Brevet FR2833700A1 — publié le 20030620

La présente invention concerne un procédé pour le contrôle du niveau de remplissage de récipients par réflexion d'un signal acoustique émis par un dispositif émetteur-récepteur acoustique disposé au dessus d'un flux unifilaire desdits récipients. L'invention concerne le domaine de la fabrication de dispositifs destinés à assurer le contrôle de l'état de remplissage, par un contenu, de récipients en mouvement. L'on connaît, d'ores et déjà, différents dispositifs et différents procédés aptes à assurer un tel contrôle. Ceux-ci sont, généralement, adaptés à la nature du récipient (bouteille, flacon, bidon, boite...) ainsi qu'à la nature de son contenu (liquide, poudre...). Une première solution consiste à faire appel à un opérateur chargé d'effectuer un contrôle visuel du niveau du contenu dans le récipient. Pour ce faire, ledit opérateur doit pouvoir être en mesure de distinguer clairement le niveau atteint par le contenu dans un tel récipient ce qui rend cette méthode inapplicable pour des récipients opaques ou de forme particulière. Quand bien même cet opérateur est en mesure de distinguer un tel niveau, il n'en reste pas moins que le contrôle visuel s'avère particulièrement fastidieux et fatigant pour cet opérateur, d'autant plus lorsqu'il s'agit de contrôler des récipients en mouvement, notamment au niveau d'un convoyeur ou analogue. Afin de remédier à de tels inconvénients, il est une autre solution consistant à employer un dispositif fonctionnant sur le principe de la pesée d'un récipient. On observera qu'un tel dispositif nécessite une modification de la ligne de production et permet, uniquement, un contrôle ponctuel sur un petit nombre de récipients mais ne permet, aucunement, un contrôle continu sur un flot continu de récipients en défilement au niveau d'un convoyeur. Il est, encore, connu des dispositifs de contrôle dont le fonctionnement est basé sur l'émission et la détection d'un faisceau lumineux, notamment de type laser. De tels dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients liés, d'une part, à un coût de revient élevé et, d'autre part, à des conditions d'utilisation spécifiques et contraignantes, notamment du point de vue de la mise en oeuvre et de la réglementation. De plus, on observera, là encore, que de tels dispositifs sont particulièrement difficiles, voire impossibles, à mettre en oeuvre dans le cas de récipients opaques. Tel qu'évoqué ci-dessus, le contenu d'un récipient dont il s'agit de contrôler le remplissage peut être de nature différente, ce contenu se caractérisant, notamment, par sa fluidité. A ce propos, on observera que cette fluidité est susceptible d'engendrer des fluctuations plus ou moins importantes du niveau de remplissage du récipient, de telles fluctuations étant d'autant plus perceptibles lorsque ce dernier est en mouvement. Or, en raison de la présence de ces fluctuations, les méthodes et les dispositifs de l'état de la technique ne permettent pas de procéder à un contrôle approprié du niveau de remplissage d'un récipient dont le contenu présente une certaine fluidité, notamment lorsque ce récipient est en mouvement. En particulier, ces méthodes et dispositifs ne permettent pas d'assurer, de manière appropriée, le contrôle du niveau de remplissage d'une bouteille contenant un liquide, notamment du vin, lorsqu'une telle bouteille est en mouvement sur un convoyeur, par exemple entre un poste de remplissage et un poste de bouchage de cette bouteille. La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients susmentionnés au travers d'un nouveau procédé pour le contrôle du niveau de remplissage de récipients par un contenu. A cet effet, la présente invention concerne un procédé pour le contrôle du niveau de remplissage de récipients par réflexion d'un signal acoustique émis par un dispositif émetteur-récepteur acoustique disposé au dessus d'un flux unifilaire desdits récipients, caractérisé par le fait que : - au cours d'une première étape d'apprentissage, l'on amène, sous ledit dispositif, un ou plusieurs récipients-étalons de niveau de remplissage connu ; - l'on détecte, après émission d'un ou plusieurs signaux acoustiques, le ou les signaux de réflexion correspondant à l'embouchure d'un récipient étalon ainsi que le ou les signaux de réflexion correspondant au niveau du contenu de ce récipient étalon ; - l'on mémorise le ou les écarts entre ces signaux de réflexion en tant qu'écarts-étalons ; - et, au cours des étapes suivantes de contrôle de récipients au niveau de remplissage inconnu, on compare le