FR2617965A1 - Dispositif a ondes elastiques guidees pour la detection de la presence d'un liquide - Google Patents

Abstract

Le dispositif comprend un guide d'ondes élastiques 11 placé transversalement par rapport à la paroi latérale 5 du récipient 1 et présentant une première extrémité libre 23 située à l'intérieur du récipient 1 à un niveau prédéterminé N, et une seconde extrémité libre 22 située à l'extérieur du récipient 1 et sur laquelle sont placés des moyens transducteurs d'émission et de réception d'une onde élastique 101. Les moyens transducteurs d'émission 101 sont agencés de manière à émettre une onde de compression longitudinale interne se propageant jusqu'à la première extrémité libre 23 du guide 11, et le guide 11 est réalisé de manière à présenter une bonne adaptation d'impédance lorsque sa première extrémité libre 23 est immergée dans le liquide 2 dont la présence est à détecter.

Description

Dispositif à ondes élastiques guidées pour La détection de La présence d'un Liquide.

La présente invention a pour objet un dispositifà ondes élastiques guidées pour la détection de la présence ou de
L'absence de Liquide à un niveau prédéterminé d'un récipient comportant un fond et une paroi latérale, le dispositif comprenant des moyens transducteurs d'émission pour émettre une onde élastique et des moyens transducteurs de réception d'une onde élastique pour délivrer un signal fonction de L'onde élastique reçue et des moyens électroniques de traitement des signaux appliqués aux moyens transducteurs d'émission et délivrés par les moyens transducteurs de réception.

On connait déjà, notamment par le document de brevet
US-A-3 744 301, un dispositif indicateur de niveau de liquide dans une cuve, lequel dispositif comprend une ligne de transmission d'ondes acoustiques pLacée verticalement dans un récipient contenant un liquide et comprenant à une première extrémité un transducteur d'émission pour créner dans la ligne de transmission un train d'ondes élastiques, et à une deuxième extrémité un second transducteur pour délivrer un signal en réponse au train d'ondes élastiques dont L'atténuation est fonction de la quantité de liquide en contact avec la ligne de transmission.

Un tel dispositif présente des difficultés de mise en oeuvre car les transducteurs, qui sont disposés à l'intérieur du récipient contenant le Liquide, doivent être munis de moyens de protection pour ne pas être endommagés par le liquide. De plus, les connexions de Liai son entre les transducteurs et les circuits électroniques de traitement doivent traverser la paroi du récipient au niveau du transducteur émetteur et du transducteur récepteur.

On connait également une variante du dispositif précédent dans laquelle la ligne de transmission et les transducteurs placés aux deux extrémités opposées de la ligne sont disposes sensiblement dans un plan horizontal. IL est possible dans ce cas de ne réaliser qu'une seule ouverture dans La paroi latérale du récipient pour monter le dispositif de detection de niveau de liquide. Toutefois, compte tenu du fait que L'ensemble de la ligne de transmission et des transducteurs doit être disposé à l'intérieur du récipient contenant du liquide, le capteur présente un encombrement important à l'intérieur du récipient. De plus, le capteur présente des parties évidées dans lesquelles des déchets ou des boues peuvent venir se loger, ce qui affecte la fiabilité du système.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à réaliser un dispositif de détection de présence de liquide qui permet de déterminer de façon fiable si un niveau a été atteint par un liquide dans un récipient.

L'invention vise en particulier à réaliser un dispositif compact qui puisse être facilement monté dans la paroi latérale d'un récipient tel qu'une cuve, qui présente une bonne sensibilité et une bonne fiabilité même si à L'intérieur de la cuve contenant le Liquide dont le niveau est à détecter l'atmosphère est très corrosive, la température est élevée, ou le liquide est chargé de déchets, boues ou autres particules solides.

Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de détection de présence de Liquide du type défini en tête de la description, caractérisé en ce que le dispositif comprend un guide d'ondes élastiques m o n t é s u r la paroi latérale du récipient en traversant un orifice ménagé dans celle-ci et présentant une première extrémité libre située à l'intérieur du récipient audit niveau prédéterminé, et une seconde extrémité libre située à L'extérieur du récipient et sur laquelle sont placés les moyens transducteurs d'émission et de réception d'une onde élastique, en ce que les moyens transducteurs d'émission sont agencés de manière à émettre une onde de compression longitudinale interne se propageant jusqu'à la première extrémité libre du guide, en ce que le guide d'ondes élastiques est réalisé de manière à ne présenter sur sa face latérale externeaucune interruption entre la seconde extrémité Libre située à L'extérieur du récipient, et la première extrémité libre située à L'intérieur du récipient, en ce que le guide est réalisé de manière à présenter une bonne adaptation d'impédance Lorsque sa première extrémité libre est immergée dans le liquide dont la présence est à détecter,et en ce que les moyens électroniques de traitement comprennent au moins des circuits de production d'impulsions appliquées périodiquement aux moyens transducteurs d'émission pour créer des ondes élastiques incidentes et des circuits de détection des impulsions délivrées par les moyens transducteurs de réception en écho aux ondes élastiques incidentes en L'absence de liquide au niveau de la première extrémité libre du guide d'ondes élastiques.

Les moyens transducteurs d'émission et les moyens transducteurs de réception sont avantageusement constitués-par un transducteur unique
Selon une caractéristique particuLière, L'onde de compression longitudinale interne est constituée par un train d'ondes élastiques longitudinales correspondant à une impulsion de commande présentant une porteuse à une fréquence de L'ordre du mégaherz.

Les moyens transducteurs d'émission et de réception sont rapportés sur une partie centrale de la seconde extrémité libre qui s' arrête à une faible distance prédéterminée de la paroi latérale du guide.

Le dispositif comprend des moyens de fixation du guide à
La paroi latérale du récipient qui comprennent un organe de fixation tel qu'une bride, un manchon ou un écrou et un joint d'étanchéité qui sont disposés autour de La paroi latérale du guide à L'extérieur du récipient.

Selon une caractéristique avantageuse correspondant à un mode de réalisation compact qui évite l'introduction d'éléments étrangers à l'intérieur du récipient, la première extrémité libre du guide d'ondes élastiques est située dans l'aLignement de la face interne de la paroi latérale du récipient.

Selon un mode de réalisation particulier, le guide d'ondes élastiques est constitué par un tube métallique fermé à ses extrémités libres par des plaques dont L'épaisseur est déterminée de manière à réaliser des adaptations d'impédance et le tube métallique fermé est rempli d'un liquide de même nature que le liquide dont La présence est à détecter.

La plaque constituant la seconde extrémité Libre portant les moyens transducteurs est réalisée en un matériau semblable à celui qui constitue le tube métallique et la plaque constituant la première extrémité libre est réalisée en un matériau non métallique tel qu'une matière plastique dure.

Selon une autre caractéristique particulière de
L'invention qui permet d'augmenter la sensibilité du système de détection en accroissant la surface sensible disponible à l'interface gaz liquide, la première extrémité libre comprend au moins deux faces inclinées par rapport à la paroi latérale du guide et provoquant plusieurs réflexions des ondes acoustiques élastiques.

D'autres caractéristiques et avantages de L'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe montrant un dispositif de détection de niveau de liquide respectivement dans une position de non détection et de détection d'un niveau prédéterminé N atteint par le liquide,
- les figures 3 et 4 montrent Les diagrammes. en fonction du temps des signaux délivrés au dispositif électronique de traitement respectivement dans le cas d'une non détection de liquide et dans le cas d'une détection de liquide,
- La figure 5 montre une vue en élévation d'un premier mode de réalisation de l'invention avec un guide d'ondes constitué par un cylindre métallique plein,
- la figure 6 montre le schéma synoptique des circuits électroniques du dispositif électronique de traitement associé au dispositif de détection selon L'invention,
- la figure 7 montre une vue en coupe axiale d'un second mode de réalisation de L'invention, avec un guide d'ondes tubulaire creux fermé à ses deux extrémités et rempli de Liquide,
- la figure 8 montre une vue en coupe axiale d'un exemple de guide d'ondes intégré dans la paroi du récipient contenant un liquide dont le niveau est à mesurer,
- les figures 9 et 10 qui sont respectivement des vues en coupe selon les lignes IX-IX de la figure 10 et X-X de la figure 9 montrent un troisième mode de réalisation de L'invention avec un guide d'ondes évasé dans un plan horizontal, et
- la figure 11 représente en coupe axiale un quatrième mode de réalisation de L'invention dans lequel L'extrémité libre du guide placée à l'intérieur du récipient contenant le Liquide est composée de plusieurs tronçons provoquant des réflexions multiples.

