FR2538900A1 - Dispositif et procede de mesure du niveau d'un liquide - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF ET UN PROCEDE DE MESURE D'UN NIVEAU D'UN LIQUIDE. LE DISPOSITIF COMPREND DEUX ELECTRODES 2, 3 SEPAREES, DONT L'UNE CONTIENT UNE BOBINE ALLONGEE 4 ET QUI SONT DESTINEES A ETRE AU MOINS PARTIELLEMENT IMMERGEES DANS UN LIQUIDE 11 CONDUCTEUR, UN MOYEN DESTINE A FAIRE PASSER UN COURANT ALTERNATIF ENTRE LES ELECTRODES VIA LE LIQUIDE CONDUCTEUR AFIN DE CREER UN CHAMP ELECTROMAGNETIQUE 10 AU MOINS AUTOUR DE LA PREMIERE ELECTRODE, LA BOBINE ETANT FORMEE DE FACON A ETRE TRAVERSEE PAR LE CHAMP ELECTROMAGNETIQUE SI BIEN QU'UNE FORCE ELECTROMOTRICE Y EST INDUITE. CETTE FORCE ELECTROMOTRICE EST ENSUITE TRANSFORMEE EN UNE FONCTION SENSIBLEMENT LINEAIRE VIS-A-VIS DE LA HAUTEUR DU LIQUIDE CONDUCTEUR. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA MESURE D'UNE HAUTEUR DE LAIT DANS UN RECIPIENT.

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé permettant la

mesure du niveau d'un liquide L'invention s'applique en particulier, bien que cela ne soit pas sa seule application, à la mesure des niveaux de liquides électriquement conducteurs comme le lait Toutefois, l'invention a des appli-

cations à la mesure de tous les liquides électriquement conducteurs.

Jusqu'à aujourd'hui, ont été utilisés et suggérés un

certain nombre de dispositifs et de procédés mécaniquement pas-

sifs de mesure des niveaux de liquides, comme par -exemple des dispositifs à sonde de capacité, des dispositifs utilisant la conductivité relative, et des dispositifs à sonde différentielle du type dans lequel il est utilisé plusieurs électrodes, ainsi que des procédés à cavité résonnante et à réflexion d'ultrasons, etc. Dans la mesure des niveaux de liquides tels que le lait, il est nécessaire de disposer d'un système précis et à

consommation électrique relativement réduite, et la mesure.

s'effectue de préférence à l'intérieur d'un conteneur Un exemple est donné par un conteneur, ou une chambre, de mesure associé à un appareil de traitement et de mesure de lait, par exemple celui

décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 349 617.

Cette mesure du lait s'effectue en relation avec une

prise d'échantillon, qui est obligatoire pour les opérations por-

tant sur le lait, par exemple dans les ateliers de traite, les fabriques de produit laitiers,etc Jusqu'à ce jour, aucun des dispositifs et des procédés employés ou connus ne s'est révélé satisfaisant, approprié et convenable pour la mesure efficace

de liquides tels que le lait.

Par exemple, les dispositifs à sonde de capacité sont critiquables du point de vue du nettoyage et de l'hygiène, en ce qu'une contamination cumulative ou accumulation sur la matière diélectrique des sondes entraîne des erreurs de mesure de plus en plus grandes pour une utilisation abondante ou croissante Le dispositif faisant appel à la conductivité relative, qui est pourtant adapté à des mesures de précision limitée, est en fait sérieusement altéré par les variations de conductivité des liquides

(comme il est courant avec des liquides tels que le lait).

Le dispositif à sonde différentielle du type dans lequel il est utilisé plusieurs électrodes est satisfaisant pour certains liquides, mais souffre de l'inconvénient que l'erreur de mesure augmente avec le temps dans le cas de liquides organiques tels que le lait, en raison de la difficulté qu'il y a à maintenir

propres les électrodes.

Les procédés à cavité résonnante et à réflexion d'ultra-

sons ne sont pas appropriés en raison de leur consommation électrique

relativement élevée et de leur taille ordinairement assez grande.

Ceci est un inconvénient net lorsque les dispositifs et les procédés de mesure sont destinés à être utilisés dans des ateliers de traite, des fabriques de produits laitiers, etc, o on souhaite minimiser

les dépenses, la consommation électrique et la taille des équipe-

ments.

