FR2974411A3 - Niveau - Google Patents

Abstract

La présente invention propose un niveau qui comprend au moins un tube à bulle, un élément d'émission de lumière et une paire d'éléments photoélectriques, l'élément d'émission de lumière et les éléments photoélectriques étant disposés respectivement de chacun des deux côtés du tube à bulle, et la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers la bulle étant reçue par les éléments photoélectriques, des parties opaques destinées à bloquer une partie de la lumière étant disposées sur le tube à bulle.

Description

NIVEAU La présente invention porte sur un niveau, et plus particulièrement sur un niveau équipé d'un dispositif de détection d'inclinaison. Un niveau laser est une sorte de niveau couramment utilisé dans la construction, la décoration et autres opérations techniques, dans lequel un tube à bulle est disposé sur le niveau laser pour une détection d'inclinaison. Afin d'améliorer la précision, la stabilité et la fiabilité du tube à bulle sur le niveau laser, la manière initiale de détecter a été transformée du type capacitif au type électronique. Sur le marché actuel, l'un des types de tube à bulle électronique les plus largement utilisés dans le niveau laser automatique est le type photoélectrique, et la structure et le principe de fonctionnement de celui-ci sont comme suit : un premier tube à bulle est disposé sur le plan géométrique dans une première direction horizontale et un second tube à bulle est disposé dans une seconde direction horizontale, chaque tube à bulle comportant, au-dessous, une source de lumière et, au-dessus, une paire d'éléments de détection photoélectriques. La lumière émise par la source de lumière peut passer à travers le tube à bulle ainsi que la bulle d'air se trouvant dans le tube à bulle et être pro jetée sur les éléments de détection photoélectriques, puis les éléments de détection photoélectriques peuvent générer un signal électrique par contraste de la différence d'intensité lumineuse sur ceux-ci, de façon à déterminer si la bulle d'air dans le tube à bulle se situe ou non au centre. Habituellement, la source de lumière est une lampe à DEL et les éléments de détection photoélectriques sont des cellules photoélectriques. Cependant, étant donné la sensibilité du tube à bulle électronique de type photoélectrique, la lumière parasite générée au niveau de deux bords après que la lumière de la lampe à DEL soit passée à travers le tube à bulle en verre doit être éliminée et seule la bande élevée de lumière au centre ayant une largeur d'environ 1,5 mm peut irradier sur les cellules photoélectriques. Les Figures la et lb sont des représentations visuelles sans une quelconque interception de lumière pour éliminer la lumière parasite au niveau des bords. Comme représenté sur ces Figures, le point en ellipse au centre est généré par la réfraction de la lumière passant à travers la bulle d'air dans le tube à bulle et les zones d'ombre sur les deux côtés du point en ellipse sont générées par la lumière passant à travers le tube à bulle. L'éclairement dans le point en ellipse est plus faible que l'éclairement dans les zones d'ombre sur les deux côtés, en raison des différentes transmissivités et des différents indices de réfraction de la lumière dans le milieu bulle d'air et dans le milieu tube à bulle. Le courant photoélectrique I généré par les cellules photoélectriques (A, B) a surface S de réception de lumière des cellules photoélectriques * éclairement E. Comme représenté sur la Figure la, si la bulle se situe au centre, SA = SB, EA = EB, et alors IA = IB ; tandis que sur la Figure lb, si la bulle ne situe pas au centre en raison d'une dérive, SA < SB, EA > EB, et alors IA IB, par conséquent, il est difficile d'estimer si la dérive de la bulle est générée ou non par les cellules photoélectriques. Le brevet américain n° 5 953 116 divulgue un dispositif de détection d'inclinaison.

