Brevet FR2297418A1 — publié le 19760806

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure intégrée de l'humidité pelliculaire de granulats, agrégats ou analogues, ci-apres designés par "agrégats". L'invention vise aussi les applications de ce dispositif qui est, plus particulièrement mais non exclusivement,applicable à la technique de fabrication du béton. On sait que la fabrication du béton impose des tolérances très serrées, de l'ordre de # l %, la quantité d'eau totale nécessaire à une gâchée. Si, pour une gâchée déterminée, cette quantité d'eau totale nécessaire est facilement connue, il x a lieu de tenir compte du fait que les agrégats, constitutifs du béton, apportent scus forme pelliculaire une quantit variable d'eau qui devrait être mesurée de manière que cette quantité d'eau totale nécessaire puisse être atteinte par un appoint judicieux d'eau à la gâchée. Dans un autre cas, qui est celui de la fabrication de revetements bitumineux pour les routes, les agrégats incorporés au revêtement doivent être absolument secs et, pour @ssurer de la manière la plus économique le séchage de ces agrégats, il serait indispensable de connaître la quantité totale d'eau pelliculaire que ces agrégats apportent avec eu. Il est connu de mesurer l'humidité pelliculaire d'un agrégat au moyen d'appareils effectuant une mesure de conductibilité électrique et utilisant des sondes plongées dans l'agrégat an question. Cette mesure de conductibilité est faite dans une masse d'atrégats au repos. Si l'on vent connaître la quantité d'eau apportée par les agrégats. cette mesure doit être répétée pour chaque variété et chaque quantité d'agrégat utilisées et les diverses nunldités relevas doivent etre introduites dans un calcul permettant de déterminer la quantité d'eau apportée par les agrégats, Dans la pratique, une telle méthode est imapplicable. L1 expérience ayant montré que la quantité d'eau apportée par des agrégats pouvait etre déterminée par intégration d'une mesure continue de la conductibilit- électrique des écoulements de ces agrégats, la présente invention a pour but de donner un dispositif permettant de mesurer automatiquement cette quantité d'eau. Conformément a 1 t invention, le dispositif pour la nesure in tégrée de l'humidité pelliculaire d'agrégats comprend: deux sondes électriques disposées dans un écoulement de ces agrégats et reliées un intrateur alimenté par une tension lectrique stabilisée, un moyen de détection du niveau atteint par l'intégrateur; et des moyens assurant la mise en fonctionnement de l'intégrateur au début de l'écoulement et la remise a zéro de l'intégrateur, une fois la mesure effectuée. L'invention consista encore an certaines autres dispositions mentionnées ci-après et employées en même temps que la disposition principale ci-dessus énoncée. L'invention vise plus spécialement certains modes d'application et de réalisation de ces dispositions; elle vise plus spécia- lement encore, et ceci titra de produits industriels nouveaus, les dispositifs de mesure du genre en question, les ensembles d'asservissement ou autres les comprenant ainsi que les éléments et outils propres ; leur établissement. A simple titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, il est donné ci-après une description de niodes particuliers de réalisation de l'invention, figurés d'une manière schématique et non limitative au dessin annexé, sur lequel: La figure 1 représente, en perspective partielle, une installation d d'alimentation en agrégats par skip, munie d'un dispositif de mesure et d'apport d'eau, réalisé selon l'invention; La figure 2 montre, en coupe verticale, une trémie alimentée en agrégats et munie de ce dispositif; La figure 3 est un schéma électrique du dispositif de mesure, conforme G l'invention; et La figure 4 est un schéma électrique d'un dispositif automatique de mesure et d'apport d'eau, conforme a l'invention. Si l'on se propose de réaliser un dispositif de mesure selon l'invention et,, plus spécialement, selon celui de ses modes d'ap- plication ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semole que l'on doive donner la préférence, on procède de la manière suivante ou d'une @anière analogue. Les agrégats ou produits analogues, provenant d'un skip 1 ou d'une trémie 2, alimentée en agrégats différents par des silos 3, 4, 5, s'écoulent en 8 ou 7 vers un lieu de stockage ou un appareil de traitement tel qu'un malaxeur 8. Conformément @ l'invention, on disposs dans l'écoulement 6 ou 7 des agrégats deux sondes @lectriques 9 et 10, connues en ellesmêmes, reliées par des conducteure 11 et 12 un inté@rateur