Brevet FR2252560A1 — publié le 19750620

La présente invention concerne un dispositif de mesure de débit de linuiqes divers et trcuve une application particu lièrent intéressante 2 la mesure de la consommation d'essence pour un véhicule automobile. Il existe détn,è de nombreux dispositifs de mesure de débit de licuides tels oue ceux ou une hélice, entraînée par le liquide dont on veut mesurer le débit, tourne à une vitesse proportionnelle à ce débit et met en mouvement une aiguille sar l'intermédiaire d'un dispositif à engrenage. Toutefois, de tels dispositifs sont de construction relativement complexe et nosent des problèmes d'étanchéité difficiles à résoudre. De plus, le mécanisme peut stencrasser et la précision de tels dispositifs est médiocre pour des débits relativement faibles comme ceux de l'essence dans la conduite d'amenée vers le carburateur. La présente invention résout le problème ci-dessus d'une manière particulièrement simple et n'utilise aucun organe tour nant. Conformément à l'invention, le dispositif pour la mesure du débit de fluide dans une canalisation est caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments métalliques du type tige ou bague disposés dans la canalisation a une certaine distance l'un de l'autre, un organe chauffant électriouement isolé du fluide, le nlan médian de l'organe chauffant étant sensiblement perpendi- culaire à l'axe de la canalisation et situé entre lesdits élérents métallioues,un montage en pont constitué de quatre impédances montées en carré, les impédances de deux des côtés étant constituées de thermistances en contact thermique respectif avec les éléments métalliques, une source de courant électrique électriquement reliée à une diagonale du pont, un galvanomètre électrieuerent relié à l'autre diagonale du nont,,de sorte que le pont étant équilibré en absence de débit de fluide dans la conduite est déséquilibré par chauffage différentiel des thermistances par l'intermédiaire des éléments métalliques et que le galvanomètre donne une image de ce déséquilibre et donc du débit. Diverses autres caractéristioues de l t invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'obet de l'invention est re Dréserée, Ç titre d'exemple non limitatif, au aessin annexé. La fig. 1 représente un schéma de principe du dispositif de mesure de débit conforme à 1'invention. La fig. 2 est une courbe explicative du fonctionneect du dispositif de la fig. 1 Au dessin, on a représenté une conduite I dans laquelle passe un liquide ou plus généralement un fluide dont on veut me- surer le débit. Le liquide s'écoule dans la conduite selon les flèches fi , f2 et-une bague chauffante 2 est disposée autour de la conduite 1, mais sans contact électrique avec celle-ci. La bague chauffante 2 est électriquement reliée, par des fils 3,4, aux bornes 5,6 d'une source de courant électrique 7 représentée comme étant une source de courant continu mais aui peut aussi bien être une source de courant alternatif. Dans l'application à la mesure du débit d'essence pour une automobile, la source 7 est de préférence la batterie du véhicule. A l'intérieur de la conduite 1 sont placées deux tiges ou bagues métalliques 8,9 de part et d'autre d'un plan délimité par la bague chauffante 2 et approximativement à égale distance de ce plan. Les tiges ou bagues métalliques 8,9 sont reliées par une liaison thermique 10, 11 à contacts thermiques 12, 13 avec des thermistances Th1 et Th2. Comme cela est connu, les thermistances sont des résistances dont la valeur ohmique varie avec la température et en général décroit avec elle. Les thermistances Th1 et Th2 font partie d'un pont de Wheatstone dont les autres résistances sont R1 et R2 . Les points 14, 15 communs, d'une part, aux thermistances Thn et Th2 et, d'autre part, aux résistances R1 et R2 sont reliés par des liaisons 16, 17, respectivement, aux bornes 5,6 de la source de courant 7 pour constituer l'une des diagonales du pont. L'autre diagonale du ront est reliée par des liaisons 18, 19 aux bornesres- pectives d'un galvanomètre G.Belon que la source 7 est une source de courant continu ou, au contraire, une source de courant alternatif, le galvanomètre G est évideninient choisi pour être sensible à l'un ou l'autre de ces courants. Une résistance d'équilibrage r est, de plus, montée en série avec la résistance Th2. On On sait qu'à l'équilibre du pont représenté à la fig. 1, c'est-à-dire lorsque le galvanomètre est à zéro, on a entre les diverses impédances la relation suivante R1 (h2 + r) = R2 x Thr Il est donc possible, au départ, c'est-à-dire