L'invention propose un dispositif et un procédé de mesure du niveau d'un liquide et vise à diminuer au moins partiellement

les problèmes de la technique antérieure L'invention propose égale-

ment un dispositif et un procédé de mesure efficace et direct à

utiliser avec des liquides.

Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dis-

positif de mesure du niveau d'un liquide comprenant: au moins une première et une deuxième électrode séparées l'une de l'autre; au moins une bobine allongée; lesdites électrodes et ladite bobine étant conçues pour être au moins partiellement immergées dans un liquide électriquement conducteur; un moyen étant prévu pour faire circuler un courant alternatif dans lesdites première et deuxième électrodes et entre elles par l'intermédiaire dudit liquide électriquement conducteur -de façon à créer un champ électromagnétique au moins autour de ladite première électrode; ladite bobine allongée étant formée de façon que ledit champ électromagnétique est capté par la bobine et qu'une force électromotrice y est induite;

un moyen étant prévu pour convertir ladite force électro-

motrice en une fonction sensiblement linéaire dudit liquide

électriquement conducteur.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de mesure du niveau d'un liquide, qui consiste à: immerger au moins partiellement au moins une première et une deuxième électrode et au moins une bobine allongée dans un liquide électriquement conducteur; faire passer un courant alternatif dans lesdites première et deuxième électrodes par l'intermédiaire dudit liquide afin de créer un champ électromagnétique au moins autour de ladite première électrode et d'induire une force électromotrice correspondante dans ladite bobine; convertir ladite force électromotrice en une fonction

sensiblement linéaire dudit liquide électriquement conducteur.

La description suivante, conçue à titre d'illustration

de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels:

la figure 1 est une vue d'un conteneur de liquide com-

portant le dispositif de mesure selon l'invention; la figure 2 est une vue en-coupe suivant les lignes A-A de la figure 1; la figure 3 est une vue d'une bobine selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue d'un transducteur comportant les électrodes et la bobine selon l'invention; et la figure 5 est un schéma de principe simplifié montrant

le fonctionnement d'un mode de réalisation de l'invention.

Dans la description suivante, on note qu'il est donné

l'exemple de la mesure d'un liquide à l'intérieur d'un conteneur, cette mesure étant celle du lait Comme précédemment indiqué, il ne s'agit que d'un exemple et l'invention s'applique également à la mesure d'autres liquides (et, en vérité, de liquides qui ne

doivent pas nécessairement être dans un conteneur).

Le dispositif de mesure décrit ci-dessous se rapporte à la mesure du niveau du lait dans un conteneur associé à un appareil approprié de traitement et de mesure de lait ouïà quelque autre dispositif d'o le lait arrive dans le conteneur L'invention est particulièrement avantageuse lorsque l'on souhaite obtenir un échantillon mesuré de lait, par exemple en vue d'opérations de contrôle Celles-ci sont obligatoires dans-de nombreux pays, comme la Nouvelle-Zélande, les Etats-Unis d'Amérique, et les membres de la Communauté Economique Européenne A titre d'exemple, l'invention peut être utilisée en relation avec un appareil de traitement et de mesure de lait, comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique N O 3 349 617.

Le conteneur, ou chambre, 1 est de préférence une chambre allongée 1 formée d'une matière isolante appropriée, par exemple une

matière plastique Le conteneur est de préférence fermé à son extré-

mité inférieure et est de forme allongée Des moyens sont prévus pour

faire passer une quantité de lait dans e conteneur en vue & la mesure.

Comme le montrent les dessins annexés, au moins deux

électrodes séparées allongées 2 et 3 sont disposées dans le conte-

neur 1, de préférence suivant sa longueur Dans le mode de réalisa-

tion présenté sur les dessins annexés, les électrodes 2 et 3 sont sensiblement parallèles l'une à-l'autre, mais ceci n'est pas essentiel Pour faciliter la mise en place, les électrodes 2 et 3 (ainsi que la bobine décrite ci-après) sont de préférence combinées en une unité 8 de transducteur, qui est dotée d'éléments de butée terminaux 8 a respectivement à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, lesquels maintiennent fixement en position la première et la deuxième électrode l'une par rapport à l'autre et permettent

un positionnement sûr à l'intérieur du conteneur.

