FR2560679A1

FR2560679A1 - Jaugeur de reservoir de liquide notamment pour aeronef

Info

Publication number: FR2560679A1
Application number: FR8403209A
Authority: FR
Inventors: Gerard Blanc
Original assignee: Societe dElectricite Mors SA
Current assignee: Societe dElectricite Mors SA
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1985-09-06

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN JAUGEUR DE RESERVOIR DE LIQUIDE, FONCTIONNANT PAR EXPLORATION SUCCESSIVE DE PLANS HORIZONTAUX POUR DETERMINER LA POSITION DE LA SURFACE LIBRE DU LIQUIDE, A L'AIDE D'UNE ONDE EMISE PAR UN MOYEN EMETTEUR. LE JAUGEUR EST CARACTERISE EN CE QUE, A CHAQUE PLAN D'EXPLORATION, SONT ASSOCIES UN MOYEN EMETTEURD, UN MOYEN DE DEVIATIONP ET UN MOYEN RECEPTEUR D'ONDEF, DISPOSES DE TELLE SORTE QUE L'ONDE SE PROPAGE DU MOYEN EMETTEURD AU MOYEN DE DEVIATIONP EN LIGNE DROITE DANS LE PLAN, LE MOYEN DE DEVIATIONP ETANT ADAPTE A DEVIER L'ONDE LORSQUE LE PLAN EST D'UN COTE DE LA SURFACE LIBRE DU LIQUIDE ET A LAISSER L'ONDE SE PROPAGER EN LIGNE DROITE LORSQU'IL EST DE L'AUTRE COTE, AFIN QU'ELLE ATTEIGNE LE MOYEN RECEPTEURF DANS SEULEMENT L'UN DES DEUX CAS. CE JAUGEUR EST DESTINE NOTAMMENT AUX RESEVOIRS DES AERONEFS.

Description

La présente invention concerne un jaugeur de réservoir de liquide destiné notamment au repérage de la quantité de carburant dans les réservoirs d'aéronefs0
Tout jaugeur, quel que soit le principe utilisé pour sa réalisation et la forme sous laquelle sont affichés les résultats des mesures effectuées, procède fondamentalement à la détermination de la position du niveau libre d'un liquide dans un réservoir. Ordinairement, la variation de cette position est suivie de façon continue, ce qui permet d'élaborer une indication analogique, soit du volume, soit parfois de la masse du produit contenu dans le réservoir, en tenant compte éventuellement de la forme de ce dernier.

Cette indication analogique manque souvent de précision, à moins que le jaugeur fasse appel à des techniques relativement complexes et par conséquent conteuses, et une certaine latitude est laissée à l'appréciation humaine, pouvant être variable selon les individus.

En vue de remédier à ces inconvénients, et en particulier d'obtenir une certaine "objectivité1' de la mesure, l'invention repose sur une philosophie différente : il est proposé de déterminer le niveau libre de façon discontinue c'està-dire de numériser la position de celui-ci.

A cet effet, l'invention concerne un jaugeur de liquide, destiné notamment au repérage de la quantité de carburant dans les réservoirs des aéronefs en explorant des plans respectifs habituellement sensiblement horizontaux en vue de dé terminer lesquels sont au-dessus et lesquels sont au-dessous de la surface libre du liquide, à l'aide d'une onde émise par un moyen émetteur, jaugeur caractérisé en ce qu'à chaque plan.

dtexploration sont associés un moyen émetteur d'onde, un moyen de déviation d'onde, et un moyen récepteur d'onde, dis posés de telle sorte que l'onde se propage du moyen émetteur au moyen de déviation selon une ligne droite contenue dans le dit plan, ledit moyen de déviation étant adapté à dévier l'onde lorsque ledit plan est d'un côté de la surface libre du liquide, et à laisser l'onde se propager selon ladite ligne droite lorsque ledit plan est de l'autre coté, de telle sorte qu'elle atteigne le moyen récepteur dans l'un des cas et qu' elle ne l'atteigne pas dans l'autre.

