FR2944869A1

FR2944869A1 - Liquid/granular product i.e. water, level measuring device for use in water pipeline, has communication unit communicating detector with sensor, so that product level detection activates sensor to perform measurement according to interval

Info

Publication number: FR2944869A1
Application number: FR0901950A
Authority: FR
Inventors: Strat Olivier Le; Yoann Treguier; Gac Arnaud Le
Original assignee: Ijinus SAS
Current assignee: Ijinus SAS
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-10-29
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: FR2944869B1

Abstract

The device (10) has an ultrasonic sensor (12) for measuring a level of a product i.e. water (14), in an interval of 20 minutes. A level detector (18) i.e. overflow detector, detects exceedence of the product level above a threshold value. A communication unit communicates the detector with the sensor, so that detection of the product level above the threshold value activates the sensor to carry out measurements in another interval shorter than the former interval. The detector has two electrodes made of stainless steel. The latter interval ranges from 1 to 5 minutes.

Description

Dispositif de mesure Measuring device

La présente invention se rapporte aux dispositifs de mesure. The present invention relates to measuring devices.

Plus particulièrement, elle concerne un dispositif de mesure du niveau d'un produit liquide ou granulaire dans un contenant, le dispositif comprenant un capteur ultrasonore adapté à mesurer le niveau du produit selon un premier intervalle de temps déterminé. Il est actuellement connu d'utiliser des capteurs ultrasonores pour détecter la présence d'un objet et en déduire la distance séparant l'objet du capteur ultrasonore afin d'établir le niveau de produit dans un contenant. A cet effet les capteurs ultrasonores émettent un signal dont ils captent la réflexion. Le temps que met le signal pour faire l'aller-retour permet de déterminer la distance entre l'objet et le capteur. Le signal émis par le capteur ultrasonore est envoyé selon un intervalle régulier déterminé initialement. Afin d'obtenir une mesure précise, il est alors nécessaire de déterminer un intervalle de temps court. Toutefois cela présente l'inconvénient de mettre le capteur fréquemment en position activée ce qui consomme beaucoup d'énergie, même lorsque le niveau du produit est tel qu'il ne nécessite pas d'être mesuré aussi fréquemment. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients et de proposer un dispositif permettant de régler au mieux le cycle d'activation du capteur tout en limitant l'énergie consommé par ce dernier. More particularly, it relates to a device for measuring the level of a liquid or granular product in a container, the device comprising an ultrasonic sensor adapted to measure the level of the product according to a first determined time interval. It is currently known to use ultrasonic sensors to detect the presence of an object and to deduce the distance separating the object from the ultrasonic sensor to establish the level of product in a container. For this purpose the ultrasonic sensors emit a signal which they capture the reflection. The time that the signal takes to go back and forth makes it possible to determine the distance between the object and the sensor. The signal emitted by the ultrasonic sensor is sent at a regular interval initially determined. In order to obtain an accurate measurement, it is then necessary to determine a short time interval. However, this has the disadvantage of putting the sensor frequently in the activated position which consumes a lot of energy, even when the level of the product is such that it does not need to be measured as frequently. The object of the present invention is to overcome these disadvantages and to propose a device for optimally adjusting the activation cycle of the sensor while limiting the energy consumed by the latter.

