Brevet FR2782382A1 — publié le 20000218

SYSTEME DE JAUGEAGE DE FLUIDE La présente invention concerne un système de jaugeage de fluide du type comprenant un dispositif électrique de jaugeage de fluide, disposé dans un réservoir de fluide, et un circuit de transmission électrique pour transmettre des signaux au et depuis le dispositif. Il existe diverses techniques qui permettent de mesurer la quantité de fluide dans un réservoir en utilisant une sonde de jaugeage de fluide disposée dans 0o le réservoir. Les conducteurs utilisés pour établir la connexion électrique avec la sonde définissent, dans le réservoir, un circuit pour l'énergie électrique, telle que l'énergie générée par des coups de foudre, des interférences électriques, ou par des défaillances dans le circuit de commande/détection. Lorsque le fluide contenu dans le réservoir est inflammable, ceci augmente le risque d'explosion dans le réservoir. Un but de la présente invention est de fournir un système de jaugeage de fluide perfectionné. :0 Ce but est atteint par un système de jaugeage de fluide du type tel que défini en préambule et caractérisé en ce que le système comprend un transformateur piézo-électrique placé dans le circuit de transmission électrique, et en ce que le transformateur est agencé pour atténuer des signaux électriques transmis au dispositif en dehors d'une bande de fréquences. Le dispositif de jaugeage de fluide est de préférence un dispositif acoustique de jaugeage de fluide. Le dispositif de jaugeage de fluide comprend de préférence un transducteur piézo-électrique ayant une réponse fréquentielle o étroitement accordée à celle du transformateur. Une résistance peut être connectée entre des électrodes du transformateur piézo-électrique pour dissiper des signaux électriques générés par des chocs mécaniques reçus par le transformateur. Le transformateur piézo-électrique est de préférence monté sur la paroi du réservoir et des éléments piézo-électriques coopérants du transformateur peuvent être disposés sur des faces opposées de la paroi du réservoir. Selon une alternative, le transformateur peut être monté à l'extérieur de la paroi du réservoir, le transformateur étant connecté au dispositif de jaugeage de fluide par un conducteur électrique traversant la paroi du réservoir. Le transformateur peut comprendre un seul bloc d'une matière piézo-électrique, sur lequel à la fois des électrodes d'entrée et des io électrodes de sortie sont montées. Un système de jaugeage de carburant pour avion selon la présente invention est décrit ci-dessous au moyen d'exemples et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: -la figure 1 est une vue schématique du système; -la figure 2 est une vue en perspective illustrant le transformateur; 2o la figure 3 est une vue schématique d'une variante du système de la figure 1; et - les figures 4 et 5 sont des vues en perspective illustrant des variantes de transformateurs. En se référant tout d'abord a la figure 1, le système de jaugeage de carburant comprend un réservoir 1, qui peut être logé dans les ailes ou le corps de l'avion, contenant un dispositif conventionnel de jaugeage de carburant, sous la forme d'une sonde acoustique ultrasonore 2, telle que celle du type décrit o dans le GB-2 311 373, le GB-2 290 141, le GB-2 270 160, le GB- 2 265 005 ou le GB-2 265 219. La sonde 2 est montée verticalement à l'extrémité inférieure du réservoir 1 et comprend un transducteur piézo- électrique ultrasonore 3 monté à l'extrémité inférieure d'un boîtier creux 4, qui se remplit au même niveau que le carburant dans le réservoir. La paroi 5 du réservoir 1 et le boîtier 4 de la sonde 2 sont tous les deux reliés à la masse électrique de lI'avion. Le système comprend également une unité de traitement 10 montée à distance du réservoir 1. L'unité de traitement 10 fournit des signaux de commande à la sonde 2 et reçoit des signaux de sortie de la sonde à partir to desquels elle calcule, d'une manière connue, le niveau de carburant dans le réservoir 1 et donc sa quantité. Un système typique comportera plusieurs sondes dans chaque réservoir. Des signaux sont transmis à et depuis la sonde 2 au moyen d'un circuit de transmission de signaux électriques 20. Le circuit de transmission de signaux comprend une paire de conducteurs 21 torsadés de