Brevet FR2718545A1 — publié le 19951013

DISPOSITIF DE REGLAGE DU NIVEAU D'UN LIQUIDE CONTENU DANS UN RECIPIENT La présente invention concerne le domaine des indications du niveau des liquides par mesure de variations de résistances électriques et en utilisant des moyens d'indications actionnés électriquement. Elle a plus particulièrement pour objet, un dispositif d'indication du niveau de l'électrolyte dans des accumulateurs recevant et fournissant de l'énergie électrique au moyen de réactions électrochimiques réversibles. L'utilisation rationnelle d'un accumulateur recevant et fournissant de l'énergie électrique au moyen de réactions électrochimiques réversibles, exige un entretien périodique des éléments qui le constitue. En particulier, il est nécessaire de vérifier le niveau d'électrolyte dans chacun des compartiments de la batterie et, éventuellement, de l'ajuster afin qu'il corresponde au niveau pour lequel les performances de l'accumulateur sont optimales. Le certificat d'utilité FR2629948 décrit un dispositif mécanique pour le remplissage de batteries d'accumulateurs comprenant principalement un convoyeur d'eau distillée, muni d'un orifice, d'un clapet de retenue associé à l'orifice, d'un flotteur plongeant dans le liquide de l'accumulateur et attelé au clapet, et d'un signaleur de position du clapet. Ce dispositif comporte un certain nombre d'éléments qui, en fonctionnement, se déplacent en translation ou en rotation et sont donc susceptibles d'une défaillance telle un grippage ou un blocage avec une probabilité non négligeable. En outre, ce dispositif ne permet ni de détecter un niveau trop haut d'électrolyte dans l'accumulateur ni de réduire un tel niveau, pouvant compromettre la sécurité notamment dans le cas d'utilisation à bord d'aéronefs. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif fixe de réglage du niveau d'un liquide. Selon l'invention, un dispositif de réglage du niveau d'un liquide contenu dans un récipient est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle et des moyens associés de réglage du niveau du liquide. Selon une caractéristique particulière, que les moyens de réglage comportent une pompe réversible et des moyens logiques de commande du fonctionnement du moteur de cette dernière et de son sens de rotation. Selon une caractéristique additionnelle, les moyens logiques comportent des moyens de mise en forme des signaux, des moyens de temporisation d'un signal, des moyens de mémorisation d'un changement d'état, des moyens logiques de commande du moteur ainsi que des moyens de relayage de puissance. Selon une autre caractéristique, les moyens de contrôle comportent des moyens de génération d'une tension constante et des moyens de détection, par seuil, d'un niveau bas et d'un niveau haut de liquide. Selon une caractéristique particulièrement, les moyens de détection comportent trois électrodes. Selon une caractéristique additionnelle les moyens de détection comportent des amplificateurs différentiels. Selon une autre caractéristique, les électrodes sont disposées parallélement, en tout ou partie à l'intérieur d'un coulisseau dont le déplacement, par rapport à une coulisse, est réglable. Selon une autre caractéristique, les moyens de contrôle, exeptés l'extrémité des électrodes, sont disposés à l'intérieur d'un fourreau étanche. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans la description d'une variante de réalisation, en regard des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 est un schéma général simplifié de l'invention, - la figure 2 est un schéma des moyens des moyens de contrôle du niveau de l'électrolyte, - la figure 3 présente un schéma des moyens de génération d'une tension constante, - la figure 4 montre un schéma général des moyens de réglage du niveau de liquidedes moyens logique de commande du réglage du niveau; - la figure 5 montre un schéma des moyens logique de commande du réglage du niveau; - la figure 6 présente un schéma des moyens de relayage de puissance. - les figures 7 et 8 présentent des moyens d'agencement des moyens de contrôle du niveau d'électolyte, - les figures 9 et 10 présentent des moyens d'agencement des électrodes. La figure 1 montre un schéma d'un dispositif de contrôle et de réglage du niveau 5 d'électrolyte contenu dans un accumulateur 1 selon la variante de réalisation présentée. Ce dispositif comporte des moyens de contrôle 10 et des moyens 50 associés de réglage du niveau d'électrolyte. Les moyens de contrôle sont présentés à la figure 2. Ils comportent des moyens 6 de détection