CA1109666A - Niveau electronique - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
- G01C5/04—Hydrostatic levelling, i.e. by flexibly interconnected liquid containers at separated points
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Abstract
Niveau électronique pour mesurer la dénivellation entre deux points. Le niveau électronique comporte une enceinte tubulaire creuse faite d'un matériau flexible ayant en son intérieur un fluide de faible viscosité. Deux transducteurs piézoélectriques sont montes chacun à une extrémité respective de l'enceinte tubulaire et en contact avec le fluide. Un ensemble électronique relie à chacun des transducteurs piézoélectriques permet le traitement et l'affichage numérique des signaux délivrés par ces transducteurs de sorte à fournir une mesure de la dénivellation entre les points. En outre, un circuit associé à l'ensemble électronique de traitement compense une variation de la densité du fluide avec la température.
Description
La présente invention a trait à la mesure de façon entiè-rement électronique de la dénivellation entre deux points donnés, et concerne plus particulièrement un système ou niveau électronique destiné à déterminer et à mesurer la grandeur de cette dénivella-tion de façon automatique et d'en afficher le résultat de façon numérlque .
Jusqu'ici, les méthodes et les systèmes classiques de mesure de la dénivellation ou de la hauteur d'un point s'effec-tuaient soit par stadia, soit par théodolite. Mais ces méthodes classiques, quoique techniquement assez précises en soi n'en demeurent pas moins longues d'app7ication, demandent un personnel qualifié et surtout sont difficilement, sinon aucunement, utilisa-bles lorsque les mesures de dénivellation requises doivent être effectuées en terrains boisés et accidentés, en particulier, sur-tout là où aucun contact visuel entre les deux points dont on veut conna~tre la différence d'élévation n'existe. Plusieurs systèmes ont été proposés pour pallier aux inconvénients des méthodes tra-ditionnelles, ces systemes sont décrits, par exemple, dans le brevet U.S. No. 2,557,021 de Williams, émis le 12 juin 1951; le brevet U.S. No. 2,851,799 du 16 septembre 1958 au nom de Meents et al; le brevet U.S. No. 3,494,202 du 10 février 1970, au nom de Comey; le brevet U.S. No. 3,815,423 de Gearhart émis le 11 juin 1974 et le brevet U.S. No. 2,844,037 du 22 juillet 1958 au nom de Jordan. ~
En général, tous ces systèmes,lorsque utilisés pour des relev~s -géodésiques, permettent de déterminer, à partir de la mesure d'une différence de pression hydrostatique, la distance verticale entre deux points situés à différents niveaux, la mesure proprement dite et la lecture de cette dénivellation se faisant toutefois à l'aide de moyens purement mécaniques, tel le déplacement d'un piston ou d'une membrane flexible sous l'action de cette pression hydrostati-que. Ces systemes offrent toutefois des inconvénients de taille en ce qu'ils sont peu précis et limités quant a la grandeur de 1~63 966~;
denivellation pouvant être mesurée; ils sont en outre plutôt encom-brants et donc limités dans leur application.
La présente invention propose un appareil qui pallie aux inconvénients des instruments de mesure de dénivellation de l'art antérieur~ Cet appareil peut mesurer avec grande précision et ra-pidité la dénivellation entre deux points et trouve des applications pratiques dans les relevés géophysiques, gravimétriques et dans ; l'exploitation miniere.
Le niveau électronique suivant la présente invention offre de plus l'avantage de ne nécessiter aucun contact visuel entre les points à mesurer, de permettre la mesure d'une grande dénivellation en une seule lecture, et d'être de manipulation facile et rapide ce qui offre une importante économie de temps et de main-d'oeuvre lors de la prise de mesures.
Plus précisément, l'appareil suivant la présente invention comporte une enceinte tubulaire creuse, de matière flexible, un fluidede faibleviscosité àl'intérieurde l'enceinte,un kransducteur piézoélectriquedepression àchacune desextrémitesde l'enceinte et en contact avecle fluide,et unensemble électronique relié achacun des transducteurs pour le traitementet l'affichagedes signauxdéli-vrés parces transducteursde sorte a fournirune mesure de ladénivella-tion entreles points ou sontsitués les elements piezoélectriques.