On voit sur la figure 1, la représentation schématique d'un récipient 1, tel qu'une cuve ou un réservoir, comportant un fond 4 et une paroi latérale 5. Le réservoir 1 peut être ouvert ou fermé à sa partie supérieure et est destiné à contenir un liquide 2 présentant une surface supérieure 3 qui est en contact avec un gaz tel que de l'air et dont le niveau est évolutif.

Un détecteur 10 de présence de liquide est monté dans la paroi latérale 5 du réservoir 1 de manière à détecter si la surface supérieure libre 3 du liquide 2 a atteint le niveau N à partir duquel le détecteur 10 associé à un dispositif électronique de traitement 100 réagit.

Le détecteur 10 fournit au dispositif de traitement 100 des signaux qui permettent au dispositif 100 de dé Livrer une information en "tout ou rien" indiquant si le détecteur 10 est encore en contact exclusivement avec le mi lieu gazeux surmontant le
Liquide 2 ou si le liquide a atteint le niveau N et, en agissant sur Le détecteur 10, a provoqué un changement d'état des signaux délivrés par le détecteur 10. Le dispositif 100 peut par exemple être associé à un contacteur qui commande l'arrêt d'alimentation en
Liquide du réservoir 1 lorsque le niveau N a été atteint.

Un détecteur tel que-le détecteur 10 peut servir de détecteur de niveau haut afin d'arrêter le remplissage du réservoir 1, lorsque le détecteur a constaté la présence de liquide. Toutefois le détecteur 10 peut de la même façon servir de détecteur de niveau bas afin de déclencher un remplissage du réservoir 1 Lorsque le détecteur a constaté une absence de liquide.

Un coup le de détecteurs 10 visant à contrôler deux niveaux haut et bas dans un réservoir 1 peut donc être associé dans un même système.

Plusieurs détecteurs 10 correspondant à des niveaux N différents répartis sur toute la hauteur du réservoir 1 peuvent être utilisés simultanément comme témoins afin de fournir des informations permettant de visualiser par palier L'évoLution, en hausse ou en baisse, du niveau de liquide dans un réservoir, sans que ces détecteurs agissent nécessairement sur le processus de remplissage ou de vidage du réservoir.

On décrira maintenant de façon plus particulière La nature et la conception du détecteur 10 de présence ou d'absence d'un Liquide à un niveau donné dans un réservoir 1, telles qu'elles ressortent de la présente invention.

Le détecteur 10 comprend essentielLement un guide métallique 11 qui est engagé dans un orifice 50 ménagé dans la paroi latérale 5 du réservoir 1 et se trouve fixé de façon étanche sur la paroi 5 à L'aide d'un système à bride, manchon ou écrou 70 associé à un joint 60, lequel système de fixation est disposé à
L'intérieur du réservoir 1 et permet un montage aisé sans avoir accès à L'intérieur de ce réservoir.

Une première extrémité libre 23 du guide 11 est disposée à l'intérieur du réservoir 1 tandis qu'une deuxième extrémité libre 22 est située à L'extérieur du réservoir 1 et supporte un transducteur 101, constitué par exemple par une céramique piézoélectrique ou par un élément magnétostrictif, et relié au dispositif électronique de traitement 100.

Le dispositif de détection 10 selon L'invention fonctionne selon le principe suivant : un train d'ondes élastiques correspondant à un signal électrique de commande 6 (figures 3 et 4) est émis par le transducteur 101 dans le guide Il et se propage jusqu'à L'extrémité 23 du guide Il située à l'intérieur du réservoir 1.

Si L'extrémité libre 23 est située dans une atmosphère gazeuse sans être en contact avec le liquide 2, des ondes sont réfléchies par L'extrémité libre 23 du guide 11 et sont captées par
Le transducteur 101 qui délivre un signal 7 en écho au signal 6 de création du train d'ondes incident (Fig 3).

