WO2015049346A1 - Dispositif de mesure optique absolue d'un niveau de liquide dans un conteneur - Google Patents

Dispositif de mesure optique absolue d'un niveau de liquide dans un conteneur Download PDF

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WO2015049346A1
WO2015049346A1 PCT/EP2014/071183 EP2014071183W WO2015049346A1 WO 2015049346 A1 WO2015049346 A1 WO 2015049346A1 EP 2014071183 W EP2014071183 W EP 2014071183W WO 2015049346 A1 WO2015049346 A1 WO 2015049346A1
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WO
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float
light source
block
reflective
additional
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Application number
PCT/EP2014/071183
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English (en)
Inventor
Bruno Morel-Fatio
Original Assignee
E. I. P.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by E. I. P. filed Critical E. I. P.
Publication of WO2015049346A1 publication Critical patent/WO2015049346A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
    • G01F23/68—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means
    • G01F23/686—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means using opto-electrically actuated indicating means

Definitions

  • the invention relates to a device for absolute measurement of liquid level, and more particularly to an optical measuring device that has no liquid level for use in 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.
  • WO 82/043 16 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, that we call tube “tranquilizer”.
  • the device realizes here the measuring the level from the interference between the emitted beam and the received beam.
  • Such devices using the methods mentioned above do not provide an absolute measure of the level, but only a relative measure of the level.
  • the object of the invention is to overcome these disadvantages by proposing an absolute digital measuring device, independent of the physical conditions of the medium.
  • a device for absolute optical measurement of a liquid level in a container comprising a support, a vertical guide shaft, a movable float slidable along the axis of guidance according to the level of the liquid, a light source and a photosensitive sensor mounted on the support and oriented towards the float, at least one reflective block mounted on the float so as to participate in the deflection of the beam emitted by the light source towards the sensor photosensitive, and processing means adapted to control the light source and to determine the liquid level in the container from the received light beam.
  • the guide axis comprises a graduated pattern disposed in the path of the light beam between the light source and the photosensitive sensor.
  • the graduated target supported by the guiding axis, provides an absolute measurement.
  • the measurement is absolute in that the liquid level is directly read on the test pattern, and does not depend on the surrounding environment. Indeed, the measurement does not depend on a calculation of the trajector time and the light beam or the refraction of the beam by the liquid medium.
  • the graduated chart supports the float level measurement information.
  • the accuracy of the measurement depends mainly on the fineness of the marking of the optical pattern and the good maintenance of the float on the vertical guide. Maintaining the float on the vertical guide is obtained by minimizing the mechanical play ensuring the perpendicularity of the float relative to the vertical guide.
  • 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 plane orthogonal to the guide axis is the smallest possible, for example less than 0.1 °.
  • the float may comprise rolling devices arranged on a portion of the float facing the guide axis, that is to say on the inner surface of the float defining the orifice through which the sliding guide shaft.
  • the device may further comprise a "tranquilizer” tube within which are arranged the float and the guide shaft, the "tranquilizer” tube being configured to allow liquid to enter and exit the tube.
  • the "tranquilizer” tube makes it possible to reduce the direct impact on the float of disturbances on the surface of the liquid.
  • the support may advantageously be attached to an upper end of the guide axis so as to be integral with the guide axis to secure the support comprising the electronic measurement means and the guide axis.
  • the absolute measuring device comprises a mechanical connection adapted to be secured to the bottom of the container and to maintain the guide axis in a vertical direction.
  • the mechanical connection thus makes it possible to overcome measurement errors generated by a deviation of the guide axis from the vertical direction.
  • the light source may include a laser diode.
  • a laser diode makes it possible to have a coherent coherent monochromatic light source and thus to improve the accuracy of the measurement.
  • a laser diode is less bulky and less expensive than a laser, and allows for simpler installation and use.
  • the blo c or at least one of the reflective blo cs may comprise a horizontal slot extending in a plane parallel to the plane comprising the surface of the float on which the reflective blob (s) are arranged.
  • a horizontal slit at the entrance or exit of a reflective block makes it possible to increase the accuracy and to overcome the variations in the inclination of the float generated by the corrugations on the surface of the liquid.
  • the angle of inclination of the reflective block with respect to the light source changes due to a movement of the float causing a change in the inclination of the float
  • the light beam emitted by light source and reflected by the blo The reflective material will not be transmitted through the slot until the tilt of the float is sufficient to allow the beam thus reflected to pass through the reflective block through the horizontal slot.
  • the pattern preferably includes a digitally encoded graduation so as to permit an absolute digital readout from the received light signal resulting from the beam interaction.
  • the received light signal comprises light signals representing data bits.
  • the pattern comprises level steps each having a distinct horizontal binary code, such as a Gray code, composed of n bits, that the light beam sweeps horizontally.
  • the abso luted measuring device further comprises means for deflecting the beam emitted by the light source capable of scanning the beam emitted in a given angular range in a plane parallel to the plane in which the target and means of convergence of the received beam able to converge the received light beams to the photosensitive sensor.
  • the deflection means thus make it possible to emit a light beam that is reflected on the reflective block and continuously sweeps horizontally the entire width of the reflecting surface of the reflective block.
  • the deflection means thus make it possible to move the light beam onto the reflective surface facing the reflective pattern of the blo c in a direction both parallel to the plane of the surface of the float on which the reflective block or blocks are based, and parallel to the shot of the target.
  • the continuous displacement and the continuous emission of the light beam make it possible to scan the entire width of the reflective blo c and thus read at least once all the horizontal binary code of the corresponding graduation at the level at which the float is located.
  • the convergence means make it possible to recover the diverging light beams because of the horizontal scanning and to converge them towards the photosensitive sensor.
  • the pattern includes levels each having a distinct vertical code.
  • Each vertical binary code has the same number of vertical bits defining the absolute altitude of an end of the corresponding level, which the light beam sweeps vertically.
  • the device comprises a vibration generator adapted to generate an oscillating movement of small amplitude to the guide axis, the processing means being able to control the vibration generator.
  • each level includes a code of n bits which one knows to mark the beginning and the end.
  • the vibration generator controlled by the processing means makes it possible to provide an oscillating movement to the guide axis supporting the pattern.
  • the generator may comprise an electromagnetic, piezoelectric or other transducer. Oscillations of the guiding axis and the target pattern make it possible to vertically scan a plurality of graduations in front of the light beam emitted by the light source. The light beam thus scans several vertical levels and the photosensitive sensor receives the coded light signal and transmits it to the processing means.
  • the measurement of the liquid level is carried out as follows. Each oscillation is controlled and controlled by the vibration generator, so that the vibration generator knows when the guide axis is at the top vertex of its oscillation, at the lower vertex of its oscillation or even at an intermediate point such as the midpoint or zero crossing.
  • the processing means coupled to the vibration generator thus record each time that a vertical level is read the instant at which it is read with respect to the oscillation generated.
  • the vibration generator is configured to have an oscillation amplitude for scanning at least three vertical levels on a peak - to - peak amp.
  • the mechanical connection comprises a fixing block adapted to maintain the guide axis in a vertical direction and thus to prevent any displacement in a horizontal plane, that is to say in a plane parallel to the float.
  • the fixing block can be made in one or more parts arranged to form an orifice adapted to receive the guide pin and dimensioned so that the guide pin can slide in the orifice while minimizing the degree of freedom. displacement of the guide axis in a horizontal plane.
  • the mechanical coupling can also provide rolling devices arranged on a portion facing the guide axis, that is to say on the inner surface of the fixing block defining the orifice through which the guide pin slides.
  • the pattern may further comprise two bits of bits arranged next to the vertical levels.
  • the coding of the bits of one of these complementary columns is out of phase with respect to the other, in order to be able to detect the values and the direction of variation of the displacement.
  • the light source comprises means for illuminating the columns.
  • the light source may comprise two additional laser diodes arranged to deliver two parallel light beams each capable of illuminating a column of bits. Each light beam emitted by one of the additional laser diodes makes it possible, once reflected by the reflective block, to read the two bits of bits.
  • the light source may comprise horizontal scanning means cooperating with the single light source to illuminate the two columns.
  • a principle of light beam reflection is used on the test pattern.
  • the test pattern includes bits coded by non-reflecting dark zones (value "1") or reflecting zones (value "0").
  • the beam emitted by the light source is reflected a first time by the reflection blo c to be directed towards the optical pattern supported by the guide axis.
  • the pattern reflects the light beam except when the light beam is absorbed by a non-reflective dark area.
  • the binary information on the test pattern provides the float level measurement data. Then the light beam redirected to the same reflective blo is reflected a second time by the reflective blo c to be directed to the photosensitive sensor.
  • a principle of transmission of light beam through the test pattern is used, the latter then comprising bits coded by light-absorbing zones (value "1") or transparent zones permitting light to pass through. (value "0").
  • the device comprises a first and a second reflective block, and the guide axis is transparent.
  • the first reflective block is configured to reflect the beam (s) emitted towards the target of the guide axis
  • the second reflective block is configured to reflect the light beam (s). transmitted by the transparent guide axis to the photosensitive sensor.
  • the processing means may comprise a correction module able to apply a correction factor to the measurement carried out as a function of the density of the liquid in the container so as to compensate for the constant altitude offset according to the volumetric mass of the liquid. according to lo id 'Archimedes.
