La présente invention a pour objet un dispositif 5 permettant de détecter le niveau d'un liquide dans un rése voir, et notamment d'un gaz liquéfié dans un réservoir de briquet. C'est à cette application particulière que l'on se référera ci-après de façon détaillée, mais il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que l'invention s'étend à tou 10 autre réservoir de liquide.

La plupart des briquets à gaz pour fumeurs ne com tent aucun dispositif donnant à l'utilisateur des indicatio sur la quantité de gaz restant dans le réservoir. On connaî bien entendu, des briquets dont le corps transparent ou tra 15 lucide permet de distinguer le niveau du gaz liquéfié. Mais outre le fait que ces briquets sont en général de qualité médiocre, le contrôle du niveau du gaz est habituellement malaisé car il impose à l'utilisateur d'incliner le briquet pour distinguer clairement la ligne de raccordement de la 20 surface libre du liquide sur la paroi du corps de briquet.

On a également proposé d'utiliser des dispositifs optiques, qui, disposés dans le fond d'un réservoir, laisse apparaître une pastille colorée tant que le briquet contien du gaz, cette pastille disparaissant lorsque le réservoir e 25 vide. Cependant, la faible luminosité du signal transmis et ^' " , la nécessité pour l'utilisateur de réaliser son observation sous un angle très proche de l'axe du système ont fait aban donner ce type de dispositif.

On connaît également, dans des domaines technique 30 différents, un autre type de dispositif pour repérer le niveau d'un liquide dans un récipient. Ce dispositif compre un barreau de matière transparente, dont une extrémité en forme de cône,d'angle au sommet égal à 90°, peut être immerg ou non suivant le niveau du liquide dans le récipient. L'in 35 de réfraction du barreau est choisi, par rapport à celui du liquide, de façon que, lorsque son extrémité baigne dans le liquide, les rayons lumineux incidents transmis par la matiè

transparente se réfractent à 1'interface séparant cette matière du liquide et se perdent dans le liquide, et que, lorsque cette extrémité n'est pas immergée, les rayons lumi neux incidents subissent une double réflexion totale en ren contrant à deux reprises ladite interface et sont renvoyés vers l'autre extrémité du barreau. Dans le premier cas, l'u lisateur aperçoit une partie sombre qui est, en fait, le fon du réservoir, et dans le second cas, il aperçoit une partie plus claire. Il peut savoir ainsi si le niveau du liquide es situé au-dessus ou au-dessous de l'extrémité du barreau tran parent.

On a proposé également dans le but de rendre possi la lecture à distance de ce genre de dispositif, d'associer barreau de matière transparente un faisceau de fibres conduc trices de la lumière appelées par la suite fibres optiques. Celles-ci véhiculent le signal de lecture depuis le lieu de la mesure jusqu'au lieu de l'observation. Cependant, ces dis sitifs, en raison de la faible luminosité de leur signal, so généralement extrêmement difficiles à lire. C'est pourquoi il a été proposé de séparer les trajets des rayons lumineux incidents et réfléchis en deux faisceaux de fibres optiques distincts. Ainsi une source lum neuse éclaire le barreau transparent par un premier faisceau de fibres optiques, et, après réflexion, les rayons lumineux retournent à l'observateur par un second faisceau de fibres optiques.

Si ce genre de dispositif, du fait de sa bonne lum nosité, se révèle extrêmement précis et facile à lire, il n'est cependant guère utilisable que dans le cas où il est possible de disposer d'une source lumineuse et où les problè d'encombrement ne sont pas critiques. Tel n'est pas le cas lorsque l'on désire équiper de ce dispositif un réservoir de dimensions réduites,tel que par exemple celui d'un briquet.

L'invention vise à proposer un dispositif de détec tion du niveau d'un liquide à l'intérieur d'un récipient don la lecture soit à la fois facile et sûre, ledit dispositif étant suffisamment miniaturisable pour être monté sur un

réservoir de petite dimension, par exemple un réservoir de briquet.

Elle a pour objet un dispositif de détection du niveau d'un liquide dans un réservoir, du type comportant faisceau de fibres optiques pourvu sur l'une de ses faces extrêmes d'un élément dioptrique susceptible d'être immerg dans le liquide, son autre face extrême, dite face d'obser vation, étant disposée de façon visible de l'extérieur du réservoir, ledit élément dioptrique étant apte, lorsqu'il n'est pas immergé, à renvoyer tout rayon incident provenan du faisceau de fibres optiques vers la face d'observation, ce dispositif étant caractérisé en ce que ladite face d'ob vation est partagée en au moins deux zones, au moins une zone signal susceptible de recevoir de l'élément dioptriqu une quantité de lumière plus importante lorsqu'il n'est pas immergé que lorsqu'il est immergé, et au moins une zone té susceptible de recevoir de l'élément dioptrique une quantit lumière constante que l'élément dioptrique soit ou non imme L'invention permet de lever toute ambiguïté sur l détection du signal. En effet^ la face d'observation étant divisée en deux zones, une première zone de détection, dont la luminosité est différente suivant que l'élément dioptriq est ou non immergé, et une seconde zone à luminosité cons¬ tante servant de référence, toute différence de luminosité, si petite soit-elle, existant entre les deux zones, sera facilement détectée par l'utilisateur.

