Brevet FR2222695A1 — publié le 19741018

I1 consiste en un dispositif d'affichageode lecture aisée, lié a un régulateur psychrométrique et permettant - d'afficher directement le taux d'humidité désiré pour une température seche donné. - d'afficher directement la différence entre les deux températures (respectivement données par le thermomètre sec et le thermomètre humide) appelé 5t et correspondant à un taux d'hu midité donné pour une température seche fixee. - de lire directement les taux d'humidité relative lors d'un affichage en 5t. - de lire directement le st lors d'un affichage en taux d1hu- midite. Ce dispositif est applicable aux régulateurs d'humidité psychrometriquetutilises couramment dans les chambres pour essais d'environnement. I1 est connu que les essais dits d'environnement, au moyen de chambres spéciales, rendent fréquemment nécessaires des tests en humidité contrôlée. Une solution économique et largement utilisée pour réaliser de tels tests comporte un régulateur psychrométrique à deux thermomètres (habituellement électriques). L'un de ces thermomètres constitue le capteur de température seche ; le bulbe du second est enveloppé d'une mousseline maintenue humide et constitue le capteur du taux d'humidité. L'eau s'évapore d'autant plus que l'atmosphère est sèche, et par conséquent provoque le refroidissement du bulbe humide. Des tables et abaques indiquant la relation entre les deux températures et le taux d'humidité sont nécessaires pour effeçtuer les affichages sur les cadrans gradués en température, liés aux deux capteurs. L'invention se présente sous la forme d'un calculateur permettant de réaliser simplement des régulateurs de taux d'humidité permettant à l'utilisateur d'effectuer un affichage direct du taux souhaité, ou des valeurs de temperature des deux thermomètres sec et humide, ou encore de la température d'écart entre ces deux thermomètres, sans avoir à utiliser des tables ou abaques. Un calculateur selon l'invention peut équiper une enceinte d'essais d'environnement dans laquelle on maintient une température choisie T ; on affiche cette dernière sur un élé- ment du calculateur lié au systeme de régulation. De même le taux d'humidité de l'atmosphère de l'enceinte peut être maintenu a une valeur choisie, h, en affichant sur un deuxième régulateur la température humide t, que devra indiquer alors le thermomètre humide place dans l'enceinte. I1 est donc nécessaire, connaissant la température seche T, dans l'enceinte et le taux d'humidité désiré, h, de chercher sur des tables ou des abaques la température humide correspondante t, à afficher sur le régulateur d'humidité. Pour une enceinte fonctionnant toujours à T = 37 par exemple, le diagramme (fig. 1) permet de trouver la température humide t qu'on devra afficher pour obtenir un taux d'humidite h1 : la parallèle à l'axe des t menée de h, donne A tandis que la parallèle à l'axe des h menée de A donne t1 cherché. Le diagramme fig. 2 représente la même fonction en coordonnées polaires avec h radial et t angulaire. Le cercle de rayon Ohl coupe la courbe en A et OA prolongé donne tl. On peut tout aussi bien faire tourner autour de O une échelle des h, réplique de Ox pour amener sur la courbe le point h1 de cette échelle. L'extrémité de la droite échelle indique alors tl. Dans l'invention proposée, la droite échelle constitue l'aiguille del'organe afficheur et la courbe son cadran fixe ; on cale ainsi du même coup l'afficheur à la valeur t nécessaire pour obtenir la régulation a h1 %. En pratique le cadran portera toutes les courbes T de zéro a 100" de 50 en 5 ou de 100 en 100. Celles-ci auront été tracées à l'aide des graduations t de l'échelle circulaire des temperatures humides de l'afficheur. Cette échelle peut être non linéaire. q Avec une aiguille rectiligne graduée en taux d'humidité, les courbes T obtenues, sur le cadran ont la forme de spirales très enroulées difficilement utilisables. Cet inconvénient est évité en donnant à l'aiguille-échelle une forme en spirale inverse. Un dispositif afficheur selon l'invention est caractérisé par les points suivants, pris isolément ou en combinaison - Des réseaux de courbes et des graduations disposés sur différents cadrans sont mis en coïnci-denceX ; les cadrans peuvent être juxtaposés, l'un d'entre eux étant dans ce cas perforé ou transparent. - Les réseaux de courbes et les graduations comportent les corrections de linéarité