Des formes de realisation préférées de la présente in-vention seront décrites ci-apres avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 montre de façon schématique le niveau élec-tronique suivant la presente invention;
les figures 2A et 2B illustrent un arrangement des trans-ducteurs de pression montés à chaque extrémite du tube utilisés dans le niveau électronique de la figure 1;
la figure 3 représente de façon schématique un circuit électronique pour le traitement et l'affichage des données fournies
Jusqu'ici, les méthodes et les systèmes classiques de mesure de la dénivellation ou de la hauteur d'un point s'effec-tuaient soit par stadia, soit par théodolite. Mais ces méthodes classiques, quoique techniquement assez précises en soi n'en demeurent pas moins longues d'app7ication, demandent un personnel qualifié et surtout sont difficilement, sinon aucunement, utilisa-bles lorsque les mesures de dénivellation requises doivent être effectuées en terrains boisés et accidentés, en particulier, sur-tout là où aucun contact visuel entre les deux points dont on veut conna~tre la différence d'élévation n'existe. Plusieurs systèmes ont été proposés pour pallier aux inconvénients des méthodes tra-ditionnelles, ces systemes sont décrits, par exemple, dans le brevet U.S. No. 2,557,021 de Williams, émis le 12 juin 1951; le brevet U.S. No. 2,851,799 du 16 septembre 1958 au nom de Meents et al; le brevet U.S. No. 3,494,202 du 10 février 1970, au nom de Comey; le brevet U.S. No. 3,815,423 de Gearhart émis le 11 juin 1974 et le brevet U.S. No. 2,844,037 du 22 juillet 1958 au nom de Jordan. ~
En général, tous ces systèmes,lorsque utilisés pour des relev~s -géodésiques, permettent de déterminer, à partir de la mesure d'une différence de pression hydrostatique, la distance verticale entre deux points situés à différents niveaux, la mesure proprement dite et la lecture de cette dénivellation se faisant toutefois à l'aide de moyens purement mécaniques, tel le déplacement d'un piston ou d'une membrane flexible sous l'action de cette pression hydrostati-que. Ces systemes offrent toutefois des inconvénients de taille en ce qu'ils sont peu précis et limités quant a la grandeur de 1~63 966~;
denivellation pouvant être mesurée; ils sont en outre plutôt encom-brants et donc limités dans leur application.
La présente invention propose un appareil qui pallie aux inconvénients des instruments de mesure de dénivellation de l'art antérieur~ Cet appareil peut mesurer avec grande précision et ra-pidité la dénivellation entre deux points et trouve des applications pratiques dans les relevés géophysiques, gravimétriques et dans ; l'exploitation miniere.
Le niveau électronique suivant la présente invention offre de plus l'avantage de ne nécessiter aucun contact visuel entre les points à mesurer, de permettre la mesure d'une grande dénivellation en une seule lecture, et d'être de manipulation facile et rapide ce qui offre une importante économie de temps et de main-d'oeuvre lors de la prise de mesures.
Plus précisément, l'appareil suivant la présente invention comporte une enceinte tubulaire creuse, de matière flexible, un fluidede faibleviscosité àl'intérieurde l'enceinte,un kransducteur piézoélectriquedepression àchacune desextrémitesde l'enceinte et en contact avecle fluide,et unensemble électronique relié achacun des transducteurs pour le traitementet l'affichagedes signauxdéli-vrés parces transducteursde sorte a fournirune mesure de ladénivella-tion entreles points ou sontsitués les elements piezoélectriques.
Des formes de realisation préférées de la présente in-vention seront décrites ci-apres avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 montre de façon schématique le niveau élec-tronique suivant la presente invention;
les figures 2A et 2B illustrent un arrangement des trans-ducteurs de pression montés à chaque extrémite du tube utilisés dans le niveau électronique de la figure 1;
la figure 3 représente de façon schématique un circuit électronique pour le traitement et l'affichage des données fournies
- 2 -t :.
par les éléments piézoélectriques; et la figure 4 illustre de façon schématique un autre cir-cuit pour le traitement et l'affichage des données fournies par les éléments piézoélectriques, avec compensation des variations de température.
La figure 1 présente un schéma général du niveau électro-nique permettant de déterminer la grandeur d'une dénivellation en-tre deux points. Le niveau comporte un long tube 1 fait d'un ma-tériau flexible, soit de caoutchouc ou de plastique, contenant un fluide 2 de faible viscosité et ayant un coefficient de dilatation thermique également faible, comme de l'huile au silicone. A cha-cun des embouts du tube 1 est monté un transducteur de pression Tl et T2, respectivement, qui sont en contact avec le fluide 2 et qui ont pour fonction de traduire la pression de ce fluide en ten-sion électrique, comme il est connu dans l'art. Les transducteurs piézoélectriques Tl et T2 sont respectivement reliés à l'aide des conducteurs 3 et 4 a un appareil de traitement et d'affichage 5 qui, à partir des tensions Vpl et Vp2 fournies par les transduc-teurs, analysent et déterminent la différence de pression existante entre les deux transducteurs via les tensions détectées, cette différence de pression étant directement fonction de la denivella-tion h entre les points où se situent les transducteurs Tl et T2.
