Brevet FR2099665A1 — publié le 19720317

La présente invention concerne un nouveau débitmètre de construction extremement simple et de précision élevez. Selon une caractéristique importante de l'appareil de l'invention, une partie mobile, nlacée dans un passage de fluide, est destinée ! etre dfiviFe proportionnellement a la pression dynamique qu'elle subit de la part du fluide s ce déplacement de la partie mobile, qui varie avec la pression dynamique, est transformé en variation d'un paramètre électriaue, ce qui permet une mesure précise du ddbit de l'évacuation. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, la partie mobile ne comprend pas de mécanisme à usure mécanique, par- exemple des paliers, et elle fonctionne de façôn fiable en fonction des variations de la pression dvnamique du fluide, ce qui rend possible d'obtenir une mesure avec une fiabilité élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention, un corps élastique déformable maintient la partie mobile et fournit un parametre électrique variable, par exemple a l'aide d'une jauge de contrainte placée dans la partie où les contraintes sont les plus concentrées, la variation du paramètre électrique du corps déformable variant en fonction du placement de l'élément mobile sous l'action de la Dression t le paramètre électrique permet d'obtenir le débit. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément mobile placé pratiquement dans l'axe d'une tuyauterie a passage de fluide et maintenu axialement par des éléments élastiques dans l'axe de la tuvauterie est tel que lorsqu'il se déplace en direction axiale sous l'action de la pression de fluide, un dispositif détecte l'importance de cette déviation partir de--l'ex- térieur de la tuyauterie, ce qui permet une détermination précise du débit circulant dans cette tuyauterie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en réference au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe axiale de l'appareil de l'invention comprenant une jauge de contrainte dont le paramètre électrique varie en fonction de la contrainte subie et placée a la base de la partie élastique repliée de l'un des éléments élastiques retenant un élément mobile ; et la figure 2 est une coupe longitudinale axiale de la tuyauterie de passage de fluide de l'appareil de l'invention dans lequel on détecte le déplacement de l'élément mobile a l'aide d'un dispositif placé a l'extérieur de la tuyauterie. La figure 1 représente une tuyauterie 1 destinée au passage d'un fluide dont la partie supérieure comprend deux déri- vations verticales 2 distantes oui communiquent toutes deux avec la tuyauterie 1 et ont leur extrémité fermée par un bouchon 3. Les faces inférieures des bouchons 3 sont fixées aux parties supérieures de ressorts a lame 4 dont les extrémités inférieures libres se trouvent dans l'axe de la tuyauterie 1 t entre ces extrémités libres, est monté un arbre mobil 5 ayant une partie 6 de arand diamètre sur laquelle s'exerce la pression et placée sensiblement au milieu de l'arbre 5. Dans la partie de l'un des ressorts 4 où se trouve la plus qrande concentration des contraintes lors d'une déformation, c'est-à-dire au voisinage de l'extrémité supérieure fixée au bouchon- 3 du ressort 4 sur la figure 4, est fixé un élément électrique détecteur de contrainte comprenant par exemple un semi-conducteur dont un paramètre électrique varie en fonction de la contrainte exercée, par exemple une jauge de contrainte 7. Celle-ci se trouve dans un circuit électriaue en pont (non repr6- senté) permettant la mesure de la contrainte à laquelle est soumise la jauge 7 par détection du courant de déséquilibre qui circule dans le pont' lors des variations de la résistance électrique en fonction des contraintes exercées. Dans le débitmètre de la figure 1, lorsque le fluides circule, la partie 6 supporte la pression -dù- fluide et déplace l'arbre 5 en direction axiale, contre la force exercée p-ar? le ressort 4. L'arbre 5 s'arrête en un point où la force de- réaction des ressorts 4 et la force exercée par le fluide-s'éuilibrent. Dans ce cas, la pression du fluide travaillSnt sur la partie 6 est fonction du débit du fluide qui circule dans la tuyauterie 1, et en conséquence, la contrainte produite dans les ressorts 4 en fonction du déplacement de l'arbre 5 dû à la pression s'exerçant sur la partie 6 est aussi fonction du débit. Comme on l'a vu précédemment, l'un des ressorts 4 ou le ressort gauche sur la. figure l porte une jauge de contrainte 7 dont le paramètre électriqué varie en fonction de la contrainte exercée sur le ressort gauche et incorporée à un circuit en pont, si bienqu'il est facile de terminer avec