectrique du liquide et de ses variations éventuelles L'unité de condensateur de mesure et l'unité de condensateur de comparaison sont toutes deux exposées à des conditions ambiantes sensiblement égales à celles du liquide & mesurer. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 194 395, il est décrit un capteur du type capacitif destiné à mesurer des niveaux de liquide, dans lequel plusieurs condensateurs du type à plaques identiques sont alignés parallèlement Les espaces dié- lectriques des condensateurs (qui sont isolés les uns des autres) reçoivent le liquide à mesurer, lequel forme (éventuellement avec l'air se trouvant au-dessus du liquide) le diélectrique de ces espaces et établit donc la valeur de capacité de chaque condensa- teur Puisque les condensateurs ont des configurations identiques, ils ne présentent des valeurs égales de capacité que lorsque le diélectrique liquide (et éventuellement l'air) se trouvant entre les plaques de chaque condensateur couvre des aires égales Lorsque le niveau de hauteur ou le volume du liquide se trouvant à l'inté- rieur d'un conteneur doivent être mesurés et que ce liquide clapote ou voit son niveau mal orienté par rapport à son plan de référence de niveau de liquide normal, le liquide (faisant fonction de diélectrique) couvre des aires différentes des condensateurs et produit des valeurs de capacité non identiques Le circuit associé interroge les condensateurs et, aux points o les valeurs de capacité sont proches de l'égalité, l'appareil lit une des valeurs et enregistre le niveau ou la quantité de liquide restant dans le conteneur. Les capteurs de niveau de liquide du type capacitif de la technique antérieure et les circuits associés d'interroga- tion, d'équilibrage, d'interprétation et d'indication des mesures sont complexes et se révèlent insuffisants pour résoudre les pro- blèmes posés par le clapotement du liquide et le déplacement de niveau du liquide et par les effets, sur la mesure du niveau et du volume du liquide, des variations des caractéristiques physiques et chimiques du liquide faisant l'objet de la mesure et de celles des multiples caractéristiques de l'environnement du liquide de son conteneur. Un but de l'invention est de proposer un procédé et un appareil perfectionnés de détection du type capacitif, pouvant être appliqués à la mesure du niveau ou du volume d'un liquide dans des conteneurs et des réservoirs de stockage de liquide fixes et en déplacement. Un autre but de l'invention est de proposer un appareil de mesure de niveau ou de volume de liquide du type capacitif appartenant à la catégorie à plusieurs condensateurs, qui détecte et mesure avec précision les niveaux ou les volumes de liquide dans des réservoirs de stockage de liquide lorsque le liquide qui s'y trouve clapote et, ou bienest mal orienté par rapport à son plan normal de référence. Un autre but de l'invention est de proposer un appareil de mesure de niveau de fluide du type capacitif appartenant à la catégorie à plusieurs condensateurs, dont la précision de mesure est relativement insensible aux variations des caractéristiques ambiantes de ce fluide et de son conteneur. Un autre but de l'invention est de proposer un capteur de niveau de fluide du type capacitif de la catégorie à plusieurs condensateurs en association avec un circuit de pont à courant alternatif simple, comportant un détecteur et un circuit de lecture directe, qui est insensible aux variations des caractéristiques. ambiantes de ce fluide et de son conteneur, aux mouvements du fluide et à la mauvaise orientation du conteneur, ou bien aux capacités parasites du système capteur-pont. L'invention se présente comme un perfectionnement aux appareils classiques de mesure de niveau ou de volume de fluide et son utilisation s'applique largement à tous les types de conte- neurs et de réservoirs de stockage de fluide ainsi qu'à la mesure de niveau ou de volume des fluides conducteurs aussi bien que non conducteurs L'appareil s'applique également à la mesure du niveau et du volume de fluides conducteurs et non conducteurs qui sont constitués, au moins en partie, d'une matière liquide. Il faut noter et comprendre que, tout au long de cette description et des revendications annexées, le terme ou mot "fluide" désigne une substance ou composition à un seul ou plusieurs constituants qui tend à couler ou tend à prendre la forme ou la configuration de son conteneur et qui peut présenter des caracté- ristiques de conduction électrique ou de non-conduction électrique. Ainsi, par le terme "fluide" on entend (sans esprit de limitation) une large variété de: liquides, gaz, solides en poudre ou en grains, mélanges ou émulsions liquide-liquide, mélanges ou dispersions liquide -gaz, mélanges liquide-solide, et mélanges gaz-solide. Selon une autre définition du terme "fluide", il faut comprendre que des substances à plusieurs constituants comprenant un fluide doivent présenter pour chaque constituant une valeur diélectrique différente et déterminable Ainsi, pour des fluides à plusieurs constituants ou des fluides constitués de différentes phases de la même substance> il doit apparaître