Brevet FR2560678A1 — publié le 19850906

La présente invention concerne un appareil pour la mesure du niveau de liquide dans un réservoir, du type connu sous le nom de "sabre", c'est-à-dire dans lequel on repère la distance de creux entre la surface du liquide et un plan de référence matérialisé au voisinage d'une ouverture donnant accès au réservoir. Par exemple, il est prévu deux plots contre lesquels on vient appuyer deux surfaces d'appui homologues solidaires de l'appareil, et qui déterminent ainsi le degré d'enfoncement de ce dernier à l1inté- rieur du réservoir. Ces appareils sont généralement réalisés sous la forme d'une longue pige portant des marques ou des graduations servant de repères pour déterminer la hauteur mouillée, représentative du niveau réel du liquide dans le réservoir. Une application particulière de ces dispositifs se trouve dans la surveillance du bon étalonnage des compteurs mesurant la quantité de liquide débitée hors du réservoir. Bien que ces volucompteurs soient régulièrement, et réglementairement, soumis à un étalonnage précis, il est souhaitable de pouvoir surveiller en cours de fonctionnement que, entre deux réétalonnages, leurs qualités métrologiques n'ont pas sensiblement varié. Pour cela, lorsque le compteur a indiqué un certain volume débité (par exemple 5000 Q depuis le remplissage complet du réservoir), cn sonde le niveau atteint par le liquide. Si l'indication du compteur est correcte, le niveau relevé à ce moment doit être toujours identique au niveau théorique (que l'on désignera par la suite "niveau de consigne"}. Tout écart par rapport à ce niveau de consigne révèle immédiatement un défaut du compteur. à précision d'une telle vérification est cependant limitée par la précision de lecture du niveau sur la partie graduée du sabre : la précision absolue de lecture, qui est à peu près constante quel que soit le niveau, est de l'ordre de 1 mm. L'un des buts de l'invention est d'accroître cette précision, tout en conservant un appareil facile à utiliser, de construction simple et autonome dans son fonctionnement. A la différence des dispositifs de mesure de niveau utilisant des détecteurs capacitifs, d'ultrasons, de rayonnements, , il n'est en effet pas nécessaire de mesurer et surveiller continuellement les variations de niveaux ; il s'agit simplement d'effectuer un sondage périodique du réservoir pour vérifier que, à un certain moment, le niveau effectif correspond bien au niveau de consigne prévu. L'invention permet précisément d'améliorer la précision de cette opération, en amplifiant notablement les écarts du niveau réel par rapport au niveau de consigne. Ainsi, par exemple, un facteur d'amplification de 10 permet de multiplier d'autant la précision absolue de mesure du niveau, et donc la précision relative sur l'étalonnage du compteur. A cet effet, l'appareil selon l'invention comprend : un tube creux, vertical, ouvert à son extrémité inférieure, des moyens d'obturation de l'extrémité inférieure du tube, permettant l'admission et la rétention du liquide à l'intérieur du tube, des moyens d'appui contre le plan de référence, solidaires du tube à sa partie supérieure, un piston plongeur, mobile à l'intérieur du tube, apte à être déplacé d'une position haute, hors de contact du liquide introduit dans le tube, à une position basse, où il plonge dans le liquide et déplace celui-ci de manière à produire une remontée de son niveau dans le tube, des moyens de visualisation et de mesure du niveau dans le tube. De préférence, le rapport entre la section du tube, d'une part, et la différence des sections du tube et du piston, d'autre part, est compris entre 5:1 et 25:1. C'est en effet ce rapport qui détermine le coefficient d'amplification de l'appareil. On peut ainsi, dans l'application particulière envisagée plus haut, repérer le niveau de consigne sur les moyens de visualisation et de mesure (par exemple une fenêtre laissant voir le liquide dans le tube) ; un écart de 1 mm du niveau réel du liquide par rapport au niveau