FR3034866A1

FR3034866A1 - DIGITAL DEVICE FOR ABSOLUTELY OPTICAL MEASUREMENT OF A LEVEL OF LIQUID IN A CONTAINER

Info

Publication number: FR3034866A1
Application number: FR1552957A
Authority: FR
Inventors: Bruno Morel-Fatio
Original assignee: E I P
Current assignee: E I P
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-10-14

Abstract

Dispositif (1) de mesure optique d'un niveau de liquide (L) dans un conteneur (C), comprenant un support (2), un axe de guidage (3, 30) vertical, un flotteur (9) mobile apte à coulisser le long de l'axe de guidage (3, 30) selon le niveau du liquide (L), une source lumineuse (6) et un capteur photosensible (7), et des moyens de traitement (8) aptes à commander la source lumineuse (6) et à déterminer le niveau de liquide (L) dans le conteneur (C) à partir du faisceau reçu par le capteur photosensible (7). La source lumineuse (6) et le capteur photosensible (7) sont montés sur le flotteur (9) et l'axe de guidage (3, 30) comprend une mire (11, 110) disposée sur le trajet du faisceau lumineux entre la source lumineuse (6) et le capteur photosensible (7).Device (1) for optical measurement of a liquid level (L) in a container (C), comprising a support (2), a vertical guide axis (3, 30), a floating float (9) capable of sliding along the guide axis (3, 30) according to the level of the liquid (L), a light source (6) and a photosensitive sensor (7), and processing means (8) able to control the light source (6) and determining the liquid level (L) in the container (C) from the beam received by the photosensitive sensor (7). The light source (6) and the photosensitive sensor (7) are mounted on the float (9) and the guide axis (3, 30) comprises a pattern (11, 110) arranged in the path of the light beam between the source light (6) and the photosensitive sensor (7).

Description

1 Dispositif numérique de mesure optique absolue d'un niveau de liquide dans un conteneur L'invention concerne un dispositif de mesure absolue de niveau de liquide, et plus particulièrement un dispositif de mesure optique absolue d'un niveau de liquide destiné à être utilisé dans un conteneur. Le niveau de liquide dans un conteneur, un réservoir, ou une citerne, est généralement mesuré pour déterminer la quantité de liquide contenu dans un tel contenant. Différents dispositifs sont connus pour réaliser de telles mesures. Un procédé de mesure connu consiste à mesurer de manière analogique la distance relative entre un flotteur positionné à la surface d'un liquide et un point fixe du conteneur. Cette mesure de distance relative exploite des phénomènes physiques tels que le temps de propagation d'une onde acoustique, électromagnétique ou autre. L'inconvénient de tels procédés connus est que cette vitesse de propagation dépend à son tour des conditions physiques du milieu, comme la température ou la densité du milieu, qui influent sur la vitesse de propagation de l'onde. Il en résulte un premier niveau d'incertitudes de mesure difficiles à maîtriser. De plus, de tels procédés mettent en oeuvre de manière native des mesures analogiques, toujours entachées intrinsèquement de bruit de mesure, augmentant au final les incertitudes sur la mesure. Il est également connu du document EP 0 303 221 un dispositif de mesure optique d'un niveau liquide dans un conteneur comprenant un laser, un flotteur sur lequel sont montés des moyens réfléchissants et un capteur photosensible apte à mesurer le temps de trajet du faisceau laser émis, le niveau de liquide étant déterminé à partir de la durée du trajet du faisceau laser émis.The invention relates to a device for absolute measurement of a liquid level, and more particularly to an absolute optical measurement device for a liquid level intended to be used in a device. a container. The level of liquid in a container, tank, or tank is generally measured to determine the amount of liquid contained in such a container. Various devices are known for carrying out such measurements. A known measurement method consists in analogically measuring the relative distance between a float positioned on the surface of a liquid and a fixed point of the container. This relative distance measurement exploits physical phenomena such as the propagation time of an acoustic, electromagnetic or other wave. The disadvantage of such known methods is that this rate of propagation in turn depends on the physical conditions of the medium, such as the temperature or the density of the medium, which affect the speed of propagation of the wave. This results in a first level of measurement uncertainties that are difficult to control. In addition, such methods natively implement analog measurements, always inherently tainted with measurement noise, ultimately increasing the uncertainties on the measurement. It is also known from EP 0 303 221 a device for optical measurement of a liquid level in a container comprising a laser, a float on which reflective means are mounted and a photosensitive sensor capable of measuring the travel time of the laser beam. emitted, the liquid level being determined from the travel time of the emitted laser beam.