des différents paramètres. - Le déplacement de l'un quelconque des cadrans entraîne l'organe de consigne thabituellement un potentiomètre dans le cas d'un régulateur électronique). - Ce déplacement peut être rotatif ou linéaire ou encore suivre une fonction quelconque. - La forme des courbes choisies par rapport aux -échelles gradues sur les cadrans, est telle que le réseau de ces courbes n'est pas serré et permet ainsi une lecture précise et aisée. I1 est possible de realiser un lecteur utilisant le système de mise en coincidence de courbes et de graduations sur différents cadrans, la mise en rotation de l'un d'entre eux étant effectuée, non plus manuellement, mais par exemple par un moteur de galvanomètre lié à un capteur. - Deux galvanomètres peuvent être associés dans un lecteur de ce type, l'un lie au capteur de température sèche, l'autre au capteur de température humide. I1 est possible de réaliser suivant 1 'inven- tion, des règles à calculer indépendantes de tout afficheur, et permettant d'obtenir par simple lecture, l'un ou l'autre des pa ramètres. Un afficheur selon l'invention peut être ainsi décrit et représenté sur les figures 3, en A, B, C. +. La figure 3A montre l'aspect d'un afficheur de temperature humide t1 dans lequel les courbes continues T = 10 , T- = 20 , etc.... sont tracées de 10 en 10 . Le rayon du cercle central correspond à h = 100 % ; celui du cercle extérieur est à h = 10 . Comme à h = 100 % t = T, la température, 50 par exemple, marquée au pied de la courbe permet le reperage de cette courbe (ici température sèche T = 50 !. L'échelle ventrale 10 , 20 , 30 , etc... se trouve angulairement identique sur le cercle extérieur. On voit aussi sur la figure 3B, l'échelle en spirale des taux d'humidité h, qui est gravée sur un support transparent et solidaire de l'axe tournant de l'afficheur ; elle porte le rayon origine Oa. La position angulaire de Oa (par exemple 40 sur le cercle intérieur ou extérieur) indique la valeur de la température du thermometre humide t qui sera maintenu par l'organe regulateur. Sur la figure 3C on a representé la vue en coupe schématique dans laquelle, 1 représente le cadran, 2 le bouton de manoeuvre solidaire de l'aiguille porte-échelle 3 et qui entraine l'organe de consigne 4 par l'axe 5. La manoeuvre de l'organe de régulation ainsi agencé consiste donc simplement, si on veut par exemple 55 % d'humidite dans une etuve à 50 , à amener la division 55 % de l'echel- le spirale sur la courbe 50 du cadran. Le rayon origine se trouve alors sur 40 qui est la température humide adéquate. Un perfectionnement selon l'invention consiste à donner à l'aiguille une forme particulière, pour ameliorer la visibilité et faire en sorte que le réseau de courbes soit dilaté dans les zones où une précision élevée est nécessaire, les erreurs sur la température humide entraînant une erreur absolue sur le taux d'humidité, variable suivant les zones de température. L'erreur sur le taux d'humidité est maximale-: 1) aux forts taux d'humidité, 2) aux basses températures, ce qui conduit à éviter l'enroulement des courbes aux basses températures. Deux réalisations suivant l'invention sont les suivantes - Un cadran fixe formant la base du calculateur comporte le tracé d'un réseau de courbes repérées : 10 %, 20 ... 100 %, fig. 4 planche II, correspondant aux taux d'humidité relative, et centrées sur une graduation circulaire graduée de O à 40 C, qui represente les st : T - t. L'organe afficheur du dispositif de régulation d'humidité est gradué en T - t par suite d'un mode de fonctionnement des circuits qui maintiennent constant l'écart T - t entre le thermometre sec (T) et le thermometre humide (t) au lieu de maintenir constant t lui-même. Un cadran mobile, transparent, comporte (en pointillé sur la figure) une courbe graduee de 10 à 100 C, correspondant aux températures sèches ; ce cadranporte de plus un index triangulaire centré sur la graduation des st. Pour réaliser l'affichage, il suffit de faire pivoter le cadran mobile sur le cadran fixe jusqu'à obtenir la coincidence de la valeur de la température sèche fixée avec le taux d'humidite choisi. Sur l'exemple figure 4, on a représente un taux de 55 % d'humidité (cadran a) à 72, 5 (aiguille b). De plus, on lit instantanément sur la même figure : 11 5 de #t face à l'index mobile (c). Reciproquement, si on désirait effectuer 1 'af- fichage à partir du 8t 11 ,5 pour la même température de 72 ,5 on lirait 55 % de taux d'humidité. - La figure 5 représente la deuxième realisation, perfectionnée par rappor,t à la précédente, en ce que pour augmenter la precision on a dilaté les graduations par l'emploi de trois échelles distinctes. En trait plein sur le cadran (g) fixe : 1/ Une échelle centrale (d) : taux de 10 à 100 %. 2/ Une échelle extrême (e) à gauche : de 50 à 100 . 3/ Une echelle extreme (f) à droite : (en grisé sur la figure) mais qui peut être gravée en couleur sur le cadran échelle de 10 à 50 %. Le cadran mobile comporte - Une échelle de 50 à 100 (h) (température sèche pour l'échel- le 1). - Une echelle très dilatée de 10 à 50 (j) (température sèche pour l'échelle 2). - Une échelle de 10 à 30 (température sèche pour l'échelle 3) en grisé sur la figure (k). Une autre caractéristique de l'invention réside dans le trace du réseau de tourbe fig. 5. Le processus décrit pour caler l'axe de 1 'affi- cheur (solidaire de l'échelle spirale) est appliqué en sens inverse Par exemple, pour tracer la courbe T = 40 on commencera par chercher la temperature humide correspondant à 100 % d'humidite soit t (100 %) = 40 , on placera le rayon origine sur 40 du cercle exterieur et on marquera la position du point 100 % de l'échelle spirale mobile. Pour 90 % on placera le rayon origine sur la temperature humide correspondant à T = 40 et h = 90 %, soit t = 38 4, et on marquera la position du point 90 ode l'échelle spirale, et ainsi de suite. REVENDICATIONS 1/ Dispositif permettant de calculer, d'afficher ou de lire les paramètres caractéristiques des montages psychro métriques, et utilise en tant que lecteur ou régulateur d'humi dité. I1 est caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un cadran et une échelle mobile utilisés en combinaison, destinés à calculer, lire ou afficher - le taux d'humidité pour une température sèche donnée, - la différence de température entre un capteur sec et un capteur humide constituant le psychrométre. 2/ Le dispositif selon la revendication 1 est ca ractérisé par le fait que les cadrans ou échelles mobiles compor tent des réseaux de courbes et des graduations (correspondant aux différents paramètres et à leur correction de linéarité) mises en coancidence. 3/ Le dispositif selon les revendicati:ons 1 et 2, est caractérisé par le fait de lier la partie mobile du cal cul a- teur à la commande de l'organe d'affichage du régulateur. 4/ Le dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, est caractérisé par le fait que la forme des courbes choisies par rapport aux échelles graduées sur les cadrans, est telle que le réseau de ces courbes n'est pas serré et permet ainsi une lec ture precise et aisée. Les courbes notamment sont dilatées pour que la lecture soit d'autant plus précise que l'on utilise le 'dispositif dans des zones où la précision du taux d'humidité de tpend plus étroitement de la précision de la température. 5/ Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, est caractérisé par le fait que la mise en coincidence des courbes, graduations ou échelles mobiles, est obtenue par la combinaison des cadrans et notamment par la juxtaposition de cer tains d'entre eux, ces derniers étant perfores ou transparents. 6/ Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5,est caractérisé par le fait que l'échelle mobile peut etre multiple ; par exemple une échelle pour une couronne cen trale de graduations-et une autre pour la couronne extérieure. 7/ Le dispositif selon les revendications T, 2, 3, 4, 5 et 6, est caractérise par le fait que l'organe de consi gne est commande par le déplacement d'un des cadrans, que ce dé placement peut être rotatif, linéaire ou suivre une fonction quel conque. 8/ Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, est caractérisé par le fait que l'appareil peut être entrainé par des organes électriques ou mécaniques liés aux capteurs, soit seulement avec le cadran mobile du capteur humide -ou de 5t soit avec les cadrans également mobiles liés aux cap teurs secs et humides, de façon à réaliser des lecteurs de taux d'humidité et de 5t. 9/ Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, est caractérisé par le fait que le système peut être autonome et constituer une règle a calcul. 10/ Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et.9, est caractérise par le fait que le systeme permet de tracer les courbes constituant les échelles.