FR3051040A1 - CONNECTED APPARATUS FOR MONITORING A LEVEL OF GAS IN A CONTAINER SUCH AS A BOTTLE OF GAS, WITH ENERGY RECOVERY. - Google Patents

CONNECTED APPARATUS FOR MONITORING A LEVEL OF GAS IN A CONTAINER SUCH AS A BOTTLE OF GAS, WITH ENERGY RECOVERY. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un appareil (100) de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, tel qu'une bouteille de gaz (200), l'appareil comprenant un dispositif (110) connecté de capture de niveau de gaz avec un capteur de niveau de gaz (110A) et des moyens de communication sans fil (110B). Selon l'invention, l'appareil comprend en outre : - un dispositif de conversion d'énergie (120), pour convertir en énergie électrique l'énergie cinétique d'un gaz lorsqu'il sort du récipient ; et - une liaison électrique filaire (130), reliant le dispositif de conversion d'énergie (120) et le dispositif connecté de capture de niveau de gaz (110). On peut ainsi alimenter électriquement le dispositif connecté de capture de niveau de gaz, à l'aide du dispositif de conversion d'énergie.An apparatus (100) for monitoring a level of gas within a vessel for receiving a liquid phase gas, such as a gas cylinder (200), the apparatus comprising a device (110) gas level capture connected with a gas level sensor (110A) and wireless communication means (110B). According to the invention, the apparatus further comprises: - an energy conversion device (120), for converting into kinetic energy the kinetic energy of a gas as it leaves the container; and a wired electrical connection (130) connecting the energy conversion device (120) and the connected gas level capture device (110). It is thus possible to power the connected gas level capture device electrically using the energy conversion device.

Description

APPAREIL CONNECTÉ DE SUIVI D'UN NIVEAU DE GAZ DANS UN RÉCIPIENT TEL QU'UNE BOUTEILLE DE GAZ, AVEC RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIE.APPARATUS CONNECTED WITH MONITORING A LEVEL OF GAS IN A CONTAINER SUCH AS A BOTTLE OF GAS, WITH RECOVERY OF ENERGY.

DESCRIPTIONDESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des appareils de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, et plus particulièrement des appareils dits connectés, adaptés à transmettre des données de suivi de niveau de gaz à l'aide de moyens de communication sans fil.TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of devices for monitoring a level of gas inside a container for receiving a gas in the liquid phase, and more particularly so-called connected devices, adapted to transmit data for monitoring gas level using wireless communication means.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART

On connaît dans l'art antérieur un appareil destiné à être installé sur une bouteille de gaz, pour suivre à distance le niveau de gaz dans la bouteille, et plus particulièrement pour être informé à distance lorsque ce niveau de gaz atteint un seuil prédéterminé.In the prior art, an apparatus is known for being installed on a gas cylinder, for remotely monitoring the level of gas in the bottle, and more particularly for being remotely informed when this gas level reaches a predetermined threshold.

Un tel appareil est décrit dans la demande de brevet WO 2011/000067 et comprend notamment deux capteurs de température, pour mesurer une différence de température juste au-dessus et juste en-dessous d'un seuil prédéterminé dans la bouteille de gaz, et un transmetteur pour transmettre à un serveur la différence de température mesurée, lorsque celle-ci est supérieure à 1°C.Such an apparatus is described in the patent application WO 2011/000067 and comprises in particular two temperature sensors, for measuring a difference in temperature just above and just below a predetermined threshold in the gas bottle, and a transmitter for transmitting to a server the measured temperature difference, when it is greater than 1 ° C.

La transmission d'information utilise de préférence une ligne téléphonique.The transmission of information preferably uses a telephone line.

Les capteurs de température sont disposés chacun contre la surface externe de la bouteille de gaz. Ils forment ensemble un capteur de niveau de gaz, en exploitant le fait que la température mesurée diffère selon que le capteur de température se trouve ou non au regard du gaz liquide stocké dans la bouteille de gaz. Lorsque la différence entre les températures mesurées par les deux capteurs est supérieure à 1°C, on sait que le niveau de gaz liquide dans la bouteille est situé entre les deux capteurs.The temperature sensors are each disposed against the outer surface of the gas cylinder. Together they form a gas level sensor, exploiting the fact that the measured temperature differs depending on whether the temperature sensor is located with respect to the liquid gas stored in the gas cylinder. When the difference between the temperatures measured by the two sensors is greater than 1 ° C, it is known that the level of liquid gas in the bottle is located between the two sensors.

Cette information est transmise au serveur, pour informer un distributeur que la bouteille de gaz a atteint son niveau de réserve.This information is transmitted to the server to inform a distributor that the gas cylinder has reached its reserve level.

Connaissant les différents clients ayant atteint le niveau de réserve, le distributeur peut planifier un itinéraire optimal pour les réapprovisionner.Knowing the different customers who have reached the reserve level, the distributor can plan an optimal route to replenish them.

Les capteurs de température et le transmetteur sont alimentés électriquement par une batterie, et éventuellement par la ligne téléphonique. L'autonomie de l'appareil de suivi d'un niveau de gaz est alors fonction de la capacité de stockage de la batterie, et de la consommation énergétique de l'appareil.The temperature sensors and the transmitter are electrically powered by a battery, and possibly by the telephone line. The autonomy of the device for monitoring a gas level is then a function of the storage capacity of the battery, and the energy consumption of the device.

Un objectif de la présente invention est de proposer un appareil de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, pouvant présenter une plus grande autonomie énergétique que les appareils de l'art antérieur.An object of the present invention is to provide an apparatus for monitoring a level of gas inside a container for receiving a gas in the liquid phase, which may have a greater energy autonomy than the apparatuses of the prior art. .

EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

Cet objectif est atteint avec un appareil de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une bouteille de gaz, l'appareil comprenant un dispositif connecté de capture de niveau de gaz qui présente : un capteur de niveau de gaz, pour localiser une interface entre un gaz en phase liquide et un gaz en phase gazeuse à l'intérieur du récipient ; et des moyens de communication sans fil, configurés pour l'émission d'un signal relatif à des données mesurées par le capteur de niveau de gaz.This objective is achieved with a device for monitoring a level of gas inside a container for receiving a gas in the liquid phase, in particular a gas cylinder, the apparatus comprising a connected level capture device. gas which has: a gas level sensor for locating an interface between a liquid phase gas and a gas phase gas within the container; and wireless communication means configured to transmit a signal relating to data measured by the gas level sensor.

Selon l'invention, l'appareil comprend en outre : un dispositif de conversion d'énergie, pour convertir en énergie électrique l'énergie cinétique d'un gaz lorsqu'il sort du récipient ; et une liaison électrique filaire, reliant le dispositif de conversion d'énergie et le dispositif connecté de capture de niveau de gaz, pour l'alimentation électrique du dispositif connecté de capture de niveau de gaz par le dispositif de conversion d'énergie.According to the invention, the apparatus further comprises: an energy converting device, for converting into kinetic energy the kinetic energy of a gas as it leaves the container; and a wired electrical connection, connecting the energy conversion device and the connected gas level capture device, for the power supply of the connected gas level capture device by the energy conversion device.

Le dispositif de conversion d'énergie permet d'utiliser l'énergie cinétique d'un flux gazeux en sortie du récipient, pour la convertir en énergie électrique.The energy conversion device makes it possible to use the kinetic energy of a gas stream at the outlet of the container to convert it into electrical energy.

Cette énergie électrique est fournie au dispositif connecté de capture de niveau de gaz, ce qui permet d'augmenter l'autonomie en énergie de l'appareil selon l'invention.This electrical energy is supplied to the connected gas level capture device, which makes it possible to increase the energy autonomy of the apparatus according to the invention.

En particulier, cette énergie électrique peut être fournie au dispositif connecté de capture de niveau de gaz, pour recharger au moins partiellement une batterie de celui-ci.In particular, this electrical energy can be supplied to the connected gas level capture device, to at least partially recharge a battery thereof.

Ainsi, au lieu de proposer une batterie offrant de plus grandes capacités de stockage, l'invention se propose d'exploiter une source d'énergie annexe.Thus, instead of proposing a battery offering greater storage capacity, the invention proposes to exploit an auxiliary energy source.

Plutôt que de se tourner vers une source d'énergie annexe nécessitant de se raccorder à un réseau extérieur, par exemple via l'utilisation de l'énergie d'une ligne téléphonique, l'idée astucieuse à la base de l'invention consiste à exploiter l'énergie cinétique d'un flux de gaz, s'écoulant hors du récipient pouvant recevoir un gaz en phase liquide.Rather than turning to an auxiliary energy source requiring connection to an external network, for example via the use of the energy of a telephone line, the clever idea underlying the invention consists in exploiting the kinetic energy of a flow of gas flowing out of the container that can receive a gas in the liquid phase.