Si au contraire L'extrémité Libre 23 est en contact avec le liquide 2 qui parvient au niveau N, les ondes élastiques propagées par le guide Il sont transmises dans le mi lieu liquide et ne donnent pas Lieu à des ondes réfléchies significatives par
L'extrémité libre 23, de sorte que le transducteur 101 ne capte pas d'écho ouseulement un écho très atténué qui donne Lieu à un signal électrique 8 dont l'amplitude est très inférieure à celle du signal 7 créé en cas d'absence de liquide à L'extrémité 23.

Le guide 11 ne présente pas d'encoches ou d'interrupticns sur sa surface externe située à L'intérieur du réservoir 1 de sorte que des particules soLides peuvent difficilement être arrêtées par le guide et gêner les mesures. De plus, comme cela sera expliqué plus loin en référence aux figures 8 à 10, la partie du dispositif 10 située à L'intérieur du réservoir 1 peut être limitée à L'extrémité libre 23 du guide qui est placée au niveau de la paroi 5 du réservoir 1. Dans tous les cas, les éléments constitutifs les plus fragiles du dispositif de détection (transducteur 101, dispositif électronique 100, connexions électriques entre ces éLéments) sont disposés exclusivement à L'extérieur du réservoir 1.

Le transducteur 101 est placé à L'extrémité libre 22 du guide 11 au voisinage de la partie centrale du guide 11 et ménage un espace libre avec la paroi latérale 17 du guide 11 de manière à rendre pratiquement insensible aux ondes élastiques émises ou réfléchies, la partie de la paroi latérale 17 du guide 11 qui est située à L'extérieur du réservoir 1 et supporte les moyens de fixation 70 du guide 11 à La paroi 5 du réservoir 1.

Le transducteur 101 est excité de manière à créer des ondes de compression longitudinales dans le guide 11, et le guide 11 est lui-même réalisé de manière à présenter une bonne adaptation d'impédance Lorsque sa première extrémité libre 23 est immergée dans le Liquide 2 dont la présence est à détecter afin de permettre une transmission des ondes dans le liquide et réduire au maximum les ondes réflèchies.

De préférence, le guide 11 est réalisé de manière à favoriser la propagation des ondes élastiques au centre du guide vers la surface d'extrémité 23 et à limiter les ondes correspondant à un épanouissement du faisceau incident au niveau de la paroi latérale 17 du guide 11, au moins sur la partie du guide située en dehors du récipient 1.

On décrira maintenant en référence à La figure 6 un exemple de dispositif éLectronique 100 coopérant avec le transducteur 101 pour créer un train d'ondes élastiques et détecter la présence ou L'absence d'ondes réfléchies par
L'extrémité 23 du guide 11.

Une horloge 102 délivre périodiquement des impulsions 9 de durée r égale par exemple à 50 microsecondes qui sont appliquées à un dispositif 106 à portes logiques ainsi qu'a un oscillateur 103 à fréquence ajustable par L'élément 104.

L'oscillateur 103 délivre un signal sinusoidal à une fréquence correspondant à la fréquence de résonance du transducteur chargé, qui peut être par exemple de l'ordre de 180 kHz ou de préférence de L'ordre de 1,2 MHz. Ce signal est amplifié par un amplificateur 105 et constitue une fréquence porteuse qui est transmise par le dispositif à portes Logiques 106 aux électrodes du transducteur 101 pendant la durée de chaque impulsion 9 de façon à constituer une succession de trains d'ondes 6 de largeur lr espacés dans le temps d'une durée de préférence supérieure ou égale à environ cinq fois la durée T
Les impulsions 9 délivrées par l'horloge 102 sont en outre appliquees à un circuit monostable 111 produisant un créneau dont Le front montant est synchronisé avec le front descendant de
L'impulsion correspondante 9 et dont la durée t 1 ajustable par l'élément de réglage 112, peut être par exemple de l'ordre de trois à quatre fois la durée r
Les niveaux de tension disponibles sur les électrodes du transducteur 101 sont appliqués à un circuit 108 de redressement double alternance qui délivre un signal continu de tension sur une entrée d'un comparateur 109 dont l'autre entrée reçoit un signal de tension de référence Uref fourni par un pont diviseur 110 à partir d'une tension continue stabilisée. La sortie du comparateur 109 est appliquée à un circuit de verrouillage 113 commandé par le circuit monostable 111 et qui permet de ne pas prendre en compte Les signaux délivrés par le comparateur 109 après la durée Ti du circuit monostable 111.