A cet effet le dispositif de mesure tel que décrit précédemment est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un détecteur de niveau adapté à détecter le dépassement du niveau du produit au-delà d'un niveau seuil, et en ce que le détecteur et le capteur ultrasonore comportent des moyens permettant de communiquer entre eux de sorte que la détection du niveau de produit au-delà de la valeur seuil active le capteur ultrasonore pour réaliser des mesures selon un deuxième intervalle de temps plus court que le premier intervalle. Grâce à ces dispositions la fréquence d'activation du capteur ultrasonore est réduite, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie. Selon d'autres caractéristiques : le produit à détecter est de l'eau et le détecteur est un détecteur de surverse ; le détecteur de surverse est positionné au niveau seuil et est activé uniquement lorsque le niveau de l'eau atteint le niveau seuil ; - le détecteur de surverse comporte deux électrodes en inox qui sont mises en contact lorsqu'elles sont au moins partiellement immergées ; le capteur ultrasonore et le détecteur communiquent entre eux par une liaison filaire ; le détecteur et le capteur communiquent entre eux par l'intermédiaire d'un point d'accès radio auxquels ils sont reliés respectivement par une liaison radio ; le premier intervalle est de 20 min, et le deuxième intervalle est 15 compris entre 1 et 5 min ; le capteur ultrasonore comporte des moyens d'enregistrement des mesures réalisées et transmet les valeurs des mesures par l'intermédiaire du point d'accès radio, selon un troisième intervalle de temps déterminé ; 20 - le capteur ultrasonore transmet les valeurs de mesures en temps réel ; - le capteur ultrasonore et le point d'accès radio sont assemblés en un seul boîtier. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit réalisée sur la base des dessins annexés dans 25 lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif selon l'invention disposé dans un bassin de rétention d'eau, - les figures 2 et 3 représente schématiquement les différentes liaisons de communication entre le capteur et le détecteur, 30 - la figure 4 représente le dispositif selon l'invention appliqué dans une canalisation d'eau. Le dispositif de mesure 10 est adapté à mesurer le niveau d'un produit liquide ou granulaire dans un contenant définissant un volume déterminé. Le dispositif 10 peut s'appliquer pour la mesure d'un stock d'aliment pour animaux dans un silo, ou bien pour la mesure du niveau d'eau 14 dans un bassin de rétention 15, dans un réseau d'eau usée, pluviale ou potable, ou dans une station d'épuration. Le dispositif 10 selon l'invention permet, à moindre coût, en réduisant l'énergie consommée, de prévoir des crues, et de détecter des anomalies dans les réseaux, des bouchons, des fuites, des pollutions. Le dispositif 10 comporte un capteur ultrasonore 12 qui est adapté à mesurer le niveau du produit dans le contenant, par exemple de l'eau 14 dans un bassin de rétention 15, tel que visible sur la figure 1. Le capteur ultrasonore 12 fonctionne de manière connue, en émettant, à premiers intervalles réguliers des ultrasons 16. Les ultrasons 16 se propagent dans l'air, et lorsqu'ils rencontrent un objet, par exemple de l'eau 14, ils se réfléchissent et reviennent au capteur 12. Le capteur 12 calcule alors la distance le séparant de l'eau 14 sur la base du temps écoulé entre l'émission du signal et la réception de celui-ci. Le premier intervalle est choisi par l'utilisateur. Par exemple, pour un bassin de rétention 15 d'eau 14, la fréquence des mesures est déterminée en fonction de différents paramètres déterminant le meilleur compromis entre les résultats que l'utilisateur souhaite obtenir et l'énergie consommée par le capteur 12. Par exemple, les valeurs relevées par le capteur 12 peuvent être plus fréquentes en période d'orage, à titre d'illustration toutes les vingt minutes. En revanche, en période de sécheresse, les valeurs peuvent être relevées moins fréquemment, par exemple toutes les heures. For this purpose the measuring device as described above is characterized in that it further comprises a level detector adapted to detect the exceeding of the level of the product beyond a threshold level, and in that the detector and the ultrasonic sensor comprises means for communicating with each other so that the detection of the product level beyond the threshold value activates the ultrasonic sensor to perform measurements in a second time interval shorter than the first interval. With these provisions the activation frequency of the ultrasonic sensor is reduced, which reduces the power consumption. According to other characteristics: the product to be detected is water and the detector is an overflow detector; the overflow detector is positioned at the threshold level and is activated only when the water level reaches the threshold level; the overflow detector comprises two stainless steel electrodes which are brought into contact when they are at least partially immersed; the ultrasonic sensor and the detector communicate with each other via a wire link; the detector and the sensor communicate with each other via a radio access point to which they are respectively connected by a radio link; the first interval is 20 minutes, and the second interval is between 1 and 5 minutes; the ultrasonic sensor comprises means for recording the measurements made and transmits the measurement values via the radio access point, according to a third determined time interval; The ultrasonic sensor transmits the measurement values in real time; the ultrasonic sensor and the radio access point are assembled in a single housing. The present invention will be better understood on reading the following detailed description on the basis of the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a schematic view of a device according to the invention arranged in a retention basin of FIGS. 2 and 3 diagrammatically show the different communication links between the sensor and the detector; FIG. 4 represents the device according to the invention applied in a water pipe. The measuring device 10 is adapted to measure the level of a liquid or granular product in a container defining a determined volume. The device 10 can be applied for the measurement of a stock of animal feed in a silo, or for the measurement of the water level 14 in a holding tank 15, in a network of wastewater, rainwater or drinking, or in a treatment plant. The device 10 according to the invention makes it possible, at lower cost, by reducing the energy consumed, to provide floods, and to detect anomalies in the networks, plugs, leaks, pollution. The device 10 comprises an ultrasonic sensor 12 which is adapted to measure the level of the product in the container, for example water 14 in a retention basin 15, as can be seen in FIG. 1. The ultrasonic sensor 12 operates in a manner known, emitting, at first regular intervals ultrasound 16. The ultrasound 16 propagate in the air, and when they encounter an object, for example water 14, they are reflected and returned to the sensor 12. The sensor 12 then calculates the distance separating it from the water 14 on the basis of the time elapsed between the emission of the signal and the reception thereof. The first interval is chosen by the user. For example, for a water retention pond 14, the frequency of the measurements is determined according to different parameters determining the best compromise between the results that the user wishes to obtain and the energy consumed by the sensor 12. For example , the values recorded by the sensor 12 may be more frequent during the storm, for illustrative purposes every twenty minutes. On the other hand, during periods of drought, the values can be recorded less frequently, for example every hour.