  • the float may further comprise an additional reflective blo c intended to be at least partially in contact with the liquid and disposed at least partially under the upper surface of the float so as to deflect the beam emitted by the light source towards the target and to reflect the beam reflected by the pattern towards the photosensitive sensor, the additional reflecting block being intended to deflect the light beam at a reflection angle depending on the refractive index of the material which is in contact with the reflecting surface of the additional reflective block, the float being configured to allow the light beam to pass at least over the radial portion on which said additional reflecting block is mounted, the processing means being configured to control the light source and to determine the float depressing height from the beam received by the photosensitive sensor, the correction module determining said correction factor from said determined float depressing height.
  • an additional reflective blo c intended to be at least partially in contact with the liquid and disposed at least partially under the upper surface of the float so as to deflect the beam emitted by the light source towards the target and to reflect the beam reflected by the pattern towards the photosensitive
  • the additional reflective blo c may for example be mounted on the outer periphery of the float or integrated with the float.
  • This configuration makes it possible to improve the liquid level measurement function thus making it possible to make the device independent of the density of the liquid.
  • the emission of a light beam on the additional reflective blo c allows to have, by transmission of the beam through the float, a second measurement of the sight and measure the sink of the float in the liquid from the difference between the level obtained via the reflective block and the level obtained via the supplementary reflective block.
  • the processing means have in memory a reference difference to which the difference thus determined is compared.
  • the depression measurement thus makes it possible to automatically determine the correction factor to be applied to the measurement of the liquid level in the container as a function of the density of the liquid.
  • the angle of reflection of the light beam on the additional reflective block depends on the refractive index of the material which is in contact with it.
  • the refractive index is of the order of 1 for the immersed part, which is in contact with the gas above the liquid, while it is greater than 1, 3 for the immersed part, which is in contact with the liquid whose level is measured.
  • a modulation of the deviation of the light beam makes it possible to determine the level of liquid relative to the float as follows:
  • the refractive index is close to 1. It is then possible to read the optical pattern by horizontal scanning of the light beam emitted by the light source in a manner similar to the main reading of the liquid level. This reading makes it possible to obtain a measurement proportional to the depression of the float in the liquid.
  • the refractive index is greater than 1.3. It is then detected that the target is no longer in the field of view of the light beam.
  • the light source may include a first light source configured to illuminate said reflective block and an additional light source configured to illuminate said additional reflective block
  • the photovoltaic sensor includes a first photosensitive sensor and an additional photosensitive sensor configured. to receive the light beam reflected by the additional reflective block, the additional light source and the additional photosensitive sensor being directed to said additional reflective block.
  • the block comprising the horizontal slot may advantageously comprise a reference pattern mounted on the face of the surface in which the slot is made opposite the reflection plane of said blo c, the reference pattern being above or below the slot and having bits encoded by non-reflective dark areas or reflective areas.
  • the angular deflection on which the light beam is to be scanned can vary widely.
  • the scanning speed varies according to the distance separating the float from the light source. When the speed is too high, the pattern can be scanned too quickly by the light beam and not be detected.
  • the reference pattern allows the light beam to be scanned relatively quickly on the reflective block. Once the reference pattern is detected, the scan speed can be reduced to find the level indicated by the test pattern through the slot.
  • the device knows that it is only down to or climb the light beam relative to the reference pattern to find the test pattern.
  • the reference pattern has a height greater than the height of the slot, the height being measured in a direction extending between the float and the support.
  • a container comprising an absolute optical measuring device as defined above.
  • a tanker vehicle comprising at least one container as defined above.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of an absolute optical measurement device with vertical scanning through a pattern used in transparency according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a view from above of a float and a guide axis of the device illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 3 diagrammatically represents an absolute optical measurement device with vertical scanning through a pattern used in reflection according to a second embodiment of the invention
  • Figure 4 schematically illustrates a top view of a float and a guide shaft of the device shown in Figure 3;
  • FIG. 5 schematically illustrates an absolute optical scanning device horizontally scanning through a pattern used in transparency according to a third embodiment of the invention
  • Figure 6 shows a top view of a float and a guide shaft of the device shown in Figure 5;
  • FIG. 7 schematically represents an absolute horizontal scanning optical measurement device through a test pattern used in reflection according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 8 shows a top view of a float and a guide shaft of the device shown in Figure 7;
  • FIG. 9 schematically illustrates an optical measurement device abso luted by vertical scanning on a test pattern used in reflection according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 10 shows a top view of a float and a guide shaft of the device shown in Figure 9;
  • FIG. 11 schematically illustrates an absolute horizontal scanning optical measurement device on a pattern used in reflection according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 12 represents a top view of a float and a guide shaft of the device illustrated in FIG.
  • Figure 1 is shown schematically, a device 1 for optical measurement abso lue a liquid level L in a container C according to a first embodiment.
  • the optical measuring device 1 abso lue comprises a support 2 adapted to be fixed on the upper wall Cs of a container C.
  • the support 2 may be reversibly fixed to be able to remove the device 1 in case of maintenance.
  • the device 1 comprises a vertical guide shaft 3, an upper end 3s is mechanically connected to the support 2 via a rigid attachment axis 4.
  • the guide pin 3 has a height less than the distance separating the upper wall Cs from the lower portion Ci and the device 1 comprises a mechanical connector mounted on the bottom wall Ci of the container C and able to maintain the axis of guidance 3 in a vertical axis.
  • the mechanical connection 5 comprises a parallelepiped block comprising an orifice 5 1 capable of receiving the guide pin 3 and dimensioned so that the guide pin 3 can slide in the orifice 5 1 while minimizing the degree of freedom of movement of the guide pin 3 in a horizontal plane, that is to say in a plane parallel to the bottom wall Ci of the container C in FIG. 1.
  • the device 1 further comprises a light source 6 and a photosensitive sensor 7 fixed to an inner wall 2i of the support 2 so as to be located in the container C once the support 2 fixed on the container C.
  • the light source 6 is a laser diode emitting a mono-chromatic light beam.
  • the device 1 also comprises a control unit 8 fixed on an external wall 2e of the support 2 and electrically connected to the laser diode 6 and the photosensitive sensor 7 for controlling the emission of a light beam and receiving the signal corresponding to the light beam received by the photosensitive sensor 7.
  • the control unit 8 is configured to process the signals thus received and comprises a cable 8c of supply and communication suitable for connection to an external electronic unit.
  • control unit 8 is integrated in the support 2 or mounted on the inner wall 2i of the support with an electrical connection for coupling the control unit to the external cable 8c.
  • the optical measuring device 1 also comprises a float 9 comprising a central orifice 10.
  • the orifice 10 is adapted to receive the guide pin 3 so as to allow the float 9 to slide along the guide pin 3 as a function of the level of the surface of the liquid L in the container C.
  • the float 9 comprises two reflecting blocks 11 and 12 mounted on an upper surface 9s of the float and arranged symmetrically on either side of the guide axis 3.
  • the two blocks reflectors 1 1 and 12 each have a reflective surface respectively I ls and 12s oriented to 45 ° relative to the horizontal surface of the float 9 and facing one another.
  • the first reflective block 1 1 is mounted on the float 9 so as to lie vertically under the laser diode 6.
  • the first reflective block 1 1 is oriented so that its reflective surface I 1s reflects the light beam emitted by the laser diode 6 to the second reflective blo 12 in a plane parallel to the surface 9s of the float 9 on which are fixed the reflective blocks 1 1 and 12.
  • the second reflective block is mounted on the float 9 so as to be located vertically under the photosensitive sensor 7.
  • the second reflective block 12 is oriented so that its reflecting surface 12s reflects the light beam reflected by the first reflecting block 1 1 and transmitted through the transparent guide axis 3 towards the photosensitive sensor 7.
  • the two reflective blocks are not arranged symmetrically with respect to the guide axis 3. It is sufficient for the reflective blobs to be arranged on the one hand so as to reflect a vertical incident beam towards the second reflective block while crossing the optical pattern, and on the other hand so as to be arranged facing the laser diode. for one and next to the photosensitive sensor for the other.
  • the symmetrical arrangement makes it possible to optimize the dimensions of the float and to balance the float uniformly.
  • the guide pin 3 comprises an optical pattern 13.
  • the float 9 comprises a horizontal slot 14, that is to say extending in a plane parallel to the plane of the surface 9s of the float 9.
  • On the float 9 are The reflective bloks 11 and 12 and the horizontal slit 14 are fixed.
  • the horizontal slit 14 is preferably fastened in a laminar manner to one of the two reflecting units 11 or 12.
  • the optical graduated scale 13 may be made on a plate affixed to the guide axis 3.
  • the pattern 13 comprises levels each comprising a separate vertical binary code. Each vertical binary code has the same number of vertical bits defining the absolute altitude of an end of the corresponding level.
  • the light beam emitted by the laser diode 6 fixed to the support 2 which is integral with the upper wall Cs of the container C descends vertically up to the first reflection block 1 1 which deflects it at 90 ° in a direction parallel to the surface 9s of the 9.
  • the beam thus deviated then crosses horizontally the transparent guide axis 3 and the optical pattern 1 3 on which is digitally coded the absolute height of the float 9.