Le jaugeur est donc essentiellement constitué par une pluralité de moyens émetteurs d'onde, de moyens de déviation, et de moyens récepteurs, découpant le réservoir sur toute sa hauteur par des plans horizontaux fictifs permettant de repé- rer la position de la surface libre du liquide en la situant entre deux hauteurs définies de façon stricte et qui peuvent entre, si nécessaire, très voisines.

Grâce à cette structure et à cet agencement, il est possible de choisir des hauteurs dont l'espacement, régulier ou non, peut être très faible, par exemple 1/100 de la hauteur utile ou moins encore, en vue de déterminer lesquels des plans fictifs déterminés sont mouillés", c'est-à-dire situés audessous du niveau libre, et lesquels sont "secs", c'est-àdire au-dessus de ce niveau.

Les moyens émetteurs, de déviation, et récepteurs ont donc un double objectif : d'une part, ils doivent définir avec précision la position des plans virtuels de référence, d'autre part, ils doivent permettre de déterminer de façon sûre Si chacun des plans ainsi repérés est ou n'est pas immergé dans le liquide
Selon une caractéristique de l'invention, le moyen récepteur d'onde est un capteur fournissant à sa sortie une grandeur binaire dont les deux niveaux correspondent l'un à la réception de l'onde provenant du moyen émetteur par l'intermédiaire du moyen de déviation et l'autre à l'absence de réception de cette onde.

Comme on s'impose, pour la discrimination des niveaux, de ne travailler que par tout ou rien, afin que le passage du liquide d'un niveau de référence à un niveau immédiatement voisin se traduise par une discontinuité très franche du paramètre de sortie des moyens récepteurs et que les fluctuations des caractéristiques physiques de ceux-ci soient sans effet, la variation continue du niveau libre dans le réservoir est transformée en variation numérique. La conversion analogique-numérique directe ainsi réalisée facilite le transfert et le traitement ultérieur de l'information.

Selon une autre caractéristique de l'invention, pour le jaugeage, on prend en compte de préférence le niveau du plan mouillé le plus élevé, de sorte que l'erreur consentie soit toujours par défaut, ce qui, pour l'utilisateur, va dans le sens de la sécurité.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemplesnon limitatifs, dans lesquels
la figure 1 montre une section d'une partie d'un réservoir en vue d'illustrer schématiquement un aspect de la technique de jaugeage selon l'invention
la figure 2 illustre schématiquement un autre aspect de la technique de jaugeage selon l'invention
la figure 3 montre schématiquement une première forme possible de jaugeage selon la technique de la figure 2
la figure 4 montre schématiquement une seconde forme possible de jaugeage selon une variante de la technique de la figure 2
la figure 5 montre une section transversale d'une partie d'un jaugeur selon l'invention, opérant conformément au schéma de la figure 4.

Le réservoir 10 dont la partie inférieure gauche est représentée sur la figure 1, pour être jaugé, est exploré selon des plans étagés les uns au-dessus des autres, ces plans étant définis de telle sorte qu'ils soient parallèles à celui que détermine la surface libre du liquide contenu dans le réservoir lorsque ce dernier est dans la position qu'il occupe normalement, c'est-à-dire au cours d'un déplacement horizontal du véhicule s'il s'agit d'un réservoir monté sur un véhicule(aéronef par exemple) ; dans cette position t'normale" du réservoir, les plans d'exploration sont donc horizontaux.

Ces plans sont affectés successivement, de bas en haut, des numéros croissants 0, 1, 2, 3 ..., i, i + 1, etc.., le numéro 0 étant affecté au plan le plus bas qui présente au moins un point commun avec l'intérieur du réservoir ; ce nu mero 0 est donc affecté au plan confondu avec le fond du réservoir, si ce dernier a un fond plat normalement horizontal.

Les variations du niveau dans le réservoir, au lieu d'être suivies de façon continue comme il est de pratique courante, sont ainsi mesurées par incréments successifs correspondant au passage de ce niveau d'un plan de référence au plan immédiatement voisin.