Une porte 107, facultative, peut être interposée entre le transducteur piézoélectrique 101 et le circuit redresseur 108 afin de ne pas prendre en compte le train d'onde 6 correspondant aux ondes élastiques incidentes, mais seulement les trains d'ondes 7, 8 correspondant à des échos, atténués ou non, réfléchis par l'extrémité 23 du guide 11.

Le comparateur 109 permet d'éliminer les échos atténués 8 dont l'amplitude est inférieure à un seuil défini par la tension
Uref et les circuits 111, 113, permettent d'éliminer des échos parasites ne correspondant pas à des réflexions directes sur
L'extrémité 23 du guide 11.

Les figures 5 et 7 à Il montrent à titre non Limitatif divers modes de réalisation de guides 11 pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention.

Sur la figure 5 on a représenté un guide cylindrique plein Il constitué par une tige réalisée en une matière métallique telle qu'un alliage d'aluminium du genre duralumin ou un acier inoxydable par exemple. Le guide Il présente une longueur totale L et une section a qui, dans un exemple particulier de réalisation ont été choisies égales respectivement à 185 mm et 20 mm. Un transducteur 101 constitué par une céramique piézoélectrique est disposé sur la face d'extrémité externe 22 de la tige 11 et dans
L'exemple particulier considéré présente une épaisseur de 2 mm et un diamètre de 16 mm, c'est-à-dire un diamètre un peu inférieur à celui a de la tige 11. Une matière absorbante 14 est disposée sur le transducteur 101 du côté opposé à La tige 11.Une enveloppe de protection en matière plastique 15, par exemple de longueur d1 = 35 mm est placée à l'arrière du guide 11 autour du transducteur 101 et de la matière absorbante 14 et sert également à protéger les fils de connexion reliés à une prise 16 permettant une liaison avec le dispositif électronique de traitement 100. Un manchon 13 qui peut être réalisé dans la même matière que celle du guide 11 et présente une longueur réduite d2 par exemple de 42 mm, est disposé autour de la paroi latérale externe 17 du guide 11, au voisinage de la face d'extrémité 22, dans une zone destinée à être placée à l'extérieur du réservoir 1. Un joint d'étanchéité 12 est interposé entre la paroi 17 du guide 11 et Le manchon support 13 destiné à permettre la fixation par des moyens classiques du dispositif détecteur 10 introduit dans une ouverture de la paroi d'un réservoir 1.Dans le mode de réalisation de la figure 5, Les ondes élastiques longitudinales se propagent au centre du guide 11 jusqu' à son extrémité libre 23 ainsi que, à titre complémentaire, sous la forme d'ondes correspondant à l'épanouissement du faisceau incident sur la paroi latérale externe 17 du guide 11 dans la partie aval située à l'intérieur du réservoir 1. La configuration et les dimensions du guide 11 et du transducteur 101 ainsi que le mode d'excitation du transducteur 101 permettent d'éviter que des ondes de surface soient présentes dans la partie amont du guide 11 sur laquelle est fixé Le manchon support 13.

La figure 7 représente un mode de réalisation assez différent de celui de La figure 5 puisqu'il concerne un détecteur dans lequel le guide tubulaire 11 comprend un tube 21 réalisé par exemple en duralumin est obturé à sa partie arrière externe au réservoir 1 par un disque 22 qui est de préférence réalisé dans le même matériau que le tube 21, et à sa partie avant interne au réservoir 1 par un disque 23 qui peut etre en une matière différente de celle du tube 21 formant la paroi latérale 17 du guide 11, par exemple en matière plastique.