En effet, si on exprime les pressions pl et p2 en fonction d'une pression px, prise à une hauteur x quelconque du tube, on obtient:
pl = px - sg (h - x) p2 = px t sgx En soustrayant, on a:
p2 - pl = sgh ou encore h = (p2 - pl)/sg On voit donc que la dénivellation h mesurée est directe-ment et seulement proportionnelle aux pressions pl et p2 du fluide, détectees aux extremites du tube, et independante de toute pression interm~diaire du fluide.
En ce qui regarde la configuration de l'appareil de trai-tement et d'affichage 5, et des circuits qui le composent, de plus amples details en seront donnes lors de la description des figures
par les éléments piézoélectriques; et la figure 4 illustre de façon schématique un autre cir-cuit pour le traitement et l'affichage des données fournies par les éléments piézoélectriques, avec compensation des variations de température.
La figure 1 présente un schéma général du niveau électro-nique permettant de déterminer la grandeur d'une dénivellation en-tre deux points. Le niveau comporte un long tube 1 fait d'un ma-tériau flexible, soit de caoutchouc ou de plastique, contenant un fluide 2 de faible viscosité et ayant un coefficient de dilatation thermique également faible, comme de l'huile au silicone. A cha-cun des embouts du tube 1 est monté un transducteur de pression Tl et T2, respectivement, qui sont en contact avec le fluide 2 et qui ont pour fonction de traduire la pression de ce fluide en ten-sion électrique, comme il est connu dans l'art. Les transducteurs piézoélectriques Tl et T2 sont respectivement reliés à l'aide des conducteurs 3 et 4 a un appareil de traitement et d'affichage 5 qui, à partir des tensions Vpl et Vp2 fournies par les transduc-teurs, analysent et déterminent la différence de pression existante entre les deux transducteurs via les tensions détectées, cette différence de pression étant directement fonction de la denivella-tion h entre les points où se situent les transducteurs Tl et T2.
En effet, si on exprime les pressions pl et p2 en fonction d'une pression px, prise à une hauteur x quelconque du tube, on obtient:
pl = px - sg (h - x) p2 = px t sgx En soustrayant, on a:
p2 - pl = sgh ou encore h = (p2 - pl)/sg On voit donc que la dénivellation h mesurée est directe-ment et seulement proportionnelle aux pressions pl et p2 du fluide, détectees aux extremites du tube, et independante de toute pression interm~diaire du fluide.
En ce qui regarde la configuration de l'appareil de trai-tement et d'affichage 5, et des circuits qui le composent, de plus amples details en seront donnes lors de la description des figures
3 et 4 ci-après. Mais notons que l'appareil 5 traite l'information fournie par les transducteurs piezoélectriques Tl et T2 de façon entièrement électronique.
Les figures 2A et 2B illustrent respectivement un monta-ge des transducteurs Tl et T2 aux extrémit~s correspondantes dutube 1. Dans le schéma des figures 2A et 2B, chaque transducteur Tl ou ~2 est en contact direct avec le fluide de pression 2 à
l'intérieur du tube 1 auquel il est relié par un connecteur 6, 6', ce dernier étant muni d'une vis 7, 7', qui permet l'évacuation ou l'ejection des bulles d'air qui pourraient être presentes dans le fluide 2. En outre, une enceinte 8, 8', montree conique et faite d'un materiau rigide sert à proteger les transducteurs, et ~lements associes, des chocs exterieurs. De plus, le montage de la figure 2B comprend une fiche de connection 9 qui est reliée d'une part aux fils conducteurs permettant d'alimenter les transducteurs Tl et T2 en tension continue ainsi que de convoyer l`information four-nie par ces transducteurs à l'appareil de traitement 5, et d'autre part cette fiche permet de fixer le montage de la figure 2B direc-tement sur l'appareil 5 de la figure 1.