  • the beam transmitted by the target 13 passes through the measuring slot 14 the second optical block 12 which deflects it at 90 ° in a direction parallel to the guide axis 3 towards the photosensitive sensor 7.
  • the beam is or is not transmitted by the pattern 13.
  • the photosensitive sensor 7 then receives a light sequence in the form of a light beam or absence of a beam forming data bits.
  • the device 1 comprises a vibration generator 1 5 fixed to the bottom wall 2i of the support 2 and integral with the fixing pin 4.
  • the vibration generator 1 5 is configured to make swing vertically.
  • the vibration generator 15 may be an electromagnetic, piezoelectric or other transducer.
  • the vibration generator 15 is electrically connected to the control unit 8 which synchronizes the generation of vibrations with the emission of light beams by the laser diode 6 and the reception of light beams by the photosensitive sensor 7.
  • the measurement of the liquid level is carried out as follows. Each oscillation is controlled and controlled by the control means 8 coupled to the vibration generator 15, so that the control means 8 know when the guide axis 3 is at the top of its oscillation, at the lower vertex of its oscillation. oscillation or even at an intermediate point like the midpoint or zero crossing.
  • the control means 8 coupled to the vibration generator 1 5 thus record, each time a vertical barcode of the chart 1 3 is read, the instant at which it is read in relation to the oscillation generated.
  • the vibration generator 15 is configured to have an oscillation amplitude for scanning at least three levels of the same number of vertical bits containing a code in relation to the altitude abso read from an end of the corresponding level.
  • FIGS. 3 and 4 show an optical measuring device 1 according to a second embodiment.
  • the elements identical to those of the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 bear the same references.
  • the device 1 comprises only a single reflective block 1 1 0, and the target 130 comprises bits coded by non-reflecting dark zones (value "1") or reflecting zones (value "0" ).
  • the optical target 130 is mounted on the guide axis so as to face the single reflective block 1 10.
  • a light beam is emitted continuously by the laser diode 6 while, simultaneously, the vibration generator 15 causes a vertical corrugation of the guide axis 30 supporting the target 130.
  • the oscillations of the reflective guidance axis 30 and the optical pattern 130 mounted on the guide axis 30 and the successive emission of light beams sequentially read the data relating to several bit levels.
  • FIGS. 5 and 6 show an optical measuring device 1 according to a third embodiment.
  • the elements identical to those of the first embodiment bear the same references.
  • the device 1 does not include a vibration generator 15.
  • the fixing pin 4 is thus integral with the support 2.
  • the device 1 comprises means 16 for deflecting the light beam mounted at the output of the laser diode 6, and means 17 for converging light beams mounted at the input of the photosensitive sensor 7.
  • the deflection means 16 enable the light beam to be deflected over an angular range so as to scan the entire width of the reflective surface 11s of the first reflecting block 11.
  • the scanning is carried out in a plane parallel to the pattern 13 in a direction perpendicular to the direction in which the light beam is reflected by the first reflecting block 11.
  • the deflection means 16 To perform a level measurement, the deflection means 16 generate a scanning of the light beam emitted by the laser diode 6. The emitted beam moves alternately in one direction and then in the opposite direction of the X direction as illustrated in FIG. 4 which represents a top view of the float 9 and the guide axis 3, which has the effect of successively reading the bits from left to right and from right to left on the optical test pattern 13 mounted on the guide axis 3.
  • the measurement makes it possible to determine the absolute position of the light beam at the altitude of the measurement slot 14 and therefore the absolute altitude of the float 9.
  • FIGS. 7 and 8 show an absolute optical measuring device 1 according to a fourth embodiment.
  • the elements identical to those of the third embodiment illustrated in FIG. 5 bear the same references.
  • the device 1 comprises only one reflective blok 1 10, the vertical guide axis 30 is made of reflective material and the target 130 is mounted on the guide axis so as to
  • the device does not comprise a vibration generator and comprises a rigid coupling 50 mounted on the bottom wall Ci.
  • the horizontal measuring slot 14 is mounted on the reflective block 1 10 so as to be disposed in the path of the light beam between the reflective block 1 10 and the target 130.
  • the laser diode 6, the photosensitive sensor 7, the deflection means 16 and the convergence means 17 are arranged one below the other so as to be able to emit a light beam towards the reflecting block 1 10 and to receive the light beam reflected by the reflective block 1 1 0.
  • the deflection means 1 6 To perform a level measurement, the deflection means 1 6 generate a scanning of the light beam emitted by the laser diode 6.
  • the emitted beam moves alternately in one direction and then in the opposite direction of the X direction as illustrated in FIG. 8 which represents a view from above of the float 9 and the guide pin 30 shown in FIG. which has the effect of successively reading the bits from left to right and then from right to left on the optical target 1 30 mounted on the guide axis 3.
  • FIGS. 9 and 10 show an absolute optical measuring device 1 according to a fifth embodiment.
  • the elements identical to those of the second embodiment illustrated in FIGS. 3 and 4 bear the same references.
  • the device 1 further comprises an additional reflective block 1 8 mounted on the outer periphery 9p of the float 9 flush with the bottom surface 9i of the float 9.
  • the additional reflective blo c 1 8 is fixed on a peripheral surface 9p which extends between the upper surface 9s and the lower surface 9i of the float 9 and runs through the entire perimeter of the lower surfaces 9i and 9s upper.
  • the float 9 is made of transparent material at least for the portion extending between the additional reflective block 1 8 and the target 130.
  • the portion of transparent material may be replaced by a recess.
  • the additional reflective block 1 8 is arranged to deflect the beam emitted by the light source 6 towards the target 1 30 and to reflect the beam reflected by the target 130 towards the photosensitive sensor 7.
  • the light source 6 comprises deflection means making it possible to scan the beam emitted between the reflection block 1 1 0 mounted on the upper surface 9s of the float 9 and the additional reflecting block 1 8 so as to alternately make an otic level measurement. using the reflective block 1 10 and a measurement of the depression from the additional reflecting block 1 8.
  • the additional reflecting block 18 deflects the beam at a reflection angle depending on the refractive index of the material L which is in contact with its reflective surface.
  • the angle of reflection of the light beam on the additional reflective blo 1 8 thus depends on the refractive index of the material that is in contact with it.
  • the refractive index is of the order of 1 for the immersed part, which is in contact with the gas above the liquid, whereas it is greater than 1, 3 for the immersed part, which is in contact with the liquid L whose level is measured.
  • the processing means 8 are configured to control the light source 6 so as to measure the depressing height of the float 9 from the beam received by the photosensitive sensor 7.
  • the correction module calculates the difference between the level measured via the Reflective block 1 10 and the level measured via additional reflective block 1 8. The correction module then compares the calculated deviation with a reference deviation stored in memory to determine the float depression height.
  • the reference deviation can be indexed in a reference table and varied according to the level measured via the reflective block 1 10 since the angle of the light beam varies with the height of the float 9.
  • the correction module thus determines the correction factor to be applied according to the density of the product contained in the container to the extent of the liquid level in the container made via the reflective blister 1 10.
  • FIGS. 11 and 12 show an absolute optical measuring device 1 according to a sixth embodiment.
  • the elements identical to those of the fourth embodiment illustrated in FIGS. 7 and 8 bear the same references.
  • This embodiment being a variant of the fourth embodiment illustrated in Figures 7 and 8, it does not include a vibration device.
  • the laser diode 6, the photosensitive sensor 7, the deflection means 16 and the convergence means 17 are arranged one below the other so as to be able to emit a light beam towards the reflecting block 1 10 and to receive the light beam reflected by the reflective block 1 1 0.
  • the deflection means 16 In order to carry out a level measurement, the deflection means 16 generate a scanning of the light beam emitted by the laser diode 6. The emitted beam moves alternately in one direction and then in the opposite direction of the X direction as illustrated on FIG. 8 which represents a top view of the float 9 and the guide pin 30 shown in FIG. 7, which has the effect of reading successively the bits from left to right then from right to left on the optical target 1 30 mounted on the guide pin 3.
  • the device 1 according to the sixth embodiment further comprises an additional reflective blo c 18 mounted on the outer periphery 9p of the float 9 at the outcrop of the lower surface 9i of the float 9.
  • the additional reflective block 1 8 is fixed on a peripheral surface 9p which extends between the upper surface 9s and the lower surface 9i of the float 9 and runs all the perimeter of the lower surfaces 9i and 9s upper.
  • the determination of the depression of the float is carried out by means of a measurement made by horizontal scanning of the binary code coded horizontally on the target 130 via the additional reflective block 1 8.
  • the device 1 comprises an additional laser diode 61, an additional photosensor 71, additional deflection means 161 and additional converging means 17, all are arranged below each other so as to be able to emit a light beam to the additional reflective block 1 8 and receiving the light beam reflected by the additional reflective block 1 8.
  • the device could comprise a device for deflecting the light beam emitted by the light source 6 making it possible to deflect the beam between the reflecting block 1 0 and the additional reflective block 1 8, similarly to the fifth embodiment.
  • the reflective block 1 10 having the horizontal slot 14 comprises a reference pattern, not shown in Figure 1 1, mounted on the face of the slot support 14 opposite the reflection plane 1 1 0s of the reflective block 1 10.