Le guide 11 qui est fermé de façon étanche est rempli d'un liquide 24 de même nature que le liquide 2 du réservoir 1 qui doit être détecté. La présence du liquide 24 favorise la propagation des ondes élastiques au centre du guide 11 et réduit les risques de réflexion sur l'extrémité 23 lorsque cette extrémité est en contact sur sa face externe avec le liquide 2 du réservoir 1. Les disques 22 et 23 sont réalisés en des matériaux et avec des épaisseurs qui favorisent L'adaptation d'impédance liquidetransducteur.Dans le mode de réalisation de la figure 7 Les ondes de surface sur la paroi 17 du guide 11 peuvent être très limitées et même inexistantes si le transducteur 101 est situé sur la partie centrale du disque 22 et si la fréquence porteuse d'excitation du transducteur est élevée, par exemple de L'ordre de 1,2 MHz pour favoriser au maximum les ondes de compression interne. Dans ce cas,
Les moyens 70 de support et de fixation du détecteur 1C sur La paroi 5 du réservoir 1 peuvent être situées même à très faible distance de L'extrémité libre 23 du guide 11, sans affecter la qualité des mesures.

Le guide 11 qui est disposé transversalement par rapport à la paroi 5 du réservoir 1 et traverse un orifice 50 peut être placé horizontalement ou de préférence en position inclinée par rapport à la paroi 5, en faisant un angle compris entre environ 10 et 800 et de préférence de l'ordre de 450 par rapport à la paroi 5,
L'extrémité 23 étant la plus basse. Cette disposition permet notamment d'éviter l'effet "goutte d'eau", c'est-8-dire le maintien d'un film de liquide à l'extrémité du guide 11 lorsque Le niveau de liquide dans Le réservoir 1 descend.

A titre d'exemple, un détecteur tel que celui de la figure 7 a été réalisé avec les dimensions suivantes, longueur totale du guide : 70 mm, section du tube 21 : 20 mm, épaisseur du tube 21 : 1 mm, épaisseur du disque 23 : 2,3 mm, épaisseur du disque 22 : 1,3 mm.

La figure 8 montre un mode particulier de réalisation dans lequel l'extrémité libre 23 du guide Il est intégrée dans La paroi 5 du réservoir 1 et, de préférence, est alignée avec la face interne de la paroi 5. De la sorte, il n'existe pas de discontinuité marquée dans la paroi 5 et Le dispositif de détection 10 ne se projette pas à L'intérieur du réservoir 1 de sorte que tout L'espace interne au réservoir reste libre pour contenir le liquide et aucun élément étranger ne peut arrêter des déchets ou autres particules solides pouvant se trouver dans le liquide.

Dans le mode de réalisation de la figure 8, le guide 11 peut etre constitué par un cylindre métallique plein, comme représenté, mais peut aussi être constitué par un guide tubulaire creux rempli de Liquide comme dans le mode de réalisation de la figure 7. Il est toutefois essentiel que les ondes élastiques se propagent au coeur du guide pour parvenir avec le maximum d'énergie dans la face terminale 23 qui est la seule face en contact avec le liquide. On doit donc réduire Les ondes de surface le long de La paroi latérale 17 du guide 11 par exemple en choisissant une fréquence d'excitation élevée (de L'ordre de 1 MHz) pour le transducteur piézoélectrique 101 afin d'obtenir des vibrations en épaisseur.IL est également possible d'utiliser des moyens de focalisation pour concentrer les ondes au centre du guide sur la face terminale 23. Dans Le cas où l'extrémité 23 du capteur 10 est intégrée dans la paroi 5, La longueur du guide 11 et sa nature (par exemple le type de revêtement qui peut etre réalisé sur La surface extérieure du guide 11) sont choisis de manière à créer une bonne adaptation d'impédance entre Le transducteur 101 et le Liquide 2 contenu dans le réservoir 1.

Le mode de réalisation de la figure 8 peut être très compact et peut mettre en oeuvre un guide 11 à section circulaire ou rectangulaire de relativement faibles dimensions.