Il est aussi connu du document WO 82/04316 un dispositif de mesure optique d'un niveau de liquide comprenant un laser et un interféromètre apte à recevoir le faisceau laser réfléchi par des moyens réfléchissants montés sur un flotteur agencé dans un tube de guidage, qu'on nomme tube « tranquilisateur ». Le dispositif réalise ici la 3034866 2 mesure du niveau à partir des interférences entre le faisceau émis et le faisceau reçu. Il est aussi connu un procédé de mesure du niveau utilisant une mesure de variation de capacité. La mesure de variation de capacité 5 exploite le rôle de condensateur joué par le liquide lui-même. Les procédés de mesure décrits ci-dessus sont basés sur des phénomènes physiques analogiques qui sont toujours entachés de bruit de mesure augmentant l'imprécision des valeurs absolues. De tels dispositifs utilisant les procédés mentionnés ci-dessus ne permettent 10 pas d'obtenir une mesure absolue du niveau, mais seulement une mesure relative du niveau. L'invention a pour objectif de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de mesure numérique et absolue, indépendant des conditions physiques du milieu.It is also known from WO 82/04316 a device for optical measurement of a liquid level comprising a laser and an interferometer adapted to receive the laser beam reflected by reflecting means mounted on a float arranged in a guide tube, which 'called "tranquilizer" tube. The device here realizes the level measurement 3034866 2 from interference between the emitted beam and the beam received. There is also known a method of level measurement using a measure of capacity variation. The capacity variation measure 5 exploits the capacitor role played by the liquid itself. The measurement methods described above are based on analog physical phenomena which are always tainted with measurement noise increasing the inaccuracy of the absolute values. Such devices using the aforementioned methods do not provide an absolute measure of level, but only a relative measure of the level. The invention aims to overcome these disadvantages by providing a digital and absolute measuring device, independent of the physical conditions of the medium.

15 Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de mesure optique absolue d'un niveau de liquide dans un conteneur, comprenant un support, un axe de guidage vertical, un flotteur mobile apte à coulisser le long de l'axe de guidage selon le niveau du liquide, une source lumineuse et un capteur photosensible, et des moyens de 20 traitement aptes à commander la source lumineuse et à déterminer le niveau de liquide dans le conteneur à partir du faisceau reçu par le capteur photosensible. Selon une caractéristique générale de l'invention, la source lumineuse et le capteur photosensible sont montés sur le flotteur et 25 l'axe de guidage comprend une mire disposée sur le trajet du faisceau lumineux entre la source lumineuse et le capteur photosensible La mire graduée supportée par l'axe de guidage permet de fournir une mesure absolue. La mesure est absolue en ce que le niveau du flotteur est directement lu sur la mire, et ne dépend pas du milieu 30 environnant. En effet, la mesure ne dépend pas d'un calcul de temps de trajet du faisceau lumineux ou de la réfraction du faisceau par le milieu liquide. La mire graduée supporte l'information de mesure du niveau du flotteur. La précision de la mesure dépend alors principalement de la 3034866 3 finesse du marquage de la mire optique et du bon maintient du flotteur sur le guide vertical. Le maintient du flotteur sur le guide vertical est obtenu en minimisant le jeu mécanique assurant la perpendicularité du flotteur 5 par rapport au guide vertical. De préférence, le flotteur comprend un orifice apte à recevoir l'axe de guidage vertical de manière à laisser coulisser le flotteur le long de l'axe de guidage. Le flotteur est ainsi maintenu dans la direction verticale de 10 l'axe de guidage. L'orifice peut comprendre des dimensions permettant de minimiser le jeu entre le flotteur et l'axe de guidage de sorte que les frottements sont suffisamment minimes pour permettre le coulissement du flotteur le long de l'axe de guidage, et de sorte que l'angle de déviation permis du flotteur par rapport au plan orthogonal 15 à l'axe de guidage soit le plus petit possible, par exemple inférieur à 0,1°. Dans un mode de réalisation, le flotteur peut comprendre des dispositifs de roulements disposés sur une portion du flotteur en regard de l'axe de guidage, c'est-à-dire sur la surface interne du 20 flotteur définissant l'orifice au travers duquel l'axe de guidage coulisse. Le dispositif peut comprendre en outre un tube « tranquilisateur » à l'intérieur duquel sont disposés le flotteur et l'axe de guidage, le tube « tranquilisateur » étant configuré pour 25 permettre au liquide d'entrée et de sortir du tube. Le tube « tranquilisateur » permet de réduire l'impact direct sur le flotteur des perturbations à la surface du liquide. De préférence, le support comprend un bloc d'alimentation électrique, l'axe de guidage comprend des rails conducteurs couplés au 30 bloc d'alimentation et s'étendant le long de l'axe de guidage, et le flotteur comprend des éléments de contact électrique montés en regard des rails conducteurs de l'axe de guidage, les éléments de contact électrique étant configurés pour être en contact avec les rails 3034866 4 conducteurs et étant couplés à la source lumineuse, au capteur photovoltaïque et aux moyens de traitement disposés sur le flotteur. Les rails conducteurs et les éléments de contact électrique permettent ainsi d' acheminer l'énergie électrique du bloc 5 d'alimentation couplé à un réseau d'alimentation externe jusqu'aux dispositifs électroniques montés sur le flotteur pour permettre leur fonctionnement et réaliser une mesure. Le contact électrique entre les éléments de contact électrique et les rails conducteurs peut être réalisé par frottement ou par roulement.According to one aspect of the invention, there is provided a device for absolute optical measurement of a liquid level in a container, comprising a support, a vertical guide shaft, a movable float capable of sliding along the axis. a guide means according to the level of the liquid, a light source and a photosensitive sensor, and processing means adapted to control the light source and to determine the liquid level in the container from the beam received by the photosensitive sensor. According to a general characteristic of the invention, the light source and the photosensitive sensor are mounted on the float and the guide axis comprises a pattern disposed on the path of the light beam between the light source and the photosensitive sensor. by the guide axis can provide an absolute measurement. The measurement is absolute in that the level of the float is directly read on the target, and does not depend on the surrounding environment. In fact, the measurement does not depend on a calculation of the path time of the light beam or the refraction of the beam by the liquid medium. The graduated target supports the float level measurement information. The accuracy of the measurement then depends mainly on the fineness of the marking of the optical pattern and the good maintenance of the float on the vertical guide. The maintenance of the float on the vertical guide is obtained by minimizing the mechanical play ensuring the perpendicularity of the float 5 relative to the vertical guide. Preferably, the float comprises an orifice adapted to receive the vertical guide axis so as to slide the float along the guide axis. The float is thus maintained in the vertical direction of the guide axis. The orifice may comprise dimensions making it possible to minimize the clearance between the float and the guide axis so that the friction is sufficiently small to allow the float to slide along the guide axis, and so that the allowed deflection angle of the float relative to the orthogonal plane 15 to the guide axis is the smallest possible, for example less than 0.1 °. In one embodiment, the float may comprise rolling devices disposed on a portion of the float facing the guide axis, that is to say on the internal surface of the float defining the orifice through which the guide pin slides. The device may further comprise a "tranquilizer" tube within which the float and the guide pin are disposed, the "tranquilizer" tube being configured to allow the inlet liquid to flow out of the tube. The "tranquilizer" tube makes it possible to reduce the direct impact on the float of disturbances on the surface of the liquid. Preferably, the support comprises a power supply unit, the guide axis comprises conductive rails coupled to the power supply unit and extending along the guide axis, and the float comprises contact elements. the electrical contact elements being configured to be in contact with the conductor rails and being coupled to the light source, to the photovoltaic sensor and to the processing means arranged on the float. The conductive rails and the electrical contact elements thus make it possible to route the electrical power of the power supply unit 5 coupled to an external supply network to the electronic devices mounted on the float to enable their operation and to carry out a measurement. The electrical contact between the electrical contact elements and the conductive rails can be achieved by friction or rolling.