Cette énergie peut être disponible quelles que soient les conditions de stockage du récipient sur lequel est monté l'appareil selon l'invention, même à l'abri de la lumière ou du vent.This energy can be available whatever the storage conditions of the container on which the apparatus according to the invention is mounted, even in the absence of light or wind.

De préférence, le dispositif de conversion d'énergie comprend un conduit, une turbine disposée à l'intérieur dudit conduit, et un alternateur.Preferably, the energy conversion device comprises a duct, a turbine disposed inside said duct, and an alternator.

Selon un premier mode de réalisation, la turbine comprend une roue aubagée. L'alternateur peut comprendre un élément stator annulaire, et au moins un élément rotor annulaire, l'élément rotor annulaire étant monté solidaire de la roue aubagée et étant muni d'une série d'aimants disposés en anneau au regard de l'élément stator.According to a first embodiment, the turbine comprises a bladed wheel. The alternator may comprise an annular stator element, and at least one annular rotor element, the annular rotor element being mounted integral with the bladed wheel and being provided with a series of magnets arranged in a ring with respect to the stator element. .

Selon un deuxième mode de réalisation, la turbine est une turbine sphérique.According to a second embodiment, the turbine is a spherical turbine.

Le dispositif de conversion d'énergie peut être disposé à l'intérieur d'un boîtier muni d'un premier raccord pour la fixation du boîtier en sortie du récipient.The energy conversion device may be disposed within a housing provided with a first connector for fixing the housing at the outlet of the container.

Le boîtier peut être muni d'un second raccord pour la fixation du boîtier à un détendeur.The housing may be provided with a second connector for attaching the housing to a regulator.

De préférence, le dispositif connecté de capture de niveau de gaz est muni de moyens de fixation au récipient, configurés pour fixer le capteur niveau de gaz contre une surface externe dudit récipient.Preferably, the connected gas level capture device is provided with container attachment means configured to attach the gas level sensor to an outer surface of said container.

Le capteur de niveau de gaz est avantageusement configuré pour déterminer la position de l'interface entre un gaz en phase liquide et un gaz en phase gazeuse, relativement à au moins une position de seuil prédéterminée.The gas level sensor is advantageously configured to determine the position of the interface between a liquid phase gas and a gas phase gas, relative to at least one predetermined threshold position.

Selon un mode de réalisation avantageux, le capteur de niveau de gaz est un capteur à ultrason, comprenant : au moins un émetteur-récepteur ultrason, pour l'émission d'un signal dit sonde, et la réception d'un signal dit retour correspondant à la réflexion du signal sonde sur un obstacle ; et un calculateur, configuré pour calculer un retard entre l'émission du signal sonde et la réception du signal retour.According to an advantageous embodiment, the gas level sensor is an ultrasound sensor, comprising: at least one ultrasonic transceiver, for the transmission of a signal called probe, and the reception of a corresponding return signal at the reflection of the signal probe on an obstacle; and a calculator configured to calculate a delay between the sending of the probe signal and the reception of the return signal.

Avantageusement, le capteur de niveau de gaz comprend : un premier émetteur-récepteur ultrason, pour l'émission d'un premier signal sonde, et la réception d'un premier signal retour correspondant à la réflexion du premier signal sonde sur un obstacle ; un second émetteur-récepteur ultrason, pour l'émission d'un second signal sonde, et la réception d'un second signal retour correspondant à la réflexion du second signal sonde sur un obstacle ; le calculateur étant configuré pour calculer un premier retard entre l'émission du premier signal sonde et la réception du premier signal retour, pour calculer un second retard entre l'émission du second signal sonde et la réception du second signal retour, et pour comparer le premier retard et le second retard.Advantageously, the gas level sensor comprises: a first ultrasonic transceiver, for transmitting a first probe signal, and receiving a first return signal corresponding to the reflection of the first probe signal on an obstacle; a second ultrasonic transceiver for transmitting a second probe signal, and receiving a second return signal corresponding to reflection of the second probe signal on an obstacle; the computer being configured to calculate a first delay between the transmission of the first probe signal and the reception of the first feedback signal, to calculate a second delay between the emission of the second probe signal and the reception of the second feedback signal, and to compare the first delay and the second delay.

De préférence, les moyens de communication sans fil sont des moyens de communication bidirectionnels. L'invention couvre également un ensemble comprenant un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une bouteille de gaz, et un appareil selon l'invention, installé sur ledit récipient. L'invention couvre aussi un système de suivi de niveaux de gaz à l'intérieur d'une pluralité de récipients pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une pluralité de bouteilles de gaz, comprenant une pluralité d'appareils selon l'invention, et un serveur de récupération de données, configuré pour recevoir et stocker les données des signaux envoyés par les moyens de communication sans fil respectifs de chaque appareil.Preferably, the wireless communication means are bidirectional communication means. The invention also covers an assembly comprising a container for receiving a gas in the liquid phase, in particular a gas cylinder, and an apparatus according to the invention, installed on said container. The invention also covers a gas level monitoring system within a plurality of containers for receiving a liquid phase gas, in particular a plurality of gas cylinders, comprising a plurality of apparatuses according to the invention. , and a data recovery server, configured to receive and store the data of the signals sent by the respective wireless communication means of each apparatus.

Le système peut comprendre au moins un serveur de service, pour le traitement des données récupérées et stockées par le serveur de récupération de données.The system may include at least one service server for processing data retrieved and stored by the data recovery server.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 illustre de façon schématique un appareil selon l'invention de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'une bouteille de gaz ; la figure 2 illustre, selon une vue en perspective, l'appareil de la figure 1 installé sur une bouteille de gaz ; les figures 3A à 3C illustrent plus particulièrement un exemple d'un dispositif de conversion d'énergie mis en œuvre dans un appareil selon l'invention ; la figure 4 illustre plus particulièrement un exemple d'un dispositif connecté de capture de niveau de gaz mis en œuvre dans un appareil selon l'invention ; et la figure 5 illustre de façon schématique un système selon l'invention de suivi de niveaux de gaz à l'intérieur d'une pluralité de bouteilles de gaz.The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments given purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 schematically illustrates an apparatus according to the invention of tracking a level of gas inside a gas cylinder; Figure 2 illustrates, in a perspective view, the apparatus of Figure 1 installed on a gas cylinder; FIGS. 3A to 3C illustrate more particularly an example of an energy conversion device implemented in an apparatus according to the invention; FIG. 4 illustrates more particularly an example of a connected gas level capture device implemented in an apparatus according to the invention; and Figure 5 schematically illustrates a system according to the invention for monitoring gas levels within a plurality of gas cylinders.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

La figure 1 illustre, de façon schématique, un exemple d'un appareil 100 selon l'invention, de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une bouteille de gaz 200.FIG. 1 schematically illustrates an example of an apparatus 100 according to the invention for monitoring a level of gas inside a container for receiving a gas in the liquid phase, in particular a bottle of gas 200.

Selon l'invention, le récipient peut désigner tout récipient destiné au stockage de gaz sous forme liquide, en particulier une bouteille de gaz.According to the invention, the container may designate any container for storing gas in liquid form, in particular a gas cylinder.

Il peut s'agir par exemple, et de manière non limitative, d'une bouteille de gaz adaptée à stocker moins de 40 kg de gaz, par exemple 35 kg de propane liquide, ou 13 kg de propane liquide.It may be for example, and not limited to, a gas cylinder adapted to store less than 40 kg of gas, for example 35 kg of liquid propane, or 13 kg of liquid propane.

Dans toute la suite, on prend l'exemple d'une bouteille de gaz. Le gaz est par exemple du propane. L'appareil 100 comprend un dispositif 110 connecté de capture de niveau de gaz.In the following, we take the example of a gas bottle. The gas is, for example, propane. The apparatus 100 includes a connected gas level capture device 110.

Le dispositif 110 comprend plus particulièrement un capteur de niveau de gaz 110A, et des moyens de communication sans fil 110B, intégrés ici dans un même boîtier.The device 110 more particularly comprises a gas level sensor 110A, and wireless communication means 110B, integrated here in the same housing.

Le capteur de niveau de gaz 110A est configuré pour localiser une interface 201 entre le gaz en phase liquide stocké à l'intérieur de la bouteille de gaz 200, et le milieu gazeux à l'intérieur de ladite bouteille 200.The gas level sensor 110A is configured to locate an interface 201 between the liquid phase gas stored inside the gas cylinder 200, and the gaseous medium within said cylinder 200.

La localisation de l'interface 201 consiste avantageusement à déterminer si celle-ci se trouve à l'intérieur d'une région prédéterminée, délimitée par deux seuils prédéterminés.The location of the interface 201 advantageously consists in determining whether it lies within a predetermined region delimited by two predetermined thresholds.