ou les écarts des signaux de réflexion, correspondant à l'embouchure et au niveau du contenu, résultant d'un signal ou d'un train de signaux acoustiques émis par ledit dispositif par rapport à le ou les écarts-étalons mémorisés pour déterminer si le niveau de remplissage desdits récipients correspond à des exigences prédéterminées. Selon une autre caractéristique de ce procédé, au cours de la première étape d'apprentissage, l'on amène, sous ledit dispositif, différents récipients-étalons dont le niveau de remplissage est considéré comme suffisant, insuffisant ou exagéré. Une caractéristique additionnelle consiste en ce que, suite à l'émission d'un train de signaux acoustiques par ledit dispositif émetteur-récepteur, l'on détermine un écart moyen entre les signaux de réflexion correspondant à l'embouchure et correspondant au niveau du contenu. La présente invention concerne, encore, un dispositif émetteurrécepteur acoustique pour la mise en oeuvre de ce procédé de contrôle du niveau de remplissage de récipients. Les avantages de la présente invention consistent en ce qu'elle fait appel à un procédé d'émission et de réception d'ondes acoustiques qui, contrairement à des procédés optiques limités à des récipients au moins translucides, autorise un contrôle du niveau de remplissage d'un récipient quelconque, notamment opaque. Un autre avantage consiste en ce que le procédé comporte une phase d'apprentissage au cours de laquelle l'on détecte, pour différents récipients-étalons de niveau de remplissage connu, des signaux acoustiques réfléchis desquels on déduit des écarts-étalons caractéristiques du niveau de remplissage d'un tel récipient-étalon. Lors du contrôle du niveau de remplissage d'un récipient, l'on procède à une simple comparaison entre ces écarts-étalons et le ou les écarts déterminés à partir de signaux acoustiques réfléchis par des récipients au niveau de remplissage inconnu. Selon un autre avantage, le fait d'émettre un train de signaux acoustiques et de déterminer un écart moyen entre les signaux de réflexion correspondant, respectivement, à l'embouchure et au niveau du contenu permet, avantageusement, de tenir compte des fluctuations du niveau de remplissage d'un récipient dont le contenu est fluide. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel : - la figure 1 est une vue schématisée et partielle d'une installation au niveau de laquelle il est procédé au contrôle du niveau de remplissage de récipients selon le procédé conforme à la présente invention ; - les figures 2 et 3 sont des vues schématisées de signaux de réflexion détectés pour des récipients-étalons dont le niveau de remplissage est considéré comme exagéré, respectivement insuffisant ; - la figure 4 est une vue schématisée de signaux de réflexion détectés lors du contrôle d'un récipient dont le niveau de remplissage est inconnu. L'invention concerne le domaine du contrôle du niveau de remplissage de récipients en mouvement et a, plus particulièrement, trait à un procédé consistant à assurer un tel contrôle. Si, dans la suite de la description, il sera, plus particulièrement, fait référence au contrôle du niveau d'un liquide dans une bouteille, la présente invention n'y est, cependant, aucunement limitée et peut, bien entendu, trouver une application pour tout autre type de récipient dont le contenu peut, lui-même, être de tout autre type. La figure 1 correspond à une vue schématisée et partielle d'une installation au niveau de laquelle il est procédé au contrôle du niveau de remplissage de récipients selon le procédé conforme à l'invention. Une telle installation 1 se présente sous la forme d'un dispositif de convoyeur 2 comportant au moins une chaîne de convoyage 3 sur laquelle sont disposés des récipients 4, plus particulièrement des bouteilles, dont le contenu 5 (par exemple du vin ou autre) atteint un certain niveau 6 de remplissage. Une telle chaîne de convoyage 3 permet d'assurer l'acheminement, sous la forme d'un flux unifilaire, de ces récipients 4, notamment entre un poste de remplissage et un poste de bouchage (non représentés). Tel que visible sur cette même figure 1, cette installation 1 comporte, encore, un dispositif 7 émetteur-récepteur de type acoustique disposé au dessus du flux unifilaire desdits récipients 4. Ce dispositif 7 est conçu apte, d'une part, à émettre des signaux acoustiques SE en direction desdits récipients 4 et, d'autre part, à recevoir des signaux acoustiques réfléchis SR par ces mêmes récipients 4 et par leur contenu 5. A cet effet, un tel dispositif 7 comporte, d'une part, au