Quoique non illustre, les fils d'alimentation du transducteur Tl sont acheminés directement a l'intérieur de l'en-cei~e du tube 1 plutôt qu'à l'extérieur de ce dernier afin de mi-nimiser leur encombrement et d'en prévenir tout dommage. Bien entendu, la forme de l'enceinte 8, 8', ainsi que la configuration des moyens d'attache des transducteurs au tube 1 ne sont aucunement astreignantes et peuvent présenter une foule de variantes sans pour autant porter atteinte au principe de base de la présente invention.
Les figures 2A et 2B illustrent respectivement un monta-ge des transducteurs Tl et T2 aux extrémit~s correspondantes dutube 1. Dans le schéma des figures 2A et 2B, chaque transducteur Tl ou ~2 est en contact direct avec le fluide de pression 2 à
l'intérieur du tube 1 auquel il est relié par un connecteur 6, 6', ce dernier étant muni d'une vis 7, 7', qui permet l'évacuation ou l'ejection des bulles d'air qui pourraient être presentes dans le fluide 2. En outre, une enceinte 8, 8', montree conique et faite d'un materiau rigide sert à proteger les transducteurs, et ~lements associes, des chocs exterieurs. De plus, le montage de la figure 2B comprend une fiche de connection 9 qui est reliée d'une part aux fils conducteurs permettant d'alimenter les transducteurs Tl et T2 en tension continue ainsi que de convoyer l`information four-nie par ces transducteurs à l'appareil de traitement 5, et d'autre part cette fiche permet de fixer le montage de la figure 2B direc-tement sur l'appareil 5 de la figure 1.
Quoique non illustre, les fils d'alimentation du transducteur Tl sont acheminés directement a l'intérieur de l'en-cei~e du tube 1 plutôt qu'à l'extérieur de ce dernier afin de mi-nimiser leur encombrement et d'en prévenir tout dommage. Bien entendu, la forme de l'enceinte 8, 8', ainsi que la configuration des moyens d'attache des transducteurs au tube 1 ne sont aucunement astreignantes et peuvent présenter une foule de variantes sans pour autant porter atteinte au principe de base de la présente invention.
- 4 -, . .
; Les points importants à souligner relativement aux montages des figures 2A et 2B résident dans l'utilisation de raccords entre les transducteurs piézoélectriques et le tube flexible 1 qui soit en-tièrement hermétique afin de prévenir toute fuite du fluide 2, tout en permettant un contact direct entre ce fluide et l'élément trans-ducteur.
Notons ~galement que, pour une plus grande précision de mesure, il est souhaitable d'utiliser les transducteurs Tl et T2 ; qui possèdent des caractéristiques de fonctionnement semblables.
~0 Dans le présent cas, deux transducteurs du type LX16XXA fabriqués par National Semiconductor Corporation des Etats-Unis ont été ex-périmentes avec succès. Ces transducteurs opèrent normalement à
des pressions variant de 10 à lOOlivres par pouce carre et sous une tension d'excitation de 15 volts CC.
Quant à l'appareil de traitement 5 de la figure 1, disons que les circuits qui le composent peuvent être très facilement in-corpores dans un boîtier unique contenant en outre les piles d'ali-mentation à courant continu, lorsqu'un affichage numérique des résultats est utilisé. Un tel boîtier est d'un transport aisé et ; 20 presente peu d'encombrements. Par exemple, un boîtier ayant les dimensions 4" X 4" X 8" et pesant environ 5 livres a ete realise.
Ces dimensions ne sont aucunement limitatives et ne servent qu'à
illustrer le peu d'encombrements du niveau é~ectronique selon la présente invention.
La figure 3 illustre de façon schématique la composition électronique du circuit de traitement et d'affichage 5 de la fi-gure 1. Ce circuit électronique comporte un différentiateur 10 alimenté par les tensions Vpl et Vp2 générées respectivement par les transducteurs Tl et T2, lequel différentiateur a pour fonction d'effectuer la différence entre ces deux tensions en vue de déter-miner la grandeur et le signe de la dénivellation entre les trans-ducteurs Tl et T2. Le signal analogique résultant de cette diffé-
; Les points importants à souligner relativement aux montages des figures 2A et 2B résident dans l'utilisation de raccords entre les transducteurs piézoélectriques et le tube flexible 1 qui soit en-tièrement hermétique afin de prévenir toute fuite du fluide 2, tout en permettant un contact direct entre ce fluide et l'élément trans-ducteur.
Notons ~galement que, pour une plus grande précision de mesure, il est souhaitable d'utiliser les transducteurs Tl et T2 ; qui possèdent des caractéristiques de fonctionnement semblables.
