Brevet FR2719899A1 — publié le 19951117

La présente invention a pour objet un dispositif permettant de mesurer le niveau du contenu liquide de plusieurs cuves, utilisable notamment dans ie domaine vinicole. Actuellement pour déterminer le niveau d'un liquide contenu dans une cuve, on utiiise couramment un tube transparent vertical, coudé à sa partie basse, gradué et relié par son extrémité inférieure à ladite cuve tandis que son extrémité supérieure est en contact direct avec l'atmosphère, le phénomène des vases communicants, selon lequel la surface libre du liquide dans ie tube se trouve au même niveau que dans ia cuve, permettant, par une simple lecture à l'aide de la graduation placée sur ie tube, de connaitre la hauteur du liquide présent dans la cuve. Dans le même but on utilise aussi de simples jauges que l'on introduit dans la cuve, ou encore des moyens plus sophistiqués tels que le dispositif optique décrit dans le document FR-A-2492974, utiiisant ia variation d'intensité d'un signal lumineux réfléchi par un réflecteur solidaire du niveau, ou celui décrit dans ie document FR-A-2619445, qui comprend un tube de niveau muni d une cellule de détection optique mesurant le rayonnement infrarouge réfracté par la paroi interne du tube en présence du liquide. Toutefois aucun de ces aispositifs ne permet de determiner le niveau de liquide dans différentes cuves non reliées entre elles à l'aide d!un tube unique, et la mise en oeuvre d'un tube par cuve a pour conséquence un coût important de l'installation. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif permettant de mesurer avec précision le niveau du liquide contenu dans plusieurs cuves non reliées entre elles, en utilisant un seul tube fixe. Le dispositif selon i invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend un tube fixe disposé verticalement, associé à un capteur de niveau et raccordé par des moyens de liaison appropriés à des cuves non reliées entre elles, lesdits moyens de liaison comportant chacun une vanne permettant de mettre en communication avec ledit tube l'une des cuves séiectionnées, ia détermination du niveau de liquide dans ladite cuve se faisant par la mesure du niveau de liquide dans ledit tube. Conformément à 1 ' invention ie capteur de niveau mis en oeuvre est relié à un ordinateur contenant un programme informatique adapté à traiter les informations provenant dudit capteur. Encore conformément à l'invention, les vannes mises en oeuvre sont des éiectrovannes également reliées à l'ordinateur, qui en commande l'ouverture ou la fermeture soit automatiquement, selon un programme préétabli, soit sur intervention de l'utilisateur, lequel peut en outre contrôler sur écran les résuitats iiés aux mesures effectuees par le capteur de niveau et traitées par l'ordinateur, et notamment les niveaux des liquides contenus dans les cuves. Le capteur de niveau mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention peut être un capteur à ultrasons disposé verticalement à i intérieur du tube ou un capteur optique placé à l1extérieur du tube. Dans ce dernier cas ie capteur optique qui comprend, de manière connue, un capteur d'images électronique incorporant des éiéments photosensibles, est mobile en translation verticale sur toute la longueur du tube et il est éclairé par une source lumineuse égaiement mobile en translation verticale et disposée de l'autre côté du tube, lequel est équipé d'un réglet gradué. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention ie tube est fermé à son extrémité supérieure et un conduit débouche dans sa partie haute, au dessus du niveau maximum de liquide pouvant y être contenu, ledit conduit étant relié à une vanne raccordée à deux autres conduits, dont i'un sert pour ia mise à l'air libre du tube, et l'autre permet d'introduire dans le tube un gaz sous faible pression, après fermeture du conduit de mise à l'air libre, en vue d'exercer une poussée sur le liquide. De ce fait, lorsque la nature des liquides est différente d'une cuve à l'autre, il est possible de chasser le liquide contenu