Brevet FR2569845A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne la mesure du niveau ou mieux du volume d'un liquide, tel que notamment du carburant, contenu dans un réservoir ou carter. On connaît déjà des dispositifs de mesure de niveau et/ou volume comprenant un équipage détecteur de niveau muni d'un flotteur mobile selon un trajet vertical ou incliné, mais nonlhorizontal, pour suivre le niveau du liquide, et un organe sensible aux déplacements du flotteur1 tel qu'un rhéostat lié par son curseur au flotteur, et associé à des moyens de traitement et de mesure pour déterminer une indication de niveau et/ou volume en fonction de la position dudit flotteur. Dans la pratique, il s'avère cependant délicat d'établir de façon simple et économique un lien précis et fiable entre l'information délivrée par l'organe résistif sensible aux déplacements du flotteur et le volume réel du liquide contenu dans le réservoir. Cette difficulté est rencontrée tout particulièrement lorsque le réservoir présente une géométrie complexe, c'est-d-dire lorsque la section droite du réservoir considérée dans un plan horizontal n'est pas constante, comme c'est le cas dans les véhicules automobiles pour utiliser au mieux la place disponible. On a tenté de résoudre le problème précité (établissement d'un lien précis et fiable entre l'information délivrée par le rhéostat et le volume correspondant du liquide)en réalisant le rhéostat sous forme d'un élément résistif d'impédance variable le long du trajet de déplacement du curseur, la loi de variation d'impédance étant adaptée à la courbe du réservoir . Quelle que soit la technologie utilisée pour la réalisation du rhéostat, à savoir bobinage ou dépôt d'une piste résistive, une telle solution s'avère peu économique dans la mesure où il convient de réaliser un rhéostat particulier pour chaque type de réservoir. Par ailleurs, outre le coût non négligeable, cette solution induit inévitablement des problèmes de stock et d'approvisionnement tant pour les constructeurs que pour les organismes de maintenance. Pour tenter de s'affranchir de ces dernières difficultés, on a proposé récemment d'utiliser des moyens de traitement perfectionnés, du type ordinateur ou calculateur de bord, pour analyser des signaux délivrés par un rhéostat standard, c'est-à-dire un rhéostat muni d'un élé- ment résistif dont l'impédance répond à une loi de variation continue et standard. En raison du coût important de ces moyens de traitement perfectionnés, cette solution ne peut cependant être généralisée. La présente invention vient maintenant apporter une solution simple, économique et universelle aux problèmes précédemment posés. Plus précisément, la présente invention propose un dispositif pour la détection de niveau et/ou volume de liquide dans un réservoir, en particulier dans un réservoir de géométrie complexe, du type comprenant - un équipage détecteur de niveau muni d'un flotteur mobile pour suivre le niveau dru liquide, et - un organe résistif du genre rhéostat muni d'un curseur lié à l'équipage détecteur pour générer une information représentative de la position dudit flotteur, le dispositif conforme à l'invention étant caractérisé par le fait que l'organe résistif comprend - un dispositif résistif standard composé d'une pluralité de résistances élémentaires et présentant une pluralité de bornes d'entrée intermédiaires connectées respectivement aux résistances élémentaires, - un support électriquement isolant qui porte une pluralité de pistes électriquement conductrices réparties successivement en regard du trajet en déplacement du curseur, la longueur respective des pistes le long de ce trajet étant adaptée à la courbe du réservoir de telle sorte que le franchissement de chacune de ces pistes par le curseur corresponde à-une variation sensiblement constante de volume de liquide dans le réservoir et - des moyens de liaison pour relier respectivement les bornes d'entrée intermédiaires du dispositif résistif standard et les pistes électriquement conductrices. Ainsi, selon l'invention, il suffit d'adapter la longueur des pistes électriquement conductrices prévues sur le support électriquement isolant à- la géométrie du réservoir, pour obtenir en sortie du dispositif résistif une informa tion dlrectement proportionnelle au volume effectivement contenu dans le réservoir. De préférence, le dispositif résistif standard est placé sur un support auxiliaire électriquement isolant destine à être fixé sur le support isolant portant les pistes électriquement