La détermination du dernier niveau de référence mouillé peut s'effectuer par une exploration séquentielle de l'ensemble des plans fictifs, qui peut être soit dichotomique, soit simplement incrémentale et, dans ce cas, en partant soit du bas, soit du haut de la jauge. Toutefois, dès qu'une première détermination a été obtenue, il suffit ensuite, au cours du fonctionnement ultérieur, de tester le niveau immédiatement inférieur lorsque celui qui a été retenu cesse d'être valable.

Des capteurs appropriés testent les divers plans et fournissent à leur sortie une grandeur binaire à deux niveaux nettement distincts (état O et état 1), suivant que le plan exploré se situe à l'intérieur du liquide, c'est-à-dire audessous du niveau libre, ou au-dessus de ce dernier ; si les plans de référence sont numérotés, par exemple à partir du fond du réservoir, l'état de remplissage peut être caractérisé par le numéro d'ordre du plan le plus élevé situé dans le liquide et, à ce niveau correspond un volume parfaitement défini.

Le premier objectif des moyens mis en oeuvre (définir avec précision la position des plans d'exploration) impose des servitudes dimensionnelles évidentes ; le second (déterminer de façon sûre si chacun des plans est ou n'est pas immergé) peut être atteint en mettant en jeu n'importe quel phénomène physique qui présente une discontinuité nettement marquée de part et d'autre du niveau libre du liquide.

Trois solutions simples ont été retenues en fonction des deux conditions ci-dessus précisées ; soit
- des capteurs thermiques du genre thermistances, c'està-dire constitués par un élément électro-résistif de faibles dimensions transversales et de coefficient de température très grand. Un tel élément parcouru par un faible courant électrique, prenant rapidement une température d'équilibre différente suivant la conductibilité thermique du milieu dans lequel il est plongé, c'est-à-dire ici suivant qu'il est ou n'est pas immergé dans le liquide, sa résistance subit une variation brusque importante de part et d'autre du niveau libre, ce qui entraîne l'apparition d'un échelon de tension à ses bornes, si l'alimentation est effectuée à courant constant ou sous tension constante.

Une série de micro-thermistances, placées dans les différents plans de référence peut donc permettre de discriminer ceux qui sont de part et d'autre du niveau libre du liquide, en raison de la très grande différence de conductibilité thermique des deux milieux qu'il sépare.

On notera que les thermistances sont utilisées depuis plusieurs dizaines d'années pour la détection de niveaux bas d'alarme. Dans l'utilisation envisagée ici, elles ont pour inconvénients leur inertie thermique et le fait qu'il faut faire la preuve que le préchauffage nécessaire ne présente aucun danger, dans le cas de liquides inflammables, lorsqu' elles sont non immergées.

- des capteurs capacitifs constitués par des condensateurs élémentaires placés dans les plans de-référence et dont le diélectrique sera constitué soit par le liquide à jauger qui doit alors être isolant, soit. par l'atmosphère qui le surmonte suivant que le plan considéré est au-dessous ou au dessus du niveau libre. La discrimination résulte des deux valeurs nettement différenciées prises par la capacité du condensateur et la variation de capacité du condensateur qui correspond au passage de l'un de ces deux cas à l'autre peut
gtre transposée en échelon de tension électrique par divers montages classiques.

La détection par capacité conduit à la réalisation de micro-condensateurs électriques pour lesquels il faut s'affranchir des phénomènes de capillarité, qui peuvent maintenir mouillé un condensateur qui devrait être sec. Par ailleurs, la capacité propre des éléments de câblage peut apparaître assez grande par rapport aux variations à détecter.