En variante, la localisation de l'interface 201 peut consister à déterminer si celle-ci se trouve au-dessus ou au-dessous d'un seuil prédéterminé.Alternatively, the location of the interface 201 may be to determine whether it is above or below a predetermined threshold.

Selon une autre variante, la localisation de l'interface 201 peut consister à déterminer une distance entre l'interface et une référence sur la bouteille de gaz, par exemple une distance relativement au fond de la bouteille de gaz.According to another variant, the location of the interface 201 may consist in determining a distance between the interface and a reference on the gas bottle, for example a distance relative to the bottom of the gas cylinder.

Le capteur de niveau de gaz 110A s'étend exclusivement à l'extérieur de la bouteille de gaz 200.The gas level sensor 110A extends exclusively outside the gas cylinder 200.

Il est configuré pour se fixer contre une surface externe de la bouteille de gaz 200, et pour mesurer un niveau de gaz à l'intérieur de celle-ci depuis l'extérieur.It is configured to mount against an outer surface of the gas cylinder 200, and to measure a level of gas therein from the outside.

Ainsi, la bouteille de gaz 200 n'est pas percée ou modifiée pour laisser passer un élément sensible à l'intérieur de celle-ci. La mesure de niveau de gaz n'implique aucune modification pour une bouteille standard ni aucune insertion d'objet à l'intérieur de la bouteille.Thus, the gas bottle 200 is not pierced or modified to pass a sensitive element inside thereof. The gas level measurement does not imply any modification for a standard bottle or any object insertion inside the bottle.

Pour assurer cette fixation du capteur de niveau de gaz 110A, le dispositif connecté de capture de niveau de gaz est muni de moyens de fixation HOC.To ensure this setting of the gas level sensor 110A, the connected gas level capture device is provided with HOC fixing means.

Ici, le capteur de niveau de gaz 110A et les moyens de communication sans fil sont intégrés dans un même boîtier, qui est muni de ces moyens de fixation HOC.Here, the gas level sensor 110A and the wireless communication means are integrated in the same housing, which is provided with these HOC fixing means.

Les moyens de fixation HOC sont par exemple un aimant (comme illustré en figure 1), ou une sangle entourant la bouteille 200, ou un simple adhésif, tout autre moyen de fixation.The HOC fixing means are for example a magnet (as illustrated in FIG. 1), or a strap surrounding the bottle 200, or a simple adhesive, any other fixing means.

De préférence, ces moyens de fixation n'autorisent aucun mouvement du capteur de niveau de gaz relativement à la bouteille 200.Preferably, these fixing means do not allow any movement of the gas level sensor relative to the bottle 200.

Les moyens de communication sans fil 110B sont configurés pour l'envoi de données relatives à des mesures réalisées par le capteur de niveau de gaz 110A.The wireless communication means 110B are configured to send data relating to measurements made by the gas level sensor 110A.

Ces données peuvent comprendre des mesures brutes, fournies par le capteur de niveau de gaz, et/ou des signaux d'alerte formulés à partir de ces mesures brutes (par exemple un signal d'alerte formulé lorsque le niveau de gaz passe sous un seuil prédéterminé).This data may include raw measurements, provided by the gas level sensor, and / or warning signals formulated from these raw measurements (eg a warning signal formulated when the gas level falls below a threshold). predetermined).

Les données peuvent être envoyées en temps réel, ou en temps différé après une période de stockage dans une mémoire du dispositif 110. L'envoi de données peut être réalisé en continu, ou par intermittence, selon une fréquence prédéterminée, ou en réponse à une sollicitation extérieure, ou en fonction des données mesurées par le capteur 110A (par exemple uniquement lorsque le niveau mesuré est inférieur à un seuil prédéterminé, ou lorsqu'une modification du niveau de gaz est mesurée).The data can be sent in real time, or in deferred time after a period of storage in a memory of the device 110. The sending of data can be carried out continuously, or intermittently, according to a predetermined frequency, or in response to a external stress, or according to the data measured by the sensor 110A (for example only when the measured level is below a predetermined threshold, or when a change in the gas level is measured).

De manière avantageuse, l'envoi de données peut-être réalisé uniquement lorsqu'une consommation de gaz est mesurée, afin que la consommation d'énergie associée à l'envoi de données soit compensée au moins partiellement par la récupération d'énergie telle que décrite dans la suite.Advantageously, the sending of data can be carried out only when a consumption of gas is measured, so that the energy consumption associated with the sending of data is at least partially compensated for by the recovery of energy such as described below.

Les moyens de communication sans fil 110B peuvent être configurés pour établir une communication bidirectionnelle, permettant également la réception de données provenant de l'extérieur.The wireless communication means 110B can be configured to establish two-way communication, also allowing reception of data from outside.

Ces données provenant de l'extérieur peuvent comprendre des données de mise à jour d'un logiciel mis en œuvre au sein du dispositif 110. Il peut s'agir de mettre à jour un mode de calcul de niveau de gaz, ou de mettre à jour des règles de transmission de données à l'aide des moyens de communication sans fil 110B.This externally derived data may include software update data implemented within the device 110. It may be to update a gas level calculation mode, or to update day data transmission rules using the 110B wireless communication means.

Les moyens de communication sans fil 110B peuvent comprendre un émetteur-récepteur, ou un simple émetteur, répondant par exemple à la norme GPRS (General Packet Radio Service), ou GSM (Global System for Mobile Communications), ou SMS (Short Message Service), ou 3G ou LTE.The 110B wireless communication means may comprise a transceiver, or a simple transmitter, responding for example to the General Packet Radio Service (GPRS) standard, or GSM (Global System for Mobile Communications), or SMS (Short Message Service) , or 3G or LTE.

Le dispositif 110 connecté de capture de niveau de gaz comprend également un système de gestion de l'énergie 110D, comprenant une batterie rechargeable pour l'alimentation électrique du capteur de niveau de gaz 110A et des moyens de communication sans fil 110B.The connected gas level capture device 110 also includes a power management system 110D, comprising a rechargeable battery for the power supply of the gas level sensor 110A and wireless communication means 110B.

Le dispositif 110 connecté de capture de niveau de gaz permet de suivre l'évolution du niveau de gaz liquide à l'intérieur de la bouteille 200, et de transmettre des données de suivi par une voie non filaire.The connected device 110 for capturing gas level makes it possible to follow the evolution of the level of liquid gas inside the bottle 200, and to transmit tracking data via a non-wired channel.

En fonctionnement, il n'est pas relié au secteur, ou à un autre réseau d'alimentation énergétique, et forme ainsi un dispositif autonome en énergie grâce à la batterie du système de gestion de l'énergie 110D.In operation, it is not connected to the mains, or to another energy supply network, and thus forms an autonomous energy device thanks to the battery of the 110D energy management system.

Selon l'invention, l'appareil de suivi de niveau de gaz comprend en outre un dispositif de conversion d'énergie 120, relié au dispositif 110 par un câble électrique 130.According to the invention, the gas level monitoring apparatus further comprises a power conversion device 120 connected to the device 110 by an electric cable 130.

Le dispositif de conversion d'énergie 120 est disposé en sortie de la bouteille de gaz 200. Il est configuré pour exploiter l'énergie cinétique d'un flux de gaz en phase gazeuse qui sort de la bouteille de gaz, lorsque la bouteille est ouverte. En particulier, il est configuré pour convertir cette énergie cinétique en énergie électrique, en utilisant au moins une turbine entraînée en rotation par ce flux de gaz. L'énergie mécanique associée à ce mouvement de rotation peut ainsi être convertie en énergie électrique au sein d'un système de type turbine et alternateur.The energy converting device 120 is disposed at the outlet of the gas bottle 200. It is configured to exploit the kinetic energy of a gas phase gas stream that leaves the gas cylinder when the bottle is opened. . In particular, it is configured to convert this kinetic energy into electrical energy, using at least one turbine driven in rotation by this gas flow. The mechanical energy associated with this rotational movement can thus be converted into electrical energy within a turbine and alternator type system.

Le câble électrique 130 s'étend directement entre le dispositif 120 de conversion d'énergie et le dispositif 110, et plus particulièrement entre le dispositif 120 de conversion d'énergie et le système de gestion de l'énergie 110D.The electrical cable 130 extends directly between the energy conversion device 120 and the device 110, and more particularly between the energy conversion device 120 and the energy management system 110D.

Ainsi, l'énergie cinétique du flux de gaz en sortie de la bouteille de gaz 200 est recyclée pour alimenter directement le dispositif 110. En particulier, l'énergie cinétique du flux de gaz en sortie de la bouteille de gaz 200 recharge au moins partiellement la batterie du système de gestion de l'énergie 110D. On peut ainsi augmenter une durée de vie de la batterie.Thus, the kinetic energy of the gas stream at the outlet of the gas bottle 200 is recycled to supply the device 110 directly. In particular, the kinetic energy of the gas flow at the outlet of the gas cylinder 200 at least partially recharges the battery of the 110D energy management system. It can thus increase a battery life.