dans le tube en le refoulant vers la cuve correspondante jusqu'à ce qu'il atteigne ia vanne correspondante, dont la fermeture est alors commandée par l'ordinateur pour arrêter l arrivée du gaz dans le tube, après quoi le conduit de mise à l'air libre est ouvert, permettant à un liquide différent, contenu dans une autre cuve, de pénétrer dans le tube en vue de la mesure du niveau dudit liquide dans la cuve qui le contient. Les avantages et les caractéristiques ae la présente invention ressortiront plus ciairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, fourni à titre de simple illustration de l'invention, vis à vis de laquelle il ne présente aucun caractère limitatif. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif selon i invention. - la figure 2 représente une vue en coupe d'un tube mis en peuvre dans un dispositif selon l'invention. - la figure 3 représente une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invneion. Si on se réfère à la figure 1 on peut voir qu'un dispositif selon l'invention comprend un tube 1 renfermant un capteur de niveau à ultrasons 11, ie tube 1 étant d'un diamètre approprié afin d'éviter la répercussion des ondes sur ses parois et étant ouvert à son extrémité supérieure 10, et pourvu à sa base d'une ouverture 12 dans laquelle débouche un conduit 13 relié à un réseau 2 de quatre conduits 21, 22,23 et 24 solidarisés par l'une de leurs extrémités, respectivement 210, 220, 230 et 240, audit conduit 13 et débouchant par leur autre extrémité, 210', 220', 230', 240', dans un ensembie de cuves 4, respectivement 41, 42, 43 et 44. Chaque conduit 2i, 22, 23 et 24 est muni d!une électrovanne, 211, 221, 231 et 241 commandée en position ouverte ou fermée, pour le passage ou non d'un liquide contenu dans une cuve 4, par un ordinateur 3 relié auxdites électrovannes par des câbles électriques, respectivement 211', 221' 231' et 241' et relié d'autre part au capteur de niveau il par un câble électrique ii . Lorsque l'on veut connaitre le niveau de liquide 51 présent dans ia cuve 4i, par exemple, il suffit de commander, à l'aide de l'ordinateur 3, l'ouverture de l'électrovanne 211, les trois autres électrovannes 221, 231 et 241 étant en position fermée, le liquide 51, par l'effet des vases communicants, s'écoule aiors dans le conduit 2i et pénètre par l'ouverture 12 dans le tube 1 où il entre en contact avec le capteur de niveau ii qui permet de mesurer la hauteur du liquide contenu dans le tube 1, et par conséquent dans la cuve 41. On procède de la même façon pour déterminer le niveau de liquide dans les autres cuves 42, 43 et 44. Les grandeurs physiques mesurées par le capteur 11 et communiquées à l'ordinateur 3 sous la forme de signaux analogiques repésentatifs des différents niveaux des liquides présents dans les cuves 4 sont traitées par un programme informatique en mémoire dans l'ordinateur 3, permettant à l'utilisateur de gérer les données relatives aux variations desdits niveaux. Sur la figure 2 on peut voir un tube 1 contenant un liquide 5 dont on veut mesurer le niveau 50, muni à son ouverture supérieure 10 d'un couvercle 6 en-dessous duquel débouche, dans la paroi 15 du tube 1, au dessus du niveau maximum que peut atteindre ie liquide 5, un conduit 71 relié à une électrovanne 7 d'où partent deux autres conduits 72 et 73, le conduit 72 permettant de mettre l'espace intérieur du tube 1 en communication avec l'atmosphère, et le conduit 73 permettant d'acheminer un gaz sous pression dans le tube 1 en vue de chasser le liquide 5 pour pouvoir mesurer le niveau d'un liquide de nature différente contenu dans une autre cuve. Si on se réfère maintenant à ia figure 3 on peut voir que le capteur de niveau à ultrasons est remplacé par une caméra électronique 8, mobile le long du tube 1 grâce à des moyens mécaniques non représentés, asservis à la détection de la surface libre 50 d un liquide 5 dont on veut déterminer le niveau dans une cuve 4. La caméra 8 comprend un objectif 81 et un capteur d'images électronique 80 du type dispositif à transfert de charges, communément