- capteurs optiques : les plans de référence étant des plans horizontaux dans lesquels on fait se propager un point ceau de lumière très étroit provenant d'un moyen émetteur, -la discrimination de la position de chaque plan par rapport au niveau libre est rendue possible si les conditions de propagation de la lumière sont différentes de part et autre du plan du niveau libre0
Deux cas peuvent être distingués
a) le liquide est suffisamment opaque ou trouble pour que le rayon lumineux se propageant linéairement soit, ou entièrement absorbé, ou diffusé, après un certain parcours dans le liquide ; un organe récepteur placé dans l'axe de ce rayon ne recevra donc pas du tout ou très peu de lumière audelà de ce parcours1 alors que l'atmosphère située ausdessus du niveau libre peut être considérée comme parfaitement transparente
b) la condition précédente n'est pas réalisée mais les indices de réfraction des deux milieux sont très différents, et on connait alors des moyens classiques, basés sur le phénomène de réflexion totale, qui permettent d'éliminer après un premier tronçon de trajet en ligne droite un rayon lumineux de longueur d'onde donnée, dans l'un des deux milieux seulement, et de le laisser continuer à se propager selon la même ligne droite dans l'autre milieu.

La détection optique, convenablement aménagée, présente de grandes possibilités et des avantages certains ; c'est donc elle qui est exposée en détail ci-dessous.

La mise en application est la suivante : Un pinceau lumineux de faible ouverture est créé par une diode électroluminescente, aligné dans le plan de référence à explorer, et après un certain parcours dans ce plan, repris par une photodiode ou un phototransistor pour effectuer la conversion optoélectrique, ou par une fibre optique de faible section, la sortie optique de la fibre pouvant être éventuellement convertie en sortie électrique à l'aide d'un élément photosensible (photodiode ou phototransistor), en vue de son exploitation.On a vu que la présence ou l'absence du liquide dans le plan considéré sera détectée si, dans l'un de ces cas seulement, le pinceau lumineux atteint la photodiode, le phototransistor, ou la fibre optique, et plus généralement l'organe récepteur, lequel fournit à sa sortie la grandeur binai re dont les deux niveaux correspondent respectivement à l'un et à l'autre cas. Si nécessaire, le pinceau lumineux peut être focalisé par des moyens appropriés, l'ensemble étant fixé dans chaque plan normalement horizontal à explorer, c'est-àdire où l'on souhaite détecter la présence ou l'absence de liquide. Si le liquide est opaque à la lumière émise, le dispositif est suffisant puisque seuls arrivent aux récepteurs les rayons lumineux non immergés.Dans le cas contraire1 on interpose entre les deux éléments optoélectroniques un petit prisme à réflexion totale en matériau pratiquement transparent à la longueur d'onde du rayonnement émis, et dont l'indice de réfraction est aussi voisin que possible de celui du liquide. Si ce prisme est non immergé, le rayon lumineux incident est dévié par exemple à 90C par la réflexion totale et n'atteint pas la photodiode. Si, au contraire, il est immergé, les deux milieux traversés ayant pratiquement le même indice, la déviation angulaire du rayon lumineux est très faible et, d'ailleurs, il peut en être tenu compte ; la photodiode est alors atteinte par le rayon lumineux et éclairée. L'échelonnement des plans de référence peut facilement être de l'ordre de 8 mm.

Divers aménagements permettent de. réaliser des simplifications de montage et des économies de matériel. Dans un cas simple (représenté partiellement sur la figure 2), dans chaque plan, on peut reprendre le pinceau lumineux créé par les diodes électroluminescentes Di, Di+îî à la sortie de chaque prisme P., Zizi + P1+1, dans une fibre optique Fi, F. + 1 de très faible diamètre dont l'extrémité d'entrée est disposée dans ledit plan, éventuellement à l'intérieur du réservoir ; le faisceau de toutes les fibres optiques peut être amené directement à un appareil indicateur où les extrémités terminales, alignées suivant une échelle verticale, donnent une image lumineuse directe de l'état du réservoir ; de plus, Si la forme du réservoir est suffisalmment simple, on peut moduler l'écartement des plans d'exploration de référence, de façon que l'intervalle entre deux pas successifs corresponde à des vo lumens égaux et non à des différences de niveau constantes les photodiodes sont alors supprimées. Dans tous les cas, on peut utiliser les fibres optiques pour amener l'information, sans risque de perturbation électrique, jusqu'à l'appareil indicateur où elle sera traitée. Si l'on craint des difficultés de connectique optique, on peut tout au moins amener le faisceau de fibres optiques dans la tête du jaugeur, de sorte qu'il n'y ait plus de photodiodes immergées.

