FR2538544A1 - TUBULAR LEVEL SENSOR FOR MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Ce capteur tubulaire comporte deux substrats isolants en verre ou en tôle émaillée sur lesquels sont déposés par sérigraphie des couches superposées d'encres conductrices et isolantes, pour former une résistance et un chemin de conduction. Ces deux substrats sont maintenus l'un contre l'autre, faces sérigraphiées vers l'extérieur, par collage ou serrage sur une plaque métallique de forme appropriée assurant le guidage d'un flotteur muni de 2 curseurs se déplaçant le long de cette réglette en fonction du niveau de liquide, de façon à obtenir une résistance dont la valeur varie proportionnellement au niveau. Cet ensemble est placé à l'intérieur d'un tube comportant à sa partie inférieure un orifice calibré. (CF DESSIN DANS BOPI)This tubular sensor comprises two insulating substrates made of glass or enamelled sheet on which superimposed layers of conductive and insulating inks are deposited by screen printing, to form a resistance and a conduction path. These two substrates are held against each other, screen-printed faces outwards, by gluing or clamping on a metal plate of suitable shape ensuring the guidance of a float provided with 2 sliders moving along this strip in function of the liquid level, so as to obtain a resistance whose value varies in proportion to the level. This assembly is placed inside a tube having a calibrated orifice at its lower part. (CF DRAWING IN BOPI)
Description
Le principe de ce type de capteur est bien connu et la de-The principle of this type of sensor is well known and the
manderesse a déjà pris des brevets sur le sujet Ils décrivent un flotteur wanderer has already taken patents on the subject They describe a float
portant deux curseurs se déplaçant à l'intérieur d'un tube creux lequel com- carrying two sliders moving inside a hollow tube which
porte dans sa partie basse un trou de remplissage. door in its lower part a filling hole.
Les curseurs se déplacent en fonction du niveau de liquide The sliders move according to the fluid level
le long d'une résistance disposée parallèlement aux parois du tube. along a resistance disposed parallel to the walls of the tube.
Les avantages principaux de ce système résident dans le fait que cette structure particulière permet un montage aisé dans le réservoir tout en réservant un espace peu perturbé et présentant une forte constante The main advantages of this system lie in the fact that this particular structure allows easy mounting in the tank while reserving a space with little disturbance and having a strong constant
de temps vis à vis des fluctuations rapides du niveau à l'intérieur du ré- time with respect to rapid fluctuations in the level within the
servoir, dues aux virages, freinages, accélérations, etc b Plus le dia- service, due to turns, braking, acceleration, etc. b The more the di-
métre du trou de remplissage est grand et plus la constante de temps est faible. Cependant, les techniques classiques d'obtention de la loi the filling hole is large and the time constant is weak. However, the classical techniques of obtaining the law
résistive ne sont pas très souples surtout si l'on désire de fortes non li- resistive are not very flexible, especially if strong non-linear
néarités et une bonne précision En outre, dans le cas de fabrication de grande série les réglages doivent être effectués rapidement afin de diminuer In addition, in the case of mass production, adjustments must be made quickly in order to reduce
le prix de revient.cost price.
Les solutions connues utilisent du fil bobiné ou un circuit Known solutions use coiled wire or circuit
imprimé sur lequel on dépose une couche résistive de cupronickel (constan- printed on which is deposited a resistive layer of cupronickel (constant
tan) par exemple Cette réalisation particulière ne permet pas d'obtenir tan) for example This particular realization does not make it possible to obtain
des lois de non linéarité variées; ceci est dû au fait que le laminé métal- various laws of nonlinearity; this is due to the fact that the metal laminate
lique déposé possède une résistivité unique, limitant ainsi les possibilités. The deposited electrode has a unique resistivity, thus limiting the possibilities.
-L'erreur sur l'épaisseur du laminé peut atteindre + 10 %. -The error on the thickness of the laminate can reach + 10%.
Les procédés de réglage pour obtenir une précision de 1 % sont The adjustment methods to obtain an accuracy of 1% are
limités (fraisage, sablage, etc) On trouve un dispositif de ce genre - limited (milling, sanding, etc.) We find a device of this kind -
décrit dans le brevet 82 05 977described in the patent 82 05 977
Quant au fil bobiné, il offre encore moins de possibilités. As for the wound wire, it offers even fewer possibilities.