Comme représenté sur la Figure 2, le dispositif comprend un tube à bulle 21, un élément d'émission de lumière 22 et une paire d'éléments photodétecteurs 23, 24. L'élément d'émission de lumière 22 et les éléments photodétecteurs 23, 24 sont disposés respectivement de deux côtés du tube à bulle 21 et la lumière émise par l'élément d'émission de lumière 22 peut être pro jetée sur les éléments photodétecteurs 23, 24 par l'intermédiaire du tube à bulle 21. bans le trajet de projection de l'élément d'émission de lumière 22, une plaque d'interception de lumière 25 est disposée pour bloquer partiellement la lumière pro jetée vers les éléments photodétecteurs 23, 24, de façon à éliminer la lumière parasite générée au niveau des bords de la bulle d'air 21' dans le tube à bulle 21 et à améliorer le contraste de l'intensité lumineuse entre la bulle d'air 21' et le tube à bulle 21. Les Figures 3a et 3b sont des vues effectives de l'intensité lumineuse de la lumière pro jetée sur les éléments photodétecteurs 23, 24, la lumière étant émise par l'élément d'émission de lumière 22 et transmise à travers la fente 25' pour le passage de la lumière, et les éléments photodétecteurs 23, 24 se présentant sous la forme de cellules photoélectriques A, B. Sur la Figure 3a, on peut voir que si le tube à bulle est disposé au centre, SA = SB, EA = EB, et alors IA = IB ; tandis que sur la Figure 3b, on peut voir que si le tube à bulle n'est pas situé au centre en raison de la dérive, SA = SB, EA > EB, et alors IA > IB, par conséquent, il est aisé d'estimer, par les cellules photoélectriques, que la bulle d'air dans le tube à bulle a dérivé en direction de la cellule photoélectrique B. Dans le brevet mentionné ci-dessus, la plaque d'interception de lumière est agencée pour bloquer la lumière parasite et améliorer la sensibilité de la détection du niveau. Cependant, l'agencement de la plaque d'interception de lumière compliquerait l'ensemble de la structure et le procédé de production du niveau, à savoir le niveau laser. De plus, la plaque d'interception de lumière se déformerait et se déplacerait conjointement avec l'usage prolongé du niveau, rendant la structure de détection d'inclinaison du niveau non suffisamment stable et fiable, même si la sensibilité de la mesure d'inclinaison du niveau était réduite. Pour surmonter les insuffisances existantes de l'état antérieur de la technique ci-dessus, un objectif de la présente invention est de proposer un niveau comprenant une structure de détection d'inclinaison à bulle ayant une configuration stable et fiable et une haute sensibilité. Pour atteindre l'objectif mentionné ci-dessus, selon la présente invention, il est proposé un niveau, comprenant : au moins un tube à bulle, un élément d'émission de lumière et une paire d'éléments photoélectriques, l'élément d'émission de lumière et les éléments photoélectriques étant disposés respectivement sur des côtés opposés du tube à bulle, la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers la bulle étant reçue par les éléments photoélectriques, caractérisé par le fait que des parties opaques destinées à bloquer une partie de la lumière sont disposées sur le tube à bulle. La lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers la bulle forme une surface d'éclairement sur les éléments photoélectriques qui est plus petite que les surfaces de réception de lumière des éléments photoélectriques.

Le tube à bulle est de forme sensiblement cylindrique avec une section transversale circulaire, et une bulle d'air est disposée dans le tube à bulle, les deux éléments photoélectriques étant, si la bulle d'air dans le tube à bulle est située au centre, positionnés de manière symétrique par rapport à la bulle d'air centrée.

Une zone de transmission de lumière est disposée sur le côté du tube à bulle tourné vers l'élément d'émission de lumière, la zone de transmission de lumière s'étendant dans la direction axiale du tube à bulle, et les parties opaques se situent sur des côtés opposés de la zone de transmission de lumière. La lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers le tube à bulle forme une surface d'éclairement sur les éléments photoélectriques qui est plus petite en largeur que les surfaces de réception de lumière des éléments photoélectriques. Les parties opaques du tube à bulle sont fournies par un matériau opaque imprimé par transfert ou pulvérisé ou plaqué sur le tube à bulle.

Le matériau opaque comprend de l'encre d'impression.