Bien entendu, dans le cas d'un jaugeur à prismes de déviation, il n'est pas nécessaire que le rayon dévié le soit verticalement ; il est même souvent utile que la déviation soit latérale, pour éviter les réflexions parasites sur des prismes d'autres niveaux. Ainsi, la figure 3 montre, pour un plan d'exploration déterminé, la structure et l'agencement des différents organes du jaugeur, celui-ci comprenant une zone "mouillée" A contenant une hauteur de liquide identique au réservoir, entre deux zones "sèches" B et C ; les parois respectives communes à la zone mouillée et à chacune des zones sèches sont disposées de manière à se couper selon un angle dièdre dépendant de l'angle de réflexion choisi, ici un angle dièdre de 45 degrés.A l'une des parois, est collé un prisme P dont la face d'entrée est éclairée par une diode électroluminescente D, le prisme P et la diode D étant tous deux disposés dans la même zone sèche B ; en face de la diode
D via le prisme P, dans l'autre zone sèche C, est disposée l'extrémité de réception d'une fibre optique F, positionnée sur le trajet du rayon non dévié issu de la diode. Ainsi, si l'indice du matériau du prisme est peu différent de celui du liquide, cette extrémité de la fibre optique F est éclairée lorsque le plan considéré est immergé, et elle ne l'est pas dans le cas contraire puisque le rayon est alors dévié à 90 degrés par le prisme P.Chacun des plans d'exploration de référence est équipé de la sorte, et la partie électronique du jaugeur comporte des moyens destinés à affecter un numéro à chacun de ces plans dans le cas où les extrémités de sortie des fibres optiques ne sont pas alignées pour constituer elles-mêmes une échelle de mesure directement exploitable.

Par ailleurs, l'exploration des extrémités terminales des fibres optiques peut être conçue de façon à réduire le plus possible le nombre des photodiodes, qui sont, pour le moment, l'élément le plus coûteux.

Le premier traitement de l'information donnée par les capteurs assuré par l'appareillage électronique associé consiste à déterminer la position du niveau de référence représentatif de l'état de remplissage du réservoir, c'est-à-dire le numéro de l'un des deux plans les plus voisins de la sur- face libre du liquide. Pour obtenir une détermination initiale, un dispositif approprié procède' à un examen séquentiel des sorties des capteurs qu'on peut coter arbitrairement 0 ou 1, suivant que le niveau correspondant est dans le liquide ou hors de celui-ci. La séquence utilisée peut être soit dicho- tomique, soit simplement incrémentale.Dans le premier cas, l'intervalle où se situe le niveau cherché est divisé par deux à chaque pas de la séquence ; dans le deuxième cas, on teste pas à pas les niveaux de référence en partant par exemple du haut et en s'arrêtant à la première sortie donnant un bit correspondant à un plan d'exploration immergé. Ensuite, pour suivre l'évolution du niveau, il suffit de passer au ni- veau de référence immédiatement inférieur dès que la sortie correspondant à celui qui était pris en compte passe à l'état oppose.

En ce qui concerne le traitement final de l'information, on remarquera qu'il est facile d'introduire, dans l'élaboration de la mesure à afficher, la forme du réservoir et aussi la masse volumique du liquide lorsqu'on désire une indication en masse et non en volume. Ces aménagements deviennent une simple question de calcul électronique qu'on peut effectuer par des procédés classiques et notamment à l'aide d'un microprocesseur dès que l'état du faisceau de fibres optiques est connu.

En effet, on a vu que la position du niveau de référence ce retenu lors de l'exploration des sorties des capteurs (le plus haut niveau mouillé de préférence) est caractérisée par le numéro d'ordre de ce niveau. Un élément calculateur électronique classique, un microprocesseur par exemple, prend cette information comme une adresse qui renvoie à une mémoire tampon dans laquelle ont été introduites les valeurs exactes du volume partiel du réservoir correspondant à ces différents plans de référence. Un calculateur approprié effectue un calcul supplémentaire, dans lequel on introduit la valeur affichée de la masse volumique du liquide à une température donnée et éventuellement la température réelle donnée par une sonde thermométrique électrique immergée dans le réservoir, ce qui permet ensuite de convertir les volumes en masse.