précision le débit du fluide circulant dans la tuyauterie 1 en détectant les variations du courant électrique dans le circuit en pont, qui correspond a la contrainte exercée sur la jauge 7. Dans l'appareil décrit, l'arbre 5 peut être porté par un ressort unique a lame, mais on préfère utiliser deux tels ressorts comme dans le mode de réalisation de,, la figure 1, car, lorsque les ressorts 4 plient sous l'action de la pression, l'arbre 5 peut se déplacer en direction axiale tout en restant parallèle a l'axe et en conséquence,la partie,6 reste toujours perpendi- culaire a la direction d'écoulement du fluide ; ainsi, la partie 6 ne s'incline pas lorsque les ressorts plient, comme dans le cas d'un ressort unique,' et ceci permet une précision supérieure à celle au'on obtient avec un seul ressort. La figure,2 représente un autre mode de réalis,ation du d-ispositif de l'invention, selon lequel le déplacement du corps mobile qui subit la pression est; détecté par un dispositif pla- c a l'extérieur de la tuyauterie, ce qui permet la détermina- tion du débit. Sur la figure, la référence la désigne unetuyau- terie destinée au passage du fluide et dont la face supérieure porte deux déviations verticales- 2a distantes l'une de l'autre en direction axiale et communique avec la tuyauterie la.'Des bouchons 3a ferment le-s extrémités supérieures des dérivations 2a. Les extrémités supérieures des ressorts 4a à lame,dont les extrémités libres inférieures se trouvent dans l'axe de la tuyauterie la,sont fixées à la face inférieure des bouchons 3a, et un arbre 5a comportant une partie 6a de grand diamètre destinée à recevoir la pression au milieu du troncon placé entre les ressorts, est supporté par les extrémités inférieures libres des ressorts 4a, si bien que l'arbre 5a se trouve dans l'axe de la tuyauterie la. L'extrémité de l'arbre 5a porte un corps magnétique 8, et un détecteur 9, est monté a l'extérieur de -la tuyauterie la en face du corps 8 et comprend un élément a magnétostriction ou un transformateur différentiel. Dans ce mode de réalisation, lorsque le fluide circule dans la tuyauterie la, l'arbre 5a est repoussé et se déplace en direction axiale contre la force exercée par les ressorts 4a, sous l'action de la pression du fluide qui s'exerce sur la partie 6a. L'arbre 5a s'arrête a un point où la force de réaction des ressorts 4a et la force exercée par le fluide s'équilibrent. Lors du déplacement de l'arbre 5a, le corps 8 se déplace par rapport au transformateur 9 placé a l'extérieur de la tuyauterie la et en consêquence,ce transformateur 9 fournit une tension proportionnelle au déplacement du corps 8, si bien qu'il est possible de déterminer le débit du fluide circulant dans la tuyauterie la en détectant une telle tension. Bien que le corps magnétique 8 de la fiqure 2 se trouve à l'extrémité de l'arbre Sa, un tel corps peut ne pas être né- cessaire si la partie 6 est en matière magnétique, et dans ce cas ; le transformateur différentiel 9 se trouve entre les dérivations 2a, a l'extérieur de la tuyauterie la. Comme le montre la description précédente, le débitmètre de l'invention est simple et ne comprend pas de partie mécanique travaillant a frottement dans la partie mobile et en conséquence, il fonctionne de façon fiable en fonction des variations du débit du fluide circulant dans la tuyauterie, si bien que l'utilisateur connatt le débit avec une grande précision. I1 est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée au't titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans, ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Débitmètre, caractérisé en ce qu'il comprend un corps mobile retenu dans l'axe d'une tuyauterie de circulation de fluide par des éléments élastiques, et un dispositif destiné a détecter électriquement le déplacement du corps mobile soumis a la pression du fluide circulant dans la tuyauterie. 2. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection du déplacement du corps comprend des éléments élastiaues destinés a retenir le corps et portant un dispositif capable de se déformer et dont un paramètre électrique varie en fonction des déformations sous contrainte. 3. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif détecteur comprend un corps magnétique placé a une extrémité du corps mobile et un détecteur électrique de dé- placement placé a l'extérieur de la tuyauterie. 4. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps mobile est soutenu dans l'axe de la tuyauterie par deux ressorts à lame. 5. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps mobile comprend un arbre ayant une partie de grand diamètre et destiné a subir la pression du fluide.