des différences mesurables entre les constantes diélectriques de ces constituants ou de ces phases. Pour faciliter la description de l'invention et de son application à la mesure de niveaux de fuite ou de quantités de fluide> on discutera l'appareil constituant l'invention, pour la plus grande part, dans le contexte de son application à la mesure d'un niveau de liquide ou d'un volume de liquide. L'invention comporte une structure de capteur, ou de sonde de mesure, capacitif de configuration particulière qui s'étend depuis le sommet, ou point haut, d'un réservoir de stockage de fluide, dans son orientation usuelle, jusqu'au fond, ou point bas, de ce réservoir, dans la mtme orientation Le capteur capacitif 252086 ? est constitué de quatre condensateurs du type à plaques s'étendant en configuration alignée parallèle ramassée sur toute la longueur du capteur de façon que chaque condensateur soit en contact avec le fluide stocké sur tout l'intervalle des niveaux à contrôler et que tous les condensateurs soient exposés dans les mêmes condi- tions ambiantes en ce qui concerne le fluide, l'atmosphère et le conteneur Les quatre condensateurs sont construits à partir de quatre éléments de condensateur électriquement conducteurs cons- titués chacun de deux plaques capacitives électriquement connectées. Les éléments de condensateur sont montés à une distance fixe l'un de l'autre et sont positionnés par le moyen de montage de façon que chaque plaque de chaque élément de condensateur définisse avec la plaque de l'élément de condensateur immédiatement voisin un espace diélectrique, les éléments de condensateur ainsi montés formant ensemble quatre espaces diélectriques Une matière présen- tant une valeur diélectrique constante remplit deux des espaces diélectriques de manière à former avec l'espace respectif définis- sant les plaques une paire de condensateurs de valeur capacitive fixe Les deux autres espaces diélectriques restent ouverts de manière à recevoir des quantités variables du fluide à mesurer et les plaques définissant ces espaces contenant les quantités variables de fluide coopèrent de façon A former une paire de con- densateurs variables. Dans la structure préférée du capteur à plusieurs condensateurs selon l'invention, les deux condensateurs de valeur fixe ont des valeurs de capacité égales et sont construits et con- figurés de manière identique entre eux si bien qu'ils répondent de façonidentique à l'environnement du fluide à mesurer et de son conteneur Les deux condensateurs de valeur variable sont, de m Ame, construits et configurés de manière identique entre eux si bien qu'ils répondent aussi de façon identique à l'environnement du fluide et de son conteneur Puisque les deux condensateurs de valeur variable sont configurés de manière identique, ils ne pré- sententde valeurs de capacité égales que lorsque le fluide (qui pos- sède sa propre valeur diélectrique) se trouvant entre les plaques de chaque condensateur remplit des espaces égaux et couvre des aires égales En corollaire, lorsque le fluide se trouvant dans le conteneur clapote ou que son niveau est mal orienté par rapport au plan de repos normal dans le conteneur, le fluide faisant fonction de diélectrique dans les deux condensateurs variables remplit des volumes différents et couvre des aires différentes de ces conden- sateurs et ceci présente des valeurs de capacité non identiques. La structure particulière du capteur capacitif, telle que décriteen détail ci-après, permet d'utiliser directe- ment la paire de condensateurs de valeur fixe (ayant des valeurs capacitives identiques) et la paire de condensateurs de valeur variable comme les quatre branches ou côtés d'un circuit en pont de Wheatstone à courant alternatif classique comportant un généra- teur de courant alternatif (tension constante pour une fréquence donnée) et le circuit associé de détection de courant, de mesure et d'indication de valeur. Le circuit en pont, constitué des deux condensateurs fixes et des deux condensateurs variables formant le capteur, est conçu pour être dans un état non équilibré (du courant traversant le circuit de détection) aussi longtemps qu'il reste du liquide dans le conteneur dans les espaces diélectriques situés entre les plaques des condensateurs variables Avec un pont ayant la structure de fonctionnement indiquée, le circuit détecteur lit le déséquilibre du pont (la valeur de l'intensité du courant) de manière linéaire sous forme d'une mesure directe du niveau ou du volume de fluide dans le conteneur à l'intérieur duquel le capteur est placé Puisque tous les condensateurs du circuit en pont font partie du capteur à plusieurs condensateurs et l constituent à l'intérieur du système, le circuit en pont est insensible aux capacités parasites et les éléments constitutifs de ce circuit en pont sont tous soumis à des conditions ambiantes identiques. Les valeurs de capacité des deux condensateurs variables de l'unité de capteur sont directement fonction des niveaux du fluide en des emplacements proches mais séparés, et le circuit de détection associé peut Etre conçu de façon à interroer les conden- sateurs du