Les avantages particuliers de la détection optique sont les suivants
- Dans certains cas simples, l'information lumineuse est directement utilisable, sans conversion électrique et sans calcul. Comme on l'a vu, on peut amener le faisceau des fibres optiques jusqu'à un appareil indicateur où les extrémités terminales, alignées le long d'une échelle linéaire verticale, donnent directement une image lumineuse de l'état du réservoir.

- Le transport de l'information par fibres optiques est totalement à l'abri des perturbations électromagnétiques. Il est donc avantageux de a'effectuer le traitement que dans l'appareil indicateur lui-même. Toutefois, une conversion optique- électri que peut être réalisée en un point quelconque de la chaîne de transmission.

- La conversion électrique par photodiodes par exemple ne nécessite pas obligatoirement une photodiode par fibre optique. Des dispositions classiques permettent d'explorer les extrémités terminales de l'ensemble du faisceau avec un nombre réduit d'éléments photosensibles.

Dans les formes de réalisation qui ont été décrites, où l'on exploite des informations lumineuses parvenant à des transducteurs optoélectriques sans avoir été déviées1 on trouve un avantage dans le cas des liquides fortement absorbants et diffusants, puisque l'appel à des prismes ou d'autres moyens de déviation est alors inutile ; en revanche, on doit, dans les autres cas, subir une certaine perte d'énergie lumineuse par absorption et par diffusion, qui réduit le seuil correspondant au niveau logique 1 dans le système.

Aussi, une autre possibilité, généralement préférable, consiste à opérer de façon inverse, c'est-à-dire en éclairant le transducteur par le rayon qui a subi la réflexion totale.

Les niveaux logiques sont alors inversés, mais on évite les déperditions lumineuses. De plus, tous les organes optiques peuvent alors etre rassemblés du même côté d'une paroi étanche qui les sépare du liquide.

Ainsi, la figure 4 montre un dispositif analogue à celui de la figure 3, mais où l'extrémité de réception de la fibre optique F est accolée à la face de sortie du prisme P pour le rayon dévié : la diode électroluminescente D, le prisme P et la fibre optique F sont donc dans la même zone sèche B. Ain si, si l'indice du matériau du prisme P est peu différent de celui du liquide de la zone mouillée A, et l'extrémité de réception de la fibre optique F étant positionnée sur le trajet du rayon dévié issu de la diode D, cette extrémité est éclairée lorsque le plan considéré n'est pas immergé, et elle ne l'est pas dans le cas contraire, puisque le rayon n'est alors pas dévié par le prisme P. La deuxième zone sèche C peut être constituée tout simplement par l'espace extérieur au réservoir.

La figure 5 montre une section transversale d'un jaugeur et plus précisément de son sous-ensemble optique, compact, regroupant les organes d'un niveau d'exploration de référence. Ce sous-ensemble, destiné à être logé à l'intérieur d'un réservoir à jauger, se présente sous la forme d'un cylindre rigide ll de faible diamètre (ordre de grandeur : 60 à 65 mm), logé dans un tube concentrique de diamètre convenable non représenté mis en communication avec le liquide du réservoir par des trous judicieusement disposés, afin d'assurer la protection de la partie sensible et de jouer-le rôle classique d'amortisseur des fluctuations du niveau libre du liquide dans le réservoir.L'ensemble tube de protection - sousensemble optique est fixé à une tête de jauge constituée par un boîtier permèttant les raccordements aux autres éléments du système et susceptible de loger éventuellement le on les transducteurs optoélectriques. Cette tête de jauge est munie d'une platine destinée à la fixation sur une embase présure de manière classique sur le réservoir.