par seuil d'un niveau bas d'électrolyte, des moyens 7 de détection par seuil d'un niveau haut d'électrolyte, des moyens 8 de signalisation du niveau d'électrolyte, et des moyens 14 de génération d'un tension V constante. Ces moyens 14 de génération d'une tension V constante sont présentés sur la figure 3. Ils comportent des moyens 30 d'alimentation d'un courant alternatif, un pont redresseur 31, du type pont de WHEASTONE, un régulateur 32 de tension, une diode ZENER 33 de relevage de la tension, des capacités de découplage 34, deux filtres 35a et 35b constitués par des capacités et une diode 36 de protection contre les courants négatifs. La sortie 31a du pont de Wheastone est reliée, par un circuit électrique 190, à une pompe 200, et une capacité 37 ainsi qu'une diode 38 sont associés au fonctionnement dudit circuit, la fonction de la capacité étant de limiter l'influence du démarrage de la pompe sur la tension à l'entrée du régulateur 32 et celle de la diode, d'empêcher que cette capacité ne se décharge dans ledit circuit. Les moyens 6 de détection par seuil d'un niveau bas d'électrolyte comportent une électrode 11, un amplificateur différentiel 15, un potentiomètre ajustable 17, une résistance de polarisation 16, des moyens de temporisation 19, et une capacité 18 assurant la sfabilisation de la tension V. Les moyens de temporisation 19 comportent une résistance 19a et une capacité 19b. La capacité 18 assurent la stabilisation de la tension V. Les moyens 7 de détection par seuil d'un niveau haut d'électrolyte comportent une électrode 12, un amplificateur différentiel 21, un potentiomètre ajustable 24, une résistance de polarisation 22 ainsi que, des moyens de temporisation 23 comportant une résistance et une capacité. Une troisième électrode 13, appelée électrode de référence, est associée aux moyens 6 et 7. Elle est reliée à la masse 0. Les électrodes 11,12,13 sont disposées, dans l'accumulateur, de façon à ce que les extrémités respectives lia, 12a des électrodes 11 et 12 définissent respectivement un niveau bas et un niveau haut d'électrolyte, tandis que l'extrémité 1 3a de l'électrode de référence soit au moins aussi basse que l'extrémité lia de l'électrode 11. Les moyens 8 de signalisation comprennent deux diodes électroluminescentes 27,28 alimentées électriquement par les moyens 14. L'une 27 est reliée en 20 à la sortie de l'amplificateur différentiel 15 tandis que l'autre 28 est reliée à la sortie 25 de l'amplificateur différentiel 21. La présence d'un signal, appelé S20, en 20, et corrélativement l'absence de signal, appelé S2s, en 25, indique que la surface de l'électrolyte est située à un niveau inférieur à celui de l'extrémité inférieure de l'électrode 11 de niveau bas tandis que la présence d'un signal S25 en 25, et corrélativement l'absence de signal S20 en 20, indique que la surface de l'électrolyte est située à un niveau supérieur à celui de l'extrémité inférieure de l'électrode 12 de niveau haut. Les moyens 50, de réglage du niveau de l'électrolyte contenu dans l'accumulateur sont présentés sur la figure 4. Ils comportent des moyens de traitement 60 des signaux S20, S25 issus des moyens moyens de contrôle 10, et plus particulièrement des moyens respectifs 6 et 7, une pompe 200 réversible et un circuit de commande associé 190, ainsi que des moyens 125 de signalisation du niveau de l'électrolyte. Les moyens 60 de traitement comportent des moyens 52 de mise en forme des signaux S20, S2s, des moyens 56 de temporisation d'un signal, des moyens 80 de mémorisation d'un changement d'état et des moyens logiques 90 de commande du moteur de la pompe 200 et de son sens. Ces moyens sont montrés, en détails, sur la figure 5. Les moyens de mise en forme des signaux 20 et 25 sont constitués par deux portes "NON ET", I'une 52a associée au signal S20, et l'autre 52b associée au signal S25 La sortie de chacune de ces portes est reliée à un circuit de temporisation, respectivement 56a et 56b, comprenant chacun une résistance et une capacité reliée à la masse O. Chacun de ces circuits de temporisation 56a, 56b est relié aux moyens 80 de mémorisation de changement d'état des signaux issus de ces circuits. Ces moyens comportent des premiers moyens associés au circuit de temporisation 56a et constitués d'une bascule 82 et des seconds moyens associés au circuit 56b et constitués d'une porte "NON ET" 84 dont la sortie est reliée à l'entrée "CLOCK" d'une bascule 85. Les sorties Q des bascules 82 et 85 sont reliées à une capacité 87, à une diode électroluminescente 132 et à une résistance 