appelé "CCD", abréviation de son appellation angiaise "charge coupled device". Une source de lumière 82, qui se déplace avec la caméra 8, est disposée et orientée de manière à éclairer le champ optique de la caméra 8, qui est reliée électriquement à l'ordinateur 3 pour le traitement des données et l'affichage des résultats. Le tube 1 comporte en outre sur toute sa hauteur un réglet 83, sur lequel sont imprimés des repères successifs 84 tels qu'une graduation ou des codes à barres représentatifs d'une valeur métrique correspondant à la hauteur dudit repère, lesdits repères 84 étant disposés de manière à pouvoir être captés par la caméra 8. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: ia mesure du niveau du liquide 5 d'une cuve 4 est réalisée en déplaçant la caméra 8 le long du tube 1 jusqu'à ce qu'elle capte l'image du niveau 50, constitué par la surface libre du liquide 5, et se stabilise à cet endroit, l'image étant formée sur le capteur 80 par excitation d'un certain nombre d'éléments photosensibles ou pixels dudit capteur, les autres éléments photosensibles étant aussi excités par la lumière émise par la source lumineuse 82 mais d'une manière différente, et générant une tension proportionnelle à l'intensité lumineuse reçue. Le capteur CCD 80 de la caméra 8 reçoit égaiement l'image d'un repère 84. L'analyse des signaux électriques émis par la caméra 8 et notamment des differentes tensions numérisées est effectuée par un traitement informatique approprié mémorisé dans l'ordinateur 3 et qui consiste à déterminer la distance exacte séparant le niveau 50 du liquide 5 du repère 84 et, par différence, la hauteur du liquide 5 dans ie tube 1 et par conséquent dans la cuve 4. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour mesurer ie niveau du liquide contenu dans plusieurs cuves (4) non reliées entre elles, caractérisé en ce qu'il comprend un tube fixe (1) disposé verticalement, associé à un capteur de niveau (11, 8) relié à un ordinateur (3) contenant un programme informatique adapté à traiter les informations provenant dudit capteur (11, 8), ledit tube (i) étant raccordé à chacune des cuves (41, 42,43,44) par des moyens de liaison appropriés (21,22,23,24) comportant chacun une électrovanne (211,221,231,241) également reliée à l'ordinateur (3) qui en commande l'ouverture ou ia fermeture, permettant de mettre en communication avec ledit tube (1! chacune des cuves (41,42,43,44), la détermination du niveau de liquide dans l'une des cuves (4) se faisant par la mesure du niveau (50) de liquide (5) dans ledit tube qui). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de niveau est un capteur à ultrasons (11) disposé verticalement à l'intérieur du tube (1). 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de niveau est constitué d'un capteur optique (8) place à l'extérieur du tube (i) et comprenant un capteur d'images électronique (80) et un objectif (81), une source de lumière (82), disposée de autre côté du tube (1) et apte à se déplacer avec le capteur optique t8) le long du tube (1) par des moyens mécaniques appropriés, éclairant le champ optique dudit capteur optique (8), afin de iui permettre de capter l'image de la surface libre (50) du liquide (5) ainsi que d'un repère (84), en vue de déterminer, par un traitement informatique approprié, la distance exacte séparant la surface libre (50) du repère (84) et, par différence, ia hauteur du liquide (5) dans le tube (1) et par conséquent dans la cuve (4) correspondante. 4) Dispositif selon la revendication i caractérisé en ce que le tube (1) est fermé à son extrémité supérieure par un couvercle (6) et en ce qu un conduit (7i) débouche dans la partie haute du tube (1) au-àessus du niveau maximum de liquide (5) pouvant y être contenu, ledit conduit (6) étant relié à une vanne raccordée à deux autres conduits (72,73), dont l'un (72) sert pour ia mise à i'air libre du tube (1) et l'autre (73) permet d'introduire dans ie tube (1) un gaz sous pression, après fermeture du conduit (72), en vue d'exercer une poussée sur le liquide (5).