<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF ELECTRIQUE POUR LE CONTROLE DES NIVEAUX DE LIQUIDE.
La présente invention est relative à un dispositif électrique pour le contrôle des niveaux de liquide, qui comprend une cellule plongée dans le liquide et formée de deux pièces conductrices, isolées l'une de l' autre et entre lesquelles une différence de potentiel peut être appliquée.
Les appareils connus de ce genre sont en général des systèmes dans lesquels le mouvement d'un flotteur est transmis par une liaison méca- nique à un organe de mesure ou est utilisé pour produire la variation d'une grandeur électrique mesurée par un instrument approprié. Les inconvénients inhérents à des déplacements mécaniques, qui peuvent être de grande ampli- tude, rendent de tels systèmes d'un emploi peu sûr et incommode.
On a également proposé l'utilisation d'un flotteur contenant une substance radioactive dont le rayonnement est mesuré par un détecteur approprié, ce qui élimine l'inconvénient des transmissions, mécaniques mais conduit à des installations compliquées et onéreuses, qui ne se justifient que dans des cas très spéciaux.
Dans certains types d'appareils, on fait usage;de la variation de résistance ou de capacité d'une colonne de liquide dont la hauteur varie entre deux électrodes conductrices. Dans l'un ou l'autre cas, la mesure est rendue délicate par les variations de la résistivité ou du pouvoir inducteur spécifique du liquide dont on veut mesurer la hauteur.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, dans le dispositif suivant l'invention, la cellule est formée de deux parties, dont les pièces conductrices sont rigidement asso- ciées, une différence de potentiel étant appliquée à chacune des parties sus- dites, des moyens étant prévus pour déterminer le rapport des:impédances de ces parties et l'utiliser éventuellement pour la commande automatique du remplissage du réservoir contenant le liquide.
On obtient ainsi un dispositif dans lequel aucun organe n'est en
<Desc/Clms Page number 2>
mouvement, dispositif simple et de placement aisé. De plus, il est possible de transmettre à distance l'indication de la hauteur du liquide ou de pré- voir une télécommande d'une pompe de remplissage. La hauteur du liquide est déterminée par un rapport qui es't indépendant de la résistivité du liquide ou de son pouvoir inducteur spécifique et des fluctuations de la --- tension d'alimentation.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la cel- lule comprend un tube métallique perforé, dans lequel est prévu un manchon isolant, dans lequel est monté, d'une part, un second tube métallique s'éten- dant vers le haut à l'intérieur du premier tube et, d'autre part, un cylindre métallique fermé, l'extrémité inférieure du tube extérieur se trouvant sen- siblement au niveau de la base du cylindre fermé.
Dans une autre forme de réalisation particulière, le rapport des impédances des deux parties de la cellule est déterminé au moyen d'un appareil à cadres croisés, éventuellement après amplification des courants traversant les parties précitées.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description d'une forme de réalisation particulière de l'invention, donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif conforme à l'invention.
La figure 2 représente le schéma de raccordement du dispositif de la figure 1.
Dans les deux figures, les mêmes notations de références désignent des éléments analogues.
Le dispositif représenté comprend un tube conducteur 1 qui cons- titue avec un second tube conducteur 2, placé à l'intérieur du premier, une partie d'une cellule conductrice ou capacitive, suivant que le liquide est conducteur ou isolant.
Dans le tube 1, est monté ur manchon isolant 3. Dans la partie supérieure de ce manchpn , est vissé le tube intérieur 2 tandis qu'à la par- tie inférieure du même manchon on visse un cylindre métallique fermé 4. Ce cy- lindre 4 constitue avec. la partie inférieure du tube 1 la seconde partie de la cellule. Le tube 1 est du reste suffisamment long pour que son extrémité inférieure vienne à peu près au niveau de la base du cylindre 4. Le manchon isolant 3 isole donc au point de vue électrique les pièces conductrices 2 et 4.
Un bouchon isolant 5 maintient à distance les tubes 1 et 2. Un fil conducteur isolé 6 est soudé à l'extrémité supérieure du cylindre 4 et traverse dans toute sa longueur le tube intérieur 2. Le montage du tube 2 et du cylindre 4, dans le manchon isolant 3, est réalisé de façon étanche. Le tube extérieur 1 est perforé. De cette façon, le liquide peut pénétrer entre les tubes 1 et 2 d'une part et entre le tube 1 et le cylindre 4 d'autre part.
Mais le liquide ne peut pénétrer à l'intérieur du tube 2, de sorte que le fil 6 est mis à l'abri du liquide. Au moins un des orifices prévus dans le tube 1 doit se trouver au niveau de la partie supérieure du manchon 3. L'ensemble de l'appareil, à l'exception du bouchon isolant 5, peut être immergé dans un réservoir dont on veut mesurer la hauteur du liquide contenu.
Si l'on désigne par H la hauteur du liquide dans le réservoir et si l'on suppose que le liquide est conducteur, la section constituée par le tube 1 et le cylindre 4 présente une résistance électrique qui dépend des di-
<Desc/Clms Page number 3>
mensions géométriques du tube 1 et du cylindre 4 et de la résis'tivité du li- quide .