147. La capacité 87 est reliée aux entrées "SET" de ces bascules. La résistance 147 est reliée à un oscillateur 145 et à une diode 146 elle-même reliée à la sortie des moyens 150. Ces moyens 80 de mémorisation sont reliés aux moyens logiques 90 de commande du moteur de la pompe et de son sens. Ces moyens 90 comportent des premiers moyens 90a et des seconds moyens 90b. Les premiers moyens 90a comportent une porte "NON ET" 92 ainsi que deux portes "ET" 93 et 94 cette dernière étant commune aux premier et deuxième moyens. La porte 92 est reliée en entrée aux moyens de temporisation 56 et en sortie à la porte "ET" 93. La seconde entrée de la porte 93 à la sortie est reliée à la sorties QB de la bascule 82 tandis que la sortie est reliée à l'entrée 94a de la porte 94. Les seconds moyens comportent des moyens de temporisation 95 ainsi que quatre portes "ET" 95, 96, 97 et 94, cette dernière étant commune aux premier et deuxième moyens. La porte "ET" 96 est reliée à la sortie QB de la bascule 85 et à la sortie des moyens de temporisation 56b. La porte 97 est reliée par l'une de ses entrées à la porte 96, elle même reliée à l'entrée 94a de la porte 94. Une diode 99a, respectivement 99b, est interposée entre les portes 93 et 94, respectivement 98 et 94, afin d'éviter toute interaction de l'un des moyens 90a, 90b sur l'autre. De plus, L'entrée 94a de la porte 94 est reliée aux moyens O' constitués d'une résistance reliée à la masse O. L'une des entrées des portes 94 et 97 reçoit un signal C issu des moyens 150 ou de la sortie de la porte "NON ET" 134 via la résistance 136 et la diode 137. La sortie de la porte 94 est reliée au circuit de commande 190 associé à la pompe 200. Des moyens 125 de signalisation de la position du niveau d'électrolyte sont associés aux moyens précédemment décrits. Ils comprennent des moyens de visualisation 126 des différents niveaux possibles par rapport aux seuils fixés 1 la et 12a et des moyens sonores 127 de signalisation d'un niveau correct, c'est-à-dire d'un niveau compris entre le niveau bas et le niveau haut fixés respectivement par les extrémités 1 la et 12a des électrodes 11 et 12; Les moyens de visualisation 125 comportent trois diodes électroluminescentes 130,131 et 132 qui sont alimentées respectivement, lorsque le niveau de l'électrolyte est au-dessus de l'électrode de niveau haut, lorsqu'il est audessous de l'électrode de niveau bas, lorsqu'il est entre l'électrode de niveau haut et l'électrode de niveau bas, c'est à dire lorsqu'il est correct. Dans ce dernier cas, des moyens 138 de temporisation ainsi qu'un circuit logique 144 comprenant, dans ce principalement les portes "ET" 133 et 135 et la porte "NON ET" 134 sont associés à la diode 132. Les moyens sonores 127, d'indication d'un niveau correct de l'électrolyte, sont complémentaires de la diode 132 et sont aussi associés aux moyens de temporisation 138 et au circuit logique 144. Ils comportent principalement, un oscillateur 145 et un haut parleur 146. La sortie des moyens 138 de temporisation est reliée aux entrées "RESET" des bascules 82 et 85. Le circuit de commande 190 associé à la pompe 200 est montré sur la figure 6. Il comporte des moyens 191 d'amplification du signal issu des éléments 94, 97, 145, deux relais 192,193 associés respectivement aux intérrupteurs 192a, 192b et 193a, 193b la tension issue. Ils sont associés aux moyens 14 de génération d'une tension V constante et, en partie, aux moyens sonores 127. La pompe est reliée d'un coté à un bac cobstituant une réserve d'électrolyte et de l'autre à l'accumulateur. Le fonctionnement de ces moyens 180 est le suivant: Lorsqu'une tension U1 est présente en sortie de la porte 97, elle est amplifiée par les moyens 191 puis provoque l'excitation du relais 193. Ce dernier provoque alors le basculement des interrupteurs 193a et 193b qui, initialement étaient respectivement reliés électriquement à l'interrupteur 192a et 192b. Les interrupteurs 193a et 193b sont alors reliés respectivement à l'interrupteur 192b et 192a. Lorsqu'une tension U2 est présente à la sortie de la porte 94, elle est amplifiée par les moyens 191 puis provoque l'excitation du relais 192. Ce dernier provoque alors la fermeture des interrupteurs 192a et 192b. Dès lors, le moteur de la pompe aspire de l'électrolyte dans le bac et le refoule dans l'accumulateur jusqu'à ce que la tension U2 devienne nulle c'est-à-dire que le niveau de l'électrolyte atteigne le seuil de niveau bas, fixé par l'extrémité lia de l'électrode 11. Lorsqu'une tension U1 et une tension U2 sont présentes