  • the reference pattern is disposed below the slot 14 and having bits encoded by non-reflecting dark areas and reflecting areas.
  • the reference pattern has a height greater than the height of the slot 14, of the order of at least twice the height of the slot 2.
  • the deflection means 16 and the converging means 17 may be arranged differently so as to have the deflection means 16 positioned under the concentration means 17. The same applies to the additional deflection means 16 1 and the additional means of convergence 171.
  • the invention makes it possible to simply perform at any moment an absolute optical measurement of the level of liquid in a container, in particular a container kept closed.

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Abstract

Dispositif (1) de mesure optique absolue 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) montés sur le support (2) et orientés vers le flotteur (9), au moins un bloc réfléchissant (11, 12, 110) monté sur le flotteur (9) de manière à participer à la déviation du faisceau émis par la source lumineuse (6) vers le capteur photosensible (7), et des moyens de traitement (8) aptes à commander la source lumineuse (6) et à déterminer le niveau absolu de liquide (L) dans le conteneur (C) à partir de la modulation numérique du faisceau reçu. L'axe de guidage (3, 30) comprend une mire optique (13, 130) disposée sur le trajet du faisceau lumineux entre la source lumineuse (6) et le capteur photosensible (7).

Description

Dispositif 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 abso lue 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. Il en résulte des incertitudes de mesure difficiles à maîtriser.
De plus, de tels procédés mettent en œuvre 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 .
Il est aussi connu du document WO 82/043 16 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 mesure du niveau à partir des interférences entre le faisceau émis et le faisceau reçu.
De tels dispositifs utilisant les procédés mentionnés ci-dessus ne permettent pas d' obtenir une mesure absolue du niveau, mais seulement une mesure relative du niveau.
L 'invention a pour obj ectif de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de mesure numérique absolue, indépendant des conditions physiques du milieu.
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 montés sur le support et orientés vers le flotteur, au moins un bloc réfléchissant monté sur le flotteur de manière à participer à la déviation du faisceau émis par la source lumineuse vers le capteur photosensible, et des moyens de traitement aptes à commander la source lumineuse et à déterminer le niveau de liquide dans le conteneur à partir du faisceau lumineux reçu.
Selon une caractéristique générale de l' invention, l ' axe de guidage comprend une mire graduée 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 liquide est directement lu sur la mire, et ne dépend pas du milieu environnant. En effet, la mesure ne dépend pas d'un calcul de temps de traj et 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 finesse du marquage de la mire optique et du bon maintient du flotteur sur le guide vertical. Le maintien du flotteur sur le guide vertical est obtenu en minimisant le jeu mécanique assurant la perpendicularité du flotteur 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 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 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 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 permettre au liquide d'entrer et de sortir du tube. Le tube « tranquilisateur » permet de réduire l'impact direct sur le flotteur des perturbations à la surface du liquide.
Le support peut avantageusement être fixé à une extrémité supérieure de l'axe de guidage de manière à être solidaire de l'axe de guidage afin de solidariser le support comprenant les moyens électroniques de mesure et l'axe de guidage.
De préférence, le dispositif de mesure absolue comprend un raccord mécanique apte à être solidarisé au fond du conteneur et à maintenir l'axe de guidage selon une direction verticale. 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.
Dans un mode de réalisation, la source lumineuse peut comprendre une diode laser.
L 'utilisation d'une diode laser permet d' avoir une source lumineuse monochromatique cohérente focalisée et ainsi d' améliorer la précision de la mesure. De plus, une diode laser est moins encombrante et moins onéreuse qu 'un laser, et permet une installation et une utilisation plus simples .
Avantageusement, le blo c ou au moins l 'un des blo cs réfléchissants peut comprendre une fente horizontale s ' étendant dans un plan parallèle au plan comprenant la surface du flotteur sur laquelle sont disposés le ou les blo cs réfléchissants. L ' ajout d'une fente horizontale en entrée ou en sortie d'un blo c réfléchissant permet d' augmenter la précision et de s ' affranchir des variations d' inclinaison du flotteur générées par les ondulations à la surface du liquide.
En disposant une fente horizontale entre un blo c réfléchissant et la mire optique, seul un faisceau lumineux émis par la diode laser et réfléchi par le blo c réfléchissant selon une plage angulaire restreinte prédéterminée sera transmis par la fente horizontale. Le faisceau ainsi transmis sera alors réfléchi par le même blo c réfléchissant ou un autre blo c réfléchissant, selon le mode de réalisation.
Ainsi, si l ' angle d' inclinaison du bloc réfléchissant par rapport à la source lumineuse change à cause d'un mouvement du flotteur entraînant une modification de l' inclinaison du flotteur, le faisceau lumineux émis par source lumineuse et réfléchi par le blo c réfléchissant ne sera pas transmis au travers de la fente tant que l' inclinaison du flotteur ne sera pas suffisante pour permettre le passage du faisceau ainsi réfléchi par le blo c réfléchissant au travers de la fente horizontale.
La mire comprend de préférence une graduation codée numériquement de manière à permettre une lecture numérique abso lue 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 niveau comportant chacun un code horizontal binaire distinct, tel qu'un code de Gray, composé de n bits, que le faisceau lumineux balaye horizontalement. Pour balayer horizontalement le code horizontal binaire, le dispositif de mesure abso lue comprend en outre des moyens de déviation du faisceau émis par la source lumineuse aptes à balayer le faisceau émis dans une plage angulaire donnée dans un plan parallèle au plan dans lequel s ' étend la mire et des moyens de convergence du faisceau reçu aptes à faire converger les faisceaux lumineux reçus vers le capteur photosensible .
Les moyens de déviations permettent ainsi d' émettre un faisceau lumineux venant se réfléchir sur le bloc réfléchissant et balayant en continu horizontalement toute la largeur de la surface réfléchissante du bloc réfléchissant. Les moyens de déviation permettent donc de déplacer le faisceau lumineux sur la surface réfléchissante en regard de la mire du blo c réfléchissant dans une direction à la fois parallèle au plan de la surface du flotteur sur laquelle reposent le ou les blocs réfléchissants, et parallèle au plan de la mire . Le déplacement continu et l ' émission en continu du faisceau lumineux permettent de réaliser un balayage sur toute la largeur du blo c réfléchissant et ainsi de lire au moins une fois tout le code horizontal binaire de la graduation correspondante au niveau auquel le flotteur se situe.
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.
Les moyens de convergence permettent de récupérer les faisceaux lumineux divergeant à cause du balayage horizontal et de les faire converger vers le capteur photosensible. Dans un autre mode de réalisation, la mire comprend des niveaux comportant chacun un code vertical binaire distinct. Chaque code vertical binaire comporte un même nombre de bits verticaux définissant l'altitude absolue d'une extrémité du niveau correspondant, que le faisceau lumineux balaye verticalement. Pour balayer verticalement le code vertical binaire, le dispositif comprend un générateur de vibrations apte à générer un mouvement oscillant de faible amplitude à l ' axe de guidage, les moyens de traitement étant aptes à commander le générateur de vibrations .
Les bits sont successivement disposés verticalement de manière à obtenir un code-barres lisible verticalement. Ainsi, chaque niveau comprend un code de n bits dont on sait repérer le début et la fin.
Le générateur de vibrations commandé par les moyens de traitement permet de fournir un mouvement oscillant à l ' axe de guidage supportant la mire. Pour cela, le générateur peut comprendre un transducteur électromagnétique, piézoélectrique ou autre. Les oscillations de l ' axe de guidage et de la mire permettent de réaliser un balayage vertical d'une pluralité de graduations devant le faisceau lumineux émis par la source lumineuse. Le faisceau lumineux balaye ainsi plusieurs niveaux verticaux et le capteur photosensible reçoit le signal lumineux codé et le transmet aux moyens de traitement.
La mesure du niveau de liquide est réalisée de la manière suivante. Chaque oscillation est commandée et contrôlée par le générateur de vibrations, si bien que le générateur de vibrations connaît à quel instant l ' axe de guidage est au sommet supérieur de son oscillation, au sommet inférieur de son oscillation ou même à un point intermédiaire comme le point médian ou passage par zéro . Les moyens de traitement couplés au générateur de vibrations enregistrent ainsi à chaque fois qu'un niveau vertical est lu l' instant auquel il est lu par rapport à l ' oscillation générée.
Le générateur de vibrations est configuré pour avoir une amplitude d' oscillation permettant de balayer au moins trois niveaux verticaux sur une amp litude crête à crête. En réalisant une pluralité d' oscillations successives il est ainsi possible d' obtenir une pluralité de lectures des niveaux verticaux et de réaliser une moyenne de la mesure de niveau à partir des niveaux, et de l ' instant auquel chacun est lu par rapport au temps pour passer d 'une crête de l ' oscillation à la crête opposée.
De préférence, le raccord mécanique comprend un bloc de fixation apte à maintenir l ' axe de guidage dans une direction verticale et donc à empêcher tout déplacement dans un plan horizontal, c ' est-à- dire dans un plan parallèle au flotteur.