capteur pour produire une valeur caractéristique de sortie à l'instant o les niveaux de fluide à l'intérieur de ces 252086 ? condensateurs sont égaux (les valeurs de capacité sont alors égales). A ces instants l'état de déséquilibre du pont (valeur de l'inten- sité du courant) est mesuré, et le circuit d'indication transmet (de manière visuelle et, ou bien, enregistrée) la valeur exacte du niveau ou du volume du fluide d'une manière proportionnelle à l'intensité du courant Ainsi, le capteur, ou sonde, particulier de cette invention contrôle et mesure les niveaux et volumes de fluide avec une précision extraordinaire et transmet ces mesures par l'intermédiaire d'un pont en courant alternatif et d'un cir- cuit associé simples pour indiquer et, ou bien, imprimer la valeur obtenue sous forme d'un signal électrique de comiande ou destiné à un autre but. Le circuit peut être conçu dé façon à maintenir la valeur mesurée précédente de niveau ou de quantité jusqu'à la pro- duction d'une nouvelle lecture d'une valeur de niveau ou de quan- tité. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue découpée d'un réservoir de stockage de liquide dans lequel un capteur de niveau de fluide à plusieurs condensateurs selon l'invention est monté; la figure 2 est une vue en section droite du capteur de la figure 1; la figure 3 est un schéma électrique du circuit en pont, comportant la sonde à plusieurs condensateurs de la figure 1, qui est utilisé dans l'appareil de mesure de niveau et de volume de fluide selon l'invention; la figure 4 est un schéma de principe simplifié du circuit de la figure 3, o les condensateurs du capteur sont plus clairement identifiés suivant une configuration classique de circuit en pont de W 7 heatstone, et la figure 5 est une vue en section droite d'un autre capteur de niveau de fluide possible selon l'invention. 252086 ? t- Un capteur 10 de niveau de liquide à plusieurs con- densateurs, selon l'invention, est représenté sur la figure 1 en position montée à l'intérieur d'un réservoir 11 de stockage de liquide (possédant une paroi supérieure 12, des parois latérales 13 et un fond 14) contenant une certaine quantité de liquide 15 Comme cela est représenté, le capteur 10 s'étend du fond du réservoir jusqu'à son sommet et est sensiblement orienté de façon que l'axe vertical du capteur soit perpendiculaire à la surface plane du liquide dans son état statique Pour des configurations de réser- voir différentes et plus complexes, il n'est pas nécessaire que le capteur soit monté en position verticale par rapport à la surface plane du fluide statique pour autant que le capteur couvre tout l'intervalle des niveaux de fluide se présentant à l'intérieur du réservoir. Le capteur 10 de niveau de liquide de la figure 1 (représenté en section droite sur la figure 2) est constitué de quatre éléments de condensateur conducteurs 16, 17, 18 et 19 qui sont chacun constitués de deux plaques capacitives "A" et "B" Un élément non conducteur 20 sert au montage des éléments de conden- sateur à une distance mutuelle fixe et au positionnement de ces éléments de façon que chaque plaque définisse avec une plaque de l'élément de condensateur immédiatement adjacent un espace diélec- trique, les quatre éléments de condensateur montés formant ensemble quatre espaces diélectriques Comme cela est montré sur les figures 1 et 2, l'élément de montage non conducteur 20 passe entre la plaque A de l'élément 16 et la plaque B de l'élément 17 et entre la plaque A de l'élément 18 et la plaque B de l'élément 19 et il remplit les espaces diélèctriques existant entre ces paires de plaques Ainsi, l'élément de montage non conducteur 20, est constitué d'une feuille de matière diélectrique, forme avec la plaque conductrice A de l'élément 16 et la plaque conductrice B de l'élément 17 et avec la plaque conductrice A de l'élément 18 et la plaque conductrice B de l'élément 19 deux condensateurs à plaques C 2 et C 3 présentant des valeurs fixes de capacité (impédance) identiques. Les espaces diélectriques 21 et 22-, respectivement définis par la plaque B de l'élément 16 et la plaque A de l'élé- ment 19 et par la plaque B de l'élément 18 et la plaque A de 252086 ? l'élément 17, restent ouverts et en mesure de recevoir des quan-. tités et des niveaux variables du liquide à mesurer ainsi que les vapeurs se trouvant au-dessus de ces niveaux Ainsi, les quantités variables de liquide et vapeur se trouvant à l'intérieur des espaces 21 et 22 forment avec la plaque conductrice B de l'élé- ment 16 et la plaque conductrice A de l'élément 19 et avec la plaque conductrice B de l'élément 18 et la plaque conductrice A de l'élément 17 deux condensateurs à plaques C 1 et C 4 ayant des valeurs variables de capacité (impédance). Le capteur 10 à plusieurs condensateurs est isolé du réservoir par un moyen connu quelconque Des fils électrique- ment conducteurs Ll, LV, L 3 et L 4 sont respectivement connectés aux éléments de condensateur 16, 17, 18 et 19 et sortent du réser- voir 11 par l'intérmédiaire d'un passage isolé Puisque ces fils conducteurs sont également connectés à un circuit "E" générateur de courant alternatif et