Brevet FR2753272A1 — publié le 19980313

L'invention concerne un détecteur de présence d'un liquide sur une surface. II est applicable dans l'agriculture pour la mesure de la condensation sur le feuillage des plantes. Par ailleurs, la présence d'eau sur les végétaux est préjudiciable à leur santé car elle favorise les attaques par de nombreux microbes phytopathogènes. En fonction de la durée de présence d'eau sur les plantes, les agriculteurs peuvent être amenés à prendre les mesures phytosanitaires adéquates pour éviter le développement de maladies (traitements à l'aide de produits phytosanitaires, assèchement du feuillage par ventilation ou chauffage dans les serres, etc...). Actuellement, I'agriculteur doit vérifier visuellement l'état du feuillage. Cette appréciation humaine présente plusieurs inconvénients. La détermination de la durée de présence d'eau sur les plantes requiert des observations d'autant plus fréquentes que la mesure doit être précise. Ceci peut être coûteux et incommode à mettre en oeuvre, en particulier quand la présence d'eau sur les cultures a lieu pendant la nuit (pluies nocturnes, rosée, etc...). Cet inconvénient peut être aggravé, au détriment de la précision de l'appréciation visuelle, par le manque d'uniformité des cultures d'un point d'un champ (ou d'une serre) à un autre et si les surfaces cultivées sont de grandes dimensions. On connaît un dispositif permettant d'évaluer la présence de liquide à sa surface. II s'agit d'un capteur comportant des électrodes en forme de peignes imbriqués collés sur une plaque de résine. Le capteur est destiné à etre placé entre les végétaux. L'inconvénient majeur de ce capteur est que la durée de présence d'eau sur une plaque de résine placée à côté des plantes à surveiller n'est pas identique à celle du feuillage, du fait des propriétés physiques différentes des deux substrats (irrégularité de la surface végétale et présence d'ornementations cireuses, de stomates et de pilosité) et des activités biologiques de la feuille (transpiration qui refroidit la feuille par rapport au milieu ambiant, par exemple). L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un détecteur de présence ou d'absence de liquide sur le feuillage permettant ainsi de déterminer de façon optimale la durée de mouillage et de déclencher au moment opportun les interventions phytosanitaires nécessaires pour éviter le développement de maladies. Les détecteurs peuvent être répartis uniformément ou non sur les cultures en fonction des besoins, de l'orientation par rapport au soleil, etc... et reliés à une centrale de traitement des signaux ou de surveillance. Dans ce cas, chaque détecteur est connecté à un circuit électronique. L'ensemble détecteur et circuit électronique forme un capteur. L'invention concerne donc un détecteur de présence d'un liquide sur une feuille comportant deux électrodes destinées à être reliées à un circuit électronique de mise en forme d'un signal électrique. Selon l'invention, le détecteur de présence comprend - un support pourvu d'un évidement, - une pluralité de fils conducteurs fixés au support de manière à s'étendre en travers de l'évidement et reliés entre eux de manière à constituer deux électrodes, et - une plaque évidée, reliée au support par un ressort ; la plaque et le support formant une pince. Ces détecteurs, outre le fait de pouvoir contrôler avec exactitude la présence d'un liquide directement à la surface d'une feuille, présentent les avantages suivants - la possibilité de mesurer très précisément la durée de mouillage des feuilles en les branchant sur une centrale d'acquisition de données enregistrant les signaux aux intervalles de temps désirés, et ceci de jour comme de nuit, - une simplicité de la pose sur les feuilles, - un prix peu élevé. Le détecteur selon l'invention, fonctionne comme un interrupteur tout-ou-rien ne permettant le passage du signal qu'en présence d'eau sur la feuille. Le détecteur est maintenu par l'intermédiaire d'un ressort appliquant le support et les fils conducteurs sur la surface d'appui représentée par la plaque évidée en forme de rondelle lui faisant face. La feuille est donc prise en sandwich entre le détecteur appuyant sur sa face supérieure et la rondelle sur sa face inférieure. L'ensemble des fils conducteurs est en appui sur la feuille pour permettre le passage du signal lorsqu'il y a une présence d'eau. L'invention présente avantageusement les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - le ressort de maintien comprend une boucle ayant la forme d'une spirale reliant deux branches, I'une des branches étant