Suivant l'invention, le faisceau de fibres optiqu étant constitué d'un grand nombre de fibres élémentaires co ductrices de la lumière, il est possible de disposer l'élé- ment dioptrique en regard de l'extrémité d'une partie seule ment des fibres du faisceau. Ainsi, seuls les rayons lumine conduits par ladite partie des fibres en regard de l'élémen dioptrique pourront subir une réflexion totale avant de sor du faisceau par la face d'observation, en rendant celle-ci lumineuse, alors que ceux conduits par les autres fibres iront se perdre à l'intérieur du réservoir, ce qui se tradui par une zone de référence sombre.

Le contraste existant entre la zone lumineuse de détection et la zone de référence peut d'ailleurs être amélioré éventuellement en colorant l'élément dioptrique et, par conséquent, le faisceau lumineux réfléchi correspondant. La transmission des rayons réfléchis est amélioré par la présence d'un liquide entre l'extrémité du faisceau de fibres optiques et l'élément dioptrique, ce liquide deva avoir un indice de réfraction voisin de celui de ces deux éléments. Dans une variante de réalisation de l'invention, ce liquide sera remplacé par une colle d'indice de réfracti approprié qui, en plus de son rôle de maintien mécanique, assurera la continuité optique entre les deux éléments tran parents.

Dans une variante de réalisation intéressante de l'invention, l'élément dioptrique sera placé dans une cavit du fond du réservoir. En choisissant le volume de celle-ci on pourra fixer le nombre d'allumages pouvant encore être fournis par un briquet après l'apparition ou la disparition de deux zones d'éclairement différent sur la face d'obser- vation.

Cette cavité pourra avoir une section semi-sphéri et l'élément dioptrique pourra être placé sensiblement au centre de celle-ci. De cette façon, la lecture ne sera pas perturbée dans le cas où le briquet n'est pas tenu en posi- tion rigoureusement verticale.

Les dessins annexés illustrent diverses formes de mise en oeuvre de l'invention. Sur ces dessins:

La figure 1 est une vue en coupe d'une première forme de réalisation du dispositif; La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un briquet en position retournée,équipé d'un dispositif selon la figure 1 ;

Les figures 3 et 4 représentent la face d'observa¬ tion perçue par l'utilisateur, respectivement lorsque l'élé- ment dioptrique n'est pas immergé et lorsqu'il est immergé;

Les figures 5 et 6 montrent schématiquement le trajet des rayons lumineux dans le cas où l'élément dioptriq

n'est pas et est immergé respectivement;

La figure 7 montre un second mode de réalisation du dispositif;

Les figures 8 et 9 illustrent respectivement le trajet des rayons lumineux dans le dispositif de la figure dans le cas où l'élément dioptrique n'est pas et est immer respectivement;

Les figures 10 et 11 représentent la face d'obser vation perçue dans les cas des figures 8 et 9 respectivemen La figure 12 montre une troisième forme de réalis tion du dispositif selon l'invention;

Les figures 13 et 14 représentent respectivement la face d'observation perçue dans le cas où l'élément dioptrique n'est pas et est immergé; Les figures 15 et 16 montrent respectivement un quatrième mode de réalisation du dispositif et la face d'ob vation perçue;

Les figures 17, 18 et 19 représentent respective¬ ment un cinquième mode de réalisation du dispositif, une vu de dessous du dispositif et la face d'observation perçue;

Les figures 20 à 23 représentent respectivement une vue en coupe d'un sixième mode de réalisation du dispo¬ sitif, une vue en élévation du dispositif, une vue de desso et la face d'observation perçue; Les figures 24 et 25 montrent respectivement un septième mode de réalisation du dispositif et la f ce d'obse vation perçue; et

