Brevet FR2135304A1 — publié le 19721215

La présente invention concerne un procédé de mesure précise d'un débit de fluide, à résolution élevée, selon lequel le courant de fluide est divisé en sections de volume bien défini, le nombre des sections constituant une mesure du dé-5 bit dans l'instrument, chaque section fournissant un signal d'indication. Dans les laboratoires, dans les industries chimiques et dans d'autres applications, il est souvent nécessaire de déterminer le débit volumique de petits courants de liquide à 10 faible vitesse avec une grande précision. On peut réaliser ces déterminations en faisant passer le courant dans un tube où on injecte des bulles à l'aide d'une pompe à gaz. On commande alors cette pompe à l'aide d'un détecteur gaz-liquide, disposé en aval de la pompe à une distance bien déterminée de 15 celle-ci, le détecteur étant destiné à indiquer la présence de gaz ou de liquide dans le tube. Ce détecteur commande la pompe qui introduit une nouvelle bulle de gaz dans le courant du tube à chaque fois que le détecteur note la présence d'une bulle. L'appareil comprend de plus un compteur du nombre de 20 bulles injectées dans le courant ou une horloge mesurant l'intervalle compris entre les bulles. Le résultat obtenu dans le compteur constitue une mesure du débit volumique du courant de liquide et l'intervalle de temps indiqué représente la vitesse du débit. L'avantage d'un tel appareil est que le résul-25 tat est indépendant de la vitesse du courant ainsi que de la viscosité, de la tension superficielle et du poids spécifique du fluide. De plus, il n'y a pas de mélange des différentes sections du courant. Le principe décrit permet d'obtenir une précision très élevée de mesure lorsque le diamètre du tube 30 est faible et lorsque la distance entre les bulles est bien déterminée. Ainsi, la précision de mesure d'un appareil mettant en oeuvre ce principe, tel que décrit par exemple dans la demande de brevet suédois n5 10 857/68, peut être supérieure à 1 ja 1. L'inconvénient est cependant que, alors même 35 que la précision de mesure peut être très élevée, c'est-à- dire que le volume de fluide compris entre deux bulles de gaz peut être très bien déterminé, la résolution de l'instrument ne peut pas être accrue d'une manière correspondante, c'est-à- 72 15969 2 2135304 dire que la distance entre les bulles qui se suivent ne peut pas être rendue arbitrairement petite. L'invention concerne un procédé permettant d'accroître la résolution de la mesure d'un débitmètre du type décrit. 5 Selon l'invention, le courant passe dans un régulateur de débit monté en série avec le débitmètre, le régulateur étant commandé .par un signal de résolution supérieure à celle du signal d'indication, le signal de commande assurant aussi l'excitation d'un dispositif d'indication qui est aussi con-10 trôlé par le signal d'indication, de manière à indiquer une valeur de mesure correspondant au nombre de sections complètes lors de la création d'un signal d'indication et indiquant des fractions de sections qui passent dans les intervalles entre les signaux d'indication, grâce au signal de commande. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 représente schématiquement un débitmètre du type connu précité ; 20 la figure 2 représente schématiquement un appareil des tiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; et la figure 3 représente l'appareil de la figure 2 utilisé dans un dispositif automatique de titrage. L'appareil connu de la figure 1 comprend un tube capil-25 laire K dans lequel circule un liquide, dans le sens indiqué par la flèche. Le tube capillaire comprend un détecteur D, capable de noter la présence de gaz ou de liquide dans le capillaire à son niveau, et une pompe E qui peut injecter des bulles de gaz G dans le courant de liquide. La pompe E est 30 commandée par le détecteur D, si bien qu'elle injecte une bulle dans le courant lorsqu'une bulle passe en face du détecteur. Ce dernier commande aussi un compteur R qui indique le nombre de bulles passant au niveau du détecteur. Si le volume du tube entre la pompe E et le détecteur D est bien dé-35 fini, le nombre indiqué dans le compteur est une mesure du débit du fluide qui est passé au niveau du détecteur D. Le volume de fluide compris entre deux bulles peut être déterminé avec une très grand^récision (de l'ordre de 1 (j. l) bien que 72 15969 3 2135304 le volume ne puisse pas être réduit d'une façon aussi importante. La précision de mesure est donc supérieure à la résolution de l'instrument. La figure 2 représente un appareil destiné à la mise en 5 oeuvre du procédé de l'invention. La référence V désigne un débitmètre du type décrit en référence à la figure 1. Celui-ci comporte un compteur R1 commandé comme décrit en référence à la figure 1. L'appareil de la figure 2 comprend de plus un dispositif P qui commande le débit dans le débitmètre V. Le 10 dispositif P peut être une pompe ou une soupape commandée. Le dispositif P est sous la commande d'un signal I et il est destiné à fournir au débitmètre une quantité de liquide par unité de temps qui est déterminée par le signal de commande. Celui-ci parvient aussi à une entrée S de déclenchement d'un 15 second compteur R2 par l'intermédiaire d'un circuit SP d'échange. Le rôle de ce circuit est la création d'impulsions à une fréquence correspondant au débit de liquide passant dans le dispositif P, qui peut être par exemple une pompe, le débit étant fonction du signal de commande. Si par exemple le signal 20 de commande est un signa.l analogique dont l'amplitude détermine la capacité de la pompe P, le circuit d'échange