L'erreur sur la section du fil est importante (i 15 %) et il n'est pas possible d'obtenir deux lois différentes sur la même régle Les The error on the section of the wire is important (i 15%) and it is not possible to obtain two different laws on the same rule.
procédés de réglage sont très limités. Adjustment methods are very limited.
Le procédé selon l'invention sonsiste à utiliser les tech- The process according to the invention is to use the techniques
niques de couches épaisses déposées sur des stratifiés isolants inertes dans les carburants additionnés d'alcool (verre ou tôle émaillée) L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés dans lesquels thick layers deposited on insulating laminates inert in fuels with added alcohol (glass or enamelled sheet) The invention will be better understood from the accompanying drawings in which
la fig 1, montre la technique antérieure. Fig 1 shows the prior art.
la fig 2 représente un flotteur avec bras de levier articulé, FIG. 2 represents a float with articulated lever arm,
toujours dans la technique antérieure. still in the prior art.
la fig 3 indique un mode d'assemblage des stratifiés ainsi que le FIG. 3 shows a method of assembling the laminates as well as the
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schéma des'différentes couches'déposées sur le substrat. diagram of'different layers' deposited on the substrate.
les figures 4 a et b montrent une autre façon d'assembler les subs- FIGS. 4 a and b show another way of assembling the subsystems
trats plus particulièrement lorsqu'ils sont fragiles (verre par especially when they are fragile (glass by
exemple).example).
les figures 5 ab, c représentent un mode de réalisation du curseur, FIGS. 5 ab, c represent an embodiment of the cursor,
et son implantation sur la réglette. and its location on the ruler.
la fig 6 donne un exemple d'assemblage de deux substrats en tôle émaillée. Fig 6 gives an example of assembly of two enamelled sheet metal substrates.
La figure 1 montre un capteur plongé dans un liquide 6 conte- FIG. 1 shows a sensor immersed in a liquid 6 containing
nu dans un réservoir 7 Ce capteur comporte un tube 2 à l'intérieur duquel se déplace un flotteur 1 entraînant 2 contacts 3 lesquels glissent sur une naked in a reservoir 7 This sensor comprises a tube 2 inside which moves a float 1 driving 2 contacts 3 which slide on a
résistance bobinée 4 Le tube comporte un orifice calibré 5 de communica- coil resistor 4 The tube has a calibrated orifice 5 of communication
tion avec l'intérieur du réservoir Les 2 contacts sont électriquement au with the inside of the tank The 2 contacts are electrically
meme potentiel et réunis à un fil souple 9 sortant du capteur Une extré- same potential and joined to a flexible wire 9 coming out of the sensor.
mité 8 de la résistance 4 est également disponible à l'extérieur Lorsque le niveau change, le flotteur se déplace le long de la résistance et entre les fils 8 et 9, on observe une modification de la résistance, fonction du mite 8 of the resistor 4 is also available outside When the level changes, the float moves along the resistance and between the wires 8 and 9, there is a change in the resistance, depending on the resistance.
niveau de liquide.liquid level.
Le fil 9 relié au flotteur, pose de gros problèmes car il The wire 9 connected to the float, poses big problems because it
doit avoir une longueur suffisante pour ne pas empêcher le flotteur d'at- must be of sufficient length not to prevent the float from
teindre la partie basse du capteur et ne doit pas perturber sa remontée en - dye the lower part of the sensor and must not disturb its rise in -
s'accrochant par exemple aux saillies internes du capteur. for example, attaching to the internal projections of the sensor.
Un net progrès est réalisé en fig 2 qui représente un cir- A clear progress is made in fig 2 which represents a cir-
cuit imprimé 10 en verre-époxy, sur lequel a été déposé par collage un printed epoxy-glass baking pan 10, on which was deposited by gluing a
laminé (constantan par exemple) 40 et une piste semi circulaire 50. laminate (constantan for example) 40 and a semi-circular track 50.
Un flotteur 30 entraîne, par l'intermédiaire d'un bras de A float 30 drives, via an arm of
levier 20 dont la longueur est déterminée en fonction de la hauteur de car- lever 20 whose length is determined according to the height of the car-
burant à jauger, 2 curseurs réunis électriquement lesquels frottent sur les pistes 40 et 50 Le bras 2 pivote autour de l'axe 80 Comme dans le cas précédent, la variation de résistance prélevée entre les fils 60 et 70 est fonction de la hauteur de liquide dans le réservoir Mais le curseur étant rappelé tout au long de sa course par la piste 50, le fil 70 peut gauge to gauge, 2 sliders joined electrically which rub on the tracks 40 and 50 The arm 2 pivots about the axis 80 As in the previous case, the variation of resistance taken between the son 60 and 70 is a function of the height of liquid in the tank But the cursor being recalled throughout its run by the track 50, the wire 70 can
être très court et non perturbant. to be very short and not disturbing.
L'inconvénient de ce dispositif est que l'erreur sur l'épais- The disadvantage of this device is that the error on the thick-
seur du laminé métallique est importante-( 107) et que la largeur réduite metal laminate is important- (107) and the reduced width
de la réglette résistive impose une loi de non linéarité limitée. of the resistive strip imposes a law of limited nonlinearity.
La faible longueur de celle-ci ne facilite pas non plus les The short length of it does not facilitate the
réglages rapides à a 1 %.quick settings at 1%.
Une des structures réalisées conforme à l'invention est dé- One of the structures produced according to the invention is de-
crite fig 3 Elle comporte 2 substrats lia et llb maintenus par collage it contains 2 substrates lia and llb maintained by gluing
12 sur une plaque 13, en tôle d'acier par exemple Ce montage est très sim- 12 on a plate 13, sheet steel for example This assembly is very simple
ple et peu onéreux lia et 1 lb sont réalisés à partir de stratifiés iso- ply and inexpensive lia and 1 lb are made from iso-
lants permettant la cuisson d'encres conductrices et résistives à haute température suffisamment inertes et stables dans des carburants additionnés d'alcool Le mode d'assemblage,conforme à l'invention,indiqué sur cette figure convient plus particulièrement à des substrats fragiles, tels le verre En effet, le verre est très bon marché, c'est un matériau inerte et utilisable en grande ou petite série avec un outillage de fabrication très simple Contrairement à la tôle émaillée qui nécessite, lui, un outillage particulier et cher de découpe Mais son prix d'achat est également peu lants for baking conductive and resistive inks high temperature sufficiently inert and stable in fuels with added alcohol The assembly mode, according to the invention, shown in this figure is more particularly suitable for fragile substrates, such as the glass Indeed, the glass is very cheap, it is an inert material and usable in large or small series with a very simple manufacturing tooling Unlike the enamelled sheet which requires, him, a particular tooling and expensive of cutting But its purchase price is also little
élevé On trouvera plus loin une structure d'assemblage plus particulière- elevated The following is a more specific assembly structure
ment adaptée à ce type de substrat (fig 6). adapted to this type of substrate (fig 6).
Sur la plaque de verre lia, de la fig 3, on dépose succes- On the glass plate 11a, of fig 3, one deposits succes-
sivement par sérigraphie et en couches superposées les motifs 14, 15, 16 by serigraphy and in superimposed layers the motifs 14, 15, 16
et 17 La couche 14 sur laquelle se déplace l'un des deux curseurs est réa- and 17 The layer 14 on which moves one of the two sliders is real-
lisée en paladium-Ag La couche 15 est en platine-Ag Sur celle-ci, est The layer 15 is platinum-Ag on it, is
sérigraphiée la résistance proprement dite 16 Le tout est ensuite recou- silk screened the actual resistance 16 The whole is then covered
vert d'un isolant 17, ne laissant à découvert que le chemin de glissement green of an insulator 17, leaving only the slip path uncovered
du curseur.cursor.
La plaque de verre llb comporte uniquement une piste conduc- The glass plate 11b has only one conductive track
trice, en paladium-Ag, par exemple, en regard de la couche 14, destinée à rappeler le curseur tout au long de sa course, comme décrit précédemment trice, in palladium-Ag, for example, facing the layer 14, intended to recall the cursor throughout its course, as described above
( 50 fig 2).(50 fig 2).