10 Les éléments de contact électrique peuvent être par exemple des balais conducteurs aptes à réaliser un contact électrique par frottement sur les rails conducteurs ou bien des poulies roulant le long de tiges conductrices réalisant la fonction de rail conducteur. Le dispositif peut également comprendre un module de 15 communication couplé au support et configuré pour être couplé à un appareil externe, les éléments de contact électrique et les rails conducteurs étant configurés pour transmettre les données captées par le capteur photovoltaïque au module de communication. Les rails conducteurs peuvent ainsi être utilisés également 20 comme transmetteur de données. Il peut y avoir un groupe d'au moins un rail dédié à l'alimentation électrique des dispositifs électroniques et un groupe d'au moins un rail dédié à la transmission des données relatives aux mesures. En variante, chaque rail peut à la fois transporter de l'énergie 25 électrique d'alimentation et des données relatives aux mesures, comme pour du courant porteur. Le dispositif de mesure absolue peut avantageusement comprendre un raccord mécanique apte à solidariser une extrémité inférieure de l'axe de guidage avec le fond du conteneur et à maintenir 30 l'axe de guidage selon une direction verticale, le support étant fixé à une extrémité supérieure de l'axe de guidage. Le raccord mécanique permet ainsi de s'affranchir d'erreurs de mesure générées par une déviation de l'axe de guidage par rapport à la direction verticale.The electrical contact elements may be for example conductive brushes capable of making electrical contact by friction on the conductive rails or pulleys rolling along conductive rods performing the function of conducting rail. The device may also include a communication module coupled to the support and configured to be coupled to an external apparatus, the electrical contact elements and the conductive rails being configured to transmit the data sensed by the photovoltaic sensor to the communication module. The conductor rails can thus be used also as a data transmitter. There may be a group of at least one rail dedicated to the power supply of the electronic devices and a group of at least one rail dedicated to the transmission of measurement data. Alternatively, each rail can both carry electrical power and measurement data, such as for carrier current. The absolute measuring device may advantageously comprise a mechanical connection capable of securing a lower end of the guide pin to the bottom of the container and of keeping the guide pin in a vertical direction, the support being fixed at an upper end. of the guide axis. The mechanical connection thus makes it possible to overcome measurement errors generated by a deviation of the guide axis from the vertical direction.