conductrices. Selon une première variantede réalisation, les résistances élémentaires sont connectées en série. De préférence , dans un tel cas, les impédances respectives des résistances élémentaires sont identiques. Par ailleurs, de façon avantageuse, les bornes d'entrée intermédiaires sont alors reliées respectivement aux bornes des résistances élémentaires, à llexception d'une borne extrême de l'agencement série des résistances élémen- taires qui constitue la sortie du dispositif résistif standard. Selon unie seconde variante de réalisation, les résistances élémentaires possèdent une première borne commune qui forme la sortie due l'organe résistif, les secondes bornes des résistances élémentaires étant reliées respectivement aux bornes d'entrée intermédiaires. De façon préférentielle, le support auxiliaire électriquement isolant précité est fixé sur le support isolant portant les pistes électriquement conductrices par l'intermédiaire des moyens de liaison. Selon le mode de réalisation de l'équipage détecteur de niveau muni du flotteur mobile, les pistes électri- quement conductrices peuvent être diposées sur le support électriquement isolant soit sous forme d'une rangée rectiligne, soit sous forme d'un arc de cercle. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'information représentative de la position du flotteur est détectée entre la borne de sortie du dispositif rdsistif standard et le curseur associé à celui-ci. La présente invention concerne également le dispositif résistif standard précité composé d'une pluralité de résistances élémentaires et présentant une pluralité de bornes d'entrée intermédiaires connectées respectivement aux résistances élémentaires,pour la réalisation de dispositifs de détection précédemment définis. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels la figure 1 illustre schématiquement une vue de face partielle d'un dispositif de détection conforme à la présente invention selon une vue illustrée par la flèche référencée I sur la figure 2, la figure 2 représente une vue latérale du même dispositif de détection selon une vue illustrée par la flèche référencée II sur la figure 1, la figure 3 illustre un dispositif résistif standard conforme à la présente invention, la figure 4 illustre schématiquement une vue de face d'un dispositif de détection conforme à une variante de réalisation de la présente invention. la figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif résistif standard conforme à la présente invention. On va dans un premier temps décrire le mode de réalisation du dispositif de détection conforme à la présente invention représenté sur les figures 1 et 2. D'une façon générale, ce dispositif comprend un équipage détecteur de niveau 10 et un organe résistif du genre rhéostat composé en association d'un dispositif résistif standard 60 et d'un support électriquement isolant 80 qui porte une pluralité de pistes électriquement conductrices 81. Pour simplifier l'illustration, l'équipage détecteur de niveau 10 n'a été représenté que sur la figure 2. Par ailleurs, le réservoir contenant le liquide dont on souhaite mesurer le niveau ou le volume n'a pas été représenté dans son intégralité. En effet, sur les dessins, seule la paroi supérieure du réservoir, référencée 1 a été représentée. Enfin, sur les figures, le liquide est référencé schématiquement L et la surface supérieure de ce liquide est référencée s. Pour l'essentiel, l'équipage détecteur de niveau 10 comprend un flotteur 11 mobile selon un trajet vertical ou incliné pour suivre le niveau de liquide et un curseur 12 lié au flotteur. Comme cela sera évoqué plus en détail par la suite en regard de la figure 4, la structure de l'équipage détecteur de niveau est susceptible de faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'équipage détecteur mobile comprend un flotteur 11 présentant un alésage central 13 d'axe vertical par l'intermédiaire duquel le flotteur 11 est engagé sur le support 80 précité électriquement-isolant. Le curseur 12 est formé d'une ou plusieurs lamelle (s) élastique(s) fix.