moins un émetteur de signaux acoustiques SE et, d'autre part, au moins un récepteur de signaux acoustiques SR. Un tel émetteur et/ou un tel récepteur sont, de préférence, constitués par un transducteur ou analogue, notamment de type ultrasonore. Selon une autre caractéristique de ce dispositif 7, ledit émetteur et ledit récepteur sont disposés au dessus du convoyeur 2 de préférence de manière décalée l'un par rapport à l'autre. Ainsi et tel que visible figure 1, les faisceaux d'ondes acoustiques émis et réfléchis forment entre eux un angle a, ceci au niveau de l'endroit où il convient d'assurer le contrôle du remplissage d'un récipient 4. Un mode préféré de réalisation consiste à implanter le récepteur à l'aplomb de l'endroit où il est assuré le contrôle du remplissage d'un récipient 4. L'émetteur est, quant à lui, décalé par rapport à la verticale de cet endroit. Il est évident qu'une conception inverse peut, également, être envisagée. Ladite installation 1 comporte, encore, des moyens 8 de traitement des signaux acoustiques émis SE et/ou des signaux acoustiques réfléchis SR. De tels moyens de traitement 8 peuvent être associés audit dispositif émetteur-récepteur 7, notamment en étant placés à distance de ce dernier 7. Cependant, un mode de réalisation préféré consiste en ce que ce dispositif 7 comporte de tels moyens de traitement 8 comme visible figure 1. Finalement, cette installation 1 comporte des moyens 9 conçus aptes à générer un message d'alerte, ceci en fonction du résultat du contrôle du niveau 6 de remplissage des récipients 4 par leur contenu 5, plus particulièrement lorsque de tels récipients 4 sont insuffisamment ou exagérément remplis. De tels moyens d'alerte 9 sont conçus aptes à être pilotés par lesdits moyens de traitement 8 susmentionnés et peuvent être du type visuel (écran de visualisation d'un message approprié, signal lumineux...) et/ou sonore (buzzer, sirène...). De tels moyens d'alerte 9 peuvent être associés audit dispositif émetteur-récepteur 7, notamment en étant placés à distance de ce dernier 7. Cependant, un mode de réalisation préféré consiste en ce que ce dispositif 7 comporte de tels moyens d'alerte 9 comme visible figure 1. Une autre caractéristique consiste en ce que ledit dispositif émetteur-récepteur acoustique 7 se présente sous la forme d'un boîtier, ce dernier recevant lesdits moyens de traitement 8 et/ou les moyens d'alerte 9. En ce qui concerne le procédé selon l'invention, celui-ci consiste à assurer le contrôle du niveau 6 de remplissage de récipients 4 par réflexion d'un signal acoustique émis SE par un dispositif émetteur-récepteur acoustique 7 disposé au dessus d'un flux unifilaire desdits récipients 4. Ce procédé se caractérise par le fait que : - au cours d'une première étape d'apprentissage, l'on amène, sous ledit dispositif émetteur-récepteur 7, un ou plusieurs récipients-étalons 4A dont le niveau 6 de remplissage est connu ; l'on détecte, après émission d'un ou plusieurs signaux acoustiques SE, le ou les signaux de réflexion SR correspondant à l'embouchure d'un récipient-étalon 4A ainsi que le ou les signaux de réflexion SR correspondant au niveau 6 du contenu de ce récipient- étalon 4A ; l'on mémorise le ou les écarts E entre ces signaux de réflexion SR en tant qu'écarts-étalons EE ; - et, au cours des étapes suivantes de contrôle de récipients 4 au niveau 6 de remplissage inconnu, on compare le ou les écarts E des signaux de réflexion SR, correspondant à l'embouchure et au niveau 6 du contenu 5, résultant d'un signal ou d'un train de signaux acoustiques émis SE par ledit dispositif 7, ceci par rapport à le ou les écarts-étalons EE mémorisés pour déterminer si le niveau 6 de remplissage desdits récipients 4 correspond à des exigences prédéterminées. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, au cours de la première étape d'apprentissage, l'on amène, sous 1 1. ledit dispositif 7, différents récipients-étalons 4A dont le niveau 6 de remplissage est considéré, selon le cas, comme suffisant, insuffisant ou exagéré. En fait et selon un mode de réalisation préféré, l'on amène, sous ledit dispositif 7, d'une part, au moins un récipient-étalon 4A dont le niveau 6 de remplissage est considéré comme insuffisant et, d'autre part, au moins un récipient-étalon 4A dont le niveau 6 de remplissage est considéré comme exagéré. L'on assure, alors, individuellement et pour chacun de ces récipients-étalons 4A, l'émission d'un ou plusieurs signaux acoustiques SE et la détection, d'une part, du ou des signaux de réflexion SR correspondant à l'embouchure