3034866 5 Le dispositif est préférentiellement monté à une position qui comprend le centre de gravité du conteneur afin que la mesure soit indépendante de l'inclinaison du conteneur. La mire comprend de préférence une graduation codée 5 numériquement de manière à permettre une lecture numérique absolue à partir du signal lumineux reçu résultant de l'interaction du faisceau lumineux avec la mire optique graduée. Le signal lumineux reçu comprend des signaux lumineux représentant des bits de données. Dans un mode de réalisation, la mire comprend des échelons de 10 niveau comportant chacun un code horizontal binaire distinct, tel qu'un code de Gray, composé de n bits, que le faisceau lumineux de la source lumineuse balaye horizontalement. Dans un mode de réalisation, l'axe de guidage est transparent et la source lumineuse et le capteur photosensible sont montés sur le 15 flotteur de part et d'autre de l'axe de guidage, et chaque bit de la mire est préférentiellement codé par une zone absorbant la lumière ou une zone transparente laissant passer la lumière vers le capteur photosensible. La mire comporte donc des bits codés par des zones absorbant 20 la lumière (par exemple valeur "1") ou des zones transparentes laissant passer la lumière (par exemple valeur "0"). Dans un autre mode de réalisation, chaque bit de la mire est codé par une zone absorbant la lumière ou une zone réfléchissante configurée pour renvoyer la lumière émise par la source lumineuse 25 vers le capteur photosensible, la source lumineuse et le capteur photosensible étant montés sur le flotteur en regard de la face de l'axe de guidage portant la mire. La mire comporte donc des bits codés par des zones absorbant la lumière (par exemple valeur "1") ou des zones réfléchissant la 30 lumière vers le capteur photosensible (par exemple valeur "0"). Pour balayer horizontalement le code horizontal binaire, la source lumineuse peut avantageusement comprendre une série de dispositifs émetteurs de lumière, notamment des diodes électroluminescentes, régulièrement espacés disposés horizontalement, 3034866 6 c'est-à-dire selon une direction parallèle à une surface du flotteur sur laquelle est montée la source lumineuse, le nombre de dispositifs émetteur de lumière correspondant au nombre de bits du code horizontal binaire d'un échelon de niveau de la mire. Le code 5 horizontal binaire d'un échelon de niveau de la mire pouvant comporter des bits complémentaires destinés à détecter d'éventuelles erreurs de lectures. Dans un mode de fonctionnement, les diodes de la source lumineuse sont successivement allumées et éteintes de manière à 10 produire un faisceau lumineux balayant horizontalement toute la largeur de la mire et ainsi lire au moins une fois tout le code horizontal binaire de la graduation correspondante au niveau auquel le flotteur se situe. Le balayage lumineux de la mire étant réalisé à partir d'un 15 chenillard de diodes électroluminescentes disposées côte à côte et orientées chacune vers la mire, et notamment vers un bit d'un échelon de niveau de la mire, aucun dispositif optique de convergence du faisceau transmis par la mire n'est nécessaire pour que le capteur photovoltaïque capture le faisceau lumineux.The device is preferably mounted at a position which includes the center of gravity of the container so that the measurement is independent of the inclination of the container. The pattern preferably comprises a numerically encoded graduation so as to permit absolute digital readout from the received light signal resulting from the interaction of the light beam with the graduated optical pattern. The received light signal comprises light signals representing data bits. In one embodiment, the pattern comprises level steps each having a distinct binary horizontal code, such as a Gray code, composed of n bits, that the light beam of the light source sweeps horizontally. In one embodiment, the guide axis is transparent and the light source and the photosensitive sensor are mounted on the float on either side of the guide axis, and each bit of the pattern is preferentially encoded by a light absorbing area or a transparent area passing light to the photosensitive sensor. The pattern therefore comprises bits encoded by light-absorbing zones (for example value "1") or transparent zones allowing the light to pass (for example "0" value). In another embodiment, each bit of the pattern is encoded by a light absorbing area or a reflecting area configured to return light emitted by the light source 25 to the photosensitive sensor, the light source and the photosensitive sensor being mounted on the float facing the face of the guide axis bearing the target. The pattern therefore comprises bits coded by light absorbing zones (for example value "1") or zones reflecting the light towards the photosensitive sensor (for example value "0"). In order to scan the horizontal horizontal code horizontally, the light source may advantageously comprise a series of light-emitting devices, in particular light-emitting diodes, regularly spaced horizontally arranged, that is to say in a direction parallel to a surface of the float. on which the light source is mounted, the number of light emitting devices corresponding to the number of bits of the horizontal bit code of a level step of the pattern. The binary horizontal code of a level level of the target may comprise complementary bits for detecting possible read errors. In one mode of operation, the diodes of the light source are successively turned on and off so as to produce a light beam scanning horizontally the entire width of the pattern and thus read at least once all the horizontal binary code of the corresponding graduation at level at which the float is located. The light scan of the pattern being made from a chase of light-emitting diodes arranged side by side and each oriented towards the target, and in particular towards a bit of a level of the level of the target, no optical device converging the beam transmitted by the test pattern is necessary for the photovoltaic sensor to capture the light beam.

20 La réalisation d'une pluralité de lectures successives à partir de plusieurs balayages horizontaux successifs permet de s'affranchir des oscillations du flotteur provoquées par les ondulations à la surface du liquide, le balayage permettant par exemple de réaliser une moyenne du niveau lu.The realization of a plurality of successive readings from successive successive horizontal sweeps makes it possible to dispense with oscillations of the float caused by the corrugations on the surface of the liquid, the scanning making it possible, for example, to obtain an average of the read level.

25 Avantageusement, le dispositif peut comprendre une fente horizontale s'étendant dans un plan parallèle au plan comprenant la surface du flotteur sur laquelle est disposée la source lumineuse, la fente étant montée entre la source lumineuse et la mire. La fente horizontale possède de préférence une hauteur 30 correspondant à un échelon de niveau de la mire. L'ajout d'une fente horizontale entre la source lumineuse et la mire permet d'augmenter la précision de la mesure et de s'affranchir d'une part de la hauteur du faisceau lumineux et d'autre part des 3034866 7 variations d'inclinaison du flotteur générées par les ondulations à la surface du liquide. Avantageusement, les moyens de traitement peuvent comprendre un module de correction apte à appliquer un facteur de 5 correction à la mesure réalisée en fonction de la densité du liquide dans le conteneur de manière à compenser le décalage d'altitude constant selon la masse volumique du liquide selon la loi d' Archimède. Avantageusement, le dispositif peut comprendre un moyen de 10 mesure de l'enfoncement du flotteur dans le liquide contenu dans le conteneur. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un conteneur comprenant un dispositif de mesure optique absolue tel que défini ci-dessus.Advantageously, the device may comprise a horizontal slot extending in a plane parallel to the plane comprising the surface of the float on which the light source is disposed, the slot being mounted between the light source and the pattern. The horizontal slit preferably has a height corresponding to a level step of the pattern. The addition of a horizontal slot between the light source and the test pattern makes it possible to increase the accuracy of the measurement and to overcome, on the one hand, the height of the light beam and on the other hand the variations of tilting of the float generated by the waves at the surface of the liquid. Advantageously, the processing means may comprise a correction module able to apply a correction factor to the measurement made as a function of the density of the liquid in the container so as to compensate the constant altitude offset according to the density of the liquid. according to the law of Archimedes. Advantageously, the device may comprise means for measuring the depression of the float in the liquid contained in the container. According to another aspect of the invention, there is provided a container comprising an absolute optical measuring device as defined above.