façon serrée, qui peuvent être blindés, partant de l'unité de traitement 10. Les conducteurs 21 sont reliés à un transformateur piézo-électrique 30 formant une partie du circuit de transmission de signaux 20. Le transformateur 30 est représenté plus en détail par la figure 2. Le transformateur 30 est un transformateur isolant qui est monté sur la paroi 5 du réservoir 1 et comprend deux éléments piézo-électriques 31 et 32 séparés, fixés à des faces opposées de la paroi. Les conducteurs 21, partant de l'unité de traitement 10, établissent une connexion électrique avec deux électrodes 33 et 34 disposées sur des faces opposées de l'élément extérieur 31. L'élément intérieur 32 comporte également deux électrodes 35 et 36 auxquelles est connectée une paire de conducteurs 37, reliés au transducteur 3 dans la sonde 2. Les réponses fréquentielles des éléments 31 et 32 du transformateur sont étroitement accordées à celle du transducteur 3 dans la sonde 2 pour qu'ils aient des fréquences de résonance voisines. En fonctionnement, I'unité de traitement 10 fournit des impulsions d'énergie électrique dans les conducteurs 21, qui sont comprises dans une bande étroite de fréquences ultrasonores. Ces impulsions font vibrer mécaniquement et à la même fréquence l'élément extérieur 31 du transformateur 30, ces vibrations étant transmises à travers la paroi 5 à l'élément intérieur 32. Les vibrations transmises à l'élément intérieur 32 créent des charges sur ses électrodes 35 et 36, provoquant ainsi la circulation d'un signal électrique a la même fréquence dans les conducteurs 37 vers le transducteur 3. De manière similaire, des signaux de sortie du transducteur 3 îo sont transformés par le transformateur 30 en des signaux mécaniques et de nouveau en des signaux électriques avant d'être transmis à l'unité de traitement 10 par les conducteurs 21. Tous les signaux à des fréquences non comprises dans une bande étroite J autour de la fréquence de résonance du transformateur 30 seront fortement atténués, de sorte que des signaux de courant continu, des interférences électriques induites dans les conducteurs 21, des signaux générés par des coups de foudre ou similaire, seront quasiment supprimés. Le niveau d'énergie à la fréquence de fonctionnement du transformateur peut également être limité par l'utilisation de multiples dispositifs de suppression de tension transitoire STT, si nécessaire, connectés au transformateur 30. Selon une alternative, I'énergie maximale transmise par le transformateur 30 peut être limitée en serrant mécaniquement le transformateur, par exemple par un enrobage d'une matière appropriée ou par une restriction dans une enceinte. Bien que des chocs mécaniques sur le transformateur 30 peuvent générer des signaux électriques par l'intermédiaire des éléments piézo- électriques 31 et 32, ces signaux peuvent être dissipés au moyen de résistances respectives 38 et 39 connectées entre les électrodes de chaque élément. O30 Au lieu de convertir la sortie de l'élément intérieur 32 du transformateur en un signal électrique et de transmettre celui-ci dans des conducteurs vers le transducteur 3 de sonde séparé, I'élément interne peut lui-même former une partie d'un transducteur de sonde. Dans certaines applications, il peut s'avérer impossible de monter les éléments du transformateur sur des faces opposées de la paroi du réservoir. Dans de tels cas, un mode de réalisation du type représenté par la figure 3 peut être utilisé, dans lequel les composants identiques a ceux du mode de réalisation de la figure 2 ont les mêmes numéros de référence affectés d'un prime '. Le transformateur piézo-électrique 40 est monté entièrement à l'extérieur du réservoir 1' dans un boîtier 41, monté sur la paroi 5' du réservoir. Le boîtier 41 est blindé électriquement et les conducteurs 37', reliant le transformateur 40 à la sonde 2', traversent la paroi 5' à un endroit o ils sont I.5 blindés par le boîtier, de sorte que le risque d'interférences électriques est limité. Le transformateur 40 peut être du même type que celui représenté par la figure 2 et comporter deux éléments piézo-électriques isolés, séparés. Selon to une alternative, un transformateur 50 du type représenté par la figure 4 peut être utilisé, celui-ci comportant un bloc unique 51' en une matière