Le dispositif de mesure 10 selon l'invention comporte en outre un détecteur 18 de niveau adapté à produire un signal lorsque la valeur du niveau de l'eau 14 a atteint un niveau seuil donné. Dans le cas de la mesure du niveau de l'eau 14, le détecteur 18 est un détecteur 18 de surverse. II comporte un boîtier 20 étanche et deux électrodes 22 en inox qui sont mises en contact lorsqu'elles sont toutes les deux au moins partiellement immergées. Le détecteur 18 de surverse est positionné à une hauteur correspondant au niveau du seuil choisi par l'utilisateur, par exemple sur le bord d'un bassin de rétention d'eau. The measuring device 10 according to the invention further comprises a level detector 18 adapted to produce a signal when the value of the water level 14 has reached a given threshold level. In the case of the measurement of the level of the water 14, the detector 18 is an overflow detector 18. It comprises a sealed housing 20 and two stainless steel electrodes 22 which are brought into contact when they are both at least partially immersed. The overflow detector 18 is positioned at a height corresponding to the level of the threshold chosen by the user, for example on the edge of a water retention basin.

Le détecteur 18 de surverse fonctionne de la manière suivante. Lorsque le niveau de l'eau 14 est inférieur au niveau seuil choisi, les électrodes 22 ne sont pas en contact. Lorsque le niveau de l'eau 14 augmente jusqu'à atteindre le niveau seuil, c'est-à-dire jusqu'au niveau des électrodes 22, ces dernières sont immergées et sont alors mises en contact. Le détecteur 18 de surverse indique alors que le niveau d'eau a été atteint, par transmission d'une information. Le dispositif 10 selon la présente invention comporte en outre des moyens de communications adaptés à mettre en communication le capteur 12 et le détecteur 18 de sorte que lorsque le niveau de l'eau atteint le niveau seuil déterminé, le détecteur 18 transmet une information au capteur 12. Selon une première variante de réalisation, le capteur 12 et le détecteur 18 sont reliés par une liaison filaire 24. Selon une deuxième variante de réalisation, le capteur 12 et le détecteur 18 sont reliés à un point d'accès radio 26, par l'intermédiaire duquel ils communiquent. A cet effet le capteur 12 et le détecteur 18 comportent des moyens de communication adaptés à communiquer avec le point d'accès radio 26 qui est muni d'une antenne servant d'interface permettant au capteur 12 et au détecteur 18 d'avoir un accès sans fil au point d'accès radio 26. The overflow detector 18 operates in the following manner. When the water level 14 is below the chosen threshold level, the electrodes 22 are not in contact. When the level of the water 14 increases until it reaches the threshold level, that is to say up to the level of the electrodes 22, the latter are immersed and are then brought into contact. The overflow detector 18 then indicates that the water level has been reached by transmitting information. The device 10 according to the present invention further comprises communication means adapted to put in communication the sensor 12 and the detector 18 so that when the water level reaches the determined threshold level, the detector 18 transmits information to the sensor According to a first variant embodiment, the sensor 12 and the detector 18 are connected by a wire link 24. According to a second variant embodiment, the sensor 12 and the detector 18 are connected to a radio access point 26, by through which they communicate. For this purpose the sensor 12 and the detector 18 comprise communication means adapted to communicate with the radio access point 26 which is provided with an antenna serving as an interface allowing the sensor 12 and the detector 18 to have access wireless at the radio access point 26.

