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Les dispositifs indicateurs de niveau connus, tels que les tubes indicateurs en verrre, les flotteurs, les mano- mètres ne peuvent plus être envisagés lorsqu'il s'agit de sur- veiller le niveau par exemple dans des réservoirs sous forte pression et à haute température remplis en partie d'un élé- ment qui peut consister en une lessive ou un acide concentré, un produit fondu ou encore un produit en particules solides.
Un procédé connu à ce propos consiste à se servir à cet effet du pouvoir d'absorption d'un rayonnement radioactif par l'élé- ment de remplissage et à transformer les variations de niveau de cet élément en variations du niveau du rayonnement,, en dis-
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posant par exemple d'un coté du réservoir une source de rayon- nement et de l'autre côté un détecteur, tandis que la source de rayonnement et le détecteur peuvent ou non comporter un dis- positif leur permettant de suivre les variations de niveau.
Les détecteurs consistent de préférence en tubes compteurs.
En général, les impulsions des tubes compteurs sont amplifiées et transmises à un étage de déclenchement, de façon à obte- -- nir un courant ou une tension proportionnera la fréquence des impulsions. Etant donné que le courant anodique d'un éta- ge de déclenchement est rarement assez intense pour commander un relais directement, il est nécessaire de monter dans le circuit au moins un amplificateur à courant continu inter- médiaire. L'indication du niveau peut être donnée par un relais polarisé à position moyenne et aimantation initiale. Un procédé connu consiste aussi à utiliser deux relais simples dont l'un s'excite à la limite inférieure et l'autre à la limite supé- rieure du niveau.
Les dispositifs du type précité comportent au moins quelques tubes électroniques à cathodes chauffées. Etant donné que la durée de vie d'un tube est limitée, la sécurité de fonc- tionnement diminue dans la mesure où le nombre de tubes électro- niques augmente. La défaillance d'un seul tube électronique risque de compromettre le fonctionnement de toute l'installa- tion à surveiller. L'inconvénient des installations connues jus- qu'à présent consiste dans l'impossibilité de s'apercevoir im- médiatement de cette défaillance, mais au contraire elle ne se manifeste le plus souvent que par des perturbations en servi- ce et les installation'connues ne permettent pas de faire usage de dispositifs indicateurs simples de cette défaillance.
A l'encontre des installations connues précitées, l'invention a pour objet un indicateur de niveau par rayonne- ment dont le détecteur consiste en un tube compteur et qui se caractérise par un amplificateur différentiel, des relais à luminescence respectifs pour les limites de niveau supé-
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rieur et inférieur et un élément R-C entre le tube compteur et l'amplificateur différentiel, en transformant par l'élément.
R-C les impulsions incidentes statistiquement réparties prove- nant du tube compteur en une tension proportionnelle à la fré- quence des impulsions, qui commande l'amplificateur diffé- rentiel et en accouplant- les anodes de l'amplificateur diffé- rentiel avec les démarreurs des deux relais à luminescence.
Les relais à luminescence peuvent servir à commander des relais électromagnétiques et à indiquer une perturbation, étant donné que, lorsque le niveau est à la hauteur qui con- vient, les deux relais à luminescence s'allument, lorsque le niveau est trop haut, ou trop bas, l'un ou l'autre des ' relais à luminescence s'éteint et, en cas de perturbation, les deux relais s'éteignent. Cette indication apparaît toujours lorsque la tension de régime fait complètement défaut, ou seulement lorsque cesse le chauffage de l'amplificateur différentiel. Des moyens simples permettent de faire apparaître d'autres perturbations par cette indication.
Une forme de réalisation de l'invention est décrite en détail ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui qui représente un diagramme de principe des connexions d'un indicateur de niveau suivant l'invention.