à un circuit 'D" de détection, de mesure et d'indication de valeur, ainsi que cela est présenté sur la fi- gure 3, il en résulte un circuit en pont simple présentant la confi- guration de Wheatstone classique, qui est schématiquement repré- senté sur la figure 4. Le circuit E générateur de courant alternatif est connecté au circuit en pont (les condensateurs Cl, C C 3 et C 4 du capteur 10) par l'intermédiaire des fils conducteurs d'entrée blindas L 2 et L Les fils de sortie (blindés) L et L 3 connectent le circuit en pont au circuit détecteur D (comportant, si besoin est, un circuit redresseur de courant approprié), au circuit d'interrogation des signaux du pont, au circuit de mesure de courant et au circuit d'indication de valeur de courant. Le circuit d'interrogation des signaux du pont peut être conçu de façon à ne répondre que lorsque les valeurs de capa- cité des condensateurs variables C 1 et C 3 du capteur sont égales (instants auxquels ces condensateurs contiennent des niveaux de fluide égaux) A ces instants, le circuit de mesure de courant détermine la valeur de courant de sortie du pont, et le circuit d'indication de valeur de courant transmet cette valeur de sortie sous forme de valeur de niveau ou de volume de fluide lue ou de 252086 ? valeur de niveau ou de volume de fluide enregistrée Il est égale- ment possible d'envisager de faire varier la fréquence ou la tension du courant alternatif appliqué jusqu'à ce que le circuit détec- teur (comportant son équipement de mesure et, ou bien, d'indica- tion de valeur) soit positionné en un point prédéterminé, le volume de liquide étant alors lu directement ou enregistré en gallons, litres ou d'autres unités de volume par détection de la fréquence (ou de sa période) ou de la tension. Pour le circuit en pont de la figure 4, les condensa- teurs peuvent avoir respectivement les valeurs d'impédance indiquées cidessous. Condensateurs à valeur fixe impédance de C 2 = Z 2 impédance de C 3 = Z 3 3 Condensateurs à valeur variable impédance de Ci = Z impédance de C 4 = Z 4 Le circuit détecteur D présente également une valeur d'impédance quipeut être désignée par Z 5 Le circuit générateur de courant alternatif, a une fréquence fixe, possède une tension constante "e" qui est appliquée entre les bornes du pont Ainsi, si Z 2 = Z 3 et Z = Z 4, et si Z 5 a une petite valeur, c'est-à-dire Z 5 " Z 1 et Z 2, il peut alors être établi que le courant "V" passant dans le cir- cuit détecteur est I = e w (C 1-C 2)/2 o' "e" est la valeur de la tension, et "w' est la fréquence angulaire, ou produit de la fréquence par 21 l. L'intensité du courant I dans le circuit détecteur varie de façon linéaire par rapport aux variations de la valeur de capacité du condensateur Ci Ainsi, on peut déterminer les varia- tions de la relation C 1-C 2 en mesurant les variations de l'inten- sité du courant I De plusj avec des circuits détecteur et généra- teur de courant alternatif appropriés (maintenant constant le courant I et faisant varier la valeur "w", par exemple), on peut effectuer la lecture de la valeur C 1-C 2 en mesurant la fréquence angulaire '"' Ainsi, l'équipement de lecture du circuit détecteur peut produire une valeur numérique qui est proportionnelle aux valeurs réelles de volume du liquide à l'intérieur du réservoir ou du conteneur dans lequel le capteur de l'invention est monté. Il faut comprendre que l'utilisation du procédé de mesure de niveau de fluide à plusieurs condensateurs selon l'in- vention ne se limite pas aux fluides non conducteurs Il est tout aussi pratique d'effectuer des mesures de niveau ou de volume de fluide sur des fluides conducteurs, dans la mesure o les plaques capacitives des éléments de condensateur électriquement conduc- teurs du capteur sont revêtuesd'une pellicule isolante visant à empocher le passage de composantes de courant de court-circuit entre les plaques par l'intermédiaire des fluides conducteurs. Ainsi, il est représenté en section droite sur la figure 5 un capteur 30 de niveau de fluide, d e structure analogue à celle du capteur 10 des figures 1, 2 et 3 et contenant des éléments de condensateur électriquement conducteurs 36, 37, 38 et 39 montés à des distances mutuelles fixes au moyen d'un élément non con- ducteur 40 Les quatre éléments de condensateur conducteurs sont revêtus d'une pellicule isolante 43 qui maintient à sa valeur nor- male la capacité de la paire de condensateurs fixes et de la paire de condensateurs variables constituant le capteur 30. L'appareil à plusieurs condensateurs particulier de l'invention n'est pas non plus limité à la mesure du niveau ou du volume de liquides dans des réservoirs ou des conteneurs de sto- ckage, et il peut être utilisé (par exemple pour la mesure du niveau ou du'volume de matières en poudre et en grains dans des réservoirs, des conteneurs, des silos, etc De manière large, l'appareil peut être utilisé pour mesurer le volume d'une large variété de substances à plusieurs constituants (liquide-liquide, liquide-gaz, liquide-solide, solide-gaz, etc) Dans la mesure o les constantes diélectriques des deux constituants, ou d'un plus grand nombre de