fixée à la plaque et l'autre au support, - le support est un circuit imprimé sur lequel chaque conducteur est fixé par soudage, - chacune des électrodes a la forme d'un peigne, lesdits peignes étant imbriqués l'un dans l'autre sans contact, - le support évidé est en verre époxy, - les fils conducteurs sont en constantan écroui, - le ressort est en acier inoxydable, - la plaque évidée est en matière plastique. L'invention concerne également un capteur comportant un détecteur tel que défini plus haut et un circuit électronique soumettant le détecteur à une différence de tension alternative. Des dispositions, formes et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée faite en regard du dessin annexé sur lequel la Figure unique représente en perspective le détecteur en position sur une feuille. Cette Figure unique illustre une feuille végétale 2 située entre la plaque évidée 10 et le support 6. Un élément de liaison ou ressort 12 possédant une boucle 15 en forme de spirale est relié à la plaque évidée 10 par l'intermédiaire d'une branche 13 d'une part et au support 6 par l'intermédiaire d'une branche 14 d'autre part. Les conducteurs 8a, 8b ..., sensiblement parallèles forment un premier peigne 4, reliés à une ligne de raccordement 18, les conducteurs 9a, 9b .., sensiblement parallèles forment un deuxième peigne 5, reliés à une ligne de raccordement 19. Le cadre ou support 6 du détecteur 1 possède un évidement 7 et la plaque 10 également un évidement 11. Les deux lignes de raccordement 18, 19 sont respectivement reliées à un circuit électronique 3 de mise en forme du signal par l'intermédiaire de deux fils conducteurs isolés 16, 17. Le circuit 3 est composé de trois modules électroniques 20, 21, 22 et d'un bornier 30 de connexion. Le module de conversion 20 est relié d'une part à une source de courant 23 par l'intermédiaire des connexions 24, 25 et au fil 17 du détecteur 1 d'autre part. Le module de mise en forme 21 est relié au fil 16 du détecteur 1 et au module de sortie 22 par la connexion 26. Le module de sortie 22 est relié d'autre part à la source de tension + 12 volts par l'intermédiaire de la connexion 25, à la centrale 28 et à l'alarme 29 par la connexion 27 ; L'autre connexion de la centrale 28 et de l'alarme 29 étant reliée à la borne 0 volt de la source 23. Ces évidements respectifs du support 6 et de la plaque 10 se font face de sorte que la feuille est dégagée dans la zone de mesure, seuls les fils conducteurs étant à son contact dans cette zone. D'une façon avantageuse, le capteur 1 comporte un cadre 6 en circuit imprimé constituant le support sur lequel sont fixés par soudage les fils conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b . . Le cadre 6 est ajouré de manière à ce que les fils conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b... sensiblement parallèles s'étendent au travers dudit évidement 7. Chaque fil 8a de rang n est isolé de son suivant 9a de rang n+1 et relié au fil 8b de rang n+2 de manière à former deux peignes 4, 5 imbriqués. Chaque peigne 4, 5 constituant une électrode, est relié au circuit 3 de mise en forme du signal électrique par l'intermédiaire d'un fil électrique 16, 17. Ainsi, la feuille végétale 2 est pincée entre le détecteur 1 d'une part, et la plaque d'appui inférieure 10, d'autre part, grâce à l'épingle 12 agissant comme un ressort de torsion. Ce ressort est de préférence en acier inoxydable, assurant ainsi une bonne tenue à la corrosion extérieure. Les fils conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b . . sont fixés sur le cadre 6 par soudage, ledit cadre 6 présentant un évidement 7 suffisamment grand pour assurer une large portée des fils conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b sur la feuille végétale 2 tout en conservant une bonne rigidité à la pression sans déformation. Le premier peigne 4 formé par les fils conducteurs 8a, 8b .. et le deuxième peigne 5 formé par les fils conducteurs 9a, 9b .. sont imbriqués et isolés l'un de l'autre formant ainsi, en l'absence d'humidité, un circuit ouvert. Les peignes 4, 5 sont électriquement reliés entre eux lorsqu'un liquide tel que rosée, humidité ou pluie apparaît sur la feuille végétale 2. Dans ces conditions, le circuit devient fermé. Le détecteur 1, grâce aux fils conducteurs 8a, 8b 9a, 9b .. fonctionne donc comme un interrupteur permettant le passage du signal en présence d'eau sur la feuille 2. Le cadre 6 du détecteur 1 est avantageusement réalisé sous la. forme d'un circuit imprimé en verre époxy, matière couramment utilisée dans l'industrie pour assurer une bonne adhésion des conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b .. et de la branche 14 du ressort 12. D'autres matériaux peuvent être également utilisés pourvu qu'ils assurent la bonne isolation électrique des conducteurs 8a, 8b ..., 9a, 9b ... et la bonne tenue de la branche 14. Les fils des conducteurs 8a, 8b ..., et 9a, 9b, ..., sont de préférence en constantan écroui du fait de la très bonne conductivité électrique de ce matériau ainsi que pour assurer une bonne soudabilité sur le circuit imprimé et une bonne tenue à la corrosion extérieure. Ces fils 8a, 8b ..., 9a, 9b ... ont un diamètre compris entre 0,0001 m et 0,0003 m de préférence 0,0002 m pour minimiser la perturbation du fonctionnement biologique des tissus végétaux en contact avec la masse métallique. Les dimensions du détecteur 1 présentent une longueur de 0,018 m, une largeur de 0,018 m et une épaisseur de 0,0008m. Le poids du capteur complet comprenant le support 6, les conducteurs 8a, 8b, ..., et 9a, 9b, la plaque 10 et le ressort 12 est situé entre 0,001 kg et 0,003 kg, de préférence égal à 0,00155 kg. Par ailleurs, la plaque inférieure 10 est de préférence en matière plastique et présente un évidement Il pour minimiser les perturbations du fonctionnement biologique de la feuille. Cet évidement contribue de plus à garantir un poids faible du capteur. Ainsi, les dimensions et le poids du détecteur 1, du ressort 12 et de la plaque 10 sont très faibles, pour assurer une bonne tenue et éviter une rupture de la feuille végétale et une perturbation de son fonctionnement biologique. Le circuit électronique 3 est un circuit bascule de mise en forme du signal de sortie ; il est alimenté par la source 23 de tension continue 0 volt, 12 volts. Le module de conversion 20 génère une tension alternative de 12 volts de forme de créneaux carrés. La fréquence de cette tension est réglée à l'aide d'un potentiomètre intégré dans le module de conversion 20 de telle sorte qu'elle soit très basse et égale à 600 Hz aux bornes 16, 17 du détecteur 1. Lors de la présence d'un liquide sur le végétal 2, le circuit 3 produit un signal de sortie d'environ 3 volts continu dans les connexions 24, 27. Le module de mise en forme 21 assure la mise en forme de la tension générée par le module de conversion 20 en fonction du signal provenant du détecteur 1. Le module de sortie 22 assure la mise en forme du signal de sortie dans les connexions 24, 27. Le signal délivré par le circuit 3 peut être utilisé tel quel pour commander une alarme 29 avertissant de la présence d'eau. Il peut aussi, en reliant le circuit 3 à un système d'acquisition de données 28, intervenir dans la commande d'un automatisme pouvant par exemple définir les conditions de gestion climatique d'une serre en fonction de la durée de présence d'eau sur les plantes. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Détecteur de présence d'un liquide sur une feuille (2) comportant deux électrodes (4, 5) destinées à être reliées à un circuit électronique (3) de mise en forme d'un signal électrique, caractérisé en ce qu'il comprend - un support (6) pourvu d'un évidement (7), - une pluralité de fils conducteurs (8a, 8b ..., 9a, 9b) fixés au support (6) de manière à s'étendre en travers de l'évidement (7) et reliés entre eux de manière à constituer deux électrodes (4, 5), et - une plaque (10) évidée reliée au support (6) par un ressort (12), la plaque (10) et le support (6) formant une pince. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (12) de maintien comprend - une boucle (15) ayant la forme d'une spirale reliant deux branches (13, 14), I'une des branches (13, 14) étant fixée à la plaque (10) et l'autre au support (6). 3. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support 6 est un circuit imprimé sur lequel chaque conducteur 8a, 8b ..., 9a, 9b ... est fixé par soudage. 4. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des électrodes a la forme d'un peigne (4, 5), lesdits peignes (4, 5) étant imbriqués l'un dans l'autre sans contact. 5. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (6) évidé est en verre époxy. 6. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils conducteurs (8a, 8b ..., 9a, 9b) sont en constantan écroui. 7. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (12) est en acier inoxydable. 8. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (10) évidée est en matière plastique. 9. Capteur de présence de liquide sur une feuille comportant au moins un détecteur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique (3) soumettant le détecteur (1) à une différence de tension alternative.