Le bloc de fixation peut être réalisé en une ou plusieurs parties agencées de manière à former un orifice apte à recevoir l ' axe de guidage et dimensionné de sorte que l ' axe de guidage puisse coulisser dans l ' orifice tout en minimisant le degré de liberté de déplacement de l ' axe de guidage dans un plan horizontal. Le raccord mécanique peut également prévoir des dispositifs de roulement disposés sur une portion en regard de l ' axe de guidage, c ' est-à-dire sur la surface interne du bloc de fixation définissant l'orifice au travers duquel l' axe de guidage coulisse.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la mire peut comprendre en complément deux co lonnes de bits disposées à côté des niveaux verticaux. Le codage des bits de l'une de ces co lonnes complémentaires est déphasé par rapport à l'autre, afin de pouvoir détecter les valeurs et le sens de variation du dép lacement. La source lumineuse comprend des moyens d' éclairement des co lonnes . Par exemple, la source lumineuse peut comprendre deux diodes laser supplémentaires disposées de manière à délivrer deux faisceaux lumineux parallèles aptes à éclairer chacune une co lonne de bits . Chaque faisceau lumineux émis par une des diodes lasers supplémentaires permet, une fois réfléchi par le bloc réfléchissant, de lire les deux co lonnes de bits. A la place de deux diodes supplémentaires, la source lumineuse peut comprendre des moyens de balayage horizontal coopérant avec la source lumineuse unique pour éclairer les deux colonnes .
Après avoir déterminé le niveau de liquide par une mesure utilisant les oscillations de l ' axe de guidage, il est possible de mesurer le niveau sans utiliser à nouveau les oscillations verticales, mais en utilisant les deux co lonnes de bits d' information de variation et la mesure de niveau précédente. Ces deux colonnes de bits permettent en effet de contrôler, de manière continue, après la mesure réalisée avec le générateur de vibrations, une éventuelle variation du niveau, ces bits représentant une variation relative du niveau par rapport à la dernière mesure.
Cette lecture continue des deux co lonnes de bits entre deux mesures absolues utilisant le générateur de vibrations permet de fournir continuellement une mesure absolue du niveau de liquide en réduisant l 'utilisation du générateur de vibrations.
Dans un mode de réalisation, il est exploité un principe de réflexion de faisceau lumineux sur la mire. Pour cela, la mire comporte des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes (valeur " 1 ") ou des zones réfléchissantes (valeur " 0") .
Dans un tel mode de réalisation, le faisceau émis par la source lumineuse est réfléchi une première fois par le blo c réfléchissant pour être dirigé vers la mire optique supportée par l ' axe de guidage. La mire réfléchit le faisceau lumineux sauf lorsque le faisceau lumineux est absorbé par une zone sombre non réfléchissante. Les informations binaires portées sur la mire fournissent les données de mesure du niveau du flotteur. Puis le faisceau lumineux redirigé vers le même blo c réfléchissant est réfléchi une seconde fois par le blo c réfléchissant pour être dirigé vers le capteur photosensible.
Dans un autre mode de réalisation, il est exploité un principe de transmission de faisceau lumineux au travers de la mire, cette dernière comportant alors des bits codés par des zones absorbant la lumière (valeur " 1 ") ou des zones transparentes laissant passer la lumière (valeur "0"). Pour cela, le dispositif comprend un premier et un second blocs réfléchissants, et l ' axe de guidage est transparent. Le premier bloc réfléchissant est configuré pour réfléchir le ou les faisceaux émis vers la mire de l ' axe de guidage, et le second blo c réfléchissant est configuré pour réfléchir le ou les faisceaux lumineux transmis par l ' axe de guidage transparent vers le capteur photosensible.
Avantageusement, les moyens de traitement peuvent comprendre un module de correction apte à appliquer un facteur de 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 vo lumique du liquide selon la lo i d' Archimède.
Le flotteur peut comprendre en outre un blo c réfléchissant supplémentaire destiné à être au moins partiellement en contact avec le liquide et disposé au moins partiellement sous la surface supérieure du flotteur de manière à dévier le faisceau émis par la source lumineuse vers la mire et à réfléchir le faisceau réfléchi par la mire vers le capteur photosensible, le bloc réfléchissant supplémentaire étant destiné à dévier le faisceau lumineux selon un angle de réflexion dépendant de l' indice de réfraction de la matière qui est en contact avec la surface réfléchissante du bloc réfléchissant supplémentaire, le flotteur étant configuré pour laisser passer le faisceau lumineux au moins sur la portion radiale où est montée ledit bloc réfléchissant supplémentaire, les moyens de traitement étant configurés pour commander la source lumineuse et déterminer la hauteur d' enfoncement du flotteur à partir du faisceau reçu par le capteur photosensible, le module de correction déterminant ledit facteur de correction à partir de ladite hauteur d' enfoncement du flotteur déterminée.
Le blo c réfléchissant supplémentaire peut être par exemp le monté sur la périphérie extérieure du flotteur ou bien intégré au flotteur.
Cette configuration permet d' améliorer la fonction de mesure du niveau de liquide en permettant ainsi de rendre le dispositif indépendant de la densité du liquide.
En effet, l ' émission d'un faisceau lumineux sur le blo c réfléchissant supplémentaire permet d' avoir, par transmission du faisceau au travers du flotteur, une seconde mesure de la mire et de mesurer l ' enfoncement du flotteur dans le liquide à partir de l ' écart entre le niveau obtenu via le bloc réfléchissant et le niveau obtenu via le bloc réfléchissant supplémentaire. Les moyens de traitement ont en mémoire un écart de référence auquel est comparé l ' écart ainsi déterminé. La mesure d' enfoncement permet ainsi de déterminer automatiquement le facteur de correction à appliquer à la mesure du niveau de liquide dans le conteneur en fonction de la densité du liquide.
L ' angle de réflexion du faisceau lumineux sur le blo c réfléchissant supplémentaire dépend de l' indice de réfraction de la matière qui lui est en contact. Par exemple, l' indice de réfraction est de l ' ordre de 1 pour la partie non immergée, qui est en contact avec le gaz au-dessus du liquide, tandis qu' elle est supérieure à 1 ,3 pour la partie immergée, qui est en contact avec le liquide dont le niveau est mesuré.
Une modulation de la déviation du faisceau lumineux permet de déterminer le niveau de liquide par rapport au flotteur de la manière suivante :
Si la réflexion du faisceau lumineux sur le blo c réfléchissant supplémentaire est lo calisée au-dessus du niveau du liquide, alors l' indice de réfraction est proche de 1 . Il est alors possible de lire la mire optique par balayage horizontal du faisceau lumineux émis par la source lumineuse de manière similaire à la lecture principale de mesure du niveau de liquide. Cette lecture permet d' obtenir une mesure proportionnelle à l ' enfoncement du flotteur dans le liquide.
Si la réflexion du faisceau lumineux sur le blo c réfléchissant supplémentaire est localisée au-dessous du niveau du liquide, alors l ' indice de réfraction est supérieur à 1 ,3. On détecte alors que la mire n' est plus dans le champ de visibilité du faisceau lumineux.
La mesure de la hauteur d' enfoncement du flotteur dans le liquide permet à son tour d' obtenir au final une mesure de niveau de liquide complètement indépendante de la densité du liquide. Dans un mode de réalisation, la source lumineuse peut comprendre une première source lumineuse configurée pour illuminer ledit bloc réfléchissant et une source lumineuse supplémentaire configurée pour illuminer ledit bloc réfléchissant supplémentaire, et le capteur photovoltaïque comprend un premier capteur photosensible et un capteur photosensible supp lémentaire configurés pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le bloc réfléchissant supplémentaire, la source lumineuse supplémentaire et le capteur photosensible supplémentaire étant orientés vers ledit bloc réfléchissant supplémentaire .
Le bloc comportant la fente horizontale peut avantageusement comprendre une mire de référence montée sur la face de la surface dans laquelle est réalisée la fente en regard du plan de réflexion dudit blo c, la mire de référence étant au-dessus ou en-dessous de la fente et comportant des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes ou des zones réfléchissantes .
Etant donné la hauteur du conteneur la déviation angulaire sur laquelle le faisceau lumineux doit être balayé peut beaucoup varier. De même la vitesse de balayement varie en fonction de la distance séparant le flotteur de la source lumineuse. Lorsque la vitesse est trop importante, la mire peut être balayée trop rapidement par le faisceau lumineux et ne pas être détectée.
La mire de référence permet de balayer relativement rapidement le faisceau lumineux sur le bloc réfléchissant. Une fois la mire de référence détectée, la vitesse de balayage peut être réduite pour trouver le niveau indiqué par la mire au-travers de la fente.
De plus, une fois la mire de référence détectée, le dispositif sait qu 'il n'y a plus qu' à descendre ou monter le faisceau lumineux par rapport à la mire de référence pour trouver la mire .
De préférence, la mire de référence comporte une hauteur plus importante que la hauteur de la fente, la hauteur étant mesurée dans une direction s ' étendant entre le flotteur et le support.
En augmentant la hauteur de la mire, on augmente les chances de détection de la mire de référence lors d'un balayage rapide du faisceau émis. On peut ainsi augmenter d' autant plus la vitesse de balayage du faisceau pour la détection de la mire de référence.