constituants, sont différentes Il faut comprendre que, dans toutes les applications de l'appareil à des mesures de niveau ou de volume, sur l'ensemble de l'intervalle des mesures, c'est un système à plusieurs constituants (au moins deux matériaux) qui est mis en jeu Ainsi, dans le cas d'un simple réservoir de carburant, il n'y a que deux cas o la mesure se fait avec un seul constituant, à savoir lorsque le réservoir est absolument plein de carburant d'une valeur diélectrique connue et que l'air est totale- ment absent, et lorsque le réservoir est absolument vide de car- burant il ne contient que de l'air de constante: diélectrique connue. Dans tous les autres cas de mesure, la mesure effec- tuée est celle de la valeur diélectrique d'un système à plusieurs constituants, à savoir le carburant et l'air La seule condition nécessaire pour que l'appareil soit applicable à la mesure de pro- fondeur ou de volume d'un système à plusieurs constituants est que les deux espaces diélectriques des condensateurs variables du capteur soient exposés à ce système sur toute l'étendue des divers constituants ou des variations pour laquelle la mesure est souhaitée. Les matières en poudre et en grains se trouvant dans des conteneurs et des silos, comme ci-dessus mentionné, offrent également le cas d'un système à plusieurs constituants> dont on peut mesurer la profondeur ou le volume au moyen de l'appareil de l'invention Ces matières possèdent une valeur diélectrique pouvant être déterminée dans leur état normal de repos sous l'action de la pesanteur Ainsi, pour un matériau stocké ou un matériau délivré par une trémie, il est possible d'effectuer des mesures de volume ou de profondeur avec l'appareil pour un système à deux constituants comprenant le matériau et l'air De plus, il est possible d'obtenir au moyen de l'appareil un volume de matériau solide se trouvant à l'état fluidisé (mélange solide-gaz). Selon une application plus complexe de l'appareil de l'invention, on peut mesurer et obtenir le volume de liquides se trouvant dans un gaz Ainsi> après un étalonnage convenable des états "plein" et "vide" du circuit détecteur du pont associé à un capteur (portant un revêtement isolant sur Les plaques des con- densateurs) qui est monté dans un réservoir de stockage d'eau, il est possible de mesurer avec précision le volume d'eau contenu dans le réservoir même si l'eau s'y trouve en apesanteur et se présente en suspension sous forme de micro-gouttelettes dans l'air 252086 ? (mélange liquide-gaz) à l'intérieur du réservoir L'appareil mesure la valeur diélectrique combinée de la dispersion des gouttelettes d'eau et de l'air. Il est possible de suggérer de nombreux autres exemples de systèmes à plusieurs constituants pour lesquels des mesures de profondeur et, ou bien, de volume peuvent être effectuées et trans- mises via le capteur à plusieurs condensateur selon l'invention et un simple circuit en pont de Wheatstone associé Le capteur n'est pas sensible aux capacités parasites puisqu'il contient tous les condensateurs fixes et variables formant le circuit du pont et que tous les condensateurs sont soumis aux conditions ambiantes préva- lant pour le système à plusieurs constituants et le conteneur De plus, on peut appliquer l'appareil capteur à des cas de mesures de niveau, de profondeur et de volume de matière pour lesquels le -conteneur est soumis à une mauvaise orientation et la matière qu'il contient est soumise à des effets de soulèvement, de clapotement ou d'autres conditions non naturelles, telles que les températures _ basses ou élevées ou l'apesanteur. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima- giner, à partir du procédé et de l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. 252086 t REVENDICATIONS 1 Procédé de mesure du niveau d'un fluide à l'inté- rieur d'une cuve de stockage de fluide sur une étendue de hauteur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) produire un capteur-( 10) de niveau de fluide du type à plusieurs condensateurs présentant une longueur au moins égale à ladite étendue de hauteur et formé d'une paire de condensateurs (C 3, C 2) dont les valeurs de capacité sont fixes et sensiblement iden- tiques et de deux condensateurs (C 1, C 4) comportant des espaces diélectriques ouverts semblables destinés à recevoir des niveaux variables du fluide se trouvant à l'intérieur de ladite cuve et constituant) avec ledit fluide, une paire de condensateurs à valeurs de capacité variables; b) connecter ensemble les quatre condensateurs dudit capteur afin de former les quatre côtés capacitifs d'un circuit en pont de Wheatstone, la paire de condensateurs à valeur fixe étant con- nectée de façon à former deux côtés opposés dudit pont, et la paire de condensateurs à valeurs variables étant connectée de façon à former les deux côtés opposés restants dudit pont; c) appliquer une source de courant alternatif à tension constante (e) et fréquence donnée sur ledit circuit en pont à un premier groupe de bornes du pont se trouvant en des coins opposés du pont, chacune desdites premières bornes étant placée entre un conden- sateur fixe et un condensateur variable dudit capteur; d) interroger le circuit en pont par l'intermédiaire d'un circuit de détection (D) connecté sur le pont à un deuxième groupe de bornes du pont indépendant dudit premier groupe de bornes et se trouvant à des coins opposés du pont, chacune desdites deuxièmes bornes étant située entre un condensateur fixe et un condensa- teur variable dudit capteur; et a) mesurer la valeur du courant dans ledit circuit de détection et indiquer ladite valeur comme valeur de niveau du fluide propor- tionnelle à ladite valeur du courant. 