de consigne se traduira par exemple par un écart de 5 à 25 mm (en fonction du coefficient d'amplification) du niveau dans le tube après descente du piston plongeur. Avantageusement, l'obturateur est commandé par une tige de rappel, mobile dans un alésage axial du piston, et coopérant en partie supérieure du tube avec des moyens d'actionnement par-l'opérateur. De la même façon, le piston plongeur est solidaire d'une tige de manoeuvre, débouchant en partie supérieure, et dont le coulissement commandé par l'opérateur permet la descente et la remontée du piston. L'opérateur peut ainsi aisément procéder à la manipulation de l'appareil (ouverture de l'obturateur, descente du piston plongeur) depuis l'extérieur du réservoir, lorsque l'appareil est introduit dans l'ouverture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 montre une vue, partiellement en coupe, de l'appareil selon l'invention les figures 2 à 5 illustrent schématiquement le mode opératoire de l'appareil. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un tube creux, orienté sensiblement verticalement, dont l'extrémité inférieure 11 est pourvue d'une ouverture pour permettre son remplissage après introduction dans le réservoir. La partie supérieure est terminée par une poignée 12 pour permettre une manipulation aisée par l'opérateur. Par ailleurs, il est prévu une fenêtre 13 permettant l'observation du niveau atteint par le liquide dans le tube, cette fenêtre pouvant être pourvue de graduations ou de repères indicatifs du niveau de consigne ou des écarts maximaux admissibles pour ce dernier. Un obturateur 20, par exemple une soupape pourvue d'un joint torique, ferme l'ouverture de l'extrémité inférieure du tube creux. Cet obturateur est solidaire d'une tige de rappel 21 permettant sa manoeuvre par un poussoir 22 disposé en partie supérieure du tube. Une traverse 30 permet , par l'intermédiaire des surfaces d'appui 31, le positionnement précis de l'appareil sur le plan de référence matérialisé au voisinage de l'ouverture du réservoir; elle est rendue solidaire du tube 10, en étant orientée perpendiculairement à celui-ci. Cette solidarisation peut être permanente ; elle peut également être réglable, la traverse étant alors solidaire d'une bague 32 susceptible de coulisser le long du tube 10, le blocage au niveau désiré étant obtenu par serrage d'un écrou 33. L'ajustement de la bague 32 au tube 10 est suffisamment précis pour conserver l'horizontalité des surfaces d'appui 31.La possibilité de réglage ainsi ménagée permet d'adapter l'appareil à différents niveaux de consigne, pour que la lecture du niveau puisse toujours avoir lieu à hauteur de la fenêtre 13 (une fois un niveau de consigne donné, ce règlage n'a plus à être modifié). Dans le tube 10 coulisse un piston plongeur 40, susceptible d'être déplacé d'une position haute (position représentée sur la figure), hors de contact du liquide introduit dans le tube, à une position basse où il plonge dans le liquide et déplace celui-ci de manière à produire une remontée du niveau dans le tube 10, ce niveau atteignant alors la fenêtre 13 pour permettre son observation. Comme on l'indiquera par la suite, la section de ce piston, tout comme la section intérieure au tube, sont définies p"r construction avec précision, car ce sont ces paramètres qui détermineront le coefficient d'amplification de l'appareil. Pour permettre le passage de la tige de rappel 21, il est prévu un alésage axial 41 dans le piston. Par ailleurs, pour permettre la manoeuvre de ce dernier, une tige 42 lui est solidaire, et débouche en partie supérieure de l'appareil pour permettre la manoeuvre par l'opérateur; celui-ci n'a ainsi qu'd repousser l'extrémité 43 de la tige pour abaisser le piston ou, au contraire, soulever cette extrémité pour effectuer l'opération inverse. Enfin, il est prévu une poignée 50 pour agir commodément sur le poussoir 22 de commande de l'obturateur, ainsi qu'un ressort de rappel 60, en appui sur une bague 61 solidaire du tube, pour permettre le rappel