Brevet FR2610720A1 — publié le 19880812

L'invention prend pour point de départ un indi- cateur de niveau pour liquides comprenant un conducteur du type optique fibreuse, qui s'étend sensiblement de haut en bas dans un réservoir et est muni d'un émetteur de rayonnement de telle sorte qu'on peut déduire le niveau de remplissage à partir de la quantité de rayonnement arrivant au récepteur. Dans un indicateur de niveau de ce genre qui est déjà connu, le conducteur de lumière présente, sur sa surface latérale, plusieurs protubérances dirigées vers l'extérieur. La lumière peut sortir du conducteur de lumière au droit de ces protubérances dès que la protubérance considérée est plongée dans le liquide. Plus grand est le nombre de protubérances qui se trouvent dans le liquide, plus grande est la quantité de lumière découplée et moins il parvient de lumière au récepteur.Cet indicateur de niveau a malheureusement l'inconvénient de ne permettre de détecter que certains niveaux déterminés, dont le nombre dépend du nombre de protubérances. I1 n'est donc possible d'obtenir qu'un contrôle quasi numérique du niveau d'un liquide. L'indicateur de niveau selon l'invention, qui est caractérisé en ce que le conducteur du type optique fibreuse est composé d'au moins deux brins qui sont juxtaposés aussi étroitement que possible, en ce que les brins ne présentent pas de gaine protectrice, du moins dans cette région et qu'un premier brin présente l'émetteur de rayonnement et un autre brin présente le récepteur de rayonnement. Comparativement à la technique antérieure, cet indicateur de niveau présente l'avantage de mesurer la hauteur ou le niveau de la surface libre d'un liquide de façon continue et sans pas intermédiaires. On peut détecter n'importe quel niveau de remplissage voulu. La construction de l'indicateur de niveau est parti culièrement simple.On peut utiliser des composants standards peu croûteux. Les conducteurs de lumière peuvent s'adapter pratiquement à n'importe quelle forme de réser voir, puisque les conducteurs de lumière peuvent être courbés à grand rayon et que, de cette façon, le résul tat de la mesure obtenu par le rayonnement découplé 'n'est que légèrement modifié. Plus il y a de liquide dans un réservoir, plus grande est la quantité de lumière qui apparaît sur le récepteur. La quantité de lumière varie donc dans le même sens que le niveau de remplissage, ce qui simplifie l'analyse. Selon une autre caractéristique de l'invention, un premier brin est constitué par un tube conducteur et un deuxième brin par une tige conductrice et le tube con ducteur présente plusieurs ouvertures d'entrée et de sor tie. Grecs à cette caractéristique, il est possible d'ef fectuer la mesure dans le cas de liquides qui clapotent fortement, c'est-à-dire dans le cas de liquides dont la surface libre subit continuellement des variations rapides, tandis que la quantité totale du liquide reste pra tiquement constante. Gracie à la constitution particu lière, il est possible de réaliser une sorte d'intégra tion sur les hauteurs variables de la surface libre du liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention seront mieux compris à la lecture de la descrip tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est une coupe longitudinale d'un conducteur de lumière et d'un réservoir de liquide les figures 2 à 4 représentent des variantes du conducteur de lumière. Sur la figure 1, on a désigné par 10 un indica teur de niveau à l'aide duquel on peut déterminer la hau teur d'un liquide 11 dans un réservoir 12. L'indicateur de niveau 10 est composé de deux brins conducteurs du ty pe optique fibreuse 13, 14 qui sont disposés directement l'un à côté de l'autre. Dans la région dans laquelle les deux brins conducteurs 13, 14 se font face, les conduc teurs ne portent pas de gaine protectrice 15. Cette gaine 15 sert, en particulier dans la région de départ des brins conducteurs 13, 14, à protéger les brins conducteurs des détériorations mécaniques ou de l'attaque par les milieux agressifs. En outre, cette gaine empêche également la sortie du rayonnement introduit. La région qui porte la gaine protectrice 15 ne doit pas plonger dans le liquide en utilisation normale.Le rayonnement est introduit dans le brin conducteur 13 par une source de rayonnement 16 et il est détecté à l'extrémité du brin conducteur 14 par un récepteur de rayonnement 17. Comme source de rayonnement 16, on utilise une diode luminescente (DEL) qui émet dans l'infrarouge ou dans la lumière visible. Si les extrémités des deux brins conducteurs 13, 14 sont disposées suffisamment près l'une de 1'autre, on peut utiliser ce qu'on appelle un détecteur de lumière réfléchie. Par ailleurs, il est prévu une couche réflectrice 20 sur les extrémités 18, 19 des deux brins conducteurs 13, 14 qui plongent dans le liquide 11. Cette couche 20 peut être, par -exemple, un miroir, afin de limiter à une valeur aussi faible que possible les pertes de rayonnement optique. La couche 20 peut être formée séparément pour chaque extrémité 18, 19 ou elle peut être commune aux deux extrémités. Si l'indicateur de niveau 10 se trouve -en dehors du liquide 11, aucun rayonnement introduit dans le brin conducteur 13 ne peut quitter le brin conducteur 13 et passer dans le brin conducteur 14 pour