lorsqu'aucun fluide ne passe dans la conduite 1, d'équilibrer le pont pour cue la relation précédente soit réalisée. Lorsque le dispositif est sous tension et qu'un liquide s'écoule dans la conduite 1, il entre selon la flèche 9 . entoure l'élément métallique 8, puis est chauffé par la bague chauffante 2, entoure l'élément métallique 9 et sort selon la flèche 9 On constate alors que le pont préalablement équilibré ne l'est plus, c'est-à-dire que le galvanomètre n'est plus au zéro. En effet, le liquide est légèrement réchauffé à son pssage au niveau de la bague chauffante 2, ce qui chauffe l'élément métallique 9 par rapport à l'élément 8. Ainsi, par l'intermédiaire des liaisons thermiques 10 et 11, la température de Th1 est fonction de l'ambiante, tandis que celle de h2 est fonction de l'ambiante mais également de l'élévation de température du liqùide. Cette élévation de température est d'autant plus importante pour une chaleur apportée par la bague chauffante 2 que le débit est faible et d'autant moins importante qùe le débit est élevé. il est alors possible de rétablir l'équilibre en faisant varier la résistance d'équilibrage r. Toutefois, on préfère ne pas rétablir le zéro du galvanomètrel En effet, la déviation du galvanomètre est elle-meme fonction du déséquilibre du pont et, donc, du débit et on peut la graduer en unité de débit par comparaison avec un appareil de mesure de débit connu et étalonné. A la fig. 2, on a représenté une courbe du débit d en fonction de l'intensité i traversant le galvanomètre G. On voit que, pour un débit nul, le courant est égal à zéro. En ef fet, le pont est alors equilibré par construction. Au fur et à mesure que le débit augmente, l'intensité du courant augmente selon une courbe d'ailleurs non linéaire et sensiblement en arc de parabole. Le dispositif selon l'invention est insensible à la température ambiante puisqu'vil travaille en différentiel. il permet de mesurer un débit dans une canalisation sans y introduire de dispositif tournant susceptible de s'encrasser et donner une mesure erronée. Bien cue l'appareil ait été décrit en liaison avec la mesure du débit d'essence dans la conduite allant vers le carburateur, ce qui nermet de surveiller la consommation en essence selon le régime du moteur et, donc, de choisir le régime le plus approprié, il est évident que l'invention n'est nas linitée à cet objet et au'elle rend possible, après un étalonnage appro prié, la mesure aisée de débit de tout fluide dans n'importe quelle canalisation. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif zour la mesure de débit de fluide dans une canalisation, caractérisé en ce ou'il comprend deux éléments me- talliues du type tige ou bague disposés dans la canalisation à une certaine distance l'un de l'autre, un organe chauffant électriquement isolé du fluide, le plan médian de l'organe chauffant étant sensiblement perpendiculaire à lTaxe de la canalisation et situé entre lesdits éléments métalliques, un montage en pont cons titué de quatre impédances montées en carré, les impédances de deux des côtés étant constituées de thermistances en contact thermique respectif avec les éléments métalliques, une source de courant électrique électriquement reliée à une diagonale du pont, un galvanomètre électriquement relié à l'autre diagonale du nont, de sorte cue le ront étant équilibré en absence de débit de fluide dans la conduite est déséquilibré par chauffage différentiel des thermistances par l'intermédiaire des éléments métallieues et cue le galvanomètre donne une image de ce déséquilibre et donc du débit. 2 - Dispositif selon la revendication -l, caractérisé en ce que le montage en pont constitue un pont de Wheatstone, les thermistances sont montées sur deux côtés adjacents du carré tandis que les impédances des deux autres côtés sont constituées par des résistances. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractrissé en ce que le ont comprend une résistance additionnelle de réglage de l'équilibre. 4 4 - Dispositif selon l'une des revendications i à 3, caractérisé en ce cu'il est renté sur un vénicule automobile et la source de courant électrique est constituée nar la batterie de ce véhicule. 5 - Disnositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe chauffant est constitué d'une bague chauffante disposée autour de la canalisation et électriquement reliée à-la source de courant électriaue. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractrissé en ce cue la source de courant électriaue est soit une source de courant continu, soit une source de courant alternatif.