Selon un autre aspect de l' invention, il est proposé un conteneur comprenant un dispositif de mesure optique absolue tel que défini ci-dessus .
Selon encore un autre aspect de l' invention, il est proposé un véhicule citerne comprenant au moins un conteneur tel que défini ci- dessus .
D ' autres avantages et caractéristiques de l' invention apparaîtront à l ' examen de la description détaillée de quatre modes de réalisation de l' invention nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels :
la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de mesure optique absolue à balayage vertical au travers d' une mire utilisée en transparence 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 représente schématiquement un dispositif de mesure optique absolue à balayage vertical au travers d' une mire utilisée en réflexion selon un deuxième mode de réalisation de l ' invention ;
la figure 4 illustre schématiquement une vue de dessus d 'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 3 ;
la figure 5 illustre schématiquement un dispositif de mesure optique absolue à balayage horizontal au travers d'une mire utilisée en transparence selon un troisième mode de réalisation de l' invention ;
la figure 6 représente une vue de dessus d'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 5 ;
la figure 7 représente schématiquement un dispositif de mesure optique absolue à balayage horizontal au travers d' une mire utilisée en réflexion selon un quatrième mo de de réalisation de l ' invention ;
la figure 8 représente une vue de dessus d'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 7 ;
la figure 9 illustre schématiquement un dispositif de mesure optique abso lue à balayage vertical sur une mire utilisée en réflexion selon un cinquième mo de de réalisation de l' invention ;
la figure 10 représente une vue de dessus d'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 9 ;
la figure 1 1 illustre schématiquement un dispositif de mesure optique absolue à balayage horizontal sur une mire utilisée en réflexion selon un sixième mode de réalisation de l' invention ;
la figure 12 représente une vue de dessus d'un flotteur et d'un axe de guidage du dispositif illustré sur la figure 1 1 .
Sur la figure 1 est représenté de manière schématique, un dispositif 1 de mesure optique abso lue d'un niveau de liquide L dans un conteneur C selon un premier mode de réalisation.
Une paroi supérieure Cs et une paroi inférieure Ci du conteneur C sont représentées sur la figure 1 . Le dispositif 1 de mesure optique abso lue 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 pour pouvoir retirer le dispositif 1 en cas de maintenance.
Le dispositif 1 comprend un axe de guidage 3 vertical dont une extrémité supérieure 3 s est raccordée mécaniquement au support 2 via un axe de fixation 4 rigide. L ' axe de guidage 3 possède une hauteur inférieure à la distance séparant la paroi supérieur Cs de la paro i inférieure Ci et le dispositif 1 comprend un raccord 5 mécanique monté sur la paroi inférieure Ci du conteneur C et apte à maintenir l ' axe de guidage 3 dans un axe vertical.
Le raccord mécanique 5 comprend un bloc parallélépipédique comportant un orifice 5 1 apte à recevoir l' axe de guidage 3 et dimensionné de sorte que l ' axe de guidage 3 puisse coulisser dans l ' orifice 5 1 tout en minimisant le degré de liberté de déplacement de l ' axe de guidage 3 dans un plan horizontal, c ' est-à-dire dans un plan parallèle à la paroi inférieure Ci du conteneur C sur la figure 1 .
Le dispositif 1 comprend en outre une source lumineuse 6 et un capteur photosensible 7 fixés à une paroi interne 2i du support 2 de manière à être localisé dans le conteneur C une fois le support 2 fixé sur le conteneur C.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , la source lumineuse 6 est une diode laser émettant un faisceau de lumière mono chromatique.
Le dispositif 1 comprend également une unité de commande 8 fixée sur une paroi externe 2e du support 2 et électriquement raccordée à la diode laser 6 et au capteur photosensible 7 pour piloter l ' émission d'un faisceau lumineux et recevoir le signal correspondant au faisceau lumineux reçu par le capteur photosensible 7. L 'unité de commande 8 est configurée pour traiter les signaux ainsi reçus et comprend un câble 8 c d' alimentation et de communication apte à être raccordé à une unité électronique externe.
On ne sort pas du cadre de l 'invention lorsque l 'unité de commande 8 est intégrée au support 2 ou montée sur la paroi interne 2i du support avec un raccord électrique permettant de coupler l 'unité de commande au câble 8c externe.
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 aussi un flotteur 9 comprenant un orifice 10 central. L 'orifice 10 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.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , le flotteur 9 comprend deux blocs réfléchissants 1 1 et 12 montés sur une surface supérieure 9s du flotteur et agencés symétriquement de part et d' autre de l ' axe de guidage 3. Les deux blocs réfléchissants 1 1 et 12 possèdent chacun une surface réfléchissante respectivement I l s et 12s orientée à 45 ° par rapport à la surface horizontale du flotteur 9 et en regard l 'une de l ' autre.
Le premier bloc réfléchissant 1 1 est monté sur le flotteur 9 de manière à se trouver verticalement sous la diode laser 6. Le premier blo c réfléchissant 1 1 est orienté de sorte que sa surface réfléchissante I l s réfléchisse le faisceau lumineux émis par la diode laser 6 vers le second blo c réfléchissant 12 dans un plan parallèle à la surface 9s du flotteur 9 sur laquelle sont fixés les blocs réfléchissants 1 1 et 12.
Le second bloc réfléchissant est monté sur le flotteur 9 de manière à se trouver verticalement sous le capteur photosensible 7. Le second bloc réfléchissant 12 est orienté de sorte que sa surface réfléchissante 12s réfléchisse le faisceau lumineux réfléchi par le premier bloc réfléchissant 1 1 et transmis au travers de l ' axe de guidage 3 transparent vers le capteur photosensible 7.
On ne sort pas du cadre de l' invention lorsque les deux blo cs réfléchissants ne sont pas agencés symétriquement par rapport à l ' axe de guidage 3 . Il suffit que les blo cs réfléchissants soient agencés d'une part de manière à réfléchir un faisceau incident vertical vers le second blo c réfléchissant tout en traversant la mire optique, et d' autre part de manière à être disposés en regard de la diode laser pour l 'un et en regard du capteur photosensible pour l ' autre.
L ' agencement symétrique permet d' optimiser les dimensions du flotteur et d' équilibrer de manière homogène le flotteur.
L ' axe de guidage 3 comprend une mire optique 13. Le flotteur 9 comprend une fente 14 horizontale, c ' est-à-dire s ' étendant dans un plan parallèle au plan de la surface 9s du flotteur 9. Sur le flotteur 9 sont fixés les blo cs réfléchissants 1 1 et 12 et la fente horizontale 14. La fente horizontale 14 est fixée préférentiellement de manière so lidaire à l 'un des deux blocs réfléchissants 1 1 ou 12.
La mire optique graduée 13 peut être réalisée sur une plaque apposée sur l ' axe de guidage 3. La mire 13 comprend des niveaux comportant chacun un code vertical binaire distinct. Chaque code vertical binaire comporte un même nombre de bits verticaux définissant l'altitude absolue d'une extrémité du niveau correspondant. Le faisceau lumineux émis par la diode laser 6 fixée au support 2 qui est solidaire de la paroi supérieure Cs du conteneur C descend verticalement jusqu' au premier blo c réfléchissant 1 1 qui le dévie à 90° dans une direction parallèle à la surface 9s du flotteur 9. Le faisceau ainsi dévié traverse alors horizontalement l ' axe de guidage 3 transparent et la mire optique 1 3 sur laquelle est codée de manière numérique la hauteur absolue du flotteur 9. Le faisceau transmis par la mire 13 traverse la fente de mesure 14 so lidaire du second blo c optique 12 qui le dévie à 90° dans une direction parallèle à l ' axe de guidage 3 , vers le capteur photosensible 7.
Selon que le faisceau a rencontré une zone transparente laissant passer la lumière ou une zone absorbant la lumière de la mire 13 , le faisceau est ou non transmis par la mire 13 . 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 .
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , le dispositif 1 comprend un générateur de vibrations 1 5 fixé à la paroi inférieure 2i du support 2 et solidaire de l ' axe de fixation 4. Le générateur de vibrations 1 5 est configuré pour faire osciller verticalement. Le générateur de vibrations 15 peut être un transducteur électromagnétique, piézoélectrique ou autre. Le générateur de vibrations 15 est électriquement raccordé à l 'unité de commande 8 qui synchronise la génération de vibrations avec l ' émission de faisceaux lumineux par la diode laser 6 et la réception de faisceaux lumineux par le capteur photosensible 7.
La mesure du niveau de liquide est réalisée de la manière suivante. Chaque oscillation est commandée et contrôlée par les moyens de commande 8 couplés au générateur de vibrations 15 , si bien que les moyens de commande 8 connaissent à quel instant l ' axe de guidage 3 est au sommet supérieur de son oscillation, au sommet inférieur de son oscillation ou même à un point intermédiaire comme le point médian ou passage par zéro . Les moyens de commande 8 couplés au générateur de vibrations 1 5 enregistrent ainsi, à chaque fois qu'un code-barres vertical de la mire 1 3 est lu, l' instant auquel il est lu par rapport l ' oscillation générée.