Les électrodes 2 et 3 sont de préférence formées d'un

matériau approprié tel que l'acier inoxydable, ce qui est parti-

culièrement avantageux dans l'industrie des produits laitiers, plus spécialement lorsqu'un liquide tel que le lait doit doit être mesuré Les électrodes faites d'acier inoxydable sont en mesure de rester raisonnablement propres, ce qui est naturellement de la plus haute importance lorsque le dispositif de l'invention est utilisé pour mesurer du lait, en association avec l'équipement de traite employé dans les fermes, ainsi que dans les endroits à

l'on traite le lait.

La première électrode allongée 2 a la forme d'un tube ou d'une tige La deuxième électrode 3, séparée de la première, peut avoir toute formevoulue, mais, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, elle a une forme tubulaire de section droite sensiblement carrée Ceci n'est toutefois indiqué qu'à

titre d'exemple.

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la deuxième électrode 3 est sensiblement creuse et loge une bobine

allongée 4.

La bobine 4 selon l'invention se trouve, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, à l'intérieur de la deuxième électrode 3, en une certaine position par rapport à celle-ci Il n'est toutefois pas essentiel que la bobine soit associée à la deuxième électrode Ceci s'est révélé avantageux du point de vue de la fabrication et du fonctionnement, mais il est envisagé selon

l'invention que la bobine 4 puisse être disposée en tout emplace-

ment particulier de l'intérieur du conteneur, dans la mesure o la bobine 4 est voisine de la première électrode 2 de façon que la bobine puisse capter un champ électromagnétique formé autour de la première électrode et de recueillir la force électromotrice

induite correspondante Ceci sera décrit plus complètement ci-

après.

Ainsi, alors que l'invention décrit la bobine 4 comme placée l'intérieur de la deuxième électrode 3, la bobine 4 peut être disposée séparément de la première et de la deuxième électrode, de toute manière particulière ou commode, dans la mesure o la bobine 4 est voisine de la première électrode 2 et présente une

forme, une position lui permettant de capter le champ électro-

magnétique créé autour de la première électrode 2 et de recueillir

la force électromotrice induite correspondante.

Dans le mode de réalisation de l'invention, la bobine 4 est une bobine allongée, comportant un ou plusieurs enroulements longitudinaux allongés 5 L'expérience a révélé que, du fait

que la bobine 4 comportait un ou plusieurs enroulements longitu-

dinaux, elle était en mesure de recueillir de manière particu-

lièrement efficace la force électromotrice induite, laquelle pouvait être convertie en une fonction linéaire du niveau du liquide dans lequel les électrodes 2 et 3 et la bobine 4 plongent. La bobine 4 selon l'invention peut comporter tout nombre d'enroulements longitudinaux allongés 5 On se reporte aux dessins annexés, et, en particulier, à ses figures 2 et 3 Ainsi, selon

l'invention, la bobine 4 comporte plusieurs enroulements longitu-

dinaux allongés 5 qui sont enroulés sur un cadre 6 sensiblement en forme de "H", les enroulements s'étendant sur la barre allongée 7 du cadre Il s'ensuit que l'on obtient une bobine 4 comportant plusieurs enroulements longitudinaux allongés 5 qui s'étendent autour du cadre, comme cela est indiqué à titre d'exemple sur

les figures 2 et 3.

Il est possible ensuite de loger et de placer la bobine 4 à l'intérieur de la deuxième électrode 3 allongée creuse, que l'on peut fermer hermétiquement de manière sensiblement hermétique et étanche à l'eau au moyen d'un matériau approprié de fermeture étanche et, ou bien, à l'aide des éléments de butée terminaux 8 a, de façon à combiner les électrodes et la bobine en une unité de transducteur 8 Comme on l'aura remarqué à l'aide des figures 1 et 3, dès que la bobine 4 est placée à l'intérieur de la deuxième électrode 3 à l'intérieur du conteneur 1, elle-se trouve dans un

plan sensiblement vertical.

L'extrémité supérieure 2 a de l'électrode 2 sort de l'élé-

ment de butée terminal de façon qu'on puisse la connecter à une source de courant alternatif Les éléments de butée terminaux 8 a, qui peuvent par exemple être faits d'une matière plastique appropriée ou d'une matière isolante appropriée, contiennent de manière hermétique les extrémités restantes des électrodes A titre

d'exemple, on se reportera à la figure 4.

En ut ilisation, des moyens connus appropriés sont prévus et connectés à l'unité de transducteur 8 et à l'électrode 2 de manière qu'il passe un courant alternatif dans la première électrode 2 Le courant alternatif passe ensuite dans le lait

électriquement conducteur et dans la deuxième électrode 3.