On réalise ainsi un appareil 100 de suivi de niveau de gaz présentant une autonomie énergétique accrue, la consommation électrique de l'appareil étant au moins partiellement compensée par la production électrique de ce même appareil, et l'énergie électrique produite étant utilisée uniquement pour les besoins propres de l'appareil.This produces a device 100 for monitoring the gas level with increased energy autonomy, the power consumption of the device being at least partially offset by the electrical production of the same device, and the electrical energy produced being used only for needs of the device.

De préférence, le dispositif de conversion d'énergie 120 est disposé entre la sortie de la bouteille de gaz et un détendeur 300, c'est-à-dire en amont du détendeur 300. La turbine du dispositif de conversion d'énergie 120 se trouve alors positionnée entre l'ouverture de sortie de la bouteille de gaz, et le détendeur 300. La turbine s'étend alors là où l'énergie cinétique du flux de gaz est maximale, la pression en sortie d'une bouteille de propane étant d'environ 1,75 bar, alors qu'elle n'est que de 37 mbar en sortie d'un détendeur courant. A la figure 1, on a représenté en traits pleins l'appareil 100 de suivi de niveau de gaz selon l'invention. La bouteille de gaz 200, et l'éventuel détendeur 300, n'appartiennent pas à l'appareil 100 selon l'invention.Preferably, the energy converting device 120 is disposed between the outlet of the gas bottle and a pressure reducer 300, that is to say upstream of the expander 300. The turbine of the energy conversion device 120 becomes is then positioned between the outlet opening of the gas cylinder, and the expander 300. The turbine then extends where the kinetic energy of the gas flow is maximum, the outlet pressure of a propane cylinder being about 1.75 bar, while it is only 37 mbar output of a current regulator. In Figure 1, there is shown in solid lines the gas level monitoring apparatus 100 according to the invention. The gas cylinder 200, and the optional regulator 300, do not belong to the apparatus 100 according to the invention.

Cependant, l'invention peut comprendre également l'ensemble comprenant la bouteille de gaz 200 et l'appareil 100 selon l'invention installé sur ladite bouteille, ainsi que, le cas échéant, un détendeur 300.However, the invention may also comprise the assembly comprising the gas bottle 200 and the apparatus 100 according to the invention installed on said bottle, as well as, where appropriate, a pressure reducer 300.

La figure 2 illustre, selon une vue en perspective, l'appareil 100 selon l'invention installé sur la bouteille de gaz 200, le dispositif de conversion d'énergie 120 étant disposé entre la sortie de la bouteille de gaz et un détendeur 300.FIG. 2 illustrates, in a perspective view, the apparatus 100 according to the invention installed on the gas bottle 200, the energy conversion device 120 being disposed between the outlet of the gas bottle and an expander 300.

Chaque appareil selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de géolocalisation, non représentés, et être configuré pour transmettre des données de géolocalisation grâce aux moyens de communication sans fil.Each device according to the invention may further comprise geolocation means, not shown, and be configured to transmit geolocation data by means of wireless communication means.

Les figures 3A à 3C illustrent plus particulièrement un exemple d'un dispositif 120 de conversion d'énergie, mis en oeuvre dans un appareil selon l'invention.FIGS. 3A to 3C illustrate more particularly an example of a device 120 for converting energy, implemented in an apparatus according to the invention.

Dans cet exemple, la turbine est constituée d'une roue aubagée 121, qui s'étend à l'intérieur d'un conduit 122.In this example, the turbine consists of a bladed wheel 121, which extends inside a duct 122.

Le conduit 122 est configuré pour se raccorder à la sortie de la bouteille de gaz, de sorte que la roue aubagée 121 soit mise en rotation par le flux de gaz sortant de la bouteille de gaz.The conduit 122 is configured to connect to the outlet of the gas cylinder so that the bladed wheel 121 is rotated by the gas stream exiting the gas cylinder.

La roue aubagée 121 comprend une série de pales, dont la forme est adaptée ici pour qu'un écoulement de fluide selon un axe sensiblement orthogonal au plan de la roue aubagée, entraîne celle-ci en rotation autour d'un axe orthogonal à ce même plan.The bladed wheel 121 comprises a series of blades, whose shape is adapted here so that a flow of fluid along an axis substantially orthogonal to the plane of the bladed wheel, causes it to rotate about an axis orthogonal to the same plan.

En particulier, l'axe de rotation de la roue aubagée 121 s'étend parallèle au conduit 122.In particular, the axis of rotation of the bladed wheel 121 extends parallel to the duct 122.

La roue aubagée 121 est montée solidaire d'un arbre 123 passant par le centre de la roue aubagée, et s'étendant parallèle à l'axe de rotation de la roue aubagée, de manière à former une turbine.The bladed wheel 121 is mounted integral with a shaft 123 passing through the center of the bladed wheel, and extending parallel to the axis of rotation of the bladed wheel, so as to form a turbine.

Les dimensions de la roue aubagée sont adaptées aux dimensions courantes d'un conduit en sortie d'une bouteille de gaz, par exemple de diamètre externe inférieur à quelques cm, et même inférieur au cm.The dimensions of the bladed wheel are adapted to the current dimensions of a duct at the outlet of a gas cylinder, for example of outside diameter of less than a few cm, and even less than cm.

Le diamètre externe de la roue aubagée est légèrement inférieur au diamètre interne du conduit, au niveau de ladite roue aubagée. La différence entre lesdits diamètres est par exemple inférieure à 2 mm. A la figure 3A, le dispositif 120 est illustré selon une vue en coupe dans un plan comprenant l'axe de rotation de la roue aubagée. Le flux de gaz est schématisé par les flèches 400.The outer diameter of the bladed wheel is slightly less than the internal diameter of the duct, at said bladed wheel. The difference between said diameters is, for example, less than 2 mm. In Figure 3A, the device 120 is illustrated in a sectional view in a plane comprising the axis of rotation of the bladed wheel. The gas flow is shown schematically by the arrows 400.

La figure 3B est une vue en coupe selon l'axe AA' représenté en figure 3A.Figure 3B is a sectional view along the axis AA 'shown in Figure 3A.

La figure 3C est une vue en coupe selon l'axe BB' représenté en figure 3A.Figure 3C is a sectional view along the axis BB 'shown in Figure 3A.

Selon l'invention, la turbine est couplée à un alternateur, pour former un turboalternateur, ou moteur électrique axial. L'alternateur comporte ici deux rotors 124, et un stator 127, présentant tous deux une forme annulaire et s'étendant à l'intérieur du conduit.According to the invention, the turbine is coupled to an alternator, to form a turboalternator, or axial electric motor. The alternator here comprises two rotors 124, and a stator 127, both having an annular shape and extending inside the conduit.

En particulier, l'arbre 123 est monté solidaire des deux rotors 124, de sorte que l'arbre 123 entraîne en rotation les rotors 124.In particular, the shaft 123 is mounted integral with the two rotors 124, so that the shaft 123 rotates the rotors 124.

Les deux rotors 124 s'étendent de part et d'autre de la roue aubagée 121, chacun dans un renfoncement 125 respectif du conduit 122.The two rotors 124 extend on either side of the bladed wheel 121, each in a respective recess 125 of the duct 122.

La figure 3C illustre le rotor 124 disposé en amont de la roue aubagée, relativement au sens d'écoulement du flux gazeux dans le conduit, depuis la sortie de la bouteille de gaz. L'autre rotor 124 est disposé en aval de la roue aubagée.Figure 3C illustrates the rotor 124 disposed upstream of the bladed wheel, relative to the direction of flow of the gas stream in the conduit, from the outlet of the gas cylinder. The other rotor 124 is disposed downstream of the bladed wheel.

Chaque rotor 124 présente une forme d'anneau, de diamètre interne supérieur au diamètre de la roue aubagée.Each rotor 124 has a ring shape with an internal diameter greater than the diameter of the bladed wheel.

Le diamètre interne de chaque rotor 124 est égal au diamètre de la portion de conduit adjacente audit rotor.The inner diameter of each rotor 124 is equal to the diameter of the conduit portion adjacent to said rotor.

Ainsi, le rotor 124 ne perturbe pas l'écoulement de fluide à l'intérieur du conduit et au travers de la roue aubagée.Thus, the rotor 124 does not disturb the flow of fluid inside the conduit and through the bladed wheel.

Chaque rotor 124 est muni d'une série d'aimants permanents 126, disposés en anneau sur la face du rotor située du côté de la roue aubagée.Each rotor 124 is provided with a series of permanent magnets 126, arranged in a ring on the face of the rotor located on the side of the bladed wheel.

