Brevet FR2229056A1 — publié le 19741206

a présente invention se rapporte à un dispositif densimétrique pour mesurer la densité des liquides et des gaz, notamment, en déterminant la fréquence propre d'une structure oscillante mécanique, dans la masse de laquelle est incorporé l'échantillon dont on se propose de mesurer la densité, cette structure oscillante étant entourée de toutes parts par une enveloppe. Pans le brevet français N no579e521 est décrit un dispositif pour mesurer la densité, en particulier de liquides et de gaz, dans lequel cette mesure est basée sur la détermination de la période d'oscillation d'un organe oscillant par flexion, qui est rempli avec la substance à mesurer et qui est excité, par voie électrique, à sa fréquence de résonnance. Dans ce dispositif, un aimant est fixé à la structure oscillante, et deux bobines sont disposées dans le champ magnétique de celui-ci et sont reliées entre elles à travers un amplificateur.Etant donné que la densité Fet la période d'oscillation T de la structure oscillante mécanique sont liées par la relationsuivante P A (Z2 - B) dans laquelle A et B sont des constantes se rapportant à ltappa- reillage, on voit que la densité de l'échantillon peut & re calculée à partir de la période des oscillations. A partir des périodes d'oscillations mesurées avec deux substances ayant des densités connues, par exemple, avec l'eau et l'air, on peut déterminer la densité de n'importe quelle autre substance ou milieu. On s'est aperçu que pour déterminer de façon précise la densité d'une substance donnée, il était nécessaire de connaRtre exactement sa température. A cette fin, il est judicieux de rendre la température de l'échantillon le plus rapidement et le plus exactement possible égale à la température ambiante. D'autre part, les variations de pression auxquelles l'organe oscillant peut ttre exposé par l'atmosphère ambiante peuvent introduire des erreurs dans le résultat de la mesure ; c'est la raison pour laquelle on loge la structure oscillante dans une enveloppe et on isole la substance faisant l'objet de la mesure de l'air extérieur.Or, lorsque espace intérieur de l'enveloppe entourant l'échantillon contient de l'air, il devient plus difficile de porter rapidement et de façon précise la température de celui-ci à la température ambiante, à cause de la mauvaise conductibi lité thermique de flair. La présente invention est fondée sur llidée de remplacer l'air par un gaz bon conducteur de la chaleur. lorsque l'on veut mesurer la densité d'un fluide traversant la structure oscillante, il est souhaitable que la température de celui-ci ne soit pas influencée par la température ambiante, ce qui n'est pas possible lorsque la substance à mesurer est entourée par l'air. Dans ce cas, il est judicieux de faire le vide dans l'espace entourant l'objet de la mesure, afin d'éviter tout échange de chaleur entre lui et l'espace environnant. Conformément à l'invention, l'enveloppe est, par conséquent, fermée hermétiquement et son espace intérieur est évacué ou bien est rempli avec un gaz bon conducteur de la chaleur, en particulier, avec de l'hélium ou de l'hydrogène. Cette fermeture hermétique évite que l'échantillon dont on veut mesurer la densité soit influencé par des variations de pression ou d'hygrométrie de l'environnement. De préférence, l'enveloppe et la structure oscillante, au moins, forment un ensemble homogène. Ceci permet une grande stabilité dans le temps de la fréquence de la structure oscillante, puisque son couplage est défini de façon précise par sa suspension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une représentation schématique en coupe d'un exemple de réalisation de celle-ci. La structure oscillante 1 est constituée par un tube de verre en U comportant des points de fixation renforcés 2 qui sont soudés dans une enveloppe 3. L'échantillon faisant l'objet de la mesure est introduit dans la structure oscillante 1 par les ouvertures 4,5 et demeure dans celle-ci pendant la mesure. En variante, la structure oscillante 1 pourrait aussi autre parcourue par le fluide à mesurer, auquel cas celui-ci entrerait par l'une des deux ouvertures 4, 5 et ressortirait par l'autre. Pour faire osciller la structure 1, celle-ci comporte une palette ferromagnétique 6 qui est polarisée par un aimant 7. La force nécessaire pour faire vibrer la structure est appliquée à la palette 6 au moyen de la bobine 8. La palette 6 joue le roule d'un obturateur dans un dispositif photoélectrique 9, 10 comportant une source lumineuse 9 et une photodiode 10. lie mouvement d'oscillation de la palette 6 module la lumière traversant le conducteur de lumière 11. lie signal prélevé aux bornes de la photodiode 10 sert, en premier lieu, à mesurer la fréquence d'oscillation de la structure 1 et, partant, à déterminer la densité de l'échantillon ; le cas échéant, ce signal peut aussi servir à commander un circuit de réaction (non représenté), destiné à l'entretien des oscillations. Après avoir évacué ou rempli l'espace intérieur 12 de llen- veloppe 3, on soude celle-ci en 13, pour la fermer ainsi hermétiquement. Dans l'exemple de réalisation représenté, on obtient une température environnante constante en ce que ltenveloppe 3- est entourée par une chemise 14 qui est traversée par un liquide thermostabilisateur qui entre, par exemple, par le raccord 15 et ressort par le raccord 16. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'enveloppe 3 et la structure oscillante 1, ainsi que les points de fixation 2 et la chemise 14 sont faits d'un verre dur et sont soudés en un ensemble homogène. REVENDICAXIONS 1 - DispositiSdensimétrique pour mesurer la densité des liquides et des gaz, notamment, en déterminant la fréquence propre d'une structure oscillante mécanique, dans la masse de laquelle est incorporé l'échantillon dont on se propose de mesurer la densité, cette structure oscillante étant entourée de toutes parts par une enveloppe, caractérisé en ce que l'enveloppe est fermée hermétiquement et en ce que son espace intérieur est évacué ou bien est rempli avec un gaz bon conducteur de la chaleur, en particulier, avec de l'hélium ou de l'hydrogène. 2 - Dispositif densimétrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins, l'enveloppe et la structure oscillante forment un ensemble unitaire. 3 - Dispositif densimétrique selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que, au moins, l'enveloppe et la structure oscillante sont en verre dur. 4 - Dispositif densimétrique selon l'une quelconque des revendications 7 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe est stabilisée du point de vue thermique.