d'un tel récipient-étalon 4A et, d'autre part, du ou des signaux de réflexion SR correspondant au niveau 6 du contenu 5 de ce récipient-étalon 4A. L'on mémorise, alors, pour chacun de ces récipients-étalons 4A le ou les écarts E entre ces signaux de réflexion SR en tant qu'écarts-étalons EE. A ce propos, on observera que chacun de ces écarts-étalons EE est, en fait, caractéristique du niveau 6 de remplissage d'un récipient-étalon 4A déterminé (suffisamment, insuffisamment ou exagérément rempli) donc caractéristique d'un niveau 6 déterminé (suffisant, insuffisant ou exagéré) de remplissage. C'est, plus particulièrement, en comparaison avec ces différents écarts-étalons EE que, lors du contrôle d'un récipient 4 au niveau 6 de remplissage inconnu, l'on détermine si ce récipient 4 est suffisamment, insuffisamment ou exagérément rempli. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du contrôle d'un récipient 4 au niveau 6 de remplissage inconnu, l'on procède, tout d'abord, à l'émission d'un train de signaux acoustiques SE par ledit dispositif émetteur-récepteur 7. Suite à cette émission, l'on détermine un écart moyen EM entre les signaux de réflexion SR correspondant à l'embouchure et les signaux de réflexion SR correspondant au niveau 6 du contenu 5. En fait, lors de la détermination d'un tel écart moyen EM, l'on procède à l'application de tout procédé mathématique permettant d'écarter toute mesure incorrecte et liée à la procédure adoptée (mouvement fluide). A ce propos, on observera que la détermination d'un tel écart moyen EM permet, avantageusement, de tenir compte des fluctuations du niveau 6 de remplissage d'un récipient 4 résultant de la fluidité de son contenu 5. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé pour le contrôle du niveau (6) de remplissage de récipients (4) par réflexion d'un signal acoustique émis (SE) par un dispositif émetteur-récepteur acoustique (7) disposé au dessus d'un flux unifilaire desdits récipients (4), caractérisé par le fait que : - au cours d'une première étape d'apprentissage, l'on amène, sous ledit dispositif émetteur-récepteur (7), un ou plusieurs récipients-étalons (4A) dont le niveau (6) de remplissage est connu ; - l'on détecte, après émission d'un ou plusieurs signaux acoustiques (SE), le ou les signaux de réflexion (SR) correspondant à l'embouchure d'un récipient-étalon (4A) ainsi que le ou les signaux de réflexion (SR) correspondant au niveau (6) du contenu de ce récipient-étalon (4A) ; - l'on mémorise le ou les écarts (E) entre ces signaux de réflexion (SR) en tant qu'écarts-étalons (EE) ; - et, au cours des étapes suivantes de contrôle de récipients (4) au niveau (6) de remplissage inconnu, on compare le ou les écarts (E) des signaux de réflexion (SR), correspondant à l'embouchure et au niveau (6) du contenu (5), résultant d'un signal ou d'un train de signaux acoustiques émis (SE) par ledit dispositif (7), ceci par rapport à le ou les écarts-étalons (EE) mémorisés pour déterminer si le niveau (6) de remplissage desdits récipients (4) correspond à des exigences prédéterminées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, au cours de la première étape d'apprentissage, l'on amène, sous ledit dispositif (7), différents récipients-étalons (4A) dont le niveau (6) de remplissage est considéré comme suffisant, insuffisant ou exagéré. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, suite à l'émission d'un train de signaux acoustiques (SE) par ledit dispositif émetteurrécepteur (7), l'on détermine un écart moyen (EM) entre les signaux de réflexion (SR) correspondant à l'embouchure et correspondant au niveau (6) du contenu (5). 4) Dispositif émetteur-récepteur acoustique (7) pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle du niveau (6) de remplissage de récipients (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est disposé au-dessus d'un flux unifilaire desdits récipients (4) et qu'il comporte, d'une part, au moins un émetteur de signaux acoustiques (SE) en direction desdits récipients (4) et, d'autre part, au moins un récepteur de signaux acoustiques (SR) réfléchis par ces mêmes récipients (4) et par leur contenu (5) et, d'autre part encore, des moyens de traitement (8) des signaux acoustiques émis (SE) et/ou des signaux acoustiques réfléchis (SR), ce dispositif émetteur-récepteur acoustique (7) étant associé à des moyens (9), pilotés par lesdits moyens de traitement (8), et conçus aptes à générer un message d'alerte en fonction du résultat du contrôle du niveau (6) de remplissage des récipients (4) par leur contenu (5).