atteindre de cette façon le récepteur 17. L'air qui entoure les brins conducteurs 13, 14 possède un indice de réfraction nA = 1, qui se comporte comme une gaine'qui entoure le conducteur et empêche le rayonnement de sortir. Dès que l'indicateur de niveau de liquide 10 est plongé dans le liquide, l'indice de réfraction du milieu entourant les brins conducteurs 13, 14 se modifie. Si le liquide 11 possède un indice de réfraction nL > 1, le rayonnement introduit peut sortir partiellement du brin conducteur 13 à travers le liquide et pénètrer dans le brin conducteur 14. Plus l'indicateur de niveau de liquide 10 plonge profondément dans le liquide, plus grande est donc la quantité de rayonnement qui peut passer dans le brin conducteur 14, puisque les aires des surfaces des brins conducteurs, 13 et 14 respectivement,qui découplent le rayonnement sont grandes. La quantité de rayonnement qui parvient au récepteur 17 représente donc une mesure de la hauteur de la surface libre du liquide. Toutefois, il est également possible de laisser subsister entre les deux conducteurs un petit espace dans lequel le liquide 11 pénètre. Dans cette construction, on doit veiller à ce que la distance d'écartement entre les deux brins conducteurs soit aussi réduite que possible parce que ceci renforce et améliore l'effet de mesure. Toutefois, dans ce cas, il suffit d'enlever la gaine protectrice 15 sur le côté qui est dirigé vers l'autre brin conducteur. En remplacement de seulement deux brins conducteurs, comme on l'a représenté sur la figure 2, on peut disposer l'un à côté de l'autre deux faisceaux comprenant plusieurs brins conducteurs du type optique fibreuse 24. Ici, les faisceaux peuvent présenter en supplément une gaine protectrice sur les faces qui sont à l'opposé l'une de l'autre. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, les conducteurs du type optique fibreuse sont composés de deux demi-coquilles 27, 28 d'un tube conducteur de lumière. I1 doit subsister un petit écartement "d" entre les deux demi-coquilles 27, 28 afin que le liquide 11 puisse pénètrer à l'intérieur du tube conducteur de lumière. Ce n'est qu'à cette condition qu'il peut se produire un découplage du rayonnement introduit dans une de mi-coquille 27 et une introduction du rayonnement dans l'autre demi-coquille 28. La disposition concentrique représentée sur la figure 4 et composée d'un tube conducteur 30 et d'une tige conductrice 31 placée à l'intérieur du tube est particulièrement avantageuse. Afin que le liquide puisse pénetrer dans le volume intercalaire 32 compris entre le tube conducteur 30 et la tige conductrice 31, on a prévu des ouvertures de sortie et d'entrée. En donnant des dimentions particulièrement étroites à ces ouvertures ou à l'intervalle 32, il est possible de réaliser une mesure intégratrice dans le cas où la surface du liquide varie rapidement. Dans les solutions connues antérieurement, il n'est pas possible d'obtenir une mesure précise si le liquide 11 clapote et que la surface libre du liquide subit continuellement des variations rapides alors que la quantité du liquide reste pratiquement constante. Si llon choisit des dimensions suffisamment petites, le-niveau du liquide contenu dans le volume intercalaire 32 ne varie pas aussi rapidement que dans l'environnement de l'indicateur de niveau. Cette indication donne donc toujours une valeur moyenne qui est indépendante des variations rapides de la surface du liquide. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Indicateur de niveau (10) pour liquides (11), comprenant un conducteur du type optique fibreuse (13, 14) qui est muni d'un émetteur de rayonnement (16) de telle sorte qu'on peut déduire le niveau de remplissage de la quantité de rayonnement arrivant au récepteur, caractérisé en ce que le conducteur du type optique fibreuse est composé d'au moins deux brins (13, 14) qui sont juxtaposés aussi étroitement que possible, en ce que les brins ne présentent pas de gaine protectrice (15), du moins dans cette région et qu'un premier brin (13) présente l'émetteur de rayonnement (16) et un autre brin (14) le récepteur de rayonnement (17). 2 - Indicateur de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brins (13, 14) sont disposés directement l'un à côté de l'autre. 3 - Indicateur de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs brins (24) sont groupés en un faisceau et que les faisceaux sont étroitement juxtaposés. 4 - Indicateur de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brins sont réalisés sous la forme de demi-coquilles (27, 28) et qu'un léger écartement sépare les demi-coquilles (27, 28). 5 - Indicateur de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier brin est constitué par un tube conducteur (30) et qu'un deuxième brin est une tige conductrice (31) et en ce que le tube conducteur (30) présente plusieurs ouvertures d'entrée et de sortie. 6 - Indicateur de niveau selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les brins présentent une couche (20) qui réfléchit le rayonnement à leurs extrémités qui se trouvent dans le liquide (11). 7 - Indicateur de niveau selon une des revendi cations 1 à 6, caractérisé en ce que l'émetteur de rayonnement (16) est une diode luminescente (DEL) qui émet dans l'infrarouge ou dans le spectre visible.