ée(s) en 14 sur la surface supérieure du flotteur il, le corps du curseur ou lame (s) flexible (s) étant engagé vers le bas dans l'alésage 13 du flotteur et l'extrémité libre inférieure 15 du curseur 12 dtant incurvée de telle sorte que ce curseur repose par l'intermédiaire d'une portion d'enveloppe convexe contre les pistes 81 électriquement conductrices disposées sous forme d'une rangée xectiligne généralement verticale sur le support 80 électriquement isolant. L'homme de l'art comprendra ainsi aisément que lors d'une variation de volume du liquide dans le réservoir, le flotteur il suivant le niveau s du liquide L, le curseur 12 parcourt successivement les pistes électriquement conductrices 81, de bas en haut lors du remplissage du réservoir, et de haut en bas lors du vidage de ce dernier. Le support électriquement isolant 80 porte un dispositif résistif standard illustré plus particulièrement sur la figure 3. Ce dispositif résistif standard 60 est constitué d'un support auxiliaire électriquement isolant 61 portant une pluralité de résistances élémentaires 62 et présentant une pluralité de bornes d'entrée 63 connectées respectivement aux résistances élémentaires 62. Plus précisément encore, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, les résistances élémentaires 62 sont connectées en série. De préférence, les impédances respectives des résistances élémentaires 62 sont identiques. Cette condition n'est cependant pas essentielle pour la mise en oeuvre de l'invention. Par ailleurs, les bornes d'entrée intermédiaires 63 sont reliées respectivement aux bornes des résistances élémentaires 62 à l'exception d'une borne extrême 64 de l'agencement série des résistances élémentaires 62 qui constitue la sortie du dispositif résistif standard 60. On notera enfin la présence de moyens de liaison 82 schématiquement illustrés sur la figure 1 pour relier respectivement les bornes d'entrée intermédiaires 63 du dispositif résistif standard60 et les pistes électriquement conductrices 81. En outre,comme cela a été précédemment évoqué, la longueur des pistes électriquement conductrices réparties successivement en regard du trajet en déplacement du curseur t2 est adaptée à la courbe du réservoir de telle sorte que le franchissement de chacune de ces pistes 81 par le curseur 12 corresponde à une variation sensiblement constante de volume du liquide L dans le réservoir. En d'autres termes, la longueur d'une piste 81 correspondant à la détection du niveau s de liquide dans une zone du réservoir dont la section droite considérée dans un plan horizontal est importante, sera faible. Inversement, la piste électriquement conductrice 81 sur laquelle se déplacera le curseur 12 lors d'une variation du niveau s de liquide dans une zone du réservoir dont la section droite considérée dans un plan horizontal est faible, devra être importante. Selon l'invention, l'information représentative de la position du flotteur 11, et donc du niveau s et /ou du volume du-liquide L, est obtenue par mesure de llimpé- dance existant entre la sortie 64 du dispositif résistif standard 60 et le curseur 12. L'homme de l'art comprendra aisément que grâce à l'adaptation de la longueur des pistes électriquement conductrices 81 à la courbe du réservoir, l'impédance mesurée entre le curseur 12 et la sortie 64 de l'organe résistif 60 est liée directement au volume du liquide contenu dans le réservoir, quelle que soit la géométrie de ce dernier. Le support électriquement isolant 80 portant les pistes électriquement conductrices 81 peut être réalisé selon les techniques classiques de réalisation de circuits imprimés. Dans cette mesure, la réalisation de l'élément 80 est très économique et n'intervient que pour une part infime dans le coût du dispositif complet de détection quelle que soit l'importance de la série réalisde. Comme cela est illustré schématiquement sur la figure 2, la fixation du support isolant 61 du dispositif résistif standard 60 est de préférence réalisée au moins partiellement par l'intermédiaire des moyens de liaison 82 précités. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, ces éléments de liaison 82 sont plus précisément constitués d'une part de bandes électriquement conductrices 82A ménagées sur le support 80 lors de l'élaboration du circuit imprimé, et connectées aux pistes 81, et d'autre part d'organes de liaison électriquement conducteurs rigides 82B (figure 2) reliant les bornes d'entrée intermédiaires 63 et les bandes conductrices 82A précitées, les organes 82B étant fixés par tout moyen classique approprié tel que par soudure. On notera cependant que le cas échéant, le dispositif résistif standard 60 peut être disposé à distance du support électriquement isolant 80 muni des pistes électriquement conductrices 81 qui doivent elles être nécessairement disposées en regard du trajet en déplacement du curseur 12. On peut par exemple envisager de disposer le dispositif résistif standard sur l'extérieur du réservoir, les bornes d'entrée intermédiaires 63 étant reliées aux pistes électriquement conductrices 81 à l'aide de tout moyen de liaison 82 approprié. Comme cela a été précédemment évoqué, l'information représentative de la position du flotteur 71 est mesurée sous forme d'une impédance entre la borne de sortie 64 du dispositif résistif standard et le curseur 12. Dans cette mesure, il est nécessaire d'établir un contact électrique sur ce dernier. Là encore, de nombreuses variantes de réalisation sont susceptibles d'être retenues. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le curseur 12 précité est relid dlectriquemént à un curseur auxiliaire 22 symétrique du curseur 12 et formé d'une lamelle flexible fixée en 24 sur la surface supérieure du curseur 11. Le corps du curseur auxiliaire 22 est engagé 'vers le bas dans l'aldsage 13 du flotteur 11. L'extrémité libre inférieure incurvée référencée 25 du curseur auxiliaire 22 repose contre une piste continue électriquement conductrice, référencée 83 sur la figure 2 et ménagée verticalement en regard du trajet en déplacement du curseur 22 sur la face du support 80 opposée à celle recevant les pistes électriquement conductrices 81. L'information représentative de la position du flotteur 11 correspond alors à l'impédance mesurée entre la sortie 64 du dispositif résistif 60 et cette piste 83. On va maintenant décrire la variante de réalisation du dispositif de détection représentée sur la figure 4. On retrouve dans cette variante un équipage détecteur de niveau 110un support électriquement isolant 180 qui porte une pluralité de pistes électriquement conductrices 181 et un dispositif résistif standard 60 identique à celui décrit précédemment en regard des figures 1 à 3. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'équipage détecteur de niveau 110 comprend deux bras 112, 113 articulés l'un à l'autre autour d'un axe 114 horizontal. Par ailleurs, l'un des bras 112 porte un flotteur 111 libre de pivotement autour d'un axe horizontal 115 parallèle à l'axe 114 précité, tandis que le second bras 113 est articulé autour d'un axe 116 horizontal et également parallèle à l'axe 114 précit6, sur un support 120 prévu dans le réservoir. Le bras 113 articulé sur le support 120 est solidaire d'un bras auxiliaire 117 portant un curseur 118. Ce dernier est ainsi déplacé sur un trajet en arc de cercle, en regard des pistes électriquement conductrices 181 ménagées sur le support 180. Le cas échéant, le curseur 118 peut être ménagé directement sur le bras 113. Les pistes électriquement conductrices 181 sont reliées respectivement aux bornes d'entrée intermédiaires 63 du dispositif résistif standard 60 par l'intermédiaire de moyens de liaison 182. Là encore, la longueur respective des pistes 181 ménagées sur le support 180 est adaptée à la courbe du réservoir de telle sorte que le franchissement de chacune de ces pistes 181 par le curseur 118 corresponde à une variation sensiblement constante de volume de liquide L dans le réservoir. L'information représentative de-la position du flotteur 111 dans le réservoir et donc du volume de liquide L est obtenue par mesure de l'impédance entre la sortie 64 du dispositif résistif standard 60 et le curseur 118 ou une liaison électrique 183 reliée à ce dernier. Bien entendu, la présente invention n'est aucunement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. En particulier, la réalisation du dispositif résistif standard 60 et du support électriquement isolant 80, 180 muni de pistes électriquement conductrices est susceptible d'être obtenue selon toutes techniques classiques appropriées. De même, la fixation du dispositif résistif standard 60 sur le support isolant 80 ou sur une portion quelconque du réservoir est susceptible de nombreuses variant de réalisation. Enfin, on notera la possibilité de réaliser un dispositif rdsistif standard 160 (figure 5) dans lequel à la différence du mode de réalisation précédemment décrit en regard de ia figure 3, les résistances élémentaires 162 formées sur un support isolant 161 possèdent une première borne commune qui forme la sortie 164 de l1or- gane résistif, les secondes bornes des résistances élémentaires étant-reliées respectivement aux bornes d'en trée intermédiaires 163. Dans un tel cas, pour autoriser une détection exploitable, il est bien entendu nécessaire de donner des valeurs différentes-à chacune des résistances 62. Par ailleurs, le nombre des résistances schéma tiquement illustrées sur les figures, ne doit en aucune façon être considéré comme limitatif L'homme de l'art comprendra aisément que la pré cision de la détection dépend du nombre de ces résistances, qui dans tous les cas doit être au moins égal au nombre de pistes électriquement conductrices 81, 181 prévues sur le support électriquement isolant. On notera par ailleurs que les rsistances élémentaires formant le dispositif résistif standard peuvent être réparties sur différentes plaquettes. Cela est tout particulièrement le cas pour les dispositifs de mesure nécessitant une grande précision ou adaptés pour réaliser une mesure de niveau sur des réservoirs de grande profondeur. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la détection de niveau et/ou volume de liquide dans un réservoir, en particulier dans un réservoir de géométrie complexe, du type comprenant - un équipage détecteur de niveau (10, 110) muni d'un flotteur (11, 111) mobile pour suivre le niveau s du liquide L, et - un organe résistif du genre rhéostat muni d'un curseur lié à l'équipage détecteur pour générer une information représentative de la position dudit flotteur, caractérisé par le fait que l'organe résistif comprend - un dispositif résistif standard (60) composé d'une pluralité de résistances élémentaires (62) et présentant une pluraité-de bornes d'entrée intermédiaires (63) connectées respectivement aux Gsistances élémentaires, - un support électriquement isolant (80, 180) qui porte une pluralité de pistes électriquement conductrices (81, 181) réparties successivement en regard du trajet en déplacement du curseur (12, 118), la longueur respective des pistes (81, 181) le long de ce trajet étant adaptée à la courbe de ce réservoir de telle sorte que le franchissement de chacune de ces pistes (81, 181) par le curseur (12, 118) corresponde à une variation sensiblement constante de volume de liquide dans le réservoir, et - des moyens de liaison (82, 182) pour relier respectivement les bornes d'entrée intermédiaires (63) du dispositif résistif standard (60) et les pistes électriquement conductrices (81, 181). 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif résistif standard (60) est placé sur un support (61) auxiliaire électri- quement isolant destiné à être fixé sur le sx,port isolant portant les pistes électriquement conductrices (81). 3. Dispositif de détection selon l'une des revhndications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les résistances élémentaires (62) sont connectées en série. 4. Dispositif de détection selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les impédances respectives des résistances élémentaires sont identiques. 5. Dispositif de détection selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par lé fait que les bornes d'entrée intermédiaires (63)sont reliées respectivement aux bornes des résistances élémentaires (62), à l'exception d'une borne extrême (64) de l'agencement série des résistances élémentaires (62) qui constitue la sortie du dispositif résistif standard (60). 6. Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les résis tances élémentaires (162) possèdent une première borne commune qui forme la sortie (164) de l'organe résistif (160) les secondes bornes des résistances élémentaires (162) étant reliées respectivement aux bornes d'entrée intermé diaires (163). 7. Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 6 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé par le fait que le support auxiliaire (61) électriquement isolant est fixé sur le support isolant (80, 180) portant les pistes électriquement conductrices (81, 181) par l'intermédiaire des moyens de liaison (82, 182). 8. Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les pistes électriquement conductrices (81) sont disposées sur le suppo: électriquement isolant (80) sous forme d'une rangée rectiligne. 9. Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les pistes électriquement conductrices (181) sont disposées sur le support électriquement isolant (180) sous forme d'un arc de cercle. 10. Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'information représentative de la position du flotteur (11, 111) est prise entre la borne de sortie (64, 164) du dispositif résistif standard (60) et le curseur (12, 118). 11. Dispositif résistif standard pour la réalisation du dispositif de détection conforme à l'une des revendications 1 à 10 comprenant une pluralité de résistances élémentaires (62, 162) et présentant une pluralité de bornes d'entrée intermédiaires (63, 163) connectées respectivement aux résistances élémentaires.