15 D'autres avantages et caractéristiques de l' invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif 20 de mesure optique absolue à balayage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus d'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 1 ; - la figure 3 illustre schématiquement un exemple de 25 réalisation d'une source lumineuse du dispositif de la figure 1 ; - la figure 4 représente, de manière schématique, un dispositif de mesure optique absolue à balayage selon un second mode de réalisation ; - la figure 5 représente une vue de dessus d'un flotteur et 30 d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 4. Sur la figure 1 est représenté de manière schématique, un dispositif 1 de mesure optique absolue d'un niveau de liquide L dans un conteneur C selon un premier mode de réalisation.Other advantages and features of the invention will appear on examining the detailed description of an embodiment of the invention which is in no way limitative, and the attached drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation; an absolute scanning optical measuring device 20 according to a first embodiment of the invention; - Figure 2 shows a top view of a float and a guide axis of the device shown in Figure 1; FIG. 3 schematically illustrates an exemplary embodiment of a light source of the device of FIG. 1; FIG. 4 schematically represents an absolute scanning optical measuring device according to a second embodiment; FIG. 5 represents a top view of a float and a guide axis of the device illustrated in FIG. 4. FIG. 1 schematically shows a device 1 for absolute optical measurement of a level. of liquid L in a container C according to a first embodiment.

3034866 8 Une paroi supérieure Cs et une paroi inférieure C/ du conteneur C sont représentées sur la figure 1. Le dispositif 1 de mesure optique absolue comprend un support 2 apte à être fixé sur la paroi supérieure Cs d'un conteneur C. Le support 2 peut être fixé de manière réversible 5 pour pouvoir retirer le dispositif 1 en cas de maintenance. Le dispositif 1 comprend un axe de guidage 3 vertical transparent dont une extrémité supérieure 3s est raccordée mécaniquement au support 2. L'axe de guidage 3 possède une hauteur inférieure à la distance séparant la paroi supérieur Cs de la paroi 10 inférieure C/. Le support 2 comprend un bloc d'alimentation 4 couplé à un réseau d'alimentation extérieur via un câble électrique 15. Le bloc d'alimentation 4 est configuré pour délivrer un courant d'alimentation électrique au dispositif 1.An upper wall Cs and a bottom wall C / of the container C are shown in FIG. 1. The absolute optical measuring device 1 comprises a support 2 capable of being fixed on the upper wall Cs of a container C. The support 2 can be reversibly fixed 5 to be able to remove the device 1 in case of maintenance. The device 1 comprises a transparent vertical guide axis 3 whose upper end 3s is mechanically connected to the support 2. The guide axis 3 has a height less than the distance separating the upper wall Cs from the lower wall C /. The support 2 comprises a power supply unit 4 coupled to an external power supply network via an electric cable 15. The power supply unit 4 is configured to deliver a power supply current to the device 1.

15 Le dispositif 1 comprend en outre un raccord 5 mécanique rigide fixé d'une part à la paroi inférieure Ci du conteneur C et, d'autre part, à une extrémité inférieure 3i de l'axe de guidage. Le raccord mécanique 5 est configuré pour maintenir l'axe de guidage 3 dans un axe vertical.The device 1 further comprises a rigid mechanical connector 5 fixed on the one hand to the bottom wall Ci of the container C and, on the other hand, to a lower end 3i of the guide pin. The mechanical connector 5 is configured to maintain the guide pin 3 in a vertical axis.