alimenté par une tension électrique stabllisée, appliquée aux bornes 18 et 14. Cet intégrateur est essentiellement constitué par deux condensateurs 15 et 16, le condensateur 15 ètant @elié au conducteur 11 et @ la borne 14, le condensateur 16 étant monté en parallèle avec le condensateur 15 par l'intermediaire d'une résistance @ixo 17 et d'une resistance ajustable 13.La borne 13 est reliée, co@@e l'indique le sch@@a de la figure 3, aux condensateurs 15 et 18 par la résistance d'un potentiomètre 19 dont le curseur 20 est relié d la sonde 10 par le conducteur 12. Le dispositif conprend aussi un moyen de détection du niveau @tteint par l'intégrateur, ce moyen étant un instrument de mesure électrique qui, dans cet exemple, est constitué par un gaivanomètre 21 dont l'aiguille 22 se déplace devant une graduation 23. Ce galvanomètre 21 est relié aux bornes du condensateur 15 par l'intermédiaire de la résistance 17. Le galvanomèter d aiguille susmentionné peut être remplacé par un instrument de mesure électrique numérique d affichage de clliffres. Le dispositif conprend enfin des moyens assurant la mise en fonctionnement de l'intégrateur au début de l'écoulement des agrégats, dans lequel sont plongées les sondes et 10, et la rzise zéro de l'intégrateur, une fois la mesure effectrée. Ces moyens consistent essentiellement an un interrupteur 24, permettant de court-circuiter le condensateur 15, cet interrupteur tant relié, d'une part, a la orne d'alimentation stabilisée 14 et, d'autre part, par le conducteur 25 au conducteur 11 reliant la sonde s à l'intégrateur, Cur le circuit 25 de l'interupteur 24 est disposé un interrupteur d'opreuve 26 normalement fermé. La dispositif, précédemment décrit, fonctionne de la manière suivante. Au debut de l'écoulement des agrégats, l'interrupteur 24 est ouvert et vient à la position 24"a". L'ouverture de l'interrupteur 24 est effectuée soit manuellement, soit, de préference, automatiquement par l'organe déclenchant l'écoulement des agrégats, par exemple par le basculement du skip 1 ou par l'ouverture du casque 27 de la trémie 2. L'interrupteur 24 est maintenu ouvert pendant toute la durée de l'écoulement des arats. Dans ces conditions, la tension stabilisée, appliquée aux bornes 13, 14, crée antre les sondes 9 et 10 un courant fonction de la résistance existant entre ces sondes et, par suite, fonction de la quantité élémentaire d'eau pelliculaire des agrégats passant à un moment donné entre ces son des.Ce courant crée, aux bornes du condensateur 15, une tension variable de charge, corrigée par 1 l'action du condensateur 16 et des résistances 17 et 18, de sorte que l'accumulation des charges dans les condensateurs crée aux bornes du galvanomètre 21 une tension correspondant à l'intégration des quantités d'eau pelliculai- re élémentaires détectées par les sondes. Grâce au montage des condensateurs 15 et 16, la déviation de l'aiguille 22 du galvanomètre 21 est, a un moient donné, pratiquement proportionnelle à- la quantité d'eau pelliculaire totale des agrégats qui sont passés devant les sondes 9 et 10 depuis le début de l'écoulement.Il est ainsi possible d'établir la graduation 23 du galvanomètre 21 de maniere qu'on lise directement sur cette graduation 23, en litres par exemple, la quantité d'eau pelliculaire totale mesurée, l'aiguille 22 du galvanomètre s'immobilisant sur la valeur de cette quantité à la fin de l'écoulement des agrégats. Après relevé de l'indication donnée par l'aiguille 22 du galvanomètre 21 sur la graduation 23, l'interrupteur 24 est ferrrié manuellement ou automatiquement, déchargeant ainsi les condensateurs 15 et 16 et re mettant a zaro l'intégrateur et le galvanomètre 21. Une autre mesure peut alors être effectuée en ouvrant l'interrupteur 24 au début d'un nouvel écoulement d'agrégats. L'ouverture de l'interrupteur 26 d'épreuve permet de stassu- rer, avant d'entreprendre les mesures, que les sondes 9 et 10 sont dans un état de propreté satIsfaisant, le galvanoètre 21 demeurant alors pratiquement au zéro. La dispositif de mesure, précédemment décrit, peut être applique à la réalisation d'un dispositif automatique cyclique'par- mettant d'apporter avec précision a une gâchée de béton la quantité d'eau d'appoint nécessaire à l'obtention de la quantité d'eau totale prévue, compte tenu de l'apport d'eau pelliculaire des agrégats. Dans ce cas, le galvanomètre 21 est muni d'un index mobile 28 permettant d'afficher sur la graduation 23 la quantité d'eau totale prévue pour la gâchée. Lorsque l'aiguille 22 du galvanomètre vient en coincidence avec l'index 28,. un contact électrique 29, dont