Le courant alternatif crée un champ électromagnétique 10 autour de la première électrode 2, suivant une certaine relation

avec celle-ci, de la manière présentée sur les dessins annexés.

Le champ électromagnétique 10 présente une orientation sensiblement horizontale Le champ électromagnétique 10 créé autour de la première électrode 2 induit alors dans la bobine 4 une force électromotrice (f e m) , laquelle est ensuite convertie par un moyen approprié en une fonction sensiblement linéaire du lait

électriquement conducteur.

En utilisation, la force électromotrice induite dans la bobine 4 par le champ électromagnétique 10 est sensiblement proportionnelle à la longueur du trajet de courant mesurée depuis le voisinage de la partie supérieure de la bobine 4 jusqu'en un point situé sensiblement à mi-hauteur de la partie de la bobine 4 immergée dans le liquide Dans le mode de réalisation de l'invention, il s'agit de la bobine 4 qui est immergée dans le lait 11 se trouvant dans le conteneur 1 Toutefois, comme on l'aura noté, l'invention s'applique également à la mesure d'autres

liquides Ces liquides ne sont pas nécessairement dans des conte-

neurs, comme par exemple l'eau des rivières et des ports.

Les enroulements longitudinaux 5 de la bobine 4 se révèlent particulièrement avantageux en ce qu'ils forment ou

créent, entre les enroulements 5, un espace ou intervalle per-

mettant que le champ électromagnétique 10 pénètre dans les enrou-

lements, de sorte qu'une force électromotrice est recueillie par la bobine 4 Il est donc obtenu une force électromotrice pouvant efficacement être lue et transformée en une fonction linéaire de la propriété cherchée du liquide Comme on le remarquera sur les dessins annexés, l'axe longitudinal de l'intervalle existant entre les enroulements 5 (qui se présente sous la forme de la barre 7 du cadre 6 selon le mode de réalisation préféré dc l'invention) est sensiblement perpendiculaire à l'axe sensiblement horizontal, ou au plan, du champ électromagnétique 10, de sorte que le champ électromagnétique peut pénétrer dans l'intervalle,

comme cela est indiqué par la flèche 9 de la figure 2.

A titre de comparaison, si les enroulements étaient disposés transversalement ou latéralement autour d'un cadre, il n'existerait pas d'espace ou d'intervalle dans lequel le champ

électromagnétique pourrait pénétrer Alors, aucune force électro-

motrice induite ne serait recueillie par la bobine. Alors que, dans le mode de réalisation de l'invention, les première et deuxième électrodes 2 et 3 (et la bobine 4 se

trouvant à l'intérieur de la deuxième électrode) sont sensible-

ment coaxiales ou parallèles entre elles, ceci ne constitue pas une particularité essentielle Il est toutefois avantageux que les axes de la première électrode et de la bobine allongée ne soient pas sensiblement à angle droit l'un de l'autre Par exemple, si l'axe longitudinal du trajet suivi par le courant alternatif dans la première électrode 2 se trouvait à angle droit des axes longitudinaux des enroulements longitudinaux 5 de la bobine 4, il pourrait se former un champ électromagnétique supplémentaire qui serait préjudiciable au fonctionnement de

l'appareil de l'invention.

Selon l'invention, si la conductivité du lait est sen-

siblement uniforme, l'intensité du courant existant à tout instant

à l'intérieur du conteneur sera sensiblement uniforme.

Pour maintenir un fonctionnement sensiblement uniforme et régulier, il faut que les dimensions du cadre 6 et de la barre 7

du cadre 6, autour duquel passent les enroulements 5, soient sen-

siblement uniformes L'existence de semblables dimensions uniformes permet d'utiliser efficacement la force électromotrice induite comme

fonction linéaire de la profondeur du liquide dans le conteneur.

S'il y a des variations de forme ou de dimension du cadre 6, il est possible de les étalonner et d'en faire tenir compte dans les calculs électroniques pour la délivrance du signal de lecture final, comme cela sera décrit ci-après Toutefois, il est souhaitable

que les dimensions du cadre soient sensiblement uniformes pour per-

mettre une lecture précise lorsque la force électromotrice induite est utilisée comme fonction linéaire de la profondeur du lait dans

le conteneur.

