Brevet FR3037649A1 (20161223)
REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure (1), pour mesurer une hauteur (Hu) de liquide (U) dans un conteneur (4), le liquide (U) étant par exemple une solution 5 aqueuse d'urée, le dispositif de mesure (1) comprenant au moins : - deux électrodes (11,\n<CLM>\1\tdestinées à être au moins partiellement immergées dans le liquide (U) lorsque le liquide (U) est introduit dans le conteneur (4), de sorte que les électrodes (11,\n<CLM>\1\tet le liquide (U) présent entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tforment un condensateur variable (CT) dont la 10 capacité dépend de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4), - un microcontrôleur (16) configuré pour être relié à au moins une des électrodes (11, 12), le microcontrôleur (16) comprenant un circuit de détermination de capacité (20) configuré pour déterminer : i) une première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de 15 tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tpendant une phase de charge du condensateur variable (CT), et ii) une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tpendant une phase de décharge du condensateur variable (CT), 20 le dispositif de mesure (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit oscillateur (24) configuré : i) pour générer des signaux à une fréquence de référence lorsque les électrodes (11,\n<CLM>\1\tne sont pas reliées au microcontrôleur (16), et ii) pour générer des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur 25 (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11,\n<CLM>\1\tsont reliées au microcontrôleur (16) et immergées dans le liquide ; le microcontrôleur (16) comprenant en outre : - un circuit logique programmable (30) configuré pour former une porte logique inverseuse, la porte logique inverseuse étant agencée de façon à 30 induire des oscillations de tension à la fréquence variable dans le circuit oscillateur (24), et - un circuit de détermination de fréquence (32) relié au circuit logique programmable (30) et configuré pour déterminer la fréquence variable à partir Version n°-16/06/15 3037649 28 de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30).\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel le microcontrôleur (16) est configuré pour générer : - un premier signal de mesure (M1) qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable (CT) de sorte que le premier signal de mesure (M1) est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; et - un deuxième signal de mesure (M2) qui est formé à partir de la fréquence variable de sorte que le deuxième signal de mesure (M2) est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; le microcontrôleur (16) étant en outre configuré pour générer un signal de hauteur qui est formé : - à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure (M1) correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé (Su) ; ou - à partir du deuxième signal de mesure (M2) lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est inférieure au seuil 20 de hauteur prédéterminé (Su).\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de détermination de fréquence (32) comprend : 25 - un compteur (34) configuré pour compter le nombre d'oscillations du circuit oscillateur pendant une durée prédéterminée, et - une boucle d'asservissement de phase (36) configurée pour générer des signaux à fréquence stable de façon à définir une base de temps. 30\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon la revendication précédente, dans lequel la boucle d'asservissement de phase (36) est configurée pour fonctionner à une fréquence stable comprise entre 8 MHz et 32 MHz, par exemple égale à 16 MHz, et dans lequel la boucle d'asservissement de phase Version n°-16/06/15 3037649 29 (36) est configurée pour incrémenter le compteur (34) selon une période comprise entre 125 nanosecondes et 31,25 nanosecondes, de préférence sensiblement égale à 62,5 nanosecondes. 5\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un module de communication (40) configuré pour générer des signaux radioélectriques représentatifs de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4), les signaux radioélectriques étant exemple de type radio-identification. 10\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit logique programmable (30) comprend un circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt. 15\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le microcontrôleur (16) comprend en outre un convertisseur analogique-numérique (22) relié au circuit de détermination de capacité (20), le convertisseur analogique-numérique (22) étant configuré pour effectuer des mesures analogiques desdites tensions mesurées entre les électrodes (11, 12).\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de détermination de capacité (20) est configuré : i) pour déterminer la première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tà des instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), et ii) pour déterminer la deuxième valeur de la capacité du condensateur 30 variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tà deux instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT). Version n°-16/06/15 3037649\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les électrodes (11,\n<CLM>\1\tsont distantes l'une de l'autre, et dans lequel les électrodes (11,\n<CLM>\1\tsont formées par des cylindres ayant des axes parallèles entre eux et, par exemple, des bases 5 circulaires.