Entre les deux rotors 124 s'étend un stator 127, sur lequel sont agencés des bobinages 128, et formant avec les deux rotors 124 un alternateur. Les bobinages 128 ne sont pas dessinés en figure 3B, pour ne pas surcharger la figure.Between the two rotors 124 extends a stator 127, on which are arranged windings 128, and forming with the two rotors 124 an alternator. The coils 128 are not drawn in FIG. 3B so as not to overload the figure.

Les bobinages du stator s'étendent au regard des aimants 126.The stator windings extend to the magnets 126.

Le stator 127 présente également une forme annulaire, de diamètre interne supérieur au diamètre de la roue aubagée.The stator 127 also has an annular shape, of internal diameter greater than the diameter of the bladed wheel.

Il est formé par exemple par le volume formé entre les deux renfoncements 125 dans le conduit.It is formed for example by the volume formed between the two recesses 125 in the conduit.

Les bobinages du stator sont reliés au câble électrique 130.The stator windings are connected to the electrical cable 130.

Dans l'exemple illustré aux figures 3A à 3C, l'arbre 123 est disposé à l'intérieur d'une ogive destinée à optimiser l'écoulement du gaz à l'intérieur du conduit 122.In the example illustrated in FIGS. 3A to 3C, the shaft 123 is disposed inside an ogive intended to optimize the flow of the gas inside the duct 122.

Selon une variante non représentée, le diamètre interne du conduit augmente progressivement, depuis son extrémité située du côté de la bouteille de gaz jusqu'à l'emplacement de l'alternateur et la turbine dans le conduit. Il s'agit en particulier d'augmenter progressivement le diamètre interne du conduit, jusqu'à atteindre un diamètre suffisant pour y loger une roue aubagée de dimension souhaitée.According to a variant not shown, the internal diameter of the duct increases progressively from its end located on the side of the gas cylinder to the location of the alternator and the turbine in the duct. It is in particular to gradually increase the internal diameter of the duct, until a diameter sufficient to accommodate a bladed wheel of desired size.

Par exemple, ce diamètre interne augmente progressivement de 8 mm jusqu'à 20 mm. Chaque rotor 124 présente alors par exemple un diamètre interne de 20 mm, et un diamètre externe de 32 mm.For example, this internal diameter gradually increases from 8 mm to 20 mm. Each rotor 124 then has for example an internal diameter of 20 mm, and an outer diameter of 32 mm.

En tout état de cause, le diamètre interne maximum du conduit est avantageusement inférieur à 30 mm.In any case, the maximum internal diameter of the duct is advantageously less than 30 mm.

On peut montrer que dans ces conditions, l'écoulement de gaz est bien un écoulement laminaire, favorable au fonctionnement d'une turbine.It can be shown that under these conditions, the gas flow is a laminar flow, favorable to the operation of a turbine.

On remarque que les deux rotors 124 sont reliés ensemble par une portion de cylindre entourant la roue aubagée, pour isoler les bobinages et les aimants du gaz traversant le conduit. Le matériau de cette portion de cylindre est choisi de préférence imperméable au gaz circulant dans le conduit, par exemple imperméable au propane.Note that the two rotors 124 are connected together by a cylinder portion surrounding the bladed wheel, to isolate the coils and magnets of the gas passing through the conduit. The material of this portion of the cylinder is preferably chosen to be impermeable to the gas flowing in the duct, for example impervious to propane.

De nombreuses autres variantes d'un turbo-alternateur peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l'invention, comprenant un ou plusieurs rotor(s), un ou plusieurs stator(s), une ou plusieurs roue(s) aubagée(s).Many other variants of a turbo-alternator can be implemented without departing from the scope of the invention, comprising one or more rotor (s), one or more stator (s), one or more bladed wheel (s) ( s).

Chaque rotor et chaque stator peut être annulaire, ou percé d'une série d'ouvertures traversantes autorisant le passage d'un flux de gaz, ou présenter une forme de disque de diamètre inférieur à celui du conduit pour autoriser le passage d'un flux de gaz autour du disque.Each rotor and each stator may be annular, or pierced with a series of through openings allowing the passage of a flow of gas, or have a disc shape of smaller diameter than the duct to allow the passage of a flow of gas around the disc.

Les aubes de la roue aubagée peuvent s'étendre à l'intérieur d'un cylindre délimité par un diamètre interne des rotor(s) et stator(s) annulaire(s), comme décrit ici. En variante, les aubes de la roue aubagée peuvent s'étendre à l'extérieur d'un cylindre, à l'intérieur duquel s'étendent les aimants permanents et bobinages des stator(s) et rotor(s).The blades of the bladed wheel may extend inside a cylinder delimited by an internal diameter of the rotor (s) and stator (s) annular (s), as described herein. Alternatively, the blades of the bladed wheel can extend outside a cylinder, inside which extend the permanent magnets and windings of the stator (s) and rotor (s).

Ces différentes variantes sont adaptées pour que l'écoulement de gaz traversant le conduit d'une extrémité à l'autre soit un écoulement laminaire, sans turbulence. L'homme du métier saura trouver dans l'état de l'art toutes les indications nécessaires à la réalisation d'une turbine miniaturisée, l'idée novatrice résidant non pas dans la turbine en elle-même, mais dans un appareil de suivi de niveau de gaz incluant une telle turbine.These different variants are adapted so that the flow of gas passing through the conduit from one end to the other is a laminar flow, without turbulence. The skilled person will be able to find in the state of the art all the indications necessary for the realization of a miniaturized turbine, the innovative idea residing not in the turbine itself, but in a monitoring device. gas level including such a turbine.

On peut citer par exemple l'article de Andrew S. HOLMES &amp; al., “SELF-POWERED WIRELESS SENSOR FOR DUCT MONITORING", PowerMEMS 2010, Leuven, Belgique, Décembre 1-3 2010, pp 115-118, qui décrit un exemple d'une telle turbine miniaturisée.For example, the article by Andrew S. HOLMES &amp; al., "SELF-POWERED WIRELESS SENSOR FOR DUCT MONITORING", PowerMEMS 2010, Leuven, Belgium, December 1-3, 2010, pp 115-118, which describes an example of such a miniaturized turbine.

Selon un autre mode de réalisation, non représenté, la turbine n'est pas formée par une roue aubagée, mais par une turbine sphérique, dont l'axe de rotation est orthogonal à l'axe longitudinal du conduit. La turbine entraîne un alternateur, qui est logé à l'extérieur du conduit, et qui n'entoure pas la turbine en suivant la forme cylindrique du conduit. L'alternateur peut alors être entièrement isolé du gaz s'écoulant dans le conduit.According to another embodiment, not shown, the turbine is not formed by a bladed wheel, but by a spherical turbine, whose axis of rotation is orthogonal to the longitudinal axis of the duct. The turbine drives an alternator, which is housed outside the conduit, and which does not surround the turbine in the cylindrical shape of the conduit. The alternator can then be completely isolated from the gas flowing in the conduit.

Une telle turbine sphérique est utilisée par exemple, mais dans un contexte totalement différent, par la société Lucid Energy ™, à l'intérieur de conduites d'eau de grandes dimensions, destinées par exemple à l'agriculture.Such a spherical turbine is used for example, but in a totally different context, by the company Lucid Energy ™, inside large water pipes, intended for example for agriculture.

Dans chacun de ces modes de réalisation, on peut s'affranchir d'un détendeur grâce à une augmentation progressive du diamètre interne du conduit. Cette augmentation du diamètre interne permet à la fois de réduire la vitesse d'écoulement du gaz dans le conduit, par effet Venturi, et de loger une turbine de grandes dimensions à l'intérieur de la conduite.In each of these embodiments, a regulator can be dispensed with by a progressive increase in the internal diameter of the duct. This increase in the internal diameter makes it possible both to reduce the flow velocity of the gas in the duct, by the Venturi effect, and to house a large turbine inside the duct.

Le dispositif 120 de conversion d'énergie est intégré à l'intérieur d'un boîtier 129, traversé de part en part par le conduit 122.The energy conversion device 120 is integrated inside a housing 129, through which the duct 122 passes right through.

Le boîtier 129 comprend un premier raccord 129A, pour la fixation du boîtier 129 en sortie de la bouteille de gaz.The housing 129 includes a first connector 129A, for fixing the housing 129 at the outlet of the gas cylinder.

Le premier raccord 129A est configuré pour la fixation du boîtier 129 en sortie de la bouteille de gaz, en particulier directement au robinet de la bouteille de gaz, ou via un conduit intermédiaire fixé à ce robinet.The first connector 129A is configured for fixing the housing 129 at the outlet of the gas cylinder, in particular directly to the valve of the gas cylinder, or via an intermediate duct attached to this valve.

Le premier raccord 129A permet d'assurer l'assemblage mécanique sans fuite de gaz, entre deux éléments de tuyauterie, ici le robinet ou le conduit intermédiaire, et le conduit 122.The first connector 129A makes it possible to ensure the mechanical assembly without leakage of gas, between two pipe elements, here the valve or the intermediate duct, and the duct 122.