Dans le mode de réalisation de l'invention, o, par exemple, les électrodes 2 et 3 sont en acier inoxydable et le liquide électriquement conducteur est du lait, il faut choisir les fréquences de travail de façon qu'elles soient compatibles avec le lait et l'acier inoxydable et qu'il ne soit pas créé une

barrière vis-à-vis de la force électromotrice induite.

Dans ces conditions, il a été montré qu'une fréquence

particulièrement convenable se trouvait dans la gamme de 3 à 30 k Hz.

On va maintenant décrire une utilisation du procédé de

mesure du liquide à l'intérieur du conteneur 1.

Le dispositif de mesure comporte le conteneur 1, qui est associé par exemple à un appareil de traitement et de mesure de lait, tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 3 349 617 Les électrodes 2 et 3 sont dans le conteneur 1 de façon à être au moins partiellement immergées dans le lait 11 à

l'intérieur du conteneur Les électrodes sont maintenues en juxta-

position, au voisinage l'une de l'autre, par des éléments de butée terminaux supérieur et inférieur 8 a de façon à former une unité de transducteur 8 La première électrode 2 est de préférence une tige allongée, ou un tube allongé, tandis que la deuxième électrode

est un tube creux allongé 3, toutes deux étant faites d'acide oxy-

dable Une bobine 4 est placée à l'intérieur de la deuxième élec-

trode 3 La bobine 4 comporte plusieurs enroulements longitudinaux allongés 5 entourant un cadre 6 Le cadre 6 et les enroulements 5 sont disposés et enfermés hermétiquement à l'intérieur de la deuxième

électrode 3, En utilisation, les axes longitudinaux des enroule-

ments 5 sont orientés sensiblement verticalement Les axes longitu-

dinaux des première et deuxième électrodes sont aussi sensiblement

verticaux selon un mode de réalisation préféré de l'invention.

Comme le montre la figure 5, un signal d'horloge venant

d'un microprocesseur 18 est ramené par un diviseur 30 ' à une fré-

quence convenable, traverse un filtre 30 à facteur de qualité Q élevé, puis est délivré à une source 31 de courant constant Un courant alternatif sort donc de la première électrode 2, passe dans le lait Il (qui est le liquide électriquement conducteur) et dans

la deuxième électrode 3.

Le passage du courant alternatif crée un champ électro-

magnétique 10 autour de la première électrode 2,(comme cela est

indiqué sur la figure 1).

Le champ électromagnétique 10 crée dans la bobine 4 une force électromotrice induite. La force électromotrice induite venant de la bobine 4 passe dans un préamplificateur 32, puis un filtre passe-bas 13 présentant un certain gain Le signal passe ensuite dans un filtre passehaut 15, est soumis à un redresseur de précision 16, puis est

mis sous forme numérique par un convertisseur analogique-numérique 17.

Les tensions venant de la source de courant constant, de l'oscillateur et de la bobine détectrice sont commandées par le microprocesseur 18, par exemple au moyen d'un multiplexeur 14 à quatre canaux Ces signaux sont ensuite utilisés pour produire une mesure de rapport de la force électromotrice induite: Le signal venant du redresseur de précision peut également être utilisé pour-déterminer la hauteur du liquide dans le conteneur Ce signal varie linéairement avec la

hauteur du liquide.

Un microcalculateur à 8 bits 18 assure la commande des signaux analogiques et d'un affichage à cristaux liquide 26 ' Une horloge 27 en temps réel est utilisée pour autoriser l'ouverture des circuits non essentiels, le calcul de l'information de débit et, par exemple, une ouverture automatique des circuits (par exemple

après une durée prédéterminée de 20 minutes de non-utilisation).

Les 8 bits inférieurs du bus d'adresse sont décodés au moyen d'un circuit de verrouillage d'adresse à 8 bits 24 Une technique de plan d'occupation des mémoires peut âtre utilisée pour décoder une mémoire vive 21, une mémoire morte effaçable et programmable 22, une mémoire fixe effaçable et programmable 23, le multiplexeur 14 à quatre canaux et un élément 26 de commande d'affichage La conversion analogique-numérique peut âtre réalisée au moyen d'un convertisseur analogique-numérique à 8-10 bits à

pente unique à six canaux.

Le microcalculateur assure les opérations d'adressage, de cadencement, de comptage et de calcul arithmétique qui sont

nécessaires à la mise en oeuvre d'un convertisseur analogique-

numérique complet.