La figure 26 est une vue en coupe partielle du dispositif disposé dans une cavité du réservoir. Conformément à l'invention, sur les figures 1 à 6, le réservoir 1 d'un briquet est muni d'un dispositif permet tant à l'utilisateur de détecter si le gaz est situé au- dessus ou au-dessous d'un niveau donné, et ainsi de contrôl le bon remplissage du briquet. Ce dispositif est constitué d'un faisceau 2 de fibres optiques, logé dans une gaine rigide 3 dont une extrémité 5 disposée dans le réservoir, sensiblement au

niveau à détecter, est munie d'un élément dioptrique 7, tandis que son autre extrémité 5' est fixée sur le fond 11 du briquet. Cette fixation peut être réalisée par tout moye connu dans la technique. L'élément dioptrique est constitué par un cône 7, formé, par exemple par moulage, sur un bou¬ chon 8 de "Plexiglas" (marque déposée) coiffant l'extrémité du faisceau de fibres 2 et de la gaine rigide 3. Il est collé sur les parois latérales de celle-ci et un joint d'élastomère 4 prévient le passage de liquide entre les deu pièces. Le diamètre de base de l'élément 7 est d'environ la moitié de celui du faisceau de fibres. Ainsi, lorsque le cône 7 n'est pas immergé (fig. 5), les rayons lumineux arri vant par les fibres 9 situées au droit du cône 7 subissent une double réflexion totale sur les faces à 90° de celui-ci et ressortent par les fibres 9*. Les rayons lumineux véhi¬ culés par les fibres 10 de la périphérie du faisceau ne ren contrent pas le cône 7 et ne subissent ainsi aucune réflexi totale. Ils ne sont donc pas déviés et se perdent à l'inté¬ rieur du réservoir du briquet. L'utilisateur observant la section droite 5' du faisceau de fibres optiques située à l'extérieur du briquet dénommée ci-après face d'observation, distinguera deux zone de luminosités différentes (fig. 3): une zone annulaire 6 sombre correspondant aux fibres véhiculant les rayons lumi- neux n'ayant pas subi de réflexion totale, et une zone circ laire centrale 12 plus lumineuse correspondant aux fibres véhiculant les rayons lumineux réfléchis par le cône 7.

Par contre, lorsque le cône 7 est immergé (fig. 6 les rayons 9 et 10 ne subissent pas de réflexion totale et se perdent dans le réservoir du briquet. La surface d'obser vation 13 apparaît alors uniformément sombre (fig. 4).

Ainsi, le contraste existant entre la zone annu¬ laire 6 et la zone centrale 12, lorsque le cône 7 n'est pas immergé, est aisé à identifier par l'utilisateur. La zone témoin n'est pas forcément la zone la plu sombre. Ainsi sur les figures 7 à 11 une rondelle mince réfléchissante 14 est collée à l'extrémité 16 du faisceau

de fibres. L'élément dioptrique constitué d'un cône en verre 18 est fixé, par exemple à l'aide d'un produit adhé¬ sif sur ladite rondelle 14. Comme montré sur les schémas de principe des figurés 8 et 9, seuls les rayons lumineux 2 véhiculés par les fibres situées au droit de l'ouverture 1 de la rondelle 14 seront susceptibles, lorsque le cône 18 sera immergé (fig. 9), de se perdre dans le liquide et don de ne pas être réfléchis vers la face d'observation.

Ainsi, lorsque le cône 18 sera immergé (fig. 9), l'utilisateur pourra voir. (fig. 11) une face d'observation constituée d'un disque foncé 24 entouré d'une couronne claire 22 et lorsque le cône ne sera pas immergé (fig. 8), il pourra voir une face d'observation 23 uniformément clair (fig. 10). On pourrait naturellement inverser la luminosité du disque et de la couronne en retirant la rondelle 14 et e disposant sur l'ouverture 15 un disque réfléchissant.

Bien entendu, le faisceau de fibres et l'élément dioptrique utilisés pourront avoir une section autre que circulaire.

Sur les figures 12 à 14,1e faisceau de fibres 26 est maintenu par un tube 28 de section carrée. Un bouchon 2 de même section, en un matériau transparent, est fixé à son extrémité 30. Il est pourvu d'un élément dioptrique constit d'un prisme 32 dont la base occupe environ la moitié de la surface de base du faisceau de fibres.

Ainsi, lorsque le prisme 32 est respectivement non immergé et immergé, l'utilisateur voit la face d'observatio prendre l'aspect des figures 13 et 14. Dans les réalisations précédentes, les zones apparaissant sur la face d'observation supposent que les fibres optiques constituant le faisceau soient parfaitement arrangées, de manière à ce que deux fibres voisines sur la face d'observation le soient également sur la surface en contact avec l'élément dioptrique.

La réalisation représentée aux figures 15 et 16 permet de s'affranchir de cette contrainte et d'obtenir un

signal optique d'une forme donnée, sans nécessiter un arran gement précis des fibres optiques. Pour cela, les fibres sont séparées en deux faisceaux distincts 36 et 37. Les fibres du faisceau 36 situées au droit de l'élément dioptri que 38 sont contenues dans un tube 40, disposé à l'intérieu de la gaine 42. On est sûr ainsi qu'aucune fibre ayant une extrémité au droit de l'élément dioptrique n'aura son autre extrémité dans la face d'observation, ce qui aurait pour effet de déformer le signal lumineux fourni. Lorsque l'élé- ment dioptrique 38 n'est pas immergé, la face d'observation prend l'aspect de la figure 16, et est sombre dans le cas contraire.