\n<CLM>\1\tDispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le microcontrôleur (16) comprend en outre un capteur de température (42), et dans lequel le microcontrôleur (16) 10 est configuré pour appliquer un facteur de correction en température sur la mesure de la hauteur (Hu) de liquide (U).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100), pour mesurer une hauteur (Hu) de liquide (U) dans un conteneur (4), le liquide (U) étant par exemple une solution 15 aqueuse d'urée, le procédé de mesure (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes : -\n<CLM>\1\tfournir un dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, -\n<CLM>\1\tgénérer, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une 20 fréquence de référence lorsque les électrodes (11,\n<CLM>\1\tne sont pas reliées au microcontrôleur (16), -\n<CLM>\1\trelier les électrodes (11,\n<CLM>\1\tau microcontrôleur (16), l'une des électrodes (11,\n<CLM>\1\tétant reliée à la masse, -\n<CLM>\1\tintroduire du liquide (U) dans le conteneur (4) de façon à immerger 25 au moins partiellement les électrodes (11,\n<CLM>\1\tdans le liquide (U), -\n<CLM>\1\tgénérer, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11,\n<CLM>\1\tsont immergées dans le liquide (U), les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites 30 dans le circuit oscillateur (24) par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable (30), -\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence (32), au moins une première valeur de la fréquence variable à partir de la Version n°-16/06/15 3037649 31 fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30), -\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), une première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de 5 tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tpendant une phase de charge du condensateur variable (CT), et -\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tpendant une phase de 10 décharge du condensateur variable (CT).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes : - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un premier signal de mesure 15 qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable (CT) de sorte que le premier signal de mesure est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; et - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un deuxième signal de mesure qui est formé à partir de la fréquence variable de sorte que le 20 deuxième signal de mesure est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un signal de hauteur qui est formé : à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est 25 supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé (Su) ; ou à partir du deuxième signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est inférieure au seuil de hauteur prédéterminé (Su). Version n°-16/06/15 3037649 32\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, comprenant en outre les étapes : -\n<CLM>\1\tdéconnecter l'électrode (11,\n<CLM>\1\tinitialement reliée à la masse, -\n<CLM>\1\tporter l'électrode (11,\n<CLM>\1\tainsi déconnectée à un potentiel positif, 5 par exemple à un potentiel de 5 V, et -\n<CLM>\1\tgénérer de nouveau, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11,\n<CLM>\1\tsont immergées dans le liquide (U), les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites 10 dans le circuit oscillateur (24) par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable (30).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes : 15\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence (32), au moins une deuxième valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30), et -\n<CLM>\1\tcalculer une valeur moyenne de la fréquence variable à partir de la 20 première valeur de la fréquence variable et à partir de la deuxième valeur de la fréquence variable.\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, comprenant en outre une étape (132) consistant à 25 relier chaque électrode (11,\n<CLM>\1\tà la masse.\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel le dispositif de mesure (1) est selon les revendications 3, 7 et 8, le procédé de mesure (100) comprenant en outre les 30 étapes : -\n<CLM>\1\tréinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement de phase (36), Version n°-16/06/15 3037649 33 -\n<CLM>\1\trelier une électrode (11,\n<CLM>\1\tau convertisseur analogique-numérique (22) et relier une électrode (11,\n<CLM>\1\tà la masse, -\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), la première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au 5 moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tà deux instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), les tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique (22), -\n<CLM>\1\tréinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement 10 de phase (36), et -\n<CLM>\1\tdéterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11,\n<CLM>\1\tà des instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT), 15 lesdites tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique (22).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de mesure (1) comprend en outre une résistance 20 d'oscillateur (R) et un condensateur d'oscillateur (C), la charge du condensateur variable (CT) et la décharge du condensateur variable (CT) étant réalisées à travers la résistance d'oscillateur (R), et dans lequel : - pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), la résistance d'oscillateur (R) est portée à un potentiel positif, par exemple à un potentiel 25 de 5 V, et - pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT), la résistance d'oscillateur (R) est reliée à la masse. 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