Grâce aux solutions techniques ci-dessus, les effets techniques avantageux suivants peuvent être obtenus : 1) Avec l'agencement des parties opaques, les lumières parasites au niveau des bords du tube à bulle sont interceptées et seule la lumière passant à travers la zone de transmission de lumière peut être pro jetée sur les éléments photoélectriques, augmentant le contraste de l'intensité lumineuse sur les éléments photoélectriques et améliorant la sensibilité du niveau ; 2) Bien que le matériau opaque soit formé directement sur le tube à bulle par impression par transfert ou d'autres méthodes, il n'est aucunement nécessaire d'agencer d'autres éléments d'interception de lumière, simplifiant le procédé de fabrication et d'assemblage du niveau, rendant le niveau plus compact et améliorant sa fiabilité. La Figure la est une représentation visuelle du tube à bulle sans interception de lumière, la bulle d'air dans le tube à bulle se situant au centre ; La Figure lb est une représentation visuelle du tube à bulle sans interception de lumière, la bulle d'air dans le tube à bulle ayant dérivé ; La Figure 2 est une vue schématique illustrant le fait que la plaque d'interception de lumière est utilisée dans l'état antérieur de la technique pour intercepter une partie des lumières parasites passant par les bords du tube à bulle et la bulle d'air ; La Figure 3a est une représentation visuelle du tube à bulle avec interception de lumière, la bulle d'air dans le tube à bulle se situant au centre ; La Figure 3b est une représentation visuelle du tube à bulle avec interception de lumière, la bulle d'air dans le tube à bulle ayant dérivé ; La Figure 4a est un diagramme structurel schématique du tube à bulle avec interception de lumière ; La Figure 4b est un diagramme schématique vu depuis le côté de la Figure 4a ; La Figure 5a est un diagramme structurel schématique du niveau selon la présente invention, le tube à bulle comportant une partie non transparente ; La Figure 5b est un diagramme schématique vu du côté de la Figure 5a ; La Figure 6a est une vue de face du tube à bulle selon la présente invention ; La Figure 6b est une vue de dessus du tube à bulle selon la présente invention ; et La Figure 6c est une vue en perspective du tube à bulle selon la présente invention. Le mode de réalisation préféré de la présente invention va être expliqué plus en détail ci-dessous avec référence aux dessins annexés. Si l'on se réfère aux Figures 4a à 5b, on peut voir qu'un tube à bulle 11 est disposé entre des éléments photoélectriques (une paire de cellules photoélectriques A et B) et une source de lumière 12 (lampe à diode(s) électroluminescente(s) (DEL)). De manière spécifique, la source de lumière à DEL 12 est disposée au-dessous du tube à bulle 11 et les cellules photoélectriques A, B sont disposées au-dessus du tube à bulle 11. Une bulle d'air 11' est prévue et flotte dans le tube à bulle 11 de telle manière que ces deux cellules photoélectriques A et B sont disposées de manière symétrique sur des côtés opposés de la bulle d'air 11' lorsque la bulle d'air dans le tube à bulle 11 est positionnée au centre. Les cellules photoélectriques A, B et la source de lumière à DEL sont connectées à la carte de circuits imprimés 10.

Les Figures 4a et 4b sont des représentations schématiques et visuelles du tube à bulle 11 non accompagné du matériau opaque. On peut voir que la lumière passant à travers le tube à bulle 11 et la bulle d'air 11' est reçue par les cellules photoélectriques A, B, et qu'une partie de la lumière parasite au niveau des bords peut également être transmise aux surfaces sensibles des cellules photoélectriques. Etant donné que la largeur de la bande d'éclairement est supérieure à celles des surfaces de réception de lumière des cellules photoélectriques, la différence d'intensité lumineuse générée sur les deux cellules photoélectriques n'est pas évidente. Par conséquent, la sensibilité des cellules photoélectriques pour estimer si la bulle a dérivé ou non n'est pas suffisante. Les Figures 5a et 5b sont des représentations schématiques et visuelles du tube à bulle auquel est fixé le matériau opaque. On peut voir que la lumière parasite passant à travers les bords du tube à bulle 11 et la bulle d'air 11' est interceptée par le matériau opaque et que seule une bande très étroite de lumière peut passer à travers la zone étroite centrale de transmission de lumière 11b et être pro jetée sur les surfaces sensibles des cellules photoélectriques A et B. Si l'on se réfère aux Figures 3a et 3b, on peut voir qu'étant donné que la largeur b1 de la bande d'éclairement formée par la lumière passant à travers la zone de transmission de lumière 11b et se projetant sur les surfaces sensibles des cellules photoélectriques est plus petite que la largeur b2 des surfaces de réception de lumière des cellules photoélectriques A et B, un contraste évident de la différence d'intensité lumineuse peut être généré sur les surfaces sensibles des cellules photoélectriques A et B lorsque la bulle d'air 11' a dérivé, la sensibilité des cellules photoélectriques pour estimer la dérive de la bulle d'air 11' pouvant donc être améliorée.