~0 Dans le présent cas, deux transducteurs du type LX16XXA fabriqués par National Semiconductor Corporation des Etats-Unis ont été ex-périmentes avec succès. Ces transducteurs opèrent normalement à
des pressions variant de 10 à lOOlivres par pouce carre et sous une tension d'excitation de 15 volts CC.
Quant à l'appareil de traitement 5 de la figure 1, disons que les circuits qui le composent peuvent être très facilement in-corpores dans un boîtier unique contenant en outre les piles d'ali-mentation à courant continu, lorsqu'un affichage numérique des résultats est utilisé. Un tel boîtier est d'un transport aisé et ; 20 presente peu d'encombrements. Par exemple, un boîtier ayant les dimensions 4" X 4" X 8" et pesant environ 5 livres a ete realise.
Ces dimensions ne sont aucunement limitatives et ne servent qu'à
illustrer le peu d'encombrements du niveau é~ectronique selon la présente invention.
La figure 3 illustre de façon schématique la composition électronique du circuit de traitement et d'affichage 5 de la fi-gure 1. Ce circuit électronique comporte un différentiateur 10 alimenté par les tensions Vpl et Vp2 générées respectivement par les transducteurs Tl et T2, lequel différentiateur a pour fonction d'effectuer la différence entre ces deux tensions en vue de déter-miner la grandeur et le signe de la dénivellation entre les trans-ducteurs Tl et T2. Le signal analogique résultant de cette diffé-
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66~i rentiation est ensuite amplifié dans le circuit 11 dont le gain est ajusté au fonction de Ia densité du fluide 2 utilisé à l'intérieur du tube 1. Cet ajustement se fait de façon connue en variant sim-plement la valeur d'une resistance placee dans la boucle de retour du circuit amplificateur. Le signal amplifie alimente finalement un convertisseur analogue-numerique 12 dont la sortie est reliée a un circuit d'affichage 13 formé de diodes emettrices de lumiere et qui affiche non seulement le resultat final de la denivellation à mesurer sous forme numerique immediatement utilisable, mais ega-lement en donne le signe, positif ou négatif, selon que le trans-ducteur Tl est situé au-dessus ou au-dessous du point de localisa-tion du transducteur T2. D'autre part, la configuration électro-nique de ces divers circuits est connue en soit, ceux-ci étant di-rectement disponibles sur le marché actuel. Toutefois, des cir-cuits utilisant des composantes intégrées, comme cellesfournies par Siliconix Inc., Californie, Etats-Unis, sont preconises à cause principalement de leur encombrement minime.
Une variante du circuit de la figure 3 est illustree à
la figure 4, cette variante tient compte des ecarts de la tempera-ture ambiante qui pourraient affecter la precision des mesures de denivellation. En effet, une variation de la température ambiante produit une contraction ou dilatation proportionnelle du fluide 2 contenu dans le tube 1, ce qui engendre une erreur de mesure de la dénivellation vraie, due a la detection de pressions différentes au niveau des transducteurs Tl et T2. La figure 4 montre un schéma de moyens utilises pour compenser automatiquement les variations de température en vue d'obtenir une lecture finale qui soit représen-tative de la valeur précise et exacte de la dénivellation a mesurer, indépendamment de ces écarts de température.
Pour ce faire, on utilise un fil électrique 14 de faible resistance électrique, de 6 a 12 ohms environ, qui baigne entiere-ment dans le fluide 2 et qui fait l'aller-retour du tube 1. Or,
66~i rentiation est ensuite amplifié dans le circuit 11 dont le gain est ajusté au fonction de Ia densité du fluide 2 utilisé à l'intérieur du tube 1. Cet ajustement se fait de façon connue en variant sim-plement la valeur d'une resistance placee dans la boucle de retour du circuit amplificateur. Le signal amplifie alimente finalement un convertisseur analogue-numerique 12 dont la sortie est reliée a un circuit d'affichage 13 formé de diodes emettrices de lumiere et qui affiche non seulement le resultat final de la denivellation à mesurer sous forme numerique immediatement utilisable, mais ega-lement en donne le signe, positif ou négatif, selon que le trans-ducteur Tl est situé au-dessus ou au-dessous du point de localisa-tion du transducteur T2. D'autre part, la configuration électro-nique de ces divers circuits est connue en soit, ceux-ci étant di-rectement disponibles sur le marché actuel. Toutefois, des cir-cuits utilisant des composantes intégrées, comme cellesfournies par Siliconix Inc., Californie, Etats-Unis, sont preconises à cause principalement de leur encombrement minime.