Sur les figures 20 à 23, les fibres contenues dan le tube 46 sont séparées par une cloison axiale 48 en deux faisceaux 50 et 52. L'élément dioptrique 54 est constitué d'un prisme dont les deux faces latérales 58 et 60 sont parallèles à l'axe des fibres et forment entre elles un angle de 90°, et dont la troisième face 62 forme un angle de 45° avec l'axe des fibres. Les rayons lumineux transmis par les fibres du faisceau 5O iront ainsi se perdre dans tous les cas à l'in¬ térieur du réservoir et cela se traduira donc par une zone sombre 56 de forme semi-circulaire sur la face d'observa¬ tion (fig. 23). Quant aux rayons lumineux transmis par les fibres du faisceau 52, ils subiront, lorsque l'élément dioptrique 54 ne sera pas immergé, plusieurs réflexions totales: une première sur la face 62, une seconde sur la face 58 (ou sur la face 60 suivant que le rayon incident sera d'un côté ou de l'autre de la ligne A-A), une troisièm sur la face 60 (ou la face 58) et enfin une quatrième sur la face 62, ^" pour être de nouveau transmis par le faisceau 5 jusqu'à la face d'observation où ils formeront une zone lum neuse semi-circulaire 66.

Sur les figures 17 à19, l'élément dioptrique est constitué d'un anneau de section triangulaire 70 à angle au sommet de 90°. Lorsqu'il n'est pas immergé les rayons inci¬ dents 72 arrivant au droit de l'élément dioptrique subissen

OMPI

une double réflexion totale et sont réfléchis suivant 74 vers la face d'observation. Sur celle-ci, il leur corres¬ pondra une zone annulaire claire 76 (fig. 19). Par contre, les rayons incidents centraux 78 ne subissent aucune réflex et se perdent à l'intérieur du réservoir du briquet. Il leu correspondra donc sur la face d'observation un disque centr sombre 80.

Dans le mode de réalisation des figures 24 et 25, l'élément dioptrique est constitué d'un tronc de cône 82 Un film de colle 84 assure sa liaison mécanique avec le faisceau de fibres optiques 86 et la continuité optique des deux milieux transparents. On choisira avantageusement une colle qui possède un indice de réfraction voisin de celui des fibres optiques 86 et de l'élément dioptrique 82. Lorsque l'élément dioptrique n'est pas immergé, seuls les rayons lumineux arrivant au droit de la petite base 88 du tronc de cône 82 se perdent dans le réservoir, les autres subissant une double réflexion totale pour ressor tir par la face d'observation. Celle-ci se présentera donc (fig« 25) sous la forme d'un anneau clair 90 entourant un disque foncé 92.

Sur la figure 26, l'extrémité d'un faisceau de fibres 94 pourvue d'un élément dioptrique 96 est engagée dans une cavité 98 prévue dans le fond 100 du réservoir du briquet. Une telle disposition permet, en jouant sur les dimensions de cette cavité 98, ainsi que sur la distance de l'élément dioptrique au fond de la cavité, de déterminer le nombre d'allumages restant à l'utilisateur après l'appari¬ tion ou la disparition de deux zones d'éclairement diffé- rent sur la face d'observation. Cette cavité pourra avoir une section semi-sphérique ^' et l'élément dioptrique 96 sera sensiblement placé en son centre. De cette façon, la lecture ne sera pas perturbée si le briquet n'est pas tenu en posi¬ tion rigoureusement verticale. Les exemples ci-dessus se rapportent au cas d'un réservoir à gaz liquéfié de briquet à gaz, car cette appli¬ cation est très avantageuse, en raison de l'aptitude

miniaturisation que présente le dispositif conforme à l'in¬ vention. Ces exemples et cette application n'ont bien enten aucun caractère limitatif et l'homme de l'art pourra conce¬ voir bien d'autres applications à d'autres types de réser- voir sans sortir du cadre de la présente invention.

C'est ainsi, par exemple, comme il a été indiqué ci-dessus, que le dispositif selon l'invention pourra être utilisé avec avantage pour détecter un niveau critique de remplissage d'une cuve à mazout, notamment d'une cuve enterrée. Dans ce cas, l'extrémité libre du faisceau de fibres servant de face d'observation pourra, bien entendu, ne pas être solidaire de la cuve, mais être disposée en un emplacement facilement accessible à l'utilisateur.