20 Le dispositif 1 comprend également une source lumineuse 6 et un capteur photosensible 7 couplés à des moyens de traitement 8. Les moyens de traitement 8 sont électriquement raccordés à la source lumineuse 6 et au capteur photosensible 7 pour piloter l'émission d'un faisceau lumineux et recevoir le signal correspondant via le capteur 25 photosensible 7. Les moyens de traitement 8 sont configurés pour traiter les signaux ainsi reçus. Comme illustré sur la figure 2 qui présente une vue de dessus du dispositif 1 de la figure 1, le dispositif 1 de mesure optique comprend un flotteur 9 comportant un orifice 10 central. L'orifice 10 30 est apte à recevoir l'axe de guidage 3 de manière à permettre le coulissement du flotteur 9 le long de l'axe de guidage 3 en fonction du niveau de la surface du liquide L dans le conteneur C. La source lumineuse 6, le capteur photovoltaïque 7 et les moyens de traitement 8 sont montés sur une surface 9s du flotteur 9 en 3034866 9 regard du support 2, c'est-à-dire la surface 9s supérieure du flotteur 9 en regard de la paroi supérieur du conteneur Cs. L'axe de guidage 3 comprend en outre une mire optique 11 graduée ainsi qu'une fente 12 horizontale, c'est-à-dire s'étendant dans 5 un plan parallèle au plan de la surface 9s du flotteur 9 sur laquelle sont montés la source lumineuse 6 et le capteur photovoltaïque 7. La fente horizontale 12 est montée sur le trajet du faisceau lumineux émis par la source lumineuse 6 vers le capteur photovoltaïque, entre la source lumineuse 6 et la mire 11.The device 1 also comprises a light source 6 and a photosensitive sensor 7 coupled to processing means 8. The processing means 8 are electrically connected to the light source 6 and the photosensitive sensor 7 to control the emission of a beam The processing means 8 are configured to process the signals so received. As illustrated in Figure 2 which shows a top view of the device 1 of Figure 1, the optical measuring device 1 comprises a float 9 having a central orifice 10. The orifice 30 is able to receive the guide pin 3 so as to allow the float 9 to slide along the guide axis 3 as a function of the level of the surface of the liquid L in the container C. The source 6, the photovoltaic sensor 7 and the processing means 8 are mounted on a surface 9s of the float 9 in view of the support 2, that is to say the 9s upper surface of the float 9 facing the upper wall container Cs. The guide pin 3 further comprises a graduated optical rod 11 and a horizontal slit 12, that is to say extending in a plane parallel to the plane of the surface 9s of the float 9 on which are mounted the light source 6 and the photovoltaic sensor 7. The horizontal slot 12 is mounted on the path of the light beam emitted by the light source 6 towards the photovoltaic sensor, between the light source 6 and the target 11.

10 La mire optique graduée 11 peut être réalisée sur une plaque apposée sur l'axe de guidage 3. La mire 11 comprend des niveaux comportant chacun un code horizontal binaire distinct. Chaque code horizontal binaire comporte un même nombre de bits horizontaux définissant l'altitude absolue d'une extrémité du niveau correspondant.The graduated optical pattern 11 may be made on a plate affixed to the guide axis 3. The pattern 11 comprises levels each having a distinct horizontal binary code. Each binary horizontal code has the same number of horizontal bits defining the absolute altitude of an end of the corresponding level.