A l'intérieur du cylindre Il est logé un bloc central 12 en matière synthétique, présentant ici une section en X en vue de comporter une encoche latérale longitudinale 13 pour le passage des fils d'alimentation électrique des diodes électroluminescentes et une encoche latérale longitudinale 14 pour le passage des fibres optiques0 A chaque niveau d'exploration, le bloc 12 est muni d'un logement 15 pour une diode électroluminescente D, d'un logement 16 pour un prisme P, d'un canal d'émission 17 disposé horizontalement destiné au passage du rayon incident émis par la diode D jusqu'au prisme P, et d'un canal de réflexion 18 disposé dans le même plan de manière à permettre le passage du rayon éventuellement réfléchi par le prisme P lorsque le niveau correspondant n'est pas immergé et destiné au logement d'une fibre optique F (le canal d'émission 17 peut également recevoir une fibre optique). Plus précisément, le bloc 12 est symétrique par rapport à un diamètre du cylindre 11, et, en particulier, le logement 16 pour le prisme P est prévu à une extrémité du diamètre de symétrie.Le prisme P présente une section en V avec un sommet muni d'une troncature sous la forme d'un plat PI, l'inclinaison des branches du V déterminant l'angle d'incidence et l'angle de réflexion (égaux) sur le plat par rapport au diamètre de symétrie ; ici, ces angles sont égaux à 45 degrés, et il en est donc de même des angles des deux canaux par rapport au diamètre de symétrie. Le prisme P est maintenu dans son logement 16 par un bloc 19 de mastic d'étanchéité, lequel ne recouvre ni le plat du sommet du prisme, ni ses faces d'entrée pour le rayon incident et de sortie pour le rayon éventuellement réfléchi ; les fils d'alimentation électrique des diodes électroluminescentes de chaque niveau peuvent être rassemblés en un toron, et un second toron peut être constitué par les fibres optiques pour le rayon réfléchi.

Le choix des matériaux constitutifs de l'élément réflecteur prismatique P pose quelques problèmes. Cet élément doit en effet notamment avoir un indice de réfraction le plus voisin possible de celui du liquide jaugé, pour la longueur d'onde de la lumière utilisée ; mais il faut aussi que ses qualités optiques n'évoluent pas au contact du liquide, il est apparu par exemple que des matériaux dont l'indice con vient, deviennent assez rapidement opaques en surface au contact du kérosène. I1 est bon aussi que la mouillabilité du solide par le liquide jaugé ne soit pas excessive pour éviter la formation d'une couche liquide permanente d'épaisseur appréciable, après retrait du niveau du liquide, ce qui pourrait entraîner une réduction du flux lumineux réfléchi et modifier de façon sensible le seuil de détection.

Dans les cas où l'on ne trouve pas de matériau d'indice convenable pour certains liquides, on peut utiliser un corps prismatique transparent creux, rempli du liquide lui-même.

Pour l'exploitation du signal lumineux, la solution la plus simple et la plus économique consiste à former, avec l'ensemble des fibres optiques qui correspondent aux différents niveaux de référence, un seul faisceau dont l'extrémité vient éclairer un seul organe transducteur optoélectrique.

Dans le cas où la partie sensible du transducteur est quasi ponctuelle, le diamètre du faisceau de fibres optiques peut apparaître trop grand pour assurer la détection quelle que soit la fibre excitée ; la difficulté est immédiatement résolue en focalisant sur le transducteur la lumière émise par l'extrémité du faisceau.

En fait, on peut utiliser aussi bien comme transducteur une photorésistance qu'un phototransistor (ou une photodiode).

Dans le premier cas, la surface de l'élément sensible permet d'éliminer le dispositif de focalisation, par contre la cellule est peu sensible, présente un temps de réponse appréciable, et surtout des phénomènes de vieillissement. Au contraire, un phototransistor est très sensible, a un temps de réponse très court et vieillit très peu ; par contre, la focalisation du flux lumineux est généralement nécessaire.

Les sources lumineuses, une par niveau de référence, peuvent en principe être quelconques, mais la préférence est donnée aux diodes électroluminescentes en raison de leur bas prix et de leur longévité.