L'indicateur de niveau de l'invention contient un détecteur qui consiste en un tube compteur Z, un élément R-C, un amplificateur différentiel formé par deux triodes El et E2 comportant des résistances anodiques de travail R1, R2, deux relais à luminescence GR1, GR2, et deux relais électromagnéti- ques A, B. Le tube compteur peut être choisi de façon à dé- tecter les rayons bêta ou gamma et est connecté par l'intermé- diaire d'une résistance R10 au pôle positif d'une tension con- tinue dont la valeur dépend du tube compteur et qui est par exemple égale à 550 volts. Plusieurs tubes compteurs peuvent être montés en parallèle. L'élément R-C est formé par une ré-
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sistance Rg et un condensateur Cg.
Cet élément R-C partage par moitié dans le temps le courant du tube compteur et la tension qui prend naissance au condensateur Cg est transmise à la gril- le de la première triode El de l'amplificateur différentiel.
La capacité Cg est représentée sous forme de condensateur unique.
Il convient cependant de prévoir une série de condensateurs commutables, étant donné que la variation de la capacité pro- voque la variation de la constante de temps et que, par suite, en passant d'un condensateur à l'autre, on peut la faire corres- pondre au problème de mesure à résoudre. Les deux triodes El et E2 de l'amplificateur différentiel peuvent consister en trio- des séparées ou être groupées dans une triode double. Cependant, les deux triodes doivent comporter un chauffage commun, c'est- à-dire que si les triodes sont séparées, les deux dispositifs de chauffage doivent être connectés en série.
De plus, les deux cathodes sont au même potentiel, c'est-à-dire qu'elles sont connectées à une résistance commune de cathode Rll. De préfé- rence, pour régler l'intervalle entre les limites supérieure et inférieure du niveau, on peut régler le courant de la cathode de l'amplificateur différentiel en faisant varier la résistance de cathode Rll. La grille de la triode E2 est à un potentiel de référence fixe, tandis que la grille de la triode El reçoit la tension de la capacité de charge Cg. La résistance de fuite de grille Rg est connectée à la prise de courant d'un potentiomètre R12, qui permet ainsi de réaliser l'équilibre électrique de l'amplificateur différentiel, c'est-à-dire de régler l'installation à une fréquence moyenne des impulsions.
Les deux anodes dé l'amplificateur différentiel commandent chacune par l'intermédiare des résistances respectives R3, R5 et R4, R6, les trajets de décharge des relais à luminescence GR1 etCR2. Ces relais à luminescence fonctionnent sous une tension de démarrage négative et leur anode est alimentée par une tension alternative. Le circuit anodique de chacune d'elles
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contient des relais électromagnétiques respectifs A, B. Etant donné que les relais à luminescence fonctionnent sous tension alternative, ils s'éteignent pendant chaque demi-onde négative. L'enroulement d'excitation des relais A, B reçoit ainsi un courant continu pulsatoire. Des redresseurs connec- tés en parallèle par rapport aux relais A, B empêchent les armatures de ronfler et de flotter.
Les contacts, non repré- sentés, de ces relais peuvent servir à commander des appareils et à donner des indications.
L'indicateur de niveau fonctionne de la manière sui- vante: a l'état de repos, les deux grilles de commande de l'am- plificateur différentiel sont au même potentiel, et la tension des deux anodes est assez basse pour que les trajets de déchar- ge des deux relais à luminescence GR1, GR2 s'allument et que le courant anodique des relais à luminescence provoque l'ex- citation des deux relais A et B. Si la fréquence des impul- sions augmente,'la tension de grille de la triode El augmente aussi et sa tension anodique diminue, tandis que la tension anodique de la triode E2 augmente.