15 Comme cela est illustré sur la figure 3, la source lumineuse 6 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes 60. Les diodes électroluminescentes 60 sont alignées les unes à côtés des autres de manière à former chenillard lumineux. Pour lire un échelon de niveau de la mire, les moyens de traitement 8 commandent l'allumage 20 successif des diodes électroluminescentes 60 de la source lumineuse 6. La source lumineuse 6 délivre ainsi un faisceau lumineux en direction du capteur photovoltaïque 7 passant par la fente 12 puis la mire graduée 11, le faisceau lumineux se déplaçant latéralement de manière à parcourir tous les bits du code d'un échelon de niveau de la mire 25 optique graduée 11. Le faisceau lumineux se déplace dans un plan parallèle à la surface 9s du flotteur 9 sur laquelle la source lumineuse 6 et le capteur photovoltaïque 7 sont montés et dans une direction parallèle à la direction principale dans laquelle s'étend la fente 12 et à la direction dans laquelle le code d'un échelon de niveau de la mire 11 30 s'étend. Le faisceau mobile latéralement traverse la fente 12 avant de traverser éventuellement, selon la valeur du bit, la mire optique graduée 11 et l'axe de guidage 3 transparent en direction du capteur photovoltaïque 7. Le déplacement latéral du faisceau lumineux généré 3034866 10 par l'allumage et l' extinction successifs des diodes électroluminescentes 60 permet d'émettre le faisceau lumineux vers chacun des bits du code d'un échelon de niveau de la mire optique. Selon que le faisceau a rencontré une zone transparente laissant passer 5 la lumière ou une zone absorbant la lumière de la mire 11, le faisceau est ou non transmis par la mire 11. Le capteur photosensible 7 reçoit alors une séquence lumineuse sous la forme de faisceau lumineux ou d'absence de faisceau formant des bits de données. La mesure permet de déterminer la position absolue du faisceau 10 lumineux à l'altitude de la fente 12 de mesure et donc l'altitude absolue du flotteur 9. Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, l'axe de guidage 3 comprend des rails conducteurs 13. Dans ce mode de réalisation, les rails 13 sont réalisés sous la forme de gorges s'étendant verticalement 15 sur toute la hauteur de l'axe de guidage 3. Les rails 13 comprennent une surface conductrice d'électricité. Les rails 13 sont couplés via le support 2 au bloc d'alimentation 4. Les rails 13 conducteurs acheminent ainsi le courant électrique fourni par le bloc d'alimentation 4 jusqu'aux dispositifs 20 électroniques montés sur le flotteur 9. Les dispositifs électroniques sur le flotteur 9 sont électriquement raccordés aux rails conducteurs 13 grâce à des balais conducteurs 14. Les balais 14 sont constamment en contact par frottement avec la surface conductrice des rails conducteurs 13. Les 25 balais 14 sont électriquement raccordés aux moyens de traitement 8 pour alimenter la source lumineuse 6 et le capteur photovoltaïque 7. Au moins un des rails 13 est utilisé, éventuellement via courant porteur, pour transporter les données relatives aux mesures de niveaux capturées par le capteur photovoltaïque 7 et traitées par les moyens de 30 traitement 8 vers un module de communication, non représenté, monté dans le support 2 et apte à communiquer avec des moyens externes pour délivrer la mesure du niveau de liquide L. Le module de communication peut être couplé à un dispositif électronique externe apte à recevoir les données via le câble électrique 15 utilisé également 3034866 11 pour l'alimentation électrique du bloc d'alimentation 4 par un réseau d'alimentation. Les moyens de traitement 8 permettent, d'une part, de commander les diodes électroluminescentes 60 de la source lumineuse 5 6 pour réaliser un balayage de la mire 11 par le faisceau lumineux, et d'autre part, de réaliser un traitement des données reçues par le capteur photovoltaïque 7 en fonction de la diode électroluminescente 60 allumée pour déterminer le code de l'échelon de niveau lu et ainsi mesurer le niveau de liquide L afin de le transmettre au module de 10 communication via un balai 14 et un rail 13 en contact avec le balai 14 correspondant. Dans une variante, les rails et les balais conducteurs peuvent être remplacés respectivement par des tiges ou des cannelures en saillie sur l'axe de guidage et des poulies roulant le long des tiges ou 15 cannelures. Sur la figure 4 est représenté de manière schématique, un dispositif 1 de mesure optique absolue d'un niveau de liquide L dans un conteneur C selon un second mode de réalisation. Les éléments identiques au premier mode de réalisation illustré 20 sur les figures 1 et 2 portent les mêmes références numériques. Dans le second mode de réalisation, la mire graduée 110 portée par une face 31 de l'axe de guidage 30 diffère du premier mode de réalisation en ce qu'elle fonctionne en réflexion et non en transmission. C'est-à-dire que chaque bit de la mire 110 est codé par 25 une zone absorbant la lumière ou une zone réfléchissante configurée pour renvoyer la lumière émise par la source lumineuse 6 vers le capteur photosensible 7, la source lumineuse 6 et le capteur photosensible 7 étant montés sur le flotteur 9 en regard de la face 31 de l'axe de guidage 3 portant la mire 110.As illustrated in FIG. 3, the light source 6 comprises a plurality of light-emitting diodes 60. The light-emitting diodes 60 are aligned next to one another so as to form a light path. To read a level level of the test pattern, the processing means 8 control the successive ignition 20 of the light-emitting diodes 60 of the light source 6. The light source 6 thus delivers a light beam towards the photovoltaic sensor 7 passing through the slot 12 and the graduated target 11, the light beam moving laterally so as to cover all the bits of the code of a level step of the graduated optical test pattern 11. The light beam moves in a plane parallel to the surface 9s of the float 9 on which the light source 6 and the photovoltaic sensor 7 are mounted and in a direction parallel to the main direction in which the slot 12 extends and in the direction in which the code of a level step of the target 11 30 extends. The laterally movable beam passes through the slot 12 before crossing, depending on the value of the bit, the optical optical scale 11 and the transparent guide axis 3 towards the photovoltaic sensor 7. The lateral displacement of the light beam generated 3034866 10 by the successive switching on and off of the light-emitting diodes 60 makes it possible to emit the light beam towards each of the bits of the code of a level step of the optical pattern. Depending on whether the beam has encountered a transparent zone passing light or a light-absorbing zone 11, the beam is or is not transmitted by the rod 11. The light-sensitive sensor 7 then receives a light sequence in the beam form. bright or no beam forming data bits. The measurement makes it possible to determine the absolute position of the light beam 10 at the altitude of the measuring slot 12 and therefore the absolute altitude of the float 9. As is illustrated in FIGS. 1 and 2, the guide axis 3 comprises In this embodiment, the rails 13 are in the form of grooves extending vertically over the entire height of the guide axis 3. The rails 13 comprise an electrically conductive surface. The rails 13 are coupled via the support 2 to the power supply unit 4. The conductor rails 13 thus convey the electric current supplied by the power supply unit 4 to the electronic devices mounted on the float 9. The electronic devices on the float 9 are electrically connected to the conductive rails 13 by means of conducting brushes 14. The brushes 14 are constantly in frictional contact with the conductive surface of the conductive rails 13. The brushes 14 are electrically connected to the processing means 8 to feed the source 6 and the photovoltaic sensor 7. At least one of the rails 13 is used, possibly via a carrier current, to carry the data relating to the level measurements captured by the photovoltaic sensor 7 and processed by the processing means 8 to a module of FIG. communication, not shown, mounted in the support 2 and able to communicate with external means for de delivering the measurement of the liquid level L. The communication module can be coupled to an external electronic device able to receive the data via the electric cable 15 also used for the power supply of the power supply unit 4 by a network of 'food. The processing means 8 make it possible, on the one hand, to control the light-emitting diodes 60 of the light source 5 6 in order to scan the pattern 11 by the light beam and, on the other hand, to perform a processing of the received data. by the photovoltaic sensor 7 as a function of the light-emitting diode 60 illuminated to determine the code of the read level step and thus to measure the liquid level L in order to transmit it to the communication module via a brush 14 and a rail 13 contact with the corresponding broom 14. In a variant, the rails and the conductive brushes may be replaced respectively by rods or splines projecting on the guide axis and pulleys rolling along the rods or splines. FIG. 4 is a diagrammatic representation of a device 1 for absolute optical measurement of a liquid level L in a container C according to a second embodiment. The elements identical to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 bear the same reference numerals. In the second embodiment, the graduated target 110 carried by a face 31 of the guide axis 30 differs from the first embodiment in that it operates in reflection and not in transmission. That is, each bit of the pattern 110 is encoded by a light absorbing area or a reflecting area configured to return the light emitted by the light source 6 to the photosensitive sensor 7, the light source 6 and the light source 6. photosensitive sensor 7 being mounted on the float 9 opposite the face 31 of the guide shaft 3 carrying the target 110.