Le générateur de vibrations 15 est configuré pour avoir une amplitude d' oscillation permettant de balayer au moins trois niveaux d'un même nombre de bits verticaux contenant un code en relation avec l'altitude abso lue d'une extrémité du niveau correspondant. En réalisant une pluralité d' oscillations successives il est ainsi possible d' obtenir une pluralité de lectures des codes-barres verticaux et de réaliser une extrapolation de la mesure de niveau à partir des données lues de plusieurs niveaux de bits.
En complément de la lecture de l' altitude abso lue obtenue avec les vibrations générées, il est possible de ne lire que les variations relatives de hauteur à partir de deux co lonnes de bits disposées à côté des niveaux verticaux. La lecture des variations relatives de hauteur a l ' avantage de ne pas nécessiter l ' activation du générateur de vibrations 15 et permet ainsi de connaître toute variation du niveau entre deux mesures réalisées avec le générateur de vibrations.
La combinaison dans le temps des deux modes de fonctionnement ci-dessus permet de disposer en permanence d' une mesure abso lue, tout en réduisant l ' activation du générateur de vibrations 15 aux phases de synchronisation.
Sur les figures 3 et 4 est présenté un dispositif 1 de mesure optique selon un second mode de réalisation. Les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 portent les mêmes références .
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 ne comprend qu 'un seul bloc réfléchissant 1 1 0, et la mire 130 comprend des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes (valeur " 1 ") ou des zones réfléchissantes (valeur " 0") . La mire optique 130 est montée sur l ' axe de guidage de manière à être en regard de l 'unique bloc réfléchissant 1 10.
Pour réaliser une mesure de niveau, un faisceau lumineux est émis continuellement par la diode laser 6 pendant que, simultanément, le générateur de vibrations 15 provoque une ondulation verticale de l'axe de guidage 30 supportant la mire 130.
Les oscillations de l'axe de guidage 30 réfléchissant et de la mire optique 130 montée sur l'axe de guidage 30 et l'émission successive de faisceaux lumineux permettent de lire séquentiellement les données relatives à plusieurs niveaux de bits.
Sur les figures 5 et 6 est présenté un dispositif 1 de mesure optique selon un troisième mode de réalisation. Les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 ne comporte pas de générateur de vibrations 15. L'axe de fixation 4 est ainsi solidaire du support 2.
Aucune vibration n'étant transmise à l'axe de guidage 3, celui- ci est fixé à la paroi inférieure Ci du conteneur C via un raccord mécanique 50 rigide.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, le dispositif 1 comprend des moyens 16 de déviation du faisceau lumineux montés en sortie de la diode laser 6, et des moyens 17 de convergence de faisceaux lumineux montés en entrée du capteur photosensible 7.
Les moyens de déviation 16 permettent de dévier le faisceau lumineux sur une plage angulaire de manière à balayer toute la largeur de la surface réfléchissante Ils du premier bloc réfléchissant 11. Le balayage est réalisé dans un plan parallèle à la mire 13 selon une direction perpendiculaire à la direction dans laquelle le faisceau lumineux est réfléchi par le premier bloc réfléchissant 11.
Pour réaliser une mesure de niveau, les moyens de déviation 16 génèrent un balayage du faisceau lumineux émis par la diode laser 6. Le faisceau émis se déplace alternativement dans un sens puis dans le sens opposé de la direction X tel qu'illustré sur la figure 4 qui représente une vue de dessus du flotteur 9 et de l'axe de guidage 3, ce qui a pour effet de lire successivement les bits de gauche à droite puis de droite à gauche sur la mire optique 13 montée sur l'axe de guidage 3. La mesure permet de déterminer la position absolue du faisceau lumineux à l' altitude de la fente 14 de mesure et donc l' altitude abso lue du flotteur 9.
Sur les figures 7 et 8 est présenté un dispositif 1 de mesure optique absolue selon un quatrième mode de réalisation. Les éléments identiques à ceux du troisième mode de réalisation illustré sur la figure 5 portent les mêmes références .
Dans cette variante du troisième mode de réalisation, le dispositif 1 ne comprend qu'un seul blo c réfléchissant 1 10, l' axe de guidage 30 vertical est en matériau réfléchissant et la mire 130 est montée sur l ' axe de guidage de manière à être en regard de l 'unique blo c réfléchissant 1 10. Ce mode de réalisation étant une variante du troisième mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le dispositif ne comporte pas de générateur de vibrations et comprend un raccord 50 rigide monté sur la paroi inférieure Ci.
La fente horizontale de mesure 14 est montée sur le blo c réfléchissant 1 10 de manière à être disposé sur le trajet du faisceau lumineux entre le bloc réfléchissant 1 10 et la mire 130.
La diode laser 6, le capteur photosensible 7, les moyens de déviations 16 et les moyens de convergence 1 7 sont agencés les uns en dessous des autres de manière à pouvoir émettre un faisceau lumineux vers le bloc réfléchissant 1 10 et à recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le bloc réfléchissant 1 1 0.
Pour réaliser une mesure de niveau, les moyens de déviation 1 6 génèrent un balayage du faisceau lumineux émis par la diode laser 6.
Le faisceau émis se déplace alternativement dans un sens puis dans le sens opposé de la direction X tel qu' illustré sur la figure 8 qui représente une vue de dessus du flotteur 9 et de l ' axe de guidage 30 présenté sur la figure 7, ce qui a pour effet de lire successivement les bits de gauche à droite puis de droite à gauche sur la mire optique 1 30 montée sur l ' axe de guidage 3.
Sur les figures 9 et 10 est présenté un dispositif 1 de mesure optique absolue selon un cinquième mode de réalisation. Les éléments identiques à ceux du deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4 portent les mêmes références .
Dans cette variante du deuxième mode de réalisation, le dispositif 1 comprend en outre un bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 monté sur la périphérie extérieure 9p du flotteur 9 à l ' affleurement de la surface inférieure 9i du flotteur 9. Le blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 est fixé sur une surface périphérique 9p qui s ' étend entre la surface supérieure 9s et la surface inférieure 9i du flotteur 9 et parcourt tout le périmètre des surfaces inférieure 9i et supérieure 9s .
Dans cette variante du deuxième mode de réalisation, le flotteur 9 est réalisé en matériau transparent au moins pour la portion s ' étendant entre le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 et la mire 130.
En variante, la portion de matériau transparent peut être remplacée par un évidement.
Le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 est agencé de manière à dévier le faisceau émis par la source lumineuse 6 vers la mire 1 30 et de réfléchir le faisceau réfléchi par la mire 130 vers le capteur photosensible 7.
La source lumineuse 6 comprend des moyens de déviation permettant de balayer le faisceau émis entre le blo c réfléchissant 1 1 0 monté sur la surface supérieure 9s du flotteur 9 et le blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 de manière à alternativement faire une mesure otique du niveau à l ' aide du bloc réfléchissant 1 10 et une mesure de l ' enfoncement à partir du bloc réfléchissant supplémentaire 1 8.
Le blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 dévie le faisceau selon un angle de réflexion dépendant de l' indice de réfraction de la matière L qui est en contact avec sa surface réfléchissante. L ' angle de réflexion du faisceau lumineux sur le blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 dépend donc de l' indice de réfraction de la matière qui lui est en contact. Dans l ' exemp le illustré, l 'indice de réfraction est de l ' ordre de 1 pour la partie non immergée, qui est en contact avec le gaz au-dessus du liquide, tandis qu' elle est supérieure à 1 ,3 pour la partie immergée, qui est en contact avec le liquide L dont le niveau est mesuré. Les moyens de traitement 8 sont configurés pour commander la source lumineuse 6 de manière à mesurer la hauteur d' enfoncement du flotteur 9 à partir du faisceau reçu par le capteur photosensible 7. Le module de correction calcule l ' écart entre le niveau mesuré via le bloc réfléchissant 1 10 et le niveau mesuré via le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8. Le module de correction compare alors l ' écart calculé à un écart de référence enregistré en mémoire pour déterminer la hauteur d' enfoncement du flotteur. L ' écart de référence peut être répertorié dans une table de référence et varié en fonction du niveau mesuré via le blo c réfléchissant 1 10 étant donné que l ' angle du faisceau lumineux varie avec la hauteur du flotteur 9.
Le mo dule de correction détermine ainsi le facteur de correction à app liquer en fonction de la densité du produit contenu dans le conteneur à la mesure du niveau de liquide dans le conteneur réalisée via le blo c réfléchissant 1 10.
Sur les figures 1 1 et 12, est présenté un dispositif 1 de mesure optique absolue selon un sixième mode de réalisation. Les éléments identiques à ceux du quatrième mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8 portent les mêmes références .
Ce mo de de réalisation étant une variante du quatrième mo de de réalisation illustré sur les figures 7 et 8 , il ne comporte pas de dispositif de vibration.
La diode laser 6, le capteur photosensible 7, les moyens de déviations 16 et les moyens de convergence 1 7 sont agencés les uns en dessous des autres de manière à pouvoir émettre un faisceau lumineux vers le bloc réfléchissant 1 10 et à recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le bloc réfléchissant 1 1 0.