2 Procédé de mesure du niveau d'un fluide à l'intérieur d'une cuve de stockage de fluide sur une étendue de hauteur prédé- terminée, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes a) produire un capteur ( 10) de niveau de fluide du type à plusieurs condensateurs possédant une longueur au moins égale à ladite étendue de hauteur et formé d'une paire de condensateurs (C 3 V C 2) dont les valeurs de capacité sont fixes et sensiblement iden- tiques et de deux condensateurs (CI, C 4) possédant des espaces diélectriques ouverts semblables destinés à recevoir des niveaux variables du fluide se trouvant à l'intérieur de ladite cuve et constituant, avec ledit fluide, une paire de condensateurs de valeurs de capacité variables; b) connecter ensemble les quatre condensateurs dudit capteur de façon à former les quatre côtés capacitifs d'un circuit en pont de Wheatstone, la paire de condensateurs à valeur fixe étant connectée pour former deux côtés opposés dudit pont et la paire de condensateurs à valeurs variables étant connectée pour former les deux côtés opposés restantsdudit pont; c) appliquer une source de courant alternatif de tension constante (e) et fréquence donnée sur ledit circuit en pont à un premier groupe de bornes du pont situées en des coins opposés dudit pont, chacune desdites premières bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur; d) connecter un circuit de détection (D) sur ledit pont à un deuxième groupe de bornes du pont indépendant dudit premier groupe de bornes etse touvanten ds coins opposés du pont, chacune desdites deuxièmes bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensa- teur variable dudit capteur, ledit circuit de détection comportant un circuit de mesure de valeur de courant et d'indication de valeur de courant; a) régler le circuit d'indication de valeur de courant sur des points de valeur zéro et de valeur maximale relativement à des niveaux zéro et maximal du fluide à l'intérieur de la cuve et à l'inté- rieur des espaces diélectriques de la paire de condensateurs à valeurs de capacité variables; et f) mesurer la valeur de courant dans ledit circuit de détection et indiquer la valeur comme valeur de niveau de fluide proportion- nelle à ladite valeur de courant. 3 Procédé de mesure de la quantité d'un fluide à l'in- térieur d'une cuve de stockage de fluide sur une étendue de volume prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) produire un capteur ( 10) de quantité de fluide du type à plusieurs condensateurs présentant une longueur qui couvre l'étendue de volume de ladite cuve et formé d'une paire de condensateurs (C 3 > C 2) dont les valeurs de capacité sont fixes et sensiblement identiques etde cdux condensateurs (Cl, C 4) possédant des espaces diélectriques ouverts semblables destinés à recevoir des quan- tités variables du fluide se trouvant à l'intérieur de la cuve et constituant, avec ledit fluide, une paire de condensateurs à valeurs de capacité variables; b) connecter ensemble les quatre condensateurs dudit capteur de façon à former les quatre côtés capacitifs d'un circuit en pont de Wheaststone, la paire de condensateurs à valeur fixe étant connectée de façon à former deux côtés opposés dudit pont et la paire de condensateurs A valeurs variables étant connectée de façon à former les deux c Otés opposés restants dudit pont; c) appliquer une source de courant alternatif à tension constante (a) et fréquence donnée sur ledit circuit en pont à un premier groupe de bornes du pont situées en des coins opposés du pont, chacune desdites premières bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur; d) interroger le circuit en pont par l'intermédiaire d'un circuit de détection (D) connecté sur ledit pont a un deuxième groupe de bornes du pont indépendant dudit premier groupe de bornes et se trouvant en des coins opposés du pont, chacune desdites deuxièmes bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensa- teur variable dudit capteur; et e) mesurer la valeur de courant dans le circuit de détection et indiquer ladite valeur comme valeur de quantité du fluide pro- portionnelle à ladite valeur de courant. 4 Procédé de mesure de la quantité d'un fluide à l'inté- rieur d'une cuve de stockage de fluide selon la revendication 3, caractérisé-en ce que la valeur de courant mesurée dans ledit cir- cuit de détection est indiquée comme valeur de quantité de fluide sur un affichage à lecture numérique directe. , Procédé de mesure de la quantité d'un fluide à l'inté- rieur d'une cuve de stockage de fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur de courant mesurée dans ledit cir- cuit de détection est indiquée comme valeur de quantité de fluide sur un dispositif d'affichage analogique direct. 