Une variante du circuit de la figure 3 est illustree à
la figure 4, cette variante tient compte des ecarts de la tempera-ture ambiante qui pourraient affecter la precision des mesures de denivellation. En effet, une variation de la température ambiante produit une contraction ou dilatation proportionnelle du fluide 2 contenu dans le tube 1, ce qui engendre une erreur de mesure de la dénivellation vraie, due a la detection de pressions différentes au niveau des transducteurs Tl et T2. La figure 4 montre un schéma de moyens utilises pour compenser automatiquement les variations de température en vue d'obtenir une lecture finale qui soit représen-tative de la valeur précise et exacte de la dénivellation a mesurer, indépendamment de ces écarts de température.
Pour ce faire, on utilise un fil électrique 14 de faible resistance électrique, de 6 a 12 ohms environ, qui baigne entiere-ment dans le fluide 2 et qui fait l'aller-retour du tube 1. Or,
- 6 -l~f~6~6 on sait que la résistivité du ~il varie selon sa température de sorte qu'une variation de cette resistivite produira une variation proportionnelle de la tension detectee aux bornes de ce fil, donc fonction de la temperature moyenne du fluide 2. Dans la figure 4, les signaux Vpl et Vp2 sont différenciés et amplifiés à travers les organes 10 et 11, tout comme dans le cas de la figure 3, alors que, d'autre part, une tension VT représentative de la tension aux bornes du fil 14 de resistance proportionnelle à la température du fluide 2, alimente un amplificateur 15 de gain ajustable. La va-leur de VT est dérivee d'une source de tension fixe V0 qui debiteà travers une résistance R. ~es sorties des amplificateurs alimen-tent alors un diviseur analogique 16 qui forme un quotient de ces deux signaux d'entrée de sorte a compenser les effets de variation de la temperature ambiante. Le résultat de la division alimente ensuite un convertisseur analogue-numérique 17 dont la sortie est branchée sur un circuit d'affichage numérique 18, le convertisseur 17 et le circuit d'affichage 18 étant ici identiques aux circuits 12 et 13 de la figure 3.
Le montage de la figure 4 permet de compenser de façon automatique toute variation de température a laquelle le niveau electronique suivant la presente invention pourrait être soumis;
donnant ici une lecture precise et reproductible d'une denivella-tion donnee à mesurer. En effet, grâce au montage de la figure 4, une variation de la temperature ambiante produira une variation proportionnelle des signaux Vp et VT, due aux changements de tempé-rature du fluide 2 de sorte que le quotient des variations de Vp et VT formées dans le diviseur 16 sera toujours constant quel que soit l'ampleur de cette variation de la température ambiante.
Ainsi, une lecture précise de la denivellation a mesurer peut être obtenue independamment des changements de temperature ambiante en formant un quotient de valeur constante, cette valeur pouvant fa-cilement être ajustée par simple calibration du gain des amplifi-cateurs 11 et 15.
Il est à noter que tous les circuits illustres aux figu-res 3 et 4 sont alimentes par une source a courant continu (non-montré) de type standard et utilisant des convertisseurs cc-cc, connus dans la technique et pouvant fournir des tensions stables de t 12 V. Presentement, comme source d'alimentation, des piles Gell Cell de 6 volts, rechargeables, sont utilisees.
Le niveau electronique decrit ci-haut permet de mesurer une dénivellation pouvant aller ~usqu'à 100 pieds (30 metres) avec une precision de - 0.1 pi. (3 cm) a des temperatures variant de 0F a 120F (-20C a 45C). Ce qui représente, dans les cas extrê-mes, une erreur de lecture de moins de 1% lorsque la calibra*ion du niveau électronique est effectuée a t 20 pi. (7 m) et a tempé-rature normale. Cette performance du niveau électronique décrit ci-haut se compare donc tres avantageusement aux autres systemes de mesure connus dans la technique.
Il est entendu que des modifications peuvent être appor-tees aux formes pref~r~es de realisation du niveau electronique décrit ci-haut sans pour autant sortir du cadre de la presente invention. Par exemple, il est evident que les circuits d'affi-chage numerique decrits ci-haut peuvent etre remplacés par des circuits d'affichage analogiques, d'une part, et que des moyens d'enregistrement sur papier ou sur bande peuvent être facilement utilisés. Ainsi, la portee de la presente invention n'est limitee que par les revendications qui suivent.