Une logique séquentielle provoque l'allumage des piffé rentes diodes électroluminescentes une à une et pendant un temps très court, en commençant par le bas du réservoir. Les allumages successifs sont comptés et ce comptage arrêté au premier signal enregistré par le transducteur. La position du niveau libre du liquide dans le réservoir ainsi déterminée est enregistrée et traitée comme indiqué précédemment aux fins de visualisation, et une nouvelle séquence de comptage peut être amorcée.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation ci-dessus décrites et représentées, et on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Jaugeur de réservoir de liquide, destiné notamment au repérage de la quantité de carburant dans les réservoirs, par exemple des aéronefs en explorant des plans respectifs habituellement sensiblement horizontaux en vue de déterminer lesquels sont au-dessus et lesquels sont au-dessous de la surface libre du liquide, à l'aide d'une onde émise par un moyen émetteur, jaugeur caractérisé en ce qu'à chaque plan d'exploration (0, 1, 2, 3 ..., i, i + 1, ...) sont associés un moyen émetteur d'onde (D), un moyen de déviation d'onde (P), et un moyen récepteur d'onde (F), disposés de telle sorte que l'onde se propage du moyen émetteur (D) au moyen de déviation (P) selon une ligne droite contenue dans ledit plan, ledit moyen de déviation (P) étant adapté à dévier l'onde lorsque ledit plan est d'côté de la surface libre du liquide,.et à laisser l'onde se propager selon ladite ligne droite lorsque le dit plan est de l'autre côté, de telle sorte qu'elle atteigne le moyen récepteur (F) dans l'un des cas et qu'elle ne l'atteigne pas dans l'autre.

20 Jaugeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen récepteur d'onde est un capteur (F) fournissant à sa sortie une grandeur binaire dont les deux niveaux correspondent l'un à la réception de l'onde provenant du moyen émetteur (D) par l'intermédiaire du moyen de déviation et l'autre à l'absence de réception de cette onde.

3. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer un comptage des plans d'exploration (O, 1, 2, 3, ..., i, i + 1, ...) situés d'un même côté de la surface libre du liquide.

4. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pcur affecter un numéro a chacun des plans d'exploration (0, 1, 2, 3, ..., i, i * ...), ...), et des moyens pour prendre en compte le numero de l'un des deux plans les plus voisins de la surface libre du liquide.

5. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour pren dre en compte le numéro du plan mouillé le plus élevé.

6. Jaugeur selon lune quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroni- ques d'exploration séquentielle des plans fictifs (O, 1, 2, 3 i . . . i i, j + 1 i . . o)

7. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques d'exploration munis d'une mémoire tampon dans laquelle sont enregistrées les valeurs des volumes partiels du réservoir jaugé correspondant aux différents plans d'exploration (0, 1, 2, 3, ..., i, i + 1, ...).

8. Jaugeur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques d'exploration munis d'un calculateur pour traduire lesdites valeurs des volumes partiels en masses à partir d'une information complémentaire de masse volumique du liquide0

9. Jaugeur selon lune quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de déviation (P) sont adaptés à dévier l'onde lorsque le plan d'exploration correspondant est au-dessus de la surface libre du liquide.

10. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens récepteurs (F) sont disposés sur le trajet de l'onde déviée par le moyen de déviation (P) correspondant.

llo Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un tube cylindrique (11) à l'intérieur duquel sont logés des moyens d'exploration des plans respectifs, notamment les moyens émetteurs (D) et les moyens de déviation (P).

12. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens de déviation (P) sont constitués par des prismes en matériau pratiquement transparent à la longueur d'onde de l'onde émise par les moyens émetteurs (D).

13. Jaugeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les prismes (P) sont en matériau ayant un indice de réfraction sensiblement égal à celui du liquide.

14. Jaugeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen récepteur d'onde (F) est une fibre optique dont une extrémité reçoit l'onde lumineuse lorsque le plan d'exploration correspondant est immer- gé, l'autre extrémité de la fibre étant alignée avec les ex extrémités correspondantes des fibres respectives de chaque plan d'exploration (0, 1, 2, 3, ..., i, i + 1, ...) pour constituer une échelle de mesure.