Un logiciel approprié est utilisé pour transformer le signal numérique du transducteur en quantités de lait, par exemple kilogrammes et litres De plus, à partir des données disponibles,

on peut obtenir d'autres informations comme par exemple la con-

ductivité du lait, le débit et la hauteur de liquide Un logiciel approprié est également utilisé pour l'étalonnage du système, les paramètres correspondants étant calculés et emmagasinés dans la

mémoire fixe effaçable et programmable 23.

On notera que, sur la figure 5, la référence 40 ' désigne un dispositif régulateur de tension continue de + 5 V qui assure

l'alimentation générale des composants de la figure 5.

Le moyen par lequel la force électromotrice induite est lue et convertie, par exemple en la fonction linéaire du liquide

électriquement conducteur n'est donné qu'à titre d'exemple.

On notera que tout moyen approprié peut être utilisé pour lire et convertir la force électromotrice induite en la fonction linéaire ' En utilisation, la force électromotrice induite dans la bobine 4 est sensiblement proportionnelle à la longueur du trajet de courant qui est mesurée entre le voisinage du sommet de la bobine et un point situé sensiblement à mi-hauteur de la partie de la bobine immergée dans le liquide Dans le mode de réalisation de l'invention, il s'agit de la bobine 4 immergée dans le lait Il se trouvant dans le conteneur 1 Toutefois, comme on l'aura sûrement noté, l'invention s'applique aussi à la mesure d'autres liquides (non nécessairement contenue dans des conteneurs) A titre d'exemple, on pourra citer la profondeur des rivières, des ports, etc. Pour décrire l'utilisation de l'invention, on revient

maintenant à la figure 1.

On peut facilement obtenir, si l'on néglige les effets dûs aux extrémités, une solution approchée pour la valeur de la sensibilité de la sonde Le champ, magnétique émis par un fil allongé (d'une longueur r, en mètres) transportant du courant est donné par l'équation suivante:

2 I 10-7

B = 10

r Si la largeur W de la bobine est petite par rapport à r la force électromotrice induite dans la bobine par ce champ est donnée par l'équation

e = B A N W -

o A est l'aire de la bobine, N est le nombre de spires, et W est

la fréquence angulaire.

Puisque l'aire A de la bobine vaut A = L x W, la force électromotrice induite est donnée par

2 -7

e L W N w 10 (volts).

r L'électrode peut être considérée comme une inductance mutuelle possédant un coefficient maximal d'inductance mutuelle donnée par Mr 2 L W N (microhenrys) La force électromotrice induite est donc

e = w M I (volts).

Conductivité variable du liiquide Le fonctionnement du dispositif n'est pas affecté par la conductivité du liquide, dans la mesure o celle-ci est uniforme

dans tout le conteneur En pratique, ceci ne peut être supposé.

Dans l'exemple du lait, la conductivité tend à diminuer

lors de l'avance du cycle de traitement du lait en raison de l'augmen-

tation de la teneur en matière grasse du lait en fin de cycle La réduction par rapport à la valeur initiale est typiquement comprise

entre 10 % et 20 % et pourrait atteindre, dans le pire cas, 25 %.

L'expression générale de la force électromotrice induite dans la bobine par le courant I de la bobine est donnée par h

e = I b (L -

xc dx l x dx o b est une constante, L est la longueur efficace des électrodes,

h est la hauteur de la surface du lait au-dessus du fond du conte-

neur, etc' est la conductivité du lait à une hauteur x au-dessus

du fond du conteneur.

Les solutions obtenues pour trois profils simples de conductivité sont les suivantes a) La conductivité est uniforme e =-I b (Lo 2 b) La conductivité diminue par degrés Si la conductivité est uniforme jusqu'à une hauteur h/2, à partir de laquelle elle diminue brusquement en passant à une valeur égale au produit de la valeur initiale par le coefficient ( 1-a), pour rester ensuite constante, la solution est la suivante 1 3 a e b(L h 1 a

Si a est petit, l'erreur vaut environ a/4.

Si la diminution est de 30 %, l'erreur utilisant la solution approchée est de 7,5 %, tandis que la solution exacte

donne 8,8 %.

c) La conductivité diminue de façon linéaire.