systématique de l'obturateur en position fermée. On va maintenant expliquer le fonctionnement de l'appareil, en référence aux figures 2 à 5. Tout d'abord (figure 2), l'opérateur vient mettre en appui les surfaces planes 31 de la traverse 30 contre le plan de référence P du réservoir, au voisinage de l'ouverture de celui-ci. De cette manière, on immerge la partie inférieure du tube 10 toujours sur une même profondeur. Le piston plongeur 40 est alors en position haute, et ltobturateur 20 fermé. Ensuite (figure 3), l'opérateur ouvre momentanément l'obturateur 20 par action sur le poussoir 22 (ce geste étant effectué par exemple par pression sur la poignée 50), ce qui va provoquer la montée du liquide, sur une hauteur h1 dans le tube 10. On constate alors que le niveau de liquide est le même à l'intérieur du tube et à l'extérieur du tube. L'obturateur ayant été refermé (figure 4), on procède à la descente du piston plongeur 40 jusqu'au fond du tube (par exemple en repoussant l'extrémité 43 de la tige 42), ce qui produit une remontée du niveau du liquide à l'intérieur du tube d'une hauteur h1 à une hauteur h2, le niveau arrivant alors à hauteur de la fenêtre 13. On constate alors que toute variation Ah1 autour du niveau de consigne se traduira par une variation th2 du niveau dans le tube donnée par S1 th2 th1 . 525151 S1 étant la section intérieure du tube, et la la section du piston plongeur. Toute variation de niveau autour de la valeur de consigne est donc amplifiée d'un rapport prédéterminé, augmentant d'autant la précision de lecture. L'opérateur peut alors sortir l'appareil du réservoir (figure 5) et lire directement le niveau sur la fenêtre 13, laquelle peut être pourvue de graduations ou de repères appropriés. Il est à noter que la descente du piston, illustrée figure 4, peut être réalisée aussi bien avec l'appareil positionné dans l'ouverture du réservoir qu'avec l'appareil sorti de celui-ci, juste avant lecture ; une fois l'obturateur 20 fermé, le volume de liquide enfermé dans le tube reste invariable pendant toute la suite des opérations. REVENDICATIONS 1. Un appareil pour la mesure du niveau de liquide dans un réservoir, du type dans lequel on repère la distance de creux entre la surface du liquide et un plan horizontal (P) de référence matérialisé au voisinage d'une ouverture donnant accès au réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend un tube creux (10), vertical, ouvert à son extré mité inférieure (11), des moyens d'obturation (20) de l'extrémité infé rieure du tube, permettant l'admission et la réten tion du liquide à l'intérieur du tube, des moyens d'appui (30) contre le plan de réfé rence, solidaires du tube à sa partie supérieure, un piston plongeur (40), mobile à l'intérieur du tube, apte à être déplacé d'une position haute, hors de contact du liquide introduit dans le tube, à une position basse, où il plonge dans le liquide et déplace celui-ci de manière à produire une remontée (h2) de son niveau dans le tube, des moyens (12) de visualisation et de mesure du niveau dans le tube. 2. Un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre la section du tube, d'une part, et la différence (S1-S2) des sections du tube et du piston, d'autre part, est compris entre 5:1 et 25:1. 3. Un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur (20) est commandé par une tige de rappel (21), mobile dans un alésage axial (41) du piston, et coopérant en partie supérieure du tube avec des moyens d'actionnement (50) par 1 'opé- rateur. 4. Un appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en outre, il est prévu des moyens de rappel (60) de l'obturateur en position fermée. 5. Un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston plongeur est solidaire d'une tige de manoeuvre (42), débouchant en partie supérieure, et dont le coulissement commandé par 1'opé- rateur permet la descente et la remontée du piston. 6. Un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position des moyens d'appui sur le tube est réglable en hauteur.