Brevet FR2667147A1 — publié le 19920327

Détecteur de niveau de liquide La présente invention concerne un détecteur de niveau de liquide. L'invention s'applique en particulier à des pompes à vide du type pompes à palettes dans lesquelles le stator est plongé dans une cuve à huile Il est alors nécessaire de surveiller le niveau d'huile dans la cuve Ceci se fait habituellement visuellement au travers d'un hublot. Cependant la pompe peut être située dans un endroit non directement accessible pour des raisons variées, et il peut être de toutes façons intéressant de regrouper dans un même local toutes les données concernant les paramètres de fonctionnement d'une installation industrielle quelconque. L'indication souhaitée concernant le niveau consiste dans l'information que le niveau est au-dessus d'un niveau minimal ou bien qu'il est descendu jusqu'à ce niveau minimal Il s'agit donc d'une information par tout ou rien: on est au-dessus du niveau minimal ou bien on a atteint ce niveau minimal. Divers dispositifs existent, soit hydrostatiques, soit électriques à conductivité ou à capacité, soit à rayonnements, cependant ces dispositifs sont, soit de mise en oeuvre délicate, soit coûteux, soit inutilisables dans certains milieux liquides. La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif simple, de faible coût, ayant un faible encombrement, et pouvant fonctionner dans une gamme de température allant de O à 1000 C. L'invention a ainsi pour objet un dispositif pour délivrer un signal binaire indiquant qu'un liquide atteint ou dépasse un niveau déterminé ou ne l'atteint pas, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur, constitué par une résistance placée dans ladite enceinte à un niveau déterminé et monté dans un pont de Wheastone alimenté dans une de ses diagonales par l'intermédiaire d'un transistor dont la base est reliée à la sortie d'un amplificateur à grand gain qui a ses entrées reliées à l'autre diagonale du pont, ledit pont comportant un potentiomètre de réglage, la tension d'émetteur alimentant le pont variant selon que ledit détecteur est situé dans ledit liquide ou hors du liquide, ladite tension étant comparée à un seuil dans un comparateur dont la sortie constitue ledit signal. 2- Selon une autre caractéristique, une sonde de température est disposée à proximité dudit détecteur fournissant une tension proportionnelle à sa température, qui est envoyée, ainsi que la tension de l'émetteur dudit transistor sur un additionneur pour effectuer une compensation d'une dérive éventuelle de température, la sortie dudit additionneur étant envoyée vers ledit comparateur. On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique représente le dispositif selon l'invention. Sur la figure, on a schématisé un récipient 1 contenant un liquide 2, par exemple de l'huile. Le dispositif comprend une résistance électrique 3 fixée à un niveau déterminé dans le récipient 1, il s'agit par exemple d'une résistance à coefficient de température négatif. La résistance 3 est montée dans une branche d'un pont de Wheastone 4 comprenant dans les autres branches des résistances 5, 6 et 7 Il est alimenté dans sa diagonale 8, 9 par une alimentation, par exemple entre + 12 volts et 12 volts par l'intermédiaire d'un transistor 10 dont l'émetteur 30 est relié au point 8 La base 11 du transistor est reliée à la sortie d'un amplificateur à grand gain 12 dont les entrées 13 et 14 sont reliées à l'autre diagonale repérée 15, 16 du pont de Wheastone. Pour le réglage du pont 4, on utilise un potentiomètre 17 dont le curseur constitue justement le point 16 de la diagonale du pont. Le montage se complète par un dispositif de compensation pour compenser la dérive en température du détecteur constitué par la résistance 3 lorsque les conditions de température du liquide 2 et du milieu ambiant au-dessus varient beaucoup. A cet effet, une sonde de température 18 qui fournit une tension V = k, avec la température de la sonde et k une constante linéaire, est reliée à une entrée 19 d'un circuit additionneur 20, dont une autre entrée 21 est reliée au point 8, c'est-à-dire à la tension d'alimenta- tion du pont par l'émetteur 30 du transistor 10. La sonde 18 est disposée à proximité du détecteur 3, de préférence dans le liquide 