Sur la tôle d'acier 13 sont soudées les pièces 18 a et 18 b On the steel plate 13 are welded parts 18a and 18b
destinées à servir de guide au flotteur portant les 2 curseurs réunis élec- intended to serve as a guide to the float carrying the two sliders together elec-
triquement.geometrically.
Une autre structure conforme à l'invention et qui peut con- Another structure according to the invention which can
venir également à des substrats fragiles, tels que le verre',est décrite en also to fragile substrates, such as glass', is described in
fig 4 a et en fig 4 b.fig 4 a and in fig 4 b.
La fig 4 a est une coupe de la fig 4 b Elle montre comment Fig 4a is a section of fig 4b She shows how
sont assemblés les différents éléments. are assembled the different elements.
La pièce métallique 25 comportant des tenons est insérée dans la tôle 24 munie de trous appropriés puis dans la pièce en U 23 a qui maintient par l'intermédiaire d'un joint en caoutchouc 22 a les 2 plaques The metal part 25 having tenons is inserted into the sheet 24 provided with appropriate holes and then into the U-shaped part 23a which holds the two plates via a rubber seal 22a.
de verre lla et 11 b en compression sur la pièce 25. of glass 11a and 11b in compression on the piece 25.
Pour éviter le contact direct du verre-et de l'acier, des To avoid the direct contact of glass-and steel,
feuilles isolantes de mylar 26 sont interposées entre les deux. insulating mylar sheets 26 are interposed between the two.
Pour assurer la compression latérale, une autre pièce en U, 23 b, et un autre joint en caoutchouc 22 b sont utilisés pour maintenir les 2 plaques, le serrage de l'ensemble étant assuré par un sertissage de la To provide lateral compression, another U-shaped part, 23b, and another rubber seal 22b are used to hold the two plates, the tightening of the assembly being ensured by a crimping of the
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pièce 25 sur la piste 23 b.room 25 on the runway 23 b.
La fig 5 a montre une réglette vue-en coupe Les notations Fig 5a shows a ruler view-in section The notations
utilisées sont les memes que sur les fig 4 a et 4 b Le flotteur 90 repré- used are the same as in figs 4a and 4b. The float 90 represents
senté sur la fig 5 b en élévation comporte 2 encoches 91 à l'intérieur des- 5b in elevation comprises two notches 91 inside the
quelles coulissent les extrémités A des pièces 24 et 25 2 bossages 93 viennent en appui sur la pièce 23 b aux endroits marqués B (fig 5 a) Deux curseurs 92 sont fixés dans le flotteur 90 Une coupe en C (fig 5 c) montre which slides the ends A of the parts 24 and 25 2 bosses 93 abut on the part 23 b in the marked places B (Fig 5 a) Two sliders 92 are fixed in the float 90 A cut in C (Fig 5 c) shows
leur implantation de façon plus précise. their implementation in a more precise way.
Une façon simple de montage d'une réglette utilisant deux plaques de tôle émaillée est indiquée fig 6 Les deux plaques 31 a et 31 b, après sérigraphie sont placées l'une contre l'autre, faces utiles vers A simple way of mounting a ruler using two enamelled sheet metal plates is indicated in FIG. 6. The two plates 31a and 31b, after serigraphy, are placed against each other, with their faces towards
l'extérieur, et maintenues en place par 2 flancs ( 32), possédant des ouver- outside, and held in place by 2 flanks (32), having openings
tures à demi masquées comportant des languettes dans lesquelles viennent s'insérer les pattes correspondantes des plaques Sur celles-ci, un dépôt de soudure 33 a été effectué, ce qui permet après passage en refusion half-masked tails comprising tongues in which are inserted the corresponding tabs of the plates On these, a weld deposit 33 has been made, which allows after reflow
d'étain d'obtenir une fixation simple et peu onéreuse des plaques sérigra- of tin to obtain a simple and inexpensive fixation of serigraphic
phiées. Le guidage du flotteur est assuré par les flancs eux-mêmes, en D. D'une façon générale, l'invention ne doit pas être considérée conne limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre deexemples non limitatifs et qui sont susceptibles de phiées. The guidance of the float is provided by the flanks themselves, in D. In general, the invention should not be considered conne limited to the embodiments described and shown which have been given only as examples non-restrictive and which are likely to
recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'inven- various variants within the framework and spirit of the invention.
tion.tion.
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