Le premier raccord 129A comprend par exemple un filetage, destiné à coopérer avec un filetage complémentaire en sortie de la bouteille de gaz.The first connector 129A comprises, for example, a thread intended to cooperate with a complementary thread at the outlet of the gas bottle.

Selon le mode de réalisation avantageux tel qu'illustré en figure 3A, le boîtier 129 comprend en outre un second raccord 129B, pour la fixation du boîtier 129 à l'entrée d'un détendeur 300 (voir figure 1).According to the advantageous embodiment as shown in Figure 3A, the housing 129 further comprises a second connector 129B, for fixing the housing 129 to the inlet of a pressure reducer 300 (see Figure 1).

Le second raccord 129B comprend par exemple un filetage, destiné à coopérer avec un filetage complémentaire du détendeur.The second connector 129B comprises for example a thread, intended to cooperate with a complementary thread of the expander.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, un exemple particulier d'un dispositif connecté de capture de niveau de gaz 110.A particular example of a connected gas level capture device 110 will now be described with reference to FIG.

On a représenté, comme à la figure 1 : l'aimant HOC de maintien contre la bouteille de gaz ; et le système de gestion de l'énergie 110D, comprenant la batterie qui est rechargée au moins partiellement par le dispositif de conversion d'énergie et qui alimente les différents éléments du dispositif 110.As shown in FIG. 1, there is shown: the holding magnet HOC against the gas bottle; and the energy management system 110D, comprising the battery which is recharged at least partially by the energy conversion device and which supplies the various elements of the device 110.

Le dispositif 110 comprend également un capteur de niveau de gaz 110A.The device 110 also includes a gas level sensor 110A.

Le capteur de niveau de gaz 110A comprend un émetteur-récepteur ultrason 112A, dont l'entrée-sortie est dirigée vers l'intérieur de la bouteille de gaz 200. L'émetteur-récepteur ultrason 112A est appliqué contre une paroi 202 de la bouteille de gaz, à l'extérieur de la bouteille.The gas level sensor 110A comprises an ultrasonic transceiver 112A, whose input-output is directed towards the inside of the gas bottle 200. The ultrasonic transceiver 112A is applied against a wall 202 of the bottle of gas, outside the bottle.

Il est configuré pour émettre un signal ultrason, dit signal sonde 501, vers l'intérieur de la bouteille de gaz.It is configured to emit an ultrasonic signal, called probe signal 501, to the inside of the gas cylinder.

Le signal sonde 501 traverse la paroi 202 de la bouteille de gaz contre laquelle s'appuie l'émetteur-récepteur ultrason 112A, puis se propage à l'intérieur de la bouteille, en traversant un milieu gazeux ou liquide selon le niveau de gaz liquide dans la bouteille.The probe signal 501 passes through the wall 202 of the gas cylinder against which the ultrasound transceiver 112A rests and then propagates inside the bottle, passing through a gaseous or liquid medium depending on the level of liquid gas. in the bottle.

Avantageusement, l'émetteur-récepteur ultrason 112A est configuré pour émettre le signal sonde 501 de sorte qu'il se propage parallèle au fond de la bouteille de gaz, et/ou perpendiculaire à la paroi 202 de la bouteille de gaz.Advantageously, the ultrasonic transceiver 112A is configured to transmit the probe signal 501 so that it propagates parallel to the bottom of the gas cylinder, and / or perpendicular to the wall 202 of the gas cylinder.

Le signal sonde est au moins partiellement réfléchi contre une paroi de la bouteille de gaz située à l'intérieur de la bouteille, du côté opposé à l'émetteur-récepteur ultrason 112A.The probe signal is at least partially reflected against a wall of the gas cylinder located inside the bottle, on the opposite side to the ultrasonic transceiver 112A.

Le signal réfléchi est nommé signal retour 502.The reflected signal is referred to as a return signal 502.

Le signal retour se propage à l'intérieur de la bouteille, en traversant un milieu gazeux ou liquide selon le niveau de gaz liquide dans la bouteille, puis traverse de nouveau la paroi 202 de la bouteille de gaz.The return signal propagates inside the bottle, passing through a gaseous or liquid medium depending on the level of liquid gas in the bottle, then crosses again the wall 202 of the gas cylinder.

Il est reçu par l'émetteur-récepteur ultrason 112A appuyé contre ladite paroi, à l'extérieur de la bouteille de gaz, et configuré pour recevoir un signal retour correspondant à la réflexion du signal sonde sur une surface à l'intérieur de la bouteille de gaz. L'émetteur-récepteur 112A est relié à un calculateur 113A, configuré pour calculer un décalage temporel entre l'émission du signal sonde 501 et la réception du signal retour 502.It is received by the ultrasonic transceiver 112A pressed against said wall, outside the gas cylinder, and configured to receive a return signal corresponding to the reflection of the probe signal on a surface inside the bottle gas. The transceiver 112A is connected to a computer 113A, configured to calculate a time offset between the transmission of the probe signal 501 and the reception of the return signal 502.

Le calculateur comprend par exemple un processeur, notamment un microprocesseur. Avantageusement, il comprend également un convertisseur analogique numérique, pour exploiter numériquement les signaux ultrasons fournis par l'émetteur-récepteur 112A.The computer comprises for example a processor, in particular a microprocessor. Advantageously, it also comprises an analog-digital converter for digitally exploiting the ultrasonic signals provided by the transceiver 112A.

Un filtre temporel peut être utilisé au niveau du calculateur 113A ou de l'émetteur-récepteur ultrason 112A, pour sélectionner, parmi plusieurs signaux ultrasons réfléchis, celui qui correspond à la réflexion sur la paroi opposée à l'intérieur de la bouteille de gaz.A time filter may be used at the computer 113A or ultrasonic transceiver 112A, to select from among several reflected ultrasonic signals that which corresponds to the reflection on the opposite wall inside the gas cylinder.

Un tel capteur de niveau de gaz 110A permet de déterminer, en fonction du retard entre l'émission du signal sonde 501 et la réception du signal retour 502, si le milieu à l'intérieur de la bouteille de gaz est à l'état liquide ou gazeux.Such a gas level sensor 110A makes it possible to determine, as a function of the delay between the emission of the probe signal 501 and the reception of the return signal 502, whether the medium inside the gas cylinder is in the liquid state. or gaseous.

Un tel capteur de niveau de gaz est donc configuré pour déterminer la position de l'interface entre le gaz en phase liquide et le gaz en phase gazeuse relativement à un seuil prédéterminé le long de l'axe de la hauteur de la bouteille de gaz. Ce seuil est défini par la position de l'émetteur-récepteur 112A sur la bouteille de gaz, le long de l'axe de la hauteur de celle-ci.Such a gas level sensor is therefore configured to determine the position of the interface between the liquid phase gas and the gas phase gas relative to a predetermined threshold along the height axis of the gas cylinder. This threshold is defined by the position of the transceiver 112A on the gas cylinder, along the axis of the height thereof.

On sait que l'interface se trouve au-dessus du seuil, si les mesures montrent que le signal sonde 501 et le signal retour 502 ont traversé un milieu liquide. On sait que cette interface se trouve au-dessous du seuil, si les mesures montrent que le signal sonde 501 et le signal retour 502 ont traversé un milieu gazeux.It is known that the interface is above the threshold if the measurements show that the probe signal 501 and the return signal 502 have passed through a liquid medium. This interface is known to be below the threshold if the measurements show that the probe signal 501 and the return signal 502 have passed through a gaseous medium.

Le seuil est positionné par exemple à 10% de la hauteur totale de la bouteille de gaz, et correspond à un niveau de réserve de la bouteille de gaz.The threshold is positioned for example at 10% of the total height of the gas cylinder, and corresponds to a reserve level of the gas cylinder.

De préférence, le capteur de niveau de gaz comprend deux émetteurs-récepteurs, associés respectivement à un premier et à un second seuils prédéterminés le long de l'axe de la hauteur de la bouteille de gaz.Preferably, the gas level sensor comprises two transceivers, associated respectively with a first and a second predetermined threshold along the axis of the height of the gas cylinder.

Ces deux émetteurs-récepteurs sont peu espacés l'un de l'autre selon l'axe de la hauteur de la bouteille de gaz, par exemple moins de 5 cm, ou même moins de 2 cm.These two transceivers are spaced apart from each other along the axis of the height of the gas cylinder, for example less than 5 cm, or even less than 2 cm.

La comparaison des résultats fournis par ces deux émetteurs-récepteurs fournit une information encore plus fiable sur la position de l'interface entre le gaz en phase liquide et le gaz en phase gazeuse, à l'intérieur de la bouteille de gaz.The comparison of the results provided by these two transceivers provides even more reliable information on the position of the interface between the gas in the liquid phase and the gas in the gas phase inside the gas cylinder.