Selon une variante de réalisation, applicable à un capteur 10 dans lequel L'extrémité 23 du guide 11 affleure du côté interne de la paroi 5, mais également à des capteurs 10 pour lesquels une partie du guide 11 se projette. à l'intérieur du réservoir 1, le guide Il dont la distance entre les faces d'extrémité opposées 222, 223 est L, présente dans le sens transversal, au moins au niveau de la face d'extrémité 223 en contact avec le Liquide, une dimension importante qui peut être supérieure à L pour augmenter la surface de contact entre le guide Il et le liquide, et ainsi accroître la sensibilité.

Le guide 11 peut ainsi présenter une dimension relativement réduite au niveau de sa face d'extrémité 222 portant le transducteur 1C1 et s'épanouir dans un plan horizontal au niveau de sa face 223 disposée à l'intérieur du réservoir 1. Toutefois, Le guide 11 peut aussi, comme représenté sur la figure 9 s'étendre en section horizontale sur une distance importante autour du réservoir 1 aussi bien sur sa face arrière externe 222 que sur sa face avant interne 223. La réalisation du transducteur 101 est toutefois plus complexe dans ce cas.

La figure Il montre encore un autre mode de réalisation dans lequel la face terminale 55 du guide 11 située à l'intérieur du réservoir 1 n'est pas plane ou incurvée comme dans les modes de réalisation précédents, mais comporte plusieurs facettes sécantes 55a, 55b provoquant plusieurs réflexions des ondes au niveau de la partie terminale 55 placée à L'intérieur du réservoir 1 et destinée à être en contact avec le liquide pour détecter la présence de celui-ci. La présence de plusieurs réflexions augmente le sensibilité du dispositif.A titre d'exemple, sur La figure 11 les ondes élastiques émises à partir d'un premier transducteur émetteur et transmises au coeur du guide 11 sont réfléchies une première fois sur une facette 55a inclinée de 1350 par rapport à la paroi latérale 17 du guide 11, puis une deuxième fois sur une facette 55b perpendiculaire à la facette 55a et formant également un angle de 1350 par rapport à La paroi latérale correspondante 17 du guide 11, afin de renvoyer, en l'absence de Liquide en contact avec la face 55, les ondes vers un transducteur récepteur 101 b, placé à côté du transducteur émetteur 101a sur la face arrière 22 du guide 11. Les ondes transversales réfractées au niveau des surfaces 55a, 55b présentent des retards plus importants que les ondes longitudinales réfléchies et ne peuvent affecter la précision de la détection puisqu'elles ne sont pas prises en compte par le dispositif électronique de traitement
Le dispositif électronique de traitement 100 associé au détecteur 10 de la figure Il est semblable à celui de la figure 6, mais le transducteur émetteur 101a est connecté à la place du transducteur 101 de la figure 6, le transducteur 101b est connecté à L'entrée du circuit redresseur 1C8. La porte 107 peut alors être supprimée et remplacée par un circuit ouvert.

Les divers modes de réalisation décrits précédemment se prêtent à des combinaisons entre eux. Ainsi, il est possible d'utiliser dans chacun des modes de réalisation un couple transducteur émetteur 101 a, transducteur récepteur 101b ou un transducteur unique 101.