: . - , : .
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Le montage de la figure 4 permet de compenser de façon automatique toute variation de température a laquelle le niveau electronique suivant la presente invention pourrait être soumis;
donnant ici une lecture precise et reproductible d'une denivella-tion donnee à mesurer. En effet, grâce au montage de la figure 4, une variation de la temperature ambiante produira une variation proportionnelle des signaux Vp et VT, due aux changements de tempé-rature du fluide 2 de sorte que le quotient des variations de Vp et VT formées dans le diviseur 16 sera toujours constant quel que soit l'ampleur de cette variation de la température ambiante.
Ainsi, une lecture précise de la denivellation a mesurer peut être obtenue independamment des changements de temperature ambiante en formant un quotient de valeur constante, cette valeur pouvant fa-cilement être ajustée par simple calibration du gain des amplifi-cateurs 11 et 15.
Il est à noter que tous les circuits illustres aux figu-res 3 et 4 sont alimentes par une source a courant continu (non-montré) de type standard et utilisant des convertisseurs cc-cc, connus dans la technique et pouvant fournir des tensions stables de t 12 V. Presentement, comme source d'alimentation, des piles Gell Cell de 6 volts, rechargeables, sont utilisees.
Le niveau electronique decrit ci-haut permet de mesurer une dénivellation pouvant aller ~usqu'à 100 pieds (30 metres) avec une precision de - 0.1 pi. (3 cm) a des temperatures variant de 0F a 120F (-20C a 45C). Ce qui représente, dans les cas extrê-mes, une erreur de lecture de moins de 1% lorsque la calibra*ion du niveau électronique est effectuée a t 20 pi. (7 m) et a tempé-rature normale. Cette performance du niveau électronique décrit ci-haut se compare donc tres avantageusement aux autres systemes de mesure connus dans la technique.
Il est entendu que des modifications peuvent être appor-tees aux formes pref~r~es de realisation du niveau electronique décrit ci-haut sans pour autant sortir du cadre de la presente invention. Par exemple, il est evident que les circuits d'affi-chage numerique decrits ci-haut peuvent etre remplacés par des circuits d'affichage analogiques, d'une part, et que des moyens d'enregistrement sur papier ou sur bande peuvent être facilement utilisés. Ainsi, la portee de la presente invention n'est limitee que par les revendications qui suivent.
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Claims (10)
1. Niveau électronique pour mesurer la dénivellation entre deux points, comportant une enceinte tubulaire creuse faite d'un matériau flexible;
un fluide de faible viscosité à l'intérieur de ladite enceinte tubulaire;
deux transducteurs piézoélectriques de pression chacun monté à une extrémité de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
et un ensemble électronique relié à chacun des transduc-teurs piézoélectriques pour le traitement et l'affichage des si-gnaux délivrés par ces transducteurs de sorte à fournir une mesure de ladite dénivellation entre lesdits points.
un fluide de faible viscosité à l'intérieur de ladite enceinte tubulaire;
deux transducteurs piézoélectriques de pression chacun monté à une extrémité de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
et un ensemble électronique relié à chacun des transduc-teurs piézoélectriques pour le traitement et l'affichage des si-gnaux délivrés par ces transducteurs de sorte à fournir une mesure de ladite dénivellation entre lesdits points.
2. Niveau électronique selon la revendication 1, carac-térisé en ce que ledit ensemble électronique comprend un circuit différentiateur déterminant une différence des grandeurs des si-gnaux délivrés par les deux transducteurs et un ensemble électro-nique d'utilisation du signal de sortie dudit différentiateur.
3. Niveau électronique selon la revendication 2, carac-térisé en ce que ledit ensemble d'utilisation comporte un circuit convertisseur analogue-numérique relié audit circuit différentia-teur et un circuit d'affichage recevant un signal numérique dudit circuit convertisseur.
4. Niveau électronique selon la revendication 3, carac-térisé en ce qu'un circuit amplificateur est inséré entre ledit circuit différentiateur et ledit circuit convertisseur.
5. Niveau électronique selon la revendication 1, carac-térisé en ce que ledit ensemble électronique comporte un circuit différentiateur délivrant un signal représentatif de l'écart entre la valeur des signaux reçus desdits transducteurs; des moyens de formation d'un signal représentatif du niveau de température dudit fluide contenu dans ladite enceinte tubulaire; un circuit diviseur dudit signal d'écart par ledit signal représentatif de la tempéra-ture pour compenser une variation dudit signal d'écart due à une variation de température dudit fluide; et un circuit d'utilisation du signal de sortie dudit circuit diviseur pour affichage.