le rôle sera précisé plus loin, est rompu. Des moyens connus, techniquement équivalents ? cette aiguille eL à cet index, sont utilisés si le galvanomètre est remplacé par un instrument de mesure électrique numérique.Le circuit de l'intégrateur, précédemment décrit, est complété par un potentiomètre 30 qui est branché aux bornes d'alimentation 13 et 14 et dont le curseur 31 est relié, par une résistance ajustable 32 et un interrupteur 33, au conducteur il L'interrupteur 33 fait partie d'un relais 34 actionnant simultanément l'interrupteur 33 et un interrupteur 35 relié à une élec tro-vanne 36 placée sur le trajet d'une conduite 37 amenant l'eau d'appoint à la gâchée, Le débit de cette eau est réglé par une vanne 38. L'interrupteur 24 est constitué par un relais 39 et est ouvert au début de l'écoulement des agrégats. A cet effet, le relais 39 est relié à un rupteur 40 ou 41 actionné par le basculement du skip 1 ou par l'ouverture du casque 27. L'interrupteur 24 est maintenu ouvert pendant toute la durée de l'écoulement des agrégats et @@ d@ ferme qu'à la fin du cycle du dispositif. Le rupteur 40 ou 41, fermé au début de l'écoulement des agré- ats, est aussi relié à un relais temporisé 42 relié au relais 34. A la fin de l'écoulement des agrégats, l'ouverture du rupteur 40 ou 41, ?ar le basculement du skip l ou la fermeture du casque 27, actionne, par l'intermédiaire du relais temporisé 42, le relais 34 ;.ui place les interrupteurs 33 et 35 aux positions respectives 33"a" et 35"a", l'interrupteur 24 du relais 39 demeurant à la po- sition d'ouverture 24"a". La durée de la temporisation du relais 42 est d l'ordre de quelques secondes de manière que l'on soit sûr que l'écoulement des agrégats est bien terminé.A ce moment, l'aiguille 22 du galvanomètre 21 indique sur la graduation 23 la quantité totale d'eau pelliculaire apportée par l'écoulement des agrégats, ainsi qu'il a été expliqué précédemment, Le passage de l'interrupteur 33 à la position 33"a" provoque alors une alimentation de l'intégrateur, par l'intermédiaire du potentiomètre 30 et de la résistance ajustable 32, proportionnelle au temps, tandis -ue le passage de l'interupteur 35 35 à la position 35"a" provoque l'ouventure de l'électro-vanne 36 et l'écoulement de l'eau d'appoint dans la gâchée, la quantité d'eau ainsi apporte tant éOa- lement proportionnelle au temps.Par un réglage convenable du potentiomètre 31 et de la résistance 32, l'alimentation électrique le l'intégrateur par l'interrupteur 33 venu en 33"a" est rendue telle que l'aiguille 22 du galvanomètre 21 se déplace alors sur la graduation 23 proportionnellement à la quantité d'eau d'appoint ajoutée de sorte que cette aiguille indique, à chaque instant, le total de la quantité d'eau pelliculaire apportée par les agrégats et de la quantité d'eau d'appoint apportée à la gâchée.Lorsque l'aiguille 22 atteint l'indux 22 fixant la quantité totale d'eau prévue ou, d'une maniere plus générale, lorsque le niveau atteint par l'intégrateur coîncide avec le niveau affiché par l'index, dans le cas notamment d'un appareil de mesure électrique numérique, le contact 29 s'ouvre coupant l'alimentation des relais 39 et 42 et, par suite, l'alimentation du relais 34 ce qui provoqua la fermeture de l'électro-vanne 36 et le retour à zéro de l'intégrateur et du galvanomètre 21 ou de l'appareil de mesura équivalent. Le cycle du dispositif est alors terminé. On réalise ainsi un dispositif automatique cyclique permettant d'apporter à la gâchée la quantité exacte d'eau totale qui lui est nécessaire. La réalisation du dispositif de dosage de l'eau d'appoint peut faire l'objet de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, ce dosage peut être effectué au moyen d'un compteur volumétrique ou d'une bascule alimentant en eau l'électro-vanne 36 > ce compteur ou-cette bascule étant munis d1un dispositif potentiométrique fournissant à l'intégrateur un signal électrique faisant dévier l'aiguille 22 du galvanomètre 21, à partir de la position atteinte à L'arrêt de l'écoulement des agrégats, proportionnellement à la quantité d'eau d'appoint mesurée par le compteur ou la bascula. D'une manière plus générale, le signal électrique susmentionné accroSt le niveau de l'intégrateur, à partir du niveau atteint à l'arrêt de l'écoulement des agrégats, proportionnellement à cette quantité d'eau dtappoint mesurée. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux modes d'application et de réalisation indiqués, elle en embrasse également toutes les variantes, -an particulier celles dans lesquelles le galvanomètre est remplacé par un appareil de mesure électrique numérique permettant, le cas échéant, d'afficher plusieurs programmations. Revendications 1. Dispositif pour la mesure intégrée de l'humidité pelliculaire d'agrégats, c=racteris- par le fait qu'il comprend: deux sondes électriques disposées dans un écoulement de ces agrégats et relies d un intégrateur alimenté par une tension électrique stabilisée; un moyen de détection du niveau atteint par l'intérataur; et des moyen assurant la mise en fonctionnement de l'intégrateur au dé but de l'écoulement et la relise r zéro de l'intégrateur une fois la mesure effectuée. 2. Dispositif, selon revendication 1, caracteris~ par le fait que l'intégrateur comprend deux condensateurs montés en parallèle par l'intermédiaire d'une résistance fixe et d'une résistance ajustable, l'accumulation des cars dans les condensateurs créant une tension correspondant @ l'intégration des quantités d'eau pelliculaire élémentaires, détectées par les sondes. 3. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, carctérisé par le fait que le moyen de détection du niveau atteint par l'intégrateur est un instrument de mesure électrique, relié aux bornes de l'un des condensateurs par une résistance. 4. Dispositif, selon revendication 3, caractérisé par le fait que l'instrument de mesure électrique est un galvanomètre a aiguille se déplaçant devant une graduation correspondant @ la quantité d'eau pelliculaire mesurée. 5. Dispositif, selon revendication 3, caractérisé par le fait Que l'instrument de mesure Électrique est un instrument numérique a affichage de chiffres. 6. Dispositif, selon revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens assurant la mise en fonctionnement de l'intégrateur au début de l'écoulement et la remise à zéro de l'intégrateur, une fois la mesure effectuée, consistent en un interrupteur court-circuitant l'un des condensateurs de l'intégrateur. 7. Dispositif, selon revendication 5, caractérisé par le fait que ledit interrupteur est commandé automatiquement par l'organe déclenchant l'écoulement des agrégats, cet interrupteur demeurant ouvert pendant toute la durée de cet écoulement. 8-. Dispositif de mesure, selon l'une quelconque des-revendications l à 7, caractérisé par le fait qu'il est appliqué à la réalisation d'un dispositif automatique cyclique permettant d'apporter à une gâchée de béton la quantité d'eau d'appoint nécessaire, ledit dispositif automatique comprenant, outre le dispositif de mesure, une canalisation d'amenée de l'eau d'appoiut et, sur cette canalisation, une électro-vanne et une vanne ce réglage. 9. Dispositif automatique d'apport d'eau d'appoint, selon revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend; comme moyen de détection du niveau atteint par l'intégrateur, un instrument de mesure électrique muni d'un index d'affichage de la quantité d'eau totale nécessaire @ la acnée; un contact électrique rompu lorsque le le niveau atteint par l'intégrateur coîncide avec niveau correspon- dant @ la quantité d'eau affichée par l'index; un interrupteur de lise an fonctionnement de l'intégrateur et de remise à zéro de l'intégrateur et de l'instrument de mesure, commandé à son ouverture par l'organe déclenchant l'écoulement des agrégats, cet interrupteur s'ouvrant au début de l'écoulement et se fermant à la fin du cycle du dispositif; et un relais temporisé commandant l'ouverture de l'électro-vanne de l'eau d'appoint la fin de l'écoulement des agrégats, le contact électrique rompu à la mise en coîncidence des niveaux mesuré et affiché, provoquant la fin du cycle la fer @etrue de l'électro-vanne et la fermeture de l'interrupteur de re zro. 10. Dispositif automatique, selon revendication 9, caractéricé par le fait que ledit relais temporisé ferme, à l'ouverture de l'éleotro-vanne un interrupteur alimemtant l'intégrateur par un circuit comprenant une résistance stable et un potentiomètre alimenté par la tension stabilisée. 11. Dispositif automatique, selon revendication 9, caractérisé par le fait que le dosage de l'eau d'appoint est effectué par un compteur ou une bascoule alimentant an eau l'électro-vanne, cè compteur ou cette bascule étant munis d'un dispositif potentiomé t@ique fournissant @ l'intégrateur um signal électrique accroissant le niveau de l'intégrateur, à partin du niveau atteint à l'arrêt de l'écoulement des agrégats, proportionnellement à la quantité d'eau d'appoint mesurée par ce compteur ou cette bascule. 12. Dispositif automatique, selon l'une quelconque des revendications 9 @ 11, caractérise par la fait que l'appareil de mesure électrique permet d'afficher plusieurs programmation.