Pour réaliser une mesure de niveau, les moyens de déviation 1 6 génèrent un balayage du faisceau lumineux émis par la diode laser 6. Le faisceau émis se déplace alternativement dans un sens puis dans le sens opposé de la direction X tel qu' illustré sur la figure 8 qui représente une vue de dessus du flotteur 9 et de l ' axe de guidage 30 présenté sur la figure 7, ce qui a pour effet de lire successivement les bits de gauche à droite puis de droite à gauche sur la mire optique 1 30 montée sur l ' axe de guidage 3.
Comme dans le cinquième mode de réalisation illustré sur les figures 9 et 10, le dispositif 1 selon le sixième mo de de réalisation comprend en outre un blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 monté sur la périphérie extérieure 9p du flotteur 9 à l ' affleurement de la surface inférieure 9i du flotteur 9. Le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 est fixé sur une surface périphérique 9p qui s ' étend entre la surface supérieure 9s et la surface inférieure 9i du flotteur 9 et parcours tout le périmètre des surfaces inférieure 9i et supérieure 9s .
La détermination de l ' enfoncement du flotteur est réalisée à l ' aide d'une mesure faite par balayage horizontal du code binaire codé horizontalement sur la mire 130 via le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8. Pour cela, le dispositif 1 comprend une diode laser supplémentaire 61 , un capteur photosensible supplémentaire 71 , des moyens de déviations supp lémentaires 161 et des moyens de convergence supp lémentaires 17, tous sont agencés les uns en dessous des autres de manière à pouvoir émettre un faisceau lumineux vers le blo c réfléchissant supplémentaire 1 8 et à recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8.
En variante, au lieu d'utiliser les quatre éléments optiques supplémentaires 61 , 71 , 16 1 et 171 , le dispositif pourrait comprendre un dispositif de déviation du faisceau lumineux émis par la source lumineuse 6 permettant de dévier le faisceau entre le bloc réfléchissant 1 1 0 et le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 , de manière similaire au cinquième mode de réalisation.
Dans le sixième mo de de réalisation, le blo c réfléchissant 1 10 comportant la fente horizontale 14 comprend une mire de référence, non représentée sur la figure 1 1 , montée sur la face du support de fente 14 en regard du plan de réflexion 1 1 0s du bloc réfléchissant 1 10. La mire de référence est disposée en dessous de la fente 14 et comportant des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes et des zones réfléchissantes. La mire de référence comporte une hauteur plus importante que la hauteur de la fente 14, de l'ordre d' au moins deux fois la hauteur de la fente 2.
Dans une variante, les moyens de déviation 16 et les moyens de convergences 17 peuvent être disposés autrement de manière à avoir les moyens de déviation 16 positionnés sous les moyens de concentration 17. Il en va de même pour les moyens de déviation supplémentaires 16 1 et les moyens de convergence supplémentaires 171 .
En variante, il est également possible d' intégrer le bloc réfléchissant supplémentaire 1 8 dans le flotteur 9.
On ne sort pas du cadre de l' invention lorsqu' on combine les éléments des différents modes de réalisation pour obtenir un dispositif de mesure absolue tel que défini ci-dessus .
L 'invention permet de réaliser simp lement à n' importe quel moment une mesure optique absolue du niveau de liquide dans un conteneur, notamment un conteneur maintenu fermé.

Claims

REVENDICATIONS
1. 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) montés sur le support (2) et orientés vers le flotteur (9), au moins un bloc réfléchissant (11, 12, 110) monté sur le flotteur (9) de manière à participer à la déviation du faisceau émis par la source lumineuse (6) vers le 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, caractérisé en ce que l'axe de guidage (3, 30) comprend une mire (13, 130) disposée sur le trajet du faisceau lumineux entre la source lumineuse (6) et le capteur photosensible (7).
2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le flotteur (9) comprend un orifice (10) apte à recevoir l'axe de guidage (3) vertical de manière à laisser coulisser le flotteur (9) le long de l'axe de guidage (3, 30).
3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le support (2) est solidarisé à une extrémité supérieure de l'axe de guidage (3, 30).
4. Dispositif selon la revendication 1 à 3, comprenant un raccord (5, 50) mécanique apte à être solidarisé au fond du conteneur et à maintenir l'axe de guidage selon une direction verticale.
5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la source lumineuse (6) comprend une diode laser.
6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le bloc (110) ou au moins l'un des blocs réfléchissants (11, 12) comprend une fente (14) horizontale s'étendant dans un plan parallèle au plan comprenant la surface (9s) du flotteur (9) sur laquelle est disposé le ou les blocs réfléchissants (110, 11, 12).
7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la mire (13, 130) comprend des échelons de niveau comportant chacun un code horizontal binaire distinct, et le dispositif (1) comprend des moyens (16) de déviation du faisceau émis par la source lumineuse (6) aptes à balayer le faisceau émis dans une plage angulaire donnée dans un plan parallèle au plan dans lequel s'étend la mire (13, 130), et des moyens de convergence (17) du faisceau reçu aptes à converger les faisceaux lumineux reçus vers le capteur photosensible (7).
8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la mire (13, 130) comprend des niveaux comportant chacun un code vertical binaire distinct, et le dispositif (1) comprend un générateur de vibrations (15) apte à générer un mouvement oscillant de faible amplitude à l'axe de guidage (3, 30) pour balayer verticalement une pluralité de codes verticaux binaires, les moyens de traitement (8) étant aptes à commander le générateur de vibrations (15).
9. Dispositif (1) selon la revendication 8, dans lequel la mire (13, 130) comprend en outre deux colonnes de bits disposées à côté des niveaux verticaux, le codage des bits de l'une des colonnes étant déphasé par rapport à l'autre, et la source lumineuse (6) comprend des moyens d'éclairement des colonnes.
10. Dispositif (1) selon la revendication 4 et l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel le raccord (5) comprend un bloc de fixation apte à maintenir l'axe de guidage (3, 30) dans une direction verticale.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens de traitement (8) comprennent un module de correction apte à appliquer un facteur de correction à la mesure réalisée en fonction de la densité du liquide (L) dans le conteneur (C).
12. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la mire optique (13) comporte des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes ou des zones réfléchissantes.
13. Dispositif selon les revendications 11 et 12, dans lequel le flotteur (9) comprend en outre un bloc réfléchissant supplémentaire ( 1 8) destiné à être au moins partiellement en contact avec le liquide (L) et disposé au moins partiellement sous la surface supérieure (9s) du flotteur (9) de manière à dévier le faisceau émis par la source lumineuse (6) vers la mire ( 130) et à réfléchir le faisceau réfléchi par la mire ( 130) vers le capteur photosensible (7), le blo c réfléchissant supplémentaire ( 1 8) étant destiné à dévier le faisceau lumineux selon un angle de réflexion dépendant de l' indice de réfraction de la matière qui est en contact avec la surface réfléchissante du blo c réfléchissant supplémentaire ( 1 8), le flotteur (9) étant configuré pour laisser passer le faisceau lumineux au moins sur la portion radiale où est montée ledit blo c réfléchissant supplémentaire ( 1 8), les moyens de traitement (8) étant configurés pour commander la source lumineuse (6, 61 ) et déterminer la hauteur d' enfoncement du flotteur (9) à partir du faisceau reçu par le capteur photosensible (7, 71 ), le module de correction déterminant ledit facteur de correction à partir de ladite hauteur d' enfoncement du flotteur (9) déterminée .
14. Dispositif selon la revendication 13 , dans lequel la source lumineuse (6) comprend une première source lumineuse configurée pour illuminer ledit bloc réfléchissant ( 1 1 ) et une source lumineuse supplémentaire (61 ) configurée pour illuminer ledit bloc réfléchissant supplémentaire ( 1 8), et le capteur photovoltaïque (7) comprend un premier capteur photosensible et un capteur photosensible supplémentaire (71 ) configurés pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le bloc réfléchissant supplémentaire ( 1 8), la source lumineuse supplémentaire (61 ) et le capteur photosensible supplémentaire (71 ) étant orientés vers ledit bloc réfléchissant supplémentaire ( 1 8) .
15. Dispositif selon la revendication 6 et l 'une des revendications 12 à 14, dans lequel ledit blo c ( 1 10) comportant la fente ( 14) horizontale comprend une mire de référence montée sur la face de la surface dans laquelle est réalisée la fente ( 14) en regard du plan de réflexion dudit bloc ( 1 1 0), la mire de référence étant au-dessus ou en-dessous de la fente ( 14) et comportant des bits codés par des zones sombres non réfléchissantes ou des zones réfléchissantes .
16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel la mire de référence comporte une hauteur plus importante que la hauteur de la fente (14), la hauteur étant mesurée dans une direction s'étendant entre le flotteur (9) et le support (2).
17. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant un premier et un second blocs réfléchissants (11, 12), et dans lequel l'axe de guidage (3) est transparent, la mire (13) comportant des bits codés par des zones absorbant la lumière ou des zones transparentes laissant passer la lumière, le premier bloc réfléchissant (11) étant configuré pour réfléchir le ou les faisceaux émis vers la mire (13) de l'axe de guidage (3), et le second bloc réfléchissant (12) étant configuré pour réfléchir le ou les faisceaux lumineux transmis par l'axe de guidage (3) transparent vers le capteur photosensible (7).
18. Conteneur (C) comprenant un dispositif (1) de mesure optique absolue selon l'une des revendications 1 à 17.
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