2. La sortie 22 du circuit additionneur 20 est comparée à une tension -3- de seuil en 23 par un comparateur 24 dont le signal de sortie en 25 est un signal tout ou rien + 12 volts ou 12 volts, selon que le détecteur 3 est ou non dans le liquide 1. Le fonctionnement est le suivant Par le potentiomètre 17 et pour une alimentation entre + 12 volts et 12 volts, on effectue le réglage de façon à obtenir par exemple + 2,5 volts sur l'émetteur 30 du transistor 10 Ce réglage s'effectue lorsque le détecteur-résistance 3 est'dans l'air et à température ambiante de l'ordre de 18 200 C. Lorsque la résistance 3 passe de l'air à l'huile 2, l'effet du liquide environnant va être de mieux évacuer la chaleur qu'elle dissipe. Ainsi, si elle est à coefficient de température négatif, sa valeur de résistance va augmenter, et la tension entre les points 13 et 14 va augmenter Il en résulte une augmentation de la tension de sortie de l'amplificateur 12, donc de la tension d'émetteur 30 du transistor 10. Cette tension d'émetteur 30 est celle qui alimente le pont en 8 Les autres résistances du pont: 5, 6 et 7 et le potentiomètre 17 étant choisies de faible dérive en température, cette augmentation de tension au point 8 agit essentiellement sur la résistance 3 qui, étant plus chauffée, voit sa résistance diminuer, compensant ainsi l'effet précédent On atteint ainsi un nouvel équilibre du pont de Wheastone 4 et le montage se stabilise avec une tension au point 8 différente de la tension qui existe en ce point lorsque la résistance 3 est dans l'air. Cet écart peut aller de 1 à 6 volts suivant le type de résistance. C'est cette variation de tension au point 8 que l'on compare à un seuil par l'amplificateur 24 monté en comparateur. Le dispositif de compensation décrit plus haut, 18 à 22, permet de tenir compte de la dérive en température de la résistance 3 lorsque les conditions de température de l'huile et de l'air varient beaucoup (plus de 200 C). Avec le dispositif de compensation et un écart de température entre l'air et l'huile inférieur à 100 C, le fonctionnement est correct de O à 1000 C. La tension fournie par la sonde 18, à la sortie de l'amplificateur 31, est une tension antagoniste de l'évolution de la tension qui se -4- manifeste au point 8 lors d'une dérive en température de la résistance 3. Ainsi, le dispositif selon l'invention est simple, de faible coût, il peut être monté sur un circuit imprimé Il a un encombrement très faible Il permet de donner une information tout ou rien selon que la résistance 3 est ou non dans le liquide, avec une erreur inférieure au millimètre sur le niveau. Dans le cas ou le liquide 2 est un liquide conducteur, le détecteur résistance 3 doit être isolé électriquement Si le liquide est corrosif, le détecteur résistance doit être isolé du liquide par une enveloppe ou un moulage de protection dans un matériau approprié. -5- REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour délivrer un signal binaire ( 25) indiquant qu'un liquide ( 2) dans une enceinte ( 1) atteint ou dépasse un niveau déterminé ou ne l'atteint pas, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur, constitué par une résistance ( 3) placée dans ladite enceinte à un niveau déterminé et montée dans un pont de Wheastone ( 4) alimenté dans une de ses diagonales par l'intermédiaire d'un transistor ( 10)-dont la base ( 11) est reliée à la sortie d'un amplificateur ( 12) à grand gain, qui a ses entrées ( 13, 14) reliées à l'autre diagonale ( 15, 16) du pont ( 4), ledit pont comportant un potentiomètre de réglage ( 17), la tension d'émetteur ( 30) alimentant le pont variant selon que ledit détecteur ( 3) est situé dans ledit liquide ( 2) ou hors du liquide, ladite tension étant comparée à un seuil ( 23) dans un comparateur ( 24) dont la sortie ( 25) constitue ledit signal. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une sonde de température ( 18) est disposée à proximité dudit détecteur ( 3) fournissant une tension ( 19) proportionnelle à sa température, qui est envoyée ainsi que la tension de l'émetteur ( 30) dudit transistor ( 10) sur un additionneur ( 20) pour effectuer une compensation d'une dérive éventuelle de température, la sortie ( 22) dudit additionneur étant envoyée vers ledit comparateur ( 24).