Les Figures 6a à 6c sont des diagrammes structurels schématiques du tube à bulle 11 utilisé dans un niveau selon la présente invention. bans ce mode de réalisation, le matériau opaque sur le tube à bulle 11 est, de préférence, choisi comme étant de l'encre d'impression imprimée par transfert sur le tube à bulle.

Le matériau opaque est disposé sur des côtés opposés de l'enveloppe de forme cylindrique du tube à bulle 11 pour former des parties opaques 11a sur le tube à bulle 11. Les bords inférieurs des parties opaques 11a ne se trouveraient pas plus bas que le plan horizontal à travers lequel passe l'axe Y de l'enveloppe de forme cylindrique. En outre, une partie de transmission 11c est disposée au-dessous du plan horizontal. Une zone étroite de transmission de lumière 11b est formée entre les bords supérieurs des parties opaques 11a sur des côtés opposés et s'étend le long de l'axe Y de l'enveloppe de forme cylindrique du tube à bulle 11. bans d'autres modes de réalisation, le matériau non transparent peut également être disposé par pulvérisation ou placage, etc. Et les parties non transparentes peuvent même être formées directement sur l'enveloppe de verre du tube à bulle. En un mot, du moment que la zone non transparente est déposée ou formée sur la bulle pour intercepter la lumière parasite projetée sur les cellules photoélectriques au niveau des bords, elle devrait être considérée comme couverte par la portée de la conception structurelle essentielle de la présente invention. bans le présent procédé d'assemblage, la zone de transmission de lumière 11b du tube à bulle en verre 11 est orientée vers le haut. La zone de transmission de lumière 11b peut être autorisée à être légèrement écartée du centre des surfaces de réception de lumière des cellules photoélectriques A et B, du moment que la lumière passant à travers la zone de transmission de lumière 11b est pro jetée à l'intérieur de la plage de largeur des surfaces de réception de lumière des cellules photoélectriques. Le niveau selon la présente invention peut être un plan géométrique ou un niveau d'équilibre, etc.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Niveau comprenant au moins un tube à bulle, un élément d'émission de lumière et une paire d'éléments photoélectriques, l'élément d'émission de lumière et les éléments photoélectriques étant disposés respectivement sur des côtés opposés du tube à bulle, la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers la bulle étant reçue par les éléments photoélectriques, caractérisé par le fait que des parties opaques destinées à bloquer une partie de la lumière sont disposées sur le tube à bulle.
2. 2. Niveau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers le tube à bulle forme une surface d'éclairement sur les éléments photoélectriques, la surface d'éclairement étant plus petite que les surfaces de réception de lumière des éléments photoélectriques.
3. 3. Niveau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube à bulle est de forme sensiblement cylindrique avec une section transversale circulaire, et qu'une bulle d'air est disposée dans le tube à bulle, les deux éléments photoélectriques étant, si la bulle d'air dans le tube à bulle est située au centre, positionnés de manière symétrique par rapport à la bulle d'air centrée.
4. 4. Niveau selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une zone de transmission de lumière est disposée sur le côté du tube à bulle tourné vers l'élément d'émission de lumière, la zone de transmission de lumière s'étendant dans la direction axiale du tube à bulle, et les parties opaques se situant sur des côtés opposés de la zone de transmission de lumière.
5. 5. Niveau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et passant à travers la bulle forme une surface d'éclairement sur les éléments photoélectriques qui est plus petite en largeur que les surfaces de réception de lumière des éléments photoélectriques.
6. 6. Niveau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les parties opaques du tube à bulle sont fournies par un matériau opaque imprimé par transfert ou pulvérisé ou plaqué sur le tube à bulle.
7. 7. Niveau selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le matériau opaque comprend de l'encre d'impression.