piézo- électrique, ce bloc comportant deux paires d'électrodes 51 et 52, et 53 et 54 sur des faces opposées différentes. La figure 5 représente une autre variante d'un transformateur 60, similaire au transformateur 50 de la figure 3, qui 2s comporte une paire d'électrodes 61 et 62 du côté entrée, mais qui comporte seulement une électrode de sortie 63, I'autre signal de sortie étant pris de l'une des électrodes d'entrée 62. Ce transformateur 60 ne fournit pas une isolation électrique totale entre les bornes d'entrée et de sortie. o Le système de la présente invention est particulièrement adapté à une utilisation comme système ultrasonore de jaugeage de fluide, mais n'est pas limité à cette application. Par exemple, il peut être utilisé comme un système capacitif de jaugeage de fluide si le transformateur piézoélectrique est choisi pour avoir une fréquence de résonance identique à la fréquence d'excitation d'une sonde capacitive. La présente invention offre divers avantages. Par exemple, elle réduit ou supprime le besoin d'utiliser des composants discrets, tels que des transzorbs, des diodes ou similaire, qui ont des effets parasites. Le transformateur est particulièrement adapté pour parer des perturbations de courant continu et des perturbations à 400 Hz, qui est la fréquence du courant alternatif d'alimentation couramment utilisé dans un avion. L'invention permet de créer une interface entièrement acoustique, non électrique avec la sonde du réservoir. Le transformateur piézo- électrique peut être plus petit, plus léger et plus compact que des transformateurs électromagnétiques conventionnels, et nécessite moins de composants additionnels. De plus, les transformateurs piézo-électriques n'emmagasinent pas d'énergie, contrairement aux transformateurs électromagnétiques. Un avantage important supplémentaire des transformateurs piézo-électriques est qu'ils peuvent être agencés de telle sorte qu'ils peuvent être commandés par des circuits existants. REVENDICATIONS 1. Système de jaugeage de fluide comprenant un dispositif électrique de jaugeage de fluide (2, 2'), disposé dans un réservoir de fluide (1, 1'), et un circuit de transmission électrique (20) pour transmettre des signaux au et depuis le dispositif (2, 2'), caractérisé en ce que le système comprend un transformateur piézo-électrique (30, 40, 50, 60) placé dans le circuit de transmission électrique (20), et en ce que le transformateur (30, 40, 50, 60) est agencé pour atténuer des signaux électriques transmis au dispositif (2, 2') en dehors d'une bande de fréquences. 2. Système de jaugeage de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de jaugeage de fluide est un dispositif acoustique de jaugeage de fluide (2, 2'). 3. Système de jaugeage de fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de jaugeage de fluide (2, 2') comprend un transducteur piézo-électrique (3) ayant une réponse fréquentielle étroitement accordée à celle du transformateur (30, 40, 50, 60). 4. Système de jaugeage de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une résistance (38, 39) est connectée entre des électrodes (33, 34, 35, 36) du transformateur piézo- électrique (30) pour dissiper des signaux électriques générés par des chocs mécaniques reçus par le transformateur. 5. Système de jaugeage de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transformateur piézo- électrique (30, 40, 50, 60) est monté sur la paroi (5, 5') du réservoir (1, 1'). 6.. Système de jaugeage de fluide selon la revendication 5, caractérisé en ce que des éléments piézo-électriques (31, 32) coopérants du transformateur (30) sont disposés sur des faces opposées de la paroi (5) du réservoir (1). 7. Système de jaugeage de fluide selon la revendication 5, caractérisé en ce que le transformateur (40, 50, 60) est monté à l'extérieur de la paroi (5') du réservoir (1'), et en ce que le transformateur (40, 50, 60) est connecté au dispositif de jaugeage de fluide (2') par un conducteur électrique (37') traversant la paroi (5') du réservoir (1'). 8. Système de jaugeage de fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transformateur (50, 60) comprend un seul bloc (51') d'une matière piézo-électrique sur lequel a la fois des électrodes d'entrées (51, 52, 61, 62) et-des électrodes de sortie (53, 54, 62, 63) sont montées.