De même, chacun des divers capteurs peut être placé horizontalement ou en position inclinée par rapport à
L'horizontale.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Dispositif à ondes élastiques guidées pour la détection de la présence ou de L'absence d'un liquide à un niveau prédéterminé (N) d'un récipient (1) comportant un fond (4) et une paroi latérale (5), le dispositif comprenant des moyens transducteurs d'émission (101; 101a) pour émettre une onde élastique et des moyens transducteurs de réception (101; 101b) d'une onde élastique pour délivrer un signal fonction de L'onde élastique reçue et des moyens électroniques (100) de traitement des signaux appliqués aux moyens transducteurs d'émission (101; 101a) et délivrés par les moyens transducteurs de réception (101; 101b), caractérisé en ce que Le dispositif comprend un guide d'ondes élastiques (11) m o n t é s u r la paroi latérale (5) du récipient (1) en traversant un orifice (50) ménagé dans celle-ci et présentant une première extrémité libre (23; 223; 55) située à l'intérieur du récipient (1) audit niveau prédéterminé (N), et une seconde extrémité libre (22; 222) située à l'extérieur du récipient (I) et sur laquelle sont placés les moyens transducteurs d'émission et de réception d'une onde élastique (101; 101 a, 101b), en ce que les moyens transducteurs d'émission (101; 101a) sont agencés de manière émettre une onde de compression longitudinale interne se propageant jusqu'à la première extrémité libre (23; 223; 55) du guide (11), en ce que le guide d'ondes élastiques (11) est réalisé de manière à ne présenter sur sa face latérale externe (17) aucune interruption entre La seconde extrémité libre (22; 222) située à L'extérieur du récipient (1),et la première extrémité libre (23; 223; 55) située à l'intérieur du récipient (1), en ce que le guide (11) est réalisé de manière à présenter une bonne adaptation d'impédance lorsque sa première extrémité libre (23; 223; 55) est immergée dans le Liquide (2) dont la présence est à détecter, et en ce que les moyens électroniques (100) de traitement comprennent au moins des circuits (102 à 106) de production d'impulsions appliquées périodiquement aux moyens transducteurs d'émission (101; 101a) pour créer des ondes élastiques incidentes et des circuits (107 à 113) de détection des impulsions délivrées par les moyens transducteurs de réception (101; 101b) en écho aux ondes élastiques incidentes en l'absence de liquide au niveau de La première extrémité libre (23; 223; 55) du guide d'ondes élastiques (11).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens transducteurs d' émission et les moyens transducteurs de réception sont constitués par un transducteur unique (101).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le guide d'ondes élastiques (11) est constitué par un tube métallique (21) fermé à ses extrémités libres par des plaques (23, 22) dont L'épaisseur est déterminée de manière à réaliser des adaptations d'impédance et en ce que le tube métallique fermé (21) est rempli d'un liquide (24) de même nature que Le Liquide (2) dont La présence est à détecter.

4. Dispositif selon La revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (22) constituant la seconde extrémité Libre (22) portant les moyens transducteurs (101) est réalisée en un matériau semblable à celui qui constitue le tube métallique (21) et en ce que la plaque (23) constituant la première extrémité libre est réalisée en un matériau non métallique tel qu'une matière plastique dure.

5. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que L'onde de compression longitudinale interne est constituée par un train d'ondes élastiques longitudinales correspondant à une impulsion de commande présentant une porteuse à une fréquence de l'ordre du mégaherz.

6. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que la première extrémité libre (23;223) du guide d'ondes élastiques (11) est située dans l'alignement de la face interne de la paroi latérale (5) du récipient (1).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que le guide d'ondes élastiques (11) est constitué par une pièce métallique homogène pleine.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 et 7, caractérisé en ce que le guide d'ondes élastiques (11) se projette à l'intérieur du récipient (1) et en ce que la partie du guide située à l'intérieur du récipient (1) est libre de vibrer en surface.

9. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7, 8, caractérisé en ce que le guide d'ondes élastiques (11) est incliné vers Le bas du côté de sa première extrémité libre (23) et forme avec la paroi latérale (5) du récipient (1) un angle compris entre environ 10 et 800 et de préférence de l'ordre de 450.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que La première extrémité libre (55) comprend au moins deux faces (55a, 55b) inclinées par rapport à La paroi latérale (17) du guide (11) et provoquant plusieurs réflexions des ondes acoustiques élastiques.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens transducteurs d'émission et de réception (101; 101a, 101b) sont rapportés sur une partie centrale de le seconde extrémité libre (22, 222) qui s'arrête à une faible distance prédéterminée de la paroi latérale (17) du guide (11).

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation du guide (11) à la paroi latérale (5) du récipient (1) qui comprennent un organe de fixation tel qu'une bride, un manchon ou un écrou (13) et un joint d'étanchéité (12) qui sont disposés autour de la paroi latérale (17) du guide (11) à L'extérieur du récipient (1).

13. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1, 2 et 5 à 12, caractérisé en ce que la première extrémité libre (223) du guide d'ondes élastiques (11) s'étend dans un plan horizontal sur une portion de la paroi Latérale (5) du récipient (1) qui est supérieure à la longueur (L) du guide (11) entre les première et seconde extrémités libres (223, 222).