6. Niveau électronique selon la revendication 5, carac-térisé en ce que le circuit d'utilisation comporte un circuit con-vertisseur analogue-numérique recevant le signal de sortie dudit circuit diviseur et un circuit d'affichage du signal de sortie dudit circuit convertisseur.
7. Niveau électronique selon la revendication 5, carac-térisé en ce que lesdits moyens de formation du signal représenta-tif de la température dudit fluide comprennent un élément de faible valeur résistive, électrique, baignant dans ledit fluide, et une source de référence pour alimenter ledit élément en tension conti-nue stable.
8. Niveau électronique selon la revendication 1, carac-térisé en ce que chacun desdits transducteurs piézoélectriques est mécaniquement protégé de chocs extérieurs par une enveloppe rigide.
9. Niveau électronique pour mesurer une différence d'élévation entre deux points, comportant une enceinte tubulaire creuse faite d'un matériau flexi-ble et de longueur au moins égale à celle de ladite différence d'élévation à mesurer;
un fluide de faible viscosité à l'intérieur de ladite enceinte tubulaire;
deux transducteurs piézoelectriques de pression chacun monté à une extrémité de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
des moyens électroniques de différentiation reliés à
chacun desdits transducteurs piézoélectriques pour fournir un si-gnal représentatif de ladite différence d'élévation; et des moyens de lecture dudit signal fourni par lesdits moyens de différentiation.
un fluide de faible viscosité à l'intérieur de ladite enceinte tubulaire;
deux transducteurs piézoelectriques de pression chacun monté à une extrémité de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
des moyens électroniques de différentiation reliés à
chacun desdits transducteurs piézoélectriques pour fournir un si-gnal représentatif de ladite différence d'élévation; et des moyens de lecture dudit signal fourni par lesdits moyens de différentiation.
10. Niveau électronique pour mesurer une différence d'élévation entre deux points, comportant une enceinte tubulaire creuse faite d'un matériau flexi-ble et ayant à son intérieur un fluide de faible viscosité;
un transducteur piézoélectrique de pression monté à
chacune des extrémités de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
une ensemble électronique relié à chaque transducteur piézoélectrique pour le traitement des signaux délivrés par les transducteurs;
des moyens de detection d'une variation de température dudit fluide contenu dans ladite enceinte tubulaire;
des moyens de compensation reliés audit ensemble élec-tronique et auxdits moyens de détection pour compenser une varia-tion desdits signaux délivrés par les transducteurs dûs à ladite variation de température du fluide; et des moyens de lecture reliés auxdits moyens de compen-sation et fournissant une mesure de ladite différence d'élévation entre lesdits points.
un transducteur piézoélectrique de pression monté à
chacune des extrémités de ladite enceinte tubulaire et en contact avec ledit fluide contenu dans l'enceinte;
une ensemble électronique relié à chaque transducteur piézoélectrique pour le traitement des signaux délivrés par les transducteurs;
des moyens de detection d'une variation de température dudit fluide contenu dans ladite enceinte tubulaire;
des moyens de compensation reliés audit ensemble élec-tronique et auxdits moyens de détection pour compenser une varia-tion desdits signaux délivrés par les transducteurs dûs à ladite variation de température du fluide; et des moyens de lecture reliés auxdits moyens de compen-sation et fournissant une mesure de ladite différence d'élévation entre lesdits points.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA296,952A CA1109666A (fr) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Niveau electronique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA296,952A CA1109666A (fr) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Niveau electronique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1109666A true CA1109666A (fr) | 1981-09-29 |
Family
ID=4110773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA296,952A Expired CA1109666A (fr) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Niveau electronique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1109666A (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2588074A1 (fr) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Facom | Dispositif de mesure de la hauteur separant deux points |
| FR2661744A1 (fr) * | 1981-10-06 | 1991-11-08 | Thomson Csf | Altimetre differentiel. |
-
1978
- 1978-02-13 CA CA296,952A patent/CA1109666A/fr not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661744A1 (fr) * | 1981-10-06 | 1991-11-08 | Thomson Csf | Altimetre differentiel. |
| FR2588074A1 (fr) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Facom | Dispositif de mesure de la hauteur separant deux points |
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