6 Appareil de mesure du niveau d'un fluide à l'inté- rieur d'une cuve de stockage de fluide sur une étendue de hauteur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend a) un capteur ( 10) de niveau de fluide du type à plusieurs conden- sateurs présentant une Longueur au moins égale à ladite étendue de hauteur et formé de i) une première paire de condensateurs (C 3, C 2) dont les valeurs de capacité sont connues, fixes et sensiblement identiques, et ii) une deuxième paire de condensateurs (C 1, C 3) possédant des espaces ouverts semblables destinés à recevoir des niveaux variables du fluide à l'intérieur de ladite cuve, ladite deuxième paire de condensateurs ayant des valeurs de capacité variables; b) un moyen (L 1 à L 4) connectant ensemble les quatre condensateurs dudit capteur afin de former les quatre côtés capacitifs d'un circuit en pont de Wheatstone, la paire de condensateurs à valeur fixe étant connectée de façon à former deux côtés opposés dudit pont et la paire de condensateurs à valeurs variables étant connectée de façon à former les deux côtés opposés restants dudit pont; c) une source de courant alternatif à tension constante (e) et fré- quence donnée s'appliquant sur ledit circuit en pont à un premier groupe de bornes du pont en des coins opposés du pont, chacune desdites premières bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur; et d) un circuit de détection (D) connecté sur ledit pont à un deuxième groupe de bornes du pont indépendant dudit premier groupe de bornes et se trouvant en des coins opposés dudit pont, chacune desdites deuxièmes bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur, ledit circuit de détection comportant un circuit de mesure de valeur de courant et d'indica- tion de valeur de courant, 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première et la deuxième paire de condensateurs formant le capteur de niveau de fluide à plusieurs condensateurs sont revêtues d'une pellicule isolante. 8 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de mesure de valeur de courant du circuit de détection mesure le déséquilibre de passage du courant alternatif dans le pont comme mesure linéaire directe du niveau de fluide à l'intérieur de la cuve. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit d'indication de valeur de courant reçoit des mesures de valeur de courant effectuées par le circuit de mesures et conver- tit celles-ci en affichage à lecture numérique directe de valeurs de niveau de fluide. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit d'indication de valeur de courant reçoit des mesures de valeur de courant effectuées par le circuit de mesure et conver- tit celles-ci en affichage analogique direct de valeurs de niveau de fluide. 11 Appareil de mesure de la quantité d'un fluide à l'in- térieur d'une cuve de stockage de fluide sur une étendue de volume prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un capteur ( 10) de quantité de fluide du type à plusieurs con- densateurs présentant une longueur qui couvre l'étendue de volume de ladite cuve et formé de i) une première paire de condensateurs (C 3, C 2) qui ont des valeurs de capacité connues fixes et sensiblement identiques, et ii) une deuxième paire de condensateurs (Cl, C 4 possédant des espaces ouverts semblables destinés à recevoir des quantités variables du fluide se trouvant à l'intérieur de ladite cuve, la deuxième paire de condensateurs ayant des valeurs de capa- cité variables; b) un moyen (L 1 à L 4) connectant ensemble les quatre condensateurs du capteur de façon à former les quatre côtés capacitifs d'un circuit en pont de Wheatstone, la paire de condensateurs à valeur fixe étant connectée de façon à former deux côtés opposés dudit pont et la paire de condensateurs à valeurs variables ézant connectée de façon à former les deux côtés opposés restants dudit pont, c) une source de courant alternatif à tension constante (e) et fré- quence donnée qui est appliquée sur ledit circuit en pont à un premier groupe de bornes du pont situées en des coins opposés du pont, chacune desdites premières bornes étantplacées entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur; et d) un circuit de détection (D) connecté sur ledit pont à un deuxième groupe de bornes du pont indépendant dudit premier groupe de bornes et se trouvant aux coins opposés du pont, chacune desdites deuxièmes bornes étant placée entre un condensateur fixe et un condensateur variable dudit capteur, ledit circuit de détection comportant un circuit de mesure de valeur de courant et d'indica- tion de valeur de courant. 12 Appareil selon la revendication Il, caractérisé en ce que le circuit de mesure de valeur de courant du circuit de détection mesure le déséquilibre de passage du courant alternatif dans le pont comme mesure linéaire directe de la quantité de fluide se trouvant à l'intérieur de ladite cuve. 13 Appareil selon la revendication 12, caractérisa en ce que le circuit d'indication de valeur de courant du circuit de détection reçoit des mesures de valeur de courant effectuées par le circuit de mesure et convertit celles-ci en affichage à lecture aumé- rique directe de valeurs de quantité de fluide. 