est un convertisseur amplitude-fréquence, créant des impulsions de déclenchement à une fréquence correspondant à l'amplitude. Si le signal de commande est un train d'impulsions, celles-ci 25 commandent un noteur pas à pas dans la pompe P, le circuit d'échange pouvant être aussi un convertisseur impulsions-fréquence. Si le débitmètre V donne un signal lorsque 100 p.1 de liquide sont passés (c'est-à-dire que des bulles de gaz sont injectées avec un tel intervalle) et si le compteur R2 comprend deux positions numériques, le circuit d'échange peut être réglé de manière à créer 100 impulsions de déclenchement transmises au compteur R2 pour chaque impulsion du débitmètre. La résolution de l'appareil est alors de 1 [il. Pour empêcher qu'un réglage erroné du circuit d'échange donne dans le comp-35 teur R2 une erreur accumulée, celui-ci est remis à zéro par les impulsions du débitmètre, par l'intermédiaire d'une borne N de réglage de zéro. Si la valeur dans le compteur R2 diffère de zéro, lors de l'impulsion fournie par le débitmètre, le 72 15969 4 2135304 réglage du circuit d'échange doit être changé. Cette opération est réalisée manuellement ou automatiquement à l'aide de la valeur du compteur R2 au moment de l'impulsion fournie par le débitmètre, et on modifie le réglage du circuit d'é-5 change comme indiqué en traits interrompus sur la figure 2. L'utilisation du signal du débitmètre Y., qui peut être du type à mesure très précise, pour la modification du réglage du compteur R2 et du circuit SF permet d'obtenir une résolution élevée sans que l'ensemble P doive obligatoirement pos-10 séder une stabilité sur une longue période ou une précision élevée. Le circuit d'échange peut aussi évidemment être monté entre l'entrée I et l'ensemble P. La figure 3 représente l'appareil de la figure 2 utilisé dans un dispositif de titrage automatique. Celui-ci com-15 prend en plus de l'appareil de la figure 2 un récipient B1 à partir duquel du liquide passe par la pompe ou par la soupape P et par le débitmètre Y, vers un second récipient B2 contenant le second liquide utilisé pour le titrage. La couleur du contenu du récipient B2 est détectée par un détecteur D et une 20 lampe L, le détecteur fournissant un signal analogique dont l'amplitude indique la quantité supplémentaire de liquide à ajouter pour que le titrage soit terminé. Le circuit d'échange est ainsi un convertisseur amplitude-fréquence qui est réglé comme décrit précédemment. La pompe ou la soupape P est 25 commandée par le signal du détecteur, par l'intermédiaire d'un convertisseur C dont la fonction dépend de la nature de la pompe ou de la soupape. Si l'ensemble P est une pompe entraînée par un moteur pas à pas, le circuit C est un convertisseur amplitude-fréquence. Si l'ensemble P est par exemple 30 une soupape numérique qui peut avoir deux positions, le circuit C est de préférence un modulateur de largeur d'impulsions, c'est-à-dire un circuit créant des impulsions à une certaine fréquence, la durée des impulsions étant déterminée par l'amplitude du signal fourni par le détecteur. Ainsi, si l'ampli-35 tude du signal du détecteur a une valeur initiale lors du début du titrage et tombe à zéro lorsque le titrage est terminé, la soupape peut être par exemple maintenue ouverte constamment dans la phase initiale du titrage, puis ouverte pendant 72 15969 2135304 des intervalles de longueur diminuant progressivement, la soupape étant fermée constamment lorsque le titrage est terminé. Si le réglage du circuit d'échange Sî1 est convenable, le volume de liquide nécessaire pour le titrage est indiqué 5 par les compteurs R1 , R2. L'appareil des figures 2 et 3 peut aussi être évidemment utilisé pour la dilution, par exemple par enregistrement de la quantité voulue de liquide dans un registre du compteur, et arrêt du signal de commande lorsque la valeur du compteur 10 est identique à la valeur enregistrée. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à 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 15 est défini dans les revendications annexées. 72 15969 6 2135304 REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure d'un débit avec une résolution accrue, à l'aide d'un débitmètre selon lequel le courant est divisé en sections de volume bien défini, le nombre des sec- 5 tions constituant une mesure du débit dans le débitmètre, chaque section créant un signal d'indication, ledit procédé étant caractérisé en ce que le courant passe dans un régulateur de débit monté en série avec le débitmètre, le régulateur étant commandé par un signal de commande ayant une réso- 10 lution supérieure à celle du signal d'indication, le signal de commande assurant aussi l'excitation d'un dispositif d'indication qui est aussi contrôlé par le signal d'indication, de manière à indiquer une valeur de la mesure correspondant au nombre de sections complètes lors de la création d'un signal d'in- 15 dication et à indiquer des fractions de sections qui passent dans les intervalles entre lesdits signaux d'indication, grâce au signal de commande. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur mesurée correspondant au nombre de sections com- 20 plètes est obtenue par réglage du dispositif d'indication à partir de sa valeur réelle obtemie à l'aide du signal de commande jusqu'à une valeur correspondant au nombre de sections complètes qui ont circulé dans le débitmètre à l'apparition de chacun des signaux d'indication. 25 3> Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réglage du dispositif d'indication donne lieu à un réglage de la commande du dispositif d'indication par le signal de commande. v cop^