30 L'axe de guidage 30 vertical diffère par conséquent de celui du premier mode de réalisation en ce qu'il n'a pas besoin d'être transparent. Comme illustré sur la figure 5 qui présente une vue de dessus du dispositif 1 de la figure 4, la source lumineuse 6 et le capteur 3034866 12 photovoltaïque 7 sont montés sur la surface 9s du flotteur 9 symétriquement de part et d'autre d'un plan vertical A orthogonal au plan vertical de la mire 110 et passant par le milieu de la mire 110. Le faisceau lumineux émis par la source lumineuse 6 peut ainsi être 5 réfléchi par les zones réfléchissantes de la mire 110 vers le capteur photovoltaïque 7. L'invention permet ainsi de réaliser simplement à n'importe quel moment une mesure optique absolue du niveau de liquide dans un conteneur, notamment un conteneur maintenu fermé. 10The vertical guide pin 30 therefore differs from that of the first embodiment in that it does not need to be transparent. As illustrated in FIG. 5, which shows a view from above of the device 1 of FIG. 4, the light source 6 and the photovoltaic sensor 7 are mounted on the surface 9s of the float 9 symmetrically on either side of a vertical plane A orthogonal to the vertical plane of the target 110 and passing through the middle of the target 110. The light beam emitted by the light source 6 can thus be reflected by the reflective zones of the target 110 towards the photovoltaic sensor 7. L The invention thus makes it possible to simply perform at any time an absolute optical measurement of the level of liquid in a container, in particular a container kept closed. 10

Claims

REVENDICATIONS1. Device (1) for optical measurement of a liquid level (L) in a container (C), comprising a support (2), a vertical guide axis (3, 30), a floating float (9) capable of sliding along the guide axis (3, 30) according to the level of the liquid (L), a light source (6) and a photosensitive sensor (7), and processing means (8) able to control the light source (6) and determining the liquid level (L) in the container (C) from the beam received by the photosensitive sensor (7), characterized in that the light source (6) and the photosensitive sensor (7) are mounted on the float (9) and the guide pin (3, 30) comprises a pattern (11, 110) disposed in the path of the light beam between the light source (6) and the photosensitive sensor (7).

2. Device (1) according to claim 1, wherein the support (2) comprises a power supply unit (4), the guide axis (3) comprises conductive rails (13) coupled to the power supply unit (4) and extending along the guide axis (3, 30), and the float (9) comprises electrical contact elements (14) mounted opposite the conductor rails (13) of the guiding, the electrical contact elements (14) being configured to be in contact with the conducting rails (13) and being coupled to the light source (6), the photovoltaic sensor (7) and the processing means (8) arranged on the float (9).

3. Device (1) according to claim 2, comprising a communication module coupled to the support (2) and configured to be coupled to an external device, the electrical contact elements (14) and the conductive rails (13) being configured to transmit the data captured by the photovoltaic sensor (7) to the communication module.

4. Device (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the float (9) comprises an orifice (10) adapted to receive the vertical guide pin (3, 30) so as to slide the float (9) along the guide axis (3, 30). 3034866 14

5. Device (1) according to one of claims 1 to 4, comprising a connector (5) mechanical capable of securing a lower end (3i, 30i) of the guide shaft (3, 30) with the bottom of the container (C) and to maintain the guide pin (3, 30) in a vertical direction, the support (2) being secured to an upper end (3s, 30s) of the guide pin (3, 30).

6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the pattern (11, 110) comprises level steps each having a separate horizontal binary code. 10

7. Device (1) according to claim 6, wherein the guiding axis (3) is transparent and the light source (6) and the photosensitive sensor (7) are mounted on the float (9) on both sides. another of the guide axis (3), and each bit of the pattern (11) is encoded by a light absorbing area or a transparent area passing the light to the photosensitive sensor (7).

8. Device (1) according to claim 6, wherein each bit of the pattern (110) is encoded by a light absorbing zone or a reflecting zone configured to return the light emitted by the light source (6) to the photosensitive sensor (7), the light source (6) and the photosensitive sensor (7) being mounted on the float (9) facing the face (31) of the guide shaft (3) carrying the pattern (110).

9. Device according to one of claims 6 to 8, wherein the light source (6) comprises a horizontal series of regularly spaced light-emitting diodes (60) arranged in a direction parallel to a surface (9s) of the float (9). on which the light source (6) is mounted, the number of light-emitting diodes (60) corresponding to the number of bits of the horizontal binary code of a level step of the pattern (11, 110). 30

10. Device (1) according to one of claims 1 to 9, comprising a slot (12) horizontal extending in a plane parallel to the plane comprising the surface (9s) of the float (9) on which is disposed the light source (6), the slot (12) being mounted between the light source (6) and the target (11, 110). 3034866 15

11. Device according to one of claims 1 to 10, wherein the processing means (8) comprise a correction module adapted to apply a correction factor to the measurement made according to the density of the liquid (L) in the container (C). 5

12. Device according to one of claims 1 to 11, comprising a means for measuring the depression of the float (9) in the liquid (L).

13. Container (C) comprising an absolute optical measuring device (1) according to one of claims 1 to 12.