De même, la section constituée par le tube 1 et le tube 2 présen- te une résistance électrique qui dépend des dimensions des tubes, de la-ré- sistivité du liquide et de la hauteur H atteinte par le liquide'. @
Le rapport des résistances des deux sections ne dépend que de la hauteur du liquide H.
Dans le cas d'un liquide isolant, le dispositif est l'équivalent de deux condensateurs cylindriques ayant une électrode commune et dont le rap- port des capacités ne dépend que de la hauteur H.
Selon l'invention, la mesure du rapport des résistances des deux parties de la cellule se fait avantageusement en utilisant un appareil de me- sure 9 à cadres croisés du type ferro-dynamique, qui peut être un phasemètre du type courant.
La figure 2 donne le schéma des connexions électriques à réaliser.
Un transformateur 7 donne une tension alternative de quelques volts qui est appliquée entre le tube 1 et le point commun 8 des deux cadres de l'appareil de mesure 9. Les extrémités non communes des cadres, désignées par 10 et 11, sont connectées respectivement au tube 2 et au cylindre 4. A la figure 2, on a représenté, en 12 et en 13, les résistances cphstituées d'une part par les tubes 1 et 2 et d'autre part par le tube 1 et le cylindre 4.
Un enroulement supplémentaire 14 du transformateur 7 alimente le circuit magnétique 15 de l'appareil de mesure 9.
Dans le cas de liquides isolants, les courants de capacité qui traversent les deux parties de la cellule sont amplifiés avant d'être envoy- és dans les cadres de l'appareil de mesure.
Tout ce qui vient d'être dit se rapporte au cas où l'alimenta- - tion se fait en courant alternatif. Cependant, on peut également appliquer le même système au cas de l'alimentation en courant continu, à condition que l'on n'ait pas à craindre les résultats de phénomènes d'électrolyse. Dans ce cas, on peut employer au lieu d'un phaspmètre à cadres croisés, un logomètre à aimant permanent. Le même appareil peut du reste être utilisé dans le cas du courant alternatif, mais il faut alors prévoir des redresseurs de courant appropriés. On pourrait également employer des dispositifs électroniques pour mesurer le rapport des impédances (résistances et capacités) des deux parties de la cellule.
Les mesures, grâce au dispositif selon l'invention, sont particu- lièrement aisées, car la tension d'alimentation ne doit pas être maintenue stable. Un étalonnage peut être fait inrsitu au moyen d'une ou plusieurs hau- teurs de liquide prédéterminées.
On peut, si on le désire, prévoir à la partie supérieure de l'ap- pareil, c'est-à-dire sous le bouchon isolant 5, une bague isolante 16 entou- rée d'un anneau métallique 17 qui constitue avec le tube 1 une troisième par- tie de la cellule qui, lorsqu'elle est immergée, est traversée par un courant qui peut servir à une commande à distance par exemple, pour la vidange du ré- servoir. Cette troisième partie peut du reste être raccordée en parallèle sur les deux autres. Au moment où le liquide atteint le niveau de cette troi- sième partie, il s'établit brusquement un courant dans cette partie. Cette mo- dification brutale de la situation est très intéressante pour la commande par relais d'une pompe de vidange.
Une situation analogue se produit du reste, au moment de la vidange complète, pour la seconde partie de la cellule, c'est- à-dire celle formée par le tube 1 et le cylindre 4, la résistance de cette
<Desc/Clms Page number 4>
seconde partie devenant alors infinie, ce qui amène une diminution brutale de courant.
Dans le cas de liquides très corrosifs, isolants ou non, il peut être intéressant de recouvrir les pièces métalliques 1, 2 et 4 d'une pelli- cule protectrice isolante. Dans ce cas la hauteur H est déterminée par un rapport de capacités.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière sans sortir de la portée de la présente demande.
C'est ainsi qu'on pourrait utiliser des électrodes non concen- triques, ou encore remplacer une des électrodes par le réservoir contenant le liquide lorsque ce réservoir est conducteur.
On pourrait également donner aux électrodes une forme ou une disposition telle que la courbe de sensibilité du dispositif soit appropriée au type de mesure désiré.
Enfin, l'appareil de mesure 9, pourrait être remplacé par un système de relais à cadres croisés, permettant une commande automatique d' une pompe de remplissage, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une troi- sième partie pour la cellule (anneau 17).
REVENDICATIONS.
1. Dispositif électrique pour le contrôle des niveaux de liquide, qui comprend une cellule plongée dans le liquide et formée de deux pièces con- ductrices, isolées l'une de l'autre et entre lesquelles une différence de po- tentiel peut être appliquée, caractérisé en ce que la cellule est formée de deux parties, dont les pièces conductrices sont rigidement associées, une dif- férence de potentiel étant appliquée à chacune des parties susdites, des moy- ens étant prévus pour déterminer le rapport des impédances de ces parties et l'utiliser éventuellement pour la commande automatique du remplissage du ré- servoir contenant le liquide.