simultanément, comme lorsque le niveau de l'électrolyte dans l'accumulateur est supérieur au seuil fixé par l'extrémité 12a, le moteur aspire de l'électrolyte dans l'accumulateur et le refoule dans le bac jusqu'à ce que le niveau d'électrolyte dans l'accumulateur atteigne le seuil de niveau haut. La présence d'une tension oscillante à la sortie de l'oscillateur 145, provoque, aprés amplification et au niveau du haut-parleur, une émission sonore. Comme montré sur le schéma des figures 7 et 8, les électrodes 11,12, et 13 sont disposées parallèlement à 'intérieur d'un tube 301 et des garnitures d'étanchéité 302, 303, 304 assurant son immobilité par rapport à un corps de sonde 305. Un tube en plastique 306 est relié d'un coté à l'orifice 307 du tube , et de Comme montré sur le schéma des figures 7 et 8, les électrodes 11,12, et 13 sont disposées parallèlement à l'interieur d'un tube 301 et des garnitures d'étanchéité 302, 303, 304 assurant son immobilité par rapport à un corps de sonde 305. Un tube en plastique 306 est relié d'un coté à l'orifice 307 du tube , et de l'autre, à la pompe 200. Son extrémité 304 contribue à assurer l'étanchéité du volume 308 à l'intérieur duquel sont disposés les moyens 6,7, et 8 de contrôle du niveau d'électrolyte. Le corps de sonde est transparent, permettant ainsi de voir les diodes électroluminescentes, et il comporte deux orifices 309, 310 permettant de régler les potentiomètres 17,24. Les moyens 6,7,8 sont reliés électriquement aux moyens 14 et 195 par l'intermédiaire des connexions électriques souples 311. Tout appui sur le bouton poussoir 120 provoque le contrôle du niveau par les moyens 10 et le réglage de ce dernier par les moyens 50. Selon un autre agencement présenté sur les schémas, en coupe de la figure 9, et de la figure 10, les électrodes 11,12, et 13 sont disposées parallèlement à l'interieur d'un ensemble de forme principalement cylindrique et constitué d'un coulisseau 401 et d'une coulisse 402. La base de la coulisse 402 est destinée à être positionnée sur le rebord de l'accumulateur de façon à constituer l'origine d'un repère. La distance entre les extrémités lia et 1 2a des électrodes 11 et 12 fixant respectivement les niveaux bas et haut et délimitant un niveau correct d'électrolyte, est déterminé au préalable et le coulisseau est choisi en conséqunce. La valeur absolue de ces niveaux, est, quant à elle, définie par rapport à l'origine du repère et elle est obtenue à l'aide de moyens de réglage de la translation du coulisseau 401 par rapport à la coulisse 402. Dans ce mode de réalisation, ces moyens de réglage comportent des moyens de blocage 404 du coulisseau 401 par rapport à la coulisse 402, ainsi qu'une règle graduée 405 disposées à la surface du coulisseau 401. Un tel agencement de tout ou partie des moyens de contrôle du niveau d'électrolyte permet de faciliter maintenance et d'en réduire notablement la durée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage du niveau 5 d'un liquide contenu dans un récipient 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens 10 de contrôle de ce niveau 5 et des moyens 50 associés de réglage du niveau du liquide. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage 50 comportent une pompe réversible 200 et des moyens logiques 195 de commande du fonctionnement du moteur 201 de cette dernière et de son sens de rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens logiques 195 comportent des moyens 52 de mise en forme des signaux , des moyens 56 de temporisation d'un signal, des moyens 80 de mémorisation d'un changement d'état, des moyens logiques 90 de commande du moteur 201 ainsi que des moyens 190 de relayage de puissance. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens de contrôle comportent des moyens 14 de génération d'une tension V constante, des moyens 6,7 de détection, par seuil, d'un niveau bas et d'un niveau haut de liquide. 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens 6,7 de détection comportent trois électrodes 11,12,13. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens 6,7 de détection comportent des amplificateurs différentiels 21,22. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisé en ce que les électrodes sont disposées parallélement, en tout ou partie à l'intérieur d'un coulisseau 401 dont le déplacement, par rapport à une coulisse 402, est réglable. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les moyens 10 de contrôle, exeptés l'extrémité des électrodes 11,12,13, sont disposés à l'intérieur d'un fourreau étanche.