En particulier, le premier émetteur-récepteur permet de calculer un premier retard entre l'émission d'un premier signal sonde et la réception du signal retour correspondant, et le second émetteur-récepteur permet de calculer un second retard entre l'émission d'un second signal sonde et la réception du signal retour correspondant.In particular, the first transceiver makes it possible to calculate a first delay between the transmission of a first probe signal and the reception of the corresponding return signal, and the second transceiver makes it possible to calculate a second delay between the emission of a second probe signal and the reception of the corresponding return signal.

Lorsque la différence entre le premier retard et le second retard est supérieure à un seuil de retard prédéterminé, on en déduit que l'interface entre le gaz en phase liquide et le gaz en phase gazeuse se trouve entre le premier et le second seuils le long de l'axe de la hauteur de la bouteille de gaz.When the difference between the first delay and the second delay is greater than a predetermined delay threshold, it is deduced that the interface between the gas in the liquid phase and the gas in the gas phase is between the first and the second thresholds along the of the axis of the height of the gas cylinder.

Le premier et le second seuils sont par exemple positionnés autour d'une position située à 10% de la hauteur totale de la bouteille de gaz, qui correspond à un niveau de réserve de la bouteille de gaz.The first and the second thresholds are for example positioned around a position located at 10% of the total height of the gas cylinder, which corresponds to a reserve level of the gas cylinder.

Selon une variante non représentée, on peut déterminer avec précision la position de l'interface, à l'aide d'un émetteur-récepteur ultrason situé sur le dessus de la bouteille de gaz, configuré pour émettre un signal sonde vers le fond de la bouteille de gaz, et pour détecter un signal réfléchi sur l'interface entre le gaz en phase liquide et le gaz en phase gazeuse.According to a variant not shown, it is possible to determine the position of the interface with precision, using an ultrasonic transceiver located on the top of the gas cylinder, configured to emit a probe signal towards the bottom of the gas cylinder, and to detect a signal reflected on the interface between the gas in the liquid phase and the gas in the gas phase.

De préférence, le capteur de niveau de gaz selon l'invention utilise des signaux ultrasons, formant un moyen de mesure fiable et économique.Preferably, the gas level sensor according to the invention uses ultrasonic signals, forming a reliable and economical measuring means.

En variante, le capteur de niveau de gaz peut utiliser des mesures de températures. Il présente par exemple deux capteurs de température, pour mesurer une différence de température entre deux points de la surface externe de la bouteille de gaz, et identifier ainsi le moment où un point se trouve au-dessus de l'interface entre liquide et gaz, et l'autre point se trouve en-dessous de cette interface.Alternatively, the gas level sensor may use temperature measurements. For example, it has two temperature sensors, for measuring a difference in temperature between two points on the outer surface of the gas cylinder, and thus identifying the moment when a point is above the interface between liquid and gas. and the other point is below this interface.

Selon une autre variante, le capteur de niveau de gaz peut utiliser des mesures de masse, à l'aide d'une balance disposée sous la bouteille de gaz.According to another variant, the gas level sensor may use mass measurements, using a scale placed under the gas cylinder.

Le capteur de niveau de gaz peut comprendre plusieurs couples de deux émetteurs-récepteurs ultrasons tels que décrits ci-dessus, chaque couple étant associé à un intervalle entre deux positions prédéterminées le long de l'axe de la hauteur de la bouteille de gaz.The gas level sensor may comprise several pairs of two ultrasonic transceivers as described above, each pair being associated with a gap between two predetermined positions along the height axis of the gas cylinder.

Ici, le calculateur 113A est configuré en outre pour formuler un signal à émettre, à partir du retard calculé entre l'émission du signal sonde et la réception du signal retour, ou à partir de la comparaison entre deux retards.Here, the computer 113A is further configured to formulate a signal to be transmitted, from the calculated delay between the transmission of the probe signal and the reception of the return signal, or from the comparison between two delays.

Le signal à émettre est par exemple un signal d'alerte, formulé lorsque le calcul indique que l'interface entre le milieu liquide et le milieu gazeux dans la bouteille se trouve au-dessous d'un seuil prédéterminé.The signal to be emitted is for example an alert signal, formulated when the calculation indicates that the interface between the liquid medium and the gaseous medium in the bottle is below a predetermined threshold.

Le calculateur peut également être relié au système de gestion de l'énergie, et formuler un signal d'alerte lorsqu'il détecte un niveau de batterie faible.The calculator can also be connected to the energy management system, and formulate an alert signal when it detects a low battery level.

Le calculateur 113A est relié aux moyens de communication sans fil 110B, tels que décrits en référence à la figure 1.The computer 113A is connected to the wireless communication means 110B, as described with reference to FIG.

Comme détaillé ci-avant, il s'agit de préférence de moyens de communication bidirectionnels, permettant notamment de recevoir des consignes de pilotage et/ou de mise à jour du dispositif connecté de capture de niveau de gaz, par exemple : des consignes de pilotage, pour piloter l'émission des signaux par exemple en réponse à une sollicitation extérieure, ou selon une fréquence prédéterminée (par exemple une fois par jour), ou en temps réel pour certains types de signaux (par exemple des signaux d'alerte lorsque l'interface entre le milieu liquide et le milieu gazeux dans la bouteille se trouve au-dessous d'un seuil prédéterminé) ; des données de mise à jour, pour modifier des calculs mis en oeuvre au sein du calculateur 113A.As detailed above, it is preferably bidirectional communication means, in particular for receiving instructions for controlling and / or updating the connected device for capturing gas level, for example: steering instructions , for controlling the transmission of signals for example in response to an external load, or at a predetermined frequency (for example once a day), or in real time for certain types of signals (for example warning signals when interface between the liquid medium and the gaseous medium in the bottle is below a predetermined threshold); updating data, for modifying calculations implemented within the computer 113A.

On peut ainsi proposer un appareil selon l'invention sans aucun écran d'affichage, particulièrement économe en énergie, le pilotage étant effectué à distance via les moyens de communication bidirectionnels.It is thus possible to provide an apparatus according to the invention without any display screen, particularly energy-efficient, the control being carried out remotely via the two-way communication means.

La figure 5 illustre, de façon schématique, un système 1000 selon l'invention de suivi de niveaux de gaz à l'intérieur d'une pluralité de bouteilles de gaz.FIG. 5 schematically illustrates a system 1000 according to the invention for monitoring gas levels inside a plurality of gas bottles.

Le système 1000 comprend une pluralité d'appareils 100 selon l'invention.The system 1000 comprises a plurality of devices 100 according to the invention.

De préférence, mais de manière non limitative, le système 1000 n'inclut pas les bouteilles de gaz sur lesquelles chaque appareil 100 est installé.Preferably, but without limitation, the system 1000 does not include the gas bottles on which each apparatus 100 is installed.

Chacun des appareils 100 est en communication avec un serveur 600 de récupération de données, via les moyens de communication sans fil de chaque appareil 100.Each of the apparatuses 100 is in communication with a data recovery server 600, via the wireless communication means of each apparatus 100.

Les données transitent par exemple par un réseau 2G GSM d'un opérateur de téléphonie, puis atteignent le serveur 600, par exemple un serveur de type SME (Short Message Entity).The data passes for example via a GSM 2G network of a telephony operator, then reaches the server 600, for example a server of the SME (Short Message Entity) type.

En variante, les données peuvent transiter par un réseau 2G GPRS, ou 3G, 4G, Zigbee, UNB, Wifi, BT4.0, ISM, W-MBus, etc, jusqu'au serveur 600, par exemple un serveur de type FTP (File Transfer Protocol).In a variant, the data can transit via a 2G GPRS network, or 3G, 4G, Zigbee, UNB, Wifi, BT4.0, ISM, W-MBus, etc., to the server 600, for example an FTP server ( File Transfer Protocol).

Le serveur 600 est dédié à la récupération des données envoyées par les appareils 100, en vue de leur stockage dans les bases de données du serveur 600.The server 600 is dedicated to retrieving the data sent by the devices 100, for storage in the databases of the server 600.

Le cas échéant, il permet également l'envoi de données vers les appareils 100.If necessary, it also allows the sending of data to the devices 100.

Le serveur 600 est avantageusement relié à un deuxième serveur 700, dédié au traitement des données collectées, et le cas échéant des données à envoyer aux appareils 100. En variante, ce traitement est réalisé au sein d'un seul et même serveur.The server 600 is advantageously connected to a second server 700, dedicated to the processing of the collected data, and if necessary data to be sent to the apparatus 100. Alternatively, this processing is performed within a single server.