Etant donné que le relais à luminescence GR1 est déjà conduc- .teur, son état reste sans changement. Mais le relais à lumines- cence GR2 s'éteint puisque son trajet de démarrage n'est plus assez négatif et, par suite, le relais B retombe. Les con- tacts de ce relais peuvent commander par exemple une opération qui rétablit l'état initial en ce qui concerne la fréquence des impulsions et, par suite, le potentiel de commande de l'am- plificateur différentiel en rendant ainsi l'opération précitée susceptible de se reproduire. Par contre, si la fréquence des impulsions diminue, le potentiel de la grille de la triode El diminue et sa tension anodique augmente. Etant donné qu'à l'état de repos le relais à luminescence GR2 est déjà conducteur son état reste sans changement.
Le relais à luminescence GR1 s'éteint, puisque son trajet de démarrage n'est plus assez .
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négatif, et le relais A retombe. Ces contacts peuvent également servir à commander une opération qui rétablit l'état de repos.
Les contacts des relais peuvent évidemment servir aussi à indi- quer que le rayonnement est trop fort ou trop faible. Tant que l'indicateur de niveau est en bonordre de fonctionnement, l'un ou l'autre ou les deux relais à luminescence sont toujours allumés. Lequatrième cas possible où les deux relais à lumi- nescence sont éteints est celui où les deux tensions anodiques de l'amplificateur différentiel sont élevées en même temps.
Etant donné que les deux triodes El, E2 sont chauffées en série, ce cas est celui où le filament de chauffage d'une des triodes a brûlé. Cette situation, dans laquelle les deux relais à luminescence sont éteints simultanément, c'est-à-dire que les deux relais A et B sont également retombés en même temps, sert d'indication de la défectuosité des tubes, par exemple en fer- mant par deux contacts de repos en série des relais A et B un circuit d'avertissement. On obtient la même indication de per- turbation lorsque la tension de régime fait défaut.
D'autres perturbations de fonctionnement peuvent être décelées en provoquant par la perturbation, par l'in- termédiare de moyens appropriés, l'extinction simultanée des deux relais à luminescence. Lorsque le rayonnement est absor- bé en totalité par l'élément de remplissage, le tube compteur enregistre toujours un effet nul, qui peut être renforcé en cas de besoin par une source de rayonnement supplémentaire.
Par suite, en cas de tube compteur défectueux, la tension de grille de la triode El de l'amplificateur différentiel est plus négative que celle qui peut exister ---- en marche nor- male. Il en résulte que la tension anodique de la triode El devient plus positive. Si on monte une petite lampe luminescen- te Gl entre une prise de courant de la résistance d'anode de la triode El et le démarreur du relais à luminescence GR2, cette petite lampe s'allume en cas de tension d'anode élevée,
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et fait ainsi augmenter la tension du démarreur du relais à lu- minescence allumé GR2 en provoquant son extinction. On obtient ainsi comme précédemment une indication d'une perturbation.
Il convient, dans la pratique, de monter en série un potentiomètre R7 avec la résistance d'anode Rl et de connecter une des électro- des de la petite lampe luminescente Gl à la prise de courant de ce potentiomètre et l'autre au conducteur de démanage entre les résistances R4 et R6. En faisant varier la position de la prise de courant du potentiomètre R7, on peut faire correspon- dre le niveau d'excitation de ce tube compteur aux conditions -- de fonctionnement existantes. Par suite, si la petite lampe luminescente Gl s'allume pendant l'indication d'une perturba- tion, cela veut dire que le tube compteur est défectueux ou que la ligne d'alimentation est coupée.
En principe, on peut connecter une autre petite lampe luminescente G2 à un potentiomètre R8 en série avec la résistance d'anode R2 et le conducteur de démarrage du re- lais à luminescence GR1 entre les résistances R3 et R5, ainsi que l'indique le dessin en pointillé. On obtient par ce der- nier moyen l'indication d'une perturbation due au claqu age du tube compteur ou d'un court-circuit dans la ligne d'alimen- tation de ce tube, et cette indication est donnée en cas de perturbation par l'extinction simultanée des deux tubes lumi- nescents GR1 et GR2 et par l'allumage de la ptite lampe lumi- nescente G2.