14 Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit d'indication de valeur de courant reçoit des mesures de valeur de courant effectuées par le circuit de mesure et convertit celles-ci en affichage analogique direct de valeurs de niveau de fluide. Capteur ( 10; 30) de niveau de fluide du type capacitif destiné à etre monté dans une cuve de stockage de fluide pour mesu- rer le niveau du fluide à l'intérieur de la cuve sur une étendue de hauteur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend a) quatre éléments de condensateur électriquement conducteurs ( 16 à 19; 36 à 39), qui sont chacun formés de façon à présenter deux plaques capacitives (A, B) électriquement connectées, lesdits éléments ayant une longueur au moins égale à ladite étendue de hauteur; t b) un moyen ( 20; 40) permettant de monter lesdits éléments de con- densateur à une distance d'écartement mutuel fixe et de posi- tionner lesdits éléments de façon que chaque plaque capacitive définisse avec une plaque capacitive de l'élément de condensateur immédiatement voisin un espace diélectrique ( 20, 21, 22; 40, 41, 42), si bien que lesdits éléments de condensateur montés forment ensemble quatre espaces diélectriques; et c) un matériau ( 20; 40) de valeur diélectrique constante connue situé à l'intérieur de deux des espaces diélectriques de façon à former avec leurs plaques capacitives définissant-des espaces respectifs deux condensateurs à valeurs de capacité électrique fixes (C,C 2), les deux espaces diélectriques restants ( 21, 22; 41, 42) étant ouverts de façon à recevoir divers niveaux du fluide se trouvant à l'intérieur de la cuve de stockage afin de former avec leurs plaques capacitives respectives deux condensateurs de valeurs de capacité électrique variables (C, C 4). 16 Capteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que les deux condensateurs à valeurs de capacité électrique fixes connues ont sensiblement la même valeur de capacité. 17 Capteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que les quatre éléments de condensateur électriquement conducteurs consistent chacun en une feuille métallique rectangulaire pliée suivant une ligne située à michemin de ses bords de façon à former lesdites plaques capacitives électriquement connectées. 252086 ? 18 Capteur ( 10; 30) de niveau de fluide du type capacitif destiné à être monté dans une cuve de stockage de fluide afin de mesurer le niveau du fluide à l'intérieur de ladite cuve sur une étendue de hauteur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend a) quatre éléments de condensateur électriquement conducteurs ( 16 à 19; 36 à 39) qi sont formés chacun de façon à présenter deux plaques capacitives (A, B) électriquement connectées qui sont disposées suivant un certain angle l'une par rapport à l'aucre, lesdits éléments et lesdites plaques ayant une longueur au moins égale A ladite étendue de hauteur; b) un moyen ( 20; 40) formé d'un matériau électriquement isolant centralement disposé destiné à monter lesdits éléments de con- densateur à des distances d'écartement m utuel fixes les uns par rapport aux autres autour du moyen de montage et à position- ner lesdits éléments de façon que chaque plaque capacitive défi- nisse avec une plaque capacitive de l'élément de condensateur immédiatement voisin un espace diélectrique ( 20, 21, 22; 40, 41, 42), si bien que lesdits éléments de condensateur montés forment ensemble quatre espaces diélectriques semblables; et c) un matériau ( 20; 40) d'une valeur diélectrique constante connue disposé à l'intérieur de deux des espaces diélectriques de manière à former avec leurs plaques capacitives définissant des espaces respectifs deux condensateurs ayant des valeurs de capacité connues fixes et sensiblement égales, les deux espaces diélec- triques restants ( 21, 22; 41, 42) étant ouverts afin de recevoir des niveaux variables de fluide pour former avec leurs plaques capacitives respectives et le fluide contenu dans lesdits espaces deux condensateurs de valeurs de capacité variables (C, C 4). 19 Capteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le moyen centralement disposé pour monter les éléments de con- densateur électriquement conducteurs à des Distances d'écartement fixes s'étend dans deux des espaces diélectriques au titre du maté- riau à valeur diélectrique constante qui forme avec les plaques capacitives définissant les espaces les deux condensateurs à valeurs fixes et sensiblement égales (C C) 3 à 2 -2520867 Capteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que les quatre éléments de condensateur électriquement conduc- teurs identiques montés qui forment les quatre espaces diélectriques semblables sont placés de façon que lesdits espaces soient alignés sous forme de deux paires d'espaces diamétralement opposés, et le matériau à valeur diélectrique constante se trouvant à l'intérieur de deux desdits espaces se trouve à l'intérieur des espaces formant l'une desdites paires d'espaces.