Brevet FR2287694A1 — publié le 19760507

La présente invention concerne des perfectionnements aux dispositifs destinés à mesurer la viscosité d'un fluide immobile contenu dans un tube vertical, par la mesure du temps de chute d'un solide plus dense que le fluide, sur une base fixe. L'état de la technique, en la matière, est établi par les brevets français 1 187 083, du 15 octobre 1957, au nom de Cihelka HERMAN, et 1 275 856, du 9 décembre 1960 au nom de "THE BRITISH PETROLEUM COMPANY LIMITED". A la page 2 du premier brevetS il est mentionné un appareil pour la mesure périodique et automatique de la viscosité d'un liquide réalisant la mesure automatique de la durée de chