Brevet FR2222638A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne une installation de détection optique de rotation du rotor à aubes d'un débitmètre à gaz et à liquideS les aubes du rotor coupant périodiquement le faisceau lumineux incident et le réfléchissant, de façon à créer un nombre d'impulsions électroniques proportionnel à la vitesse de rotation des aubes, dans un récepteur photosensible suivi deun amplificateur électronique. Le document DAS 1 179 017 décrit un moyen de détection de rotation du rotor à aubes ou d'autres organes tournants d'un débitmètre à l'aide d'un faisceau lumineux. Cette installation de détection optique présente des difficultés, avant tout lorsque le rotor à aubes ou la tete de détection sont encrassés. Dans ces conditions, le faisceau lumineux est fortement absorbé, si bien que la fraction réfléchie n'est plus suffisante pour créer une suite d'impulsions exactement proportionnelles à la vitesse de rotation. Ce problème se pose également lors de la détection optique de rotation de rotor à aubes en matière synthétique, car les matières synthétiques ont un coefficient d'absorption relativement élevé. Pour remedier à cela, on a déjà essayé de déposer une couche mé-tallique par vaporisation ou par électrolyse. Cette solution rend la fabrication plus onéreuse et ne constitue aucun moyen durable. La présente invention a pour but de créer une installation de détection optique, permettant d'assurer une détection correcte des pièces en rotation, même lorsqu'il s'agit de rotors à aubes en matière synthetique ou de rotors métalliques fortement encrassés. A cet effet, l'invention concerne une installation de détection du type ci-dessus, caractérisée en ce que le détecteur comporte une source lumineuse formée par un composant électronique émettant dans lDinfrarouge. I1 est avantageux de loger un amplificateur électronique dans la tete de détection, pour amplifier les impulsions de courant à un niveau permettant leur transmission à grande distance sans etre gêné par des impulsions ou parasites résultant d'effets inductifs ou capacitifs. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, la tête de détection comporte une source lumineuse émettant dans l'infrarouge et un récepteur lumineux travaillant également dans l'infrarouge, ces deux éléments étant montés de façon que le faisceau lumineux émis fasse un angle d'environ 250 avec le faisceau réfléchit le point de coupe des deux faisceaux se trouvant sensiblement à 10 mm en avant de la tête de détection. L'invention met en oeuvre le fait que l'absorption est plus faible dans le cas d'une lumière infrarouge à grande longueur d'onde que pour la lumière visible à longueur d'onde plus courte. Comme source lumineuse, on utilise une diode d'arséniure de gallium dont le spectre d'émission est compris entre 0s83 et 0,97 micron; comme récepteur lumineux2 on utilise un semi-conducteur photoélectrique. Un potentiomètre logé dans la tête de détection permet de régler l'intensité de l'émission de la source lumineuse à chaque application particulière. Grâce au montage selon l'invention, on permet une détection optique correcte même après un fonctionnement prolongé, car la diode à infrarouge et le semiconducteur photosensible ont une durée de vie pratiquement illimitée. En outre, les éléments électroniques sont très petits et peuvent, de ce fait, se loger très bien dans une tête de détection cylindrique de petites dimensions, ces deux éléments étant placés côte à côte dans le même plan. La tête de détection peut travailler à des fréquences très élevées allant jusqu'à environ 10 mega-hertz. De cette façon, il est possible d'utiliser, pour l'installation de détection, un oscillateur HF à contre réaction à courant continu, comme par exemple décrit dans le brevet allemand 1289 132. Grâce à cela, on évite que, pour de faibles débits ou à l'arrêt du rotor à aubes, on ne crée et on ne compte des impulsions erronées par suite du faible mouvement oscillatoire du rotor à aubes. La présente invention sera décrite plus en détail, à titre d'exemple non limitatif, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est un débitmètre comportant une tête de détection optique; - La figure 2 est un rotor à aubes placé dans le faisceau lumineux de la tete de détection optique. Le rotor à aubes 2 est monté horizontalement dans le carter 1 du débitmètre; les aubes du rotor 2 sont placées dans le faisceau de la te te de détection 3 vissée de façon étanche à la pression dans le carter 1. Le boîtier cylindrique de la tête de détection comporte comme source lumineuse 4 une diode d'arséniure de gallium rayonnant dans l'infrarouge, et dont le spectre démission est compris entre 0,83 et 0,97 micron. La diode 4 est alimentée en courant par l'intermédiaire du potentiomètre réglable 5. Les faisceaux de la source lumineuse 4 sont réfléchis par les aubes du rotor en rotation et sont renvoyés sur un récepteur optique 6 placé dans le même plan, dans la tête de détection; comme récepteur optique, on peut utiliser un semi-conducteur photo-électrique. L'angle d entre le faisceau lumineux émis et le faisceau lumineux réfléchi est sensiblement égal à 250; le point d'intersection des deux faisceaux se trouve à l'extérieur de la tête de détection, sensiblement à 10 mm en avant du plan de l'élément photo-électrique. La distance entre l'arrête extérieure des aubes et le plan de 1élément photo-électrique peut être réglée avec des tolérances très grossières. Une variation de distance de + 2 mm n'a aucune influence sur la qualité de la détection. La tête de détection 3 est recouverte par une plaque de verre 8 épaisse sur sa face tournée vers le rotor à aubes; cette plaque de verre résiste à-une pression de gaz de 100 bars. Les impulsions lumineuses sont transformées en impulsions électriques dans le semi-conducteur photo-électrique 6, puis ces impulsions électriques sont amplifiées à un niveau suffisant pour la transmission à distance, par l'intermédiaire du préamplificateur 7. Le traitement des impulsions ainsi obtenues se fait de façon connue dans des étages deamplifi- cation ainsi que des étages de comptage et d'affichage de signaux. Les composants électroniques de la tête de détection 3 sont noyés dans une masse de caoutchouc au silicium. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de-réalisation ci-dessus décrit et repré senté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Installation de détection optique de rotation d'un rotor à aubes d'un débitmètre à gaz ou à liquide, les aubes du rotor coupant périodiquement le faisceau lumineux incident et le réfléchissants de façon à créer un nombre d'impulsions électroniques proportionnel à la vitesse de rotation des aubes, dans un récepteur photosensible suivi d'un amplificateur électronique, installation caractérisée en ce que le détecteur comporte une source lumineuse (4) formée par un composant électronique émettant dans l'infrarouge. 20) Installation de détection selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une source lumineuse (4) formée par une diode dçarséniure de gallium et un récepteur optique (6) formé par un composant photoélectrique. 30) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source lumineuse (4) et le récepteur photosensible (6) sont placés dans un plan d'une tête de détection cylindrique2 de façon que le faisceau lumineux émis forme un angle t égal environ à 250 avec le faisceau réfléchi, le point d'intersection des deux faisceaux étant situé sensiblement à 10 mm en avant de la tête de détection. 40) Installation de détection selon la revendication 1, caractérisée en ce que les impulsions électriques sont envoyées à un préamplificateur électronique (7) logé dans la tête de détection.