Selon une variante de réalisation, non illustrée, le point d'accès radio et le capteur peuvent être disposés dans un même boîtier. Le dispositif 10 est réalisé de sorte que la détection, par le détecteur 18, du niveau de produit au-delà du niveau seuil, déclenche l'activation du capteur ultrasonore 12 pour réaliser des mesures selon un deuxième intervalle de temps plus court que le premier intervalle et peut ainsi vérifier, selon une fréquence de mesure plus importante, si le niveau d'eau n'atteint pas une valeur critique. A titre d'exemple, le deuxième intervalle est compris entre 1 et 5 min. Grâce à ces dispositions la période de temps pendant laquelle le capteur 12 est activé, selon le deuxième intervalle de temps, c'est-à-dire la période pendant laquelle il consomme le plus d'énergie, est limitée. Le capteur 12 selon l'invention est relié par une liaison radio, du type décrit précédemment à un ordinateur central et lui transmet en temps réel ou à la demande de l'utilisateur, la valeur du niveau d'eau relevée. Le capteur 12 du dispositif 10 selon l'invention peut comporter des moyens de stockage des données relevées par ledit capteur 12. L'ensemble de ces données étant transmises par liaison radio après demande de 5 l'utilisateur. Le capteur 12 est autonome et comporte une batterie présentant une durée de vie de 4 à 6 ans. Grâce au dispositif 10 selon l'invention, l'utilisateur n'a plus besoin de se déplacer pour collecter les données, et, de plus, le temps de détection de 10 l'anomalie est réduit. Enfin la réduction de la consommation d'énergie permet d'augmenter la durée de vie de la batterie et par conséquence la durée d'utilisation du capteur 12. La figure 4 illustre l'utilisation d'un dispositif 10 selon l'invention dans un regard 28 de canalisation 30 d'eau. Le détecteur 18 est disposé au-dessus 15 du niveau de la canalisation 30. Lorsque le niveau d'eau 14 atteint le détecteur 18, ce dernier transmet au point d'accès radio 26 ou au capteur 12 une donnée indiquant que la valeur seuil est atteinte. Le capteur 12 est alors activé pour réaliser des mesures selon le deuxième intervalle de temps. Lorsque le niveau d'eau 14 diminue et que le capteur 12 relève une 20 valeur indiquant que le niveau d'eau est inférieur au niveau seuil, le capteur 12 modifie la fréquence des mesures, et les réalise selon le premier intervalle. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés ci-dessus, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. According to an alternative embodiment, not shown, the radio access point and the sensor may be arranged in the same housing. The device 10 is made so that the detection, by the detector 18, of the product level beyond the threshold level, triggers the activation of the ultrasonic sensor 12 to make measurements in a second time interval shorter than the first one. interval and can thus check, according to a higher measurement frequency, if the water level does not reach a critical value. For example, the second interval is between 1 and 5 min. Thanks to these provisions the period of time during which the sensor 12 is activated, according to the second time interval, that is to say the period during which it consumes the most energy, is limited. The sensor 12 according to the invention is connected by a radio link of the type described above to a central computer and transmits to it in real time or at the request of the user, the value of the water level recorded. The sensor 12 of the device 10 according to the invention may comprise means for storing the data recorded by said sensor 12. All of these data being transmitted by radio link after the user's request. The sensor 12 is autonomous and comprises a battery having a life of 4 to 6 years. Thanks to the device 10 according to the invention, the user no longer needs to move to collect the data, and, moreover, the detection time of the anomaly is reduced. Finally, the reduction in power consumption makes it possible to increase the battery life and consequently the duration of use of the sensor 12. FIG. 4 illustrates the use of a device 10 according to the invention in a look 28 of 30 water pipe. The detector 18 is disposed above the level of the pipe 30. When the water level 14 reaches the detector 18, the latter transmits to the radio access point 26 or the sensor 12 a data indicating that the threshold value is reached. The sensor 12 is then activated to perform measurements according to the second time interval. When the water level 14 decreases and the sensor 12 reads a value indicating that the water level is below the threshold level, the sensor 12 modifies the frequency of the measurements, and realizes them according to the first interval. The invention is not limited to the embodiments described and illustrated above, which have been given by way of example.

Claims

Revendications1. Device for measuring the level of a liquid or granular product in a container, the device comprising an ultrasonic sensor (12) adapted to measure the level of the product in a first predetermined time interval, characterized in that the device further comprises a level detector (18) adapted to detect the exceeding of the product level beyond a threshold level, and in that the detector (18) and the ultrasonic sensor (12) comprise means for communicating with each other so as to the detection of the product level above the threshold value activates the ultrasonic sensor (12) to perform measurements at a second time interval shorter than the first interval.

2. Measuring device according to claim 1 wherein the product to be detected is water and the detector (18) is an overflow detector.

3. Measuring device according to claim 2 wherein the overflow detector (18) is positioned at the threshold level and is activated only when the water level reaches the threshold level.

4. Measuring device according to claim 3, wherein the overflow detector (18) comprises two stainless steel electrodes (22) which are brought into contact when they are at least partially immersed.

5. Measuring device according to one of the preceding claims, wherein the ultrasonic sensor (12) and the detector (18) communicate with each other by a wire connection (24).

6. Measuring device according to one of claims 1 to 4 wherein the detector (18) and the sensor (12) communicate with each other via a radio access point (26) to which they are respectively connected by a radio link.

7. Measuring device according to one of the preceding claims wherein the first interval is 20 min, and the second interval is between 1 and 5 min.

8. Measuring device according to claim 6, wherein the ultrasonic sensor (12) comprises means for recording the measurements made and transmits the values of the measurements via the radio access point (26), according to a third determined time interval.

9. Measuring device according to claim 6, wherein the ultrasonic sensor (12) transmits the measurement values in real time.

10. Measuring device according to one of claims 6 and 8, wherein the ultrasonic sensor (12) and the radio access point (26) are assembled in a single housing.