Le traitement des données peut consister à : calculer un contenu courant d'une bouteille de gaz ; formuler une consigne relative au choix d'une fréquence de mesure de niveau de gaz (une par jour, une par semaine, une par mois, etc.) ; réaliser des calculs prédictifs de consommation, à partir d'un historique de consommation ; réaliser des calculs prédictifs d'une date de remplacement des bouteilles ; optimiser un stock de bouteilles de gaz ; suivre une consommation (quantité de gaz distribué, taux de consommation) ; détecter une variation brutale et importante du niveau de gaz, et émettre en réponse un signal d'alerte antivol ; déterminer un état d'une batterie du dispositif connecté de capture de niveau de gaz ; classer des données pour identifier des types de clientèles, ou regrouper les données d'un même client ; rendre accessible par internet l'une au moins des données ci-dessus.Data processing may include: calculating a current content of a gas cylinder; formulate a directive relating to the choice of a gas level measurement frequency (one per day, one per week, one per month, etc.); perform predictive consumption calculations based on a consumption history; perform predictive calculations of a bottle replacement date; optimize a stock of gas cylinders; monitor consumption (amount of gas dispensed, rate of consumption); detecting a sudden and significant change in the level of gas, and in response transmitting an anti-theft warning signal; determining a state of a battery of the connected gas level capture device; classify data to identify client types, or group data from the same client; make available at least one of the above data via the Internet.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Appareil (100) de suivi d'un niveau de gaz à l'intérieur d'un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une bouteille de gaz (200), comprenant un dispositif (110) connecté de capture de niveau de gaz présentant : un capteur de niveau de gaz (110A), pour localiser une interface (201) entre un gaz en phase liquide et un gaz en phase gazeuse à l'intérieur du récipient ; et des moyens de communication sans fil (110B), configurés pour l'émission d'un signal relatif à des données mesurées par le capteur de niveau de gaz ; caractérisé en ce que l'appareil comprend en outre : un dispositif de conversion d'énergie (120), pour convertir en énergie électrique l'énergie cinétique d'un gaz lorsqu'il sort du récipient ; et une liaison électrique filaire (130), reliant le dispositif de conversion d'énergie (120) et le dispositif connecté de capture de niveau de gaz (110), pour l'alimentation électrique du dispositif connecté de capture de niveau de gaz par le dispositif de conversion d'énergie.Apparatus (100) for monitoring a gas level inside a container for receiving a liquid phase gas, in particular a gas cylinder (200), comprising a connected device (110) for capturing a gas gas level having: a gas level sensor (110A) for locating an interface (201) between a liquid phase gas and a gas phase gas within the container; and wireless communication means (110B) configured to transmit a signal relating to data measured by the gas level sensor; characterized in that the apparatus further comprises: an energy converting device (120) for converting into kinetic energy the kinetic energy of a gas as it leaves the container; and a wired electrical connection (130), connecting the energy conversion device (120) and the connected gas level capture device (110), for the power supply of the connected gas level capture device by the energy conversion device. 2. Appareil (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de conversion d'énergie (120) comprend un conduit (122), une turbine (121) disposée à l'intérieur dudit conduit, et un alternateur (124,127).2. Apparatus (100) according to claim 1, characterized in that the energy conversion device (120) comprises a duct (122), a turbine (121) disposed inside said duct, and an alternator (124,127 ). 3. Appareil (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la turbine comprend une roue aubagée (121).3. Apparatus (100) according to claim 2, characterized in that the turbine comprises a bladed wheel (121). 4. Appareil (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alternateur comprend un élément stator annulaire (127), et au moins un élément rotor annulaire (124), l'élément rotor annulaire (124) étant monté solidaire de la roue aubagée (121) et étant muni d'une série d'aimants (126) disposés en anneau au regard de l'élément stator.4. Apparatus (100) according to claim 3, characterized in that the alternator comprises an annular stator element (127), and at least one annular rotor element (124), the annular rotor element (124) being mounted integral with the bladed wheel (121) and being provided with a series of magnets (126) arranged in a ring with respect to the stator element. 5. Appareil (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la turbine est une turbine sphérique.5. Apparatus (100) according to claim 2, characterized in that the turbine is a spherical turbine. 6. Appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de conversion d'énergie (120) est disposé à l'intérieur d'un boîtier (129) muni d'un premier raccord (129A) pour la fixation du boîtier en sortie du récipient (200).6. Apparatus (100) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the energy conversion device (120) is disposed inside a housing (129) provided with a first connection (129A) for fixing the housing at the outlet of the container (200). 7. Appareil (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que boîtier (129) est muni d'un second raccord (129B) pour la fixation du boîtier à un détendeur (300).7. Apparatus (100) according to claim 6, characterized in that the housing (129) is provided with a second connector (129B) for fixing the housing to an expander (300). 8. Appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif connecté de capture de niveau de gaz (110) est muni de moyens de fixation (HOC) au récipient, configurés pour fixer le capteur niveau de gaz (110A) contre une surface externe (202) dudit récipient.8. Apparatus (100) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the connected gas level capture device (110) is provided with fixing means (HOC) to the container, configured to fix the sensor a gas level (110A) against an outer surface (202) of said container. 9. Appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur de niveau de gaz (110A) est configuré pour déterminer la position de l'interface (201) entre un gaz en phase liquide et un gaz en phase gazeuse, relativement à au moins une position de seuil prédéterminée.Apparatus (100) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the gas level sensor (110A) is configured to determine the position of the interface (201) between a liquid phase gas and a gas phase gas, relative to at least one predetermined threshold position. 10. Appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le capteur de niveau de gaz (110A) est un capteur à ultrason, comprenant : au moins un émetteur-récepteur ultrason (112A), pour l'émission d'un signal dit sonde (501), et la réception d'un signal dit retour (502) correspondant à la réflexion du signal sonde sur un obstacle ; et un calculateur (113A), configuré pour calculer un retard entre l'émission du signal sonde (501) et la réception du signal retour (502).Apparatus (100) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the gas level sensor (110A) is an ultrasonic sensor, comprising: at least one ultrasonic transceiver (112A), for the transmission of a so-called sensor signal (501), and the reception of a so-called return signal (502) corresponding to the reflection of the probe signal on an obstacle; and a computer (113A) configured to calculate a delay between the sending of the probe signal (501) and the reception of the return signal (502). 11. Appareil (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur de niveau de gaz comprend : un premier émetteur-récepteur ultrason, pour l'émission d'un premier signal sonde, et la réception d'un premier signal retour correspondant à la réflexion du premier signal sonde sur un obstacle ; un second émetteur-récepteur ultrason, pour l'émission d'un second signal sonde, et la réception d'un second signal retour correspondant à la réflexion du second signal sonde sur un obstacle ; le calculateur (113A) étant configuré pour calculer un premier retard entre l'émission du premier signal sonde et la réception du premier signal retour, pour calculer un second retard entre l'émission du second signal sonde et la réception du second signal retour, et pour comparer le premier retard et le second retard.Apparatus (100) according to claim 10, characterized in that the gas level sensor comprises: a first ultrasonic transceiver for transmitting a first probe signal and receiving a first feedback signal corresponding to the reflection of the first probe signal on an obstacle; a second ultrasonic transceiver for transmitting a second probe signal, and receiving a second return signal corresponding to reflection of the second probe signal on an obstacle; the computer (113A) being configured to calculate a first delay between the transmission of the first probe signal and the reception of the first return signal, to calculate a second delay between the emission of the second probe signal and the reception of the second feedback signal, and to compare the first delay and the second delay. 12. Appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens de communication sans fil (110B) sont des moyens de communication bidirectionnels.12. Apparatus (100) according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the wireless communication means (110B) are bidirectional communication means. 13. Ensemble caractérisé en ce qu'il comprend un récipient pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une bouteille de gaz (200), et un appareil (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, installé sur ledit récipient.13. An assembly characterized in that it comprises a container for receiving a gas in the liquid phase, in particular a gas cylinder (200), and an apparatus (100) according to any one of claims 1 to 12, installed on said container. 14. Système (1000) de suivi de niveaux de gaz à l'intérieur d'une pluralité de récipients (200) pour recevoir un gaz en phase liquide, en particulier une pluralité de bouteilles de gaz, comprenant une pluralité d'appareils (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, et un serveur de récupération de données (600), configuré pour recevoir et stocker les données des signaux envoyés par les moyens de communication sans fil (110B) respectifs de chaque appareil.A system (1000) for monitoring gas levels within a plurality of containers (200) for receiving a liquid phase gas, in particular a plurality of gas cylinders, comprising a plurality of apparatuses (100) ) according to any one of claims 1 to 12, and a data recovery server (600) configured to receive and store the data of the signals sent by the respective wireless communication means (110B) of each apparatus. 15. Système (1000) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un serveur de service (700), pour le traitement des données récupérées et stockées par le serveur de récupération de données.15. System (1000) according to claim 14, characterized in that it comprises at least one service server (700) for processing data retrieved and stored by the data recovery server.
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