On suppose que la conductivité diminue de façon linéiare jusqu'à la hauteur h, de sorte que la valeur pour la hauteur h est donnée par le produit de la valeur au fond par le coefficient ( 1 a) Dans ce cas, 1 2 a e = b (L h 3 o 2 1 a 2 '

Si a est petit, l'erreur est d'environ a/6.

Si la conductivité diminue de 30 %, l'erreur est de 5 % si l'on utilise la solution approchée, ou de 5,9 % si l'on utilise

la solution exacte.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,

à partir du dispositif et du procédé dont la description vient d'être

donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, di-

verses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'in-

vention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de mesure du niveau d'un liquide, caractérisé

en ce qu'il comprend: au moins une première et une deuxième élec-

trode ( 2,-3) séparées l'une de l'autre; au moins une bobine ( 4) allongée; lesdites électrodes ( 2,3) et ladite bobine ( 4) étant conçues pour être au moins partiellement immergées dans un liquide électriquement conducteur ( 11); un moyen étant prévu pour faire passer un courant alternatif dans lesdites première et deuxième électrodes ( 2, 3) et entre elles par l'intermédiaire dudit liquide

électriquement conducteur ( 11), afin de créer un champ électro-

magnétique ( 10) au moins autour de ladite première électrode ( 2); ladite bobine allongée ( 4) étant formée de façon que ledit champ électromagnétique ( 10) soit capté par ladite bobine ( 4) et y induise une force électromotrice; un moyen étant prévu pour transformer ladite force électromotrice en une fonction sensiblement linéaire

dudit liquide électriquement conducteur ( 11).

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce -

que la bobine ( 4) comporte un ou plusieurs enroulements ( 5) longi-

tudinaux.

3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bobine ( 4) est logée à l'intérieur d'un boîtier allongé

formant ladite deuxième électrode ( 3).

4 Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé

en ce que la bobine allongée ( 4) comporte un ou plusieurs enroule-

ments longitudinaux allongés ( 5) passant autour d'un cadre ( 6) allongé.

5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que la force électromotrice induite dans ladite bobine ( 4) est sensiblement proportionnelle à la longueur du trajet de courant mesurée depuis le voisinage du sommet de la bobine ( 4) jusqu'en un point situé sensiblement à mi-hauteur de la partie de

la bobine ( 4) immergée dans le liquide ( 11).

6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

, caractérisé en ce que lesdites électrodes ( 2, 3) et la bobine ( 4)

sont liées ensemble de façon à former une unité de transducteur ( 8).

7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

6, caractérisé en ce qu'il est placé à l'intérieur d'une chambre ( 1)

contenant du lait.

8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2

à 7, caractérisé en ce que-les axes longitudinaux de l'enroulement

ou des enroulements longitudinaux ( 5) de la bobine ( 4) sont sen-

siblement à angle droit par rapport au plan dudit champ électro-

magnétique ( 10) créé autour de la première électrode ( 2).

9 Procédé de mesure du niveau d'un liquide, caractérisé par les opérations suivantes: immerger au moins partiellement une première et une deuxième électrode ( 2, 3) et au moins une bobine allongée ( 4) dans un liquide électriquement conducteur ( 11); faire passer un courant alternatif dans lesdites première et deuxième électrodes ( 2, 3) par l'intermédiaire dudit liquide ( 11) afin de créer un champ électromagnétique ( 10) au moins autour de ladite

première électrode ( 2) qui induit une force électromotrice cor-

respondante dans ladite bobine ( 4); transformer ladite force électro-

motrice en une fonction sensiblement linéaire dudit liquide élec-

triquement conducteur ( 11).

10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la force électromotrice induite dans la bobine ( 4) est sensiblement proportionnelle à la longueur du trajet de courant mesurée depuis le voisinage du sommet de la bobine ( 4) jusqu'en un point situé sensiblement à mi-hauteur de la partie de la bobine ( 4) qui e Et

immergée dans ledit liquide ( 11).

11 Procédé selon la revendication 9 ou 10, o lesdites

électrodes ( 2,3) et ladite bobine ( 4) sont immergées au moins par-

tiellement dans du lait contenu à l'intérieur d'un conteneur ( 1).

12 Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que ladite bobine ( 4) comporte un ou plusieurs enroulements ( 5)

longitudinaux, les axes longitudinaux de l'enroulement ou des enroule-

ments 5 faisant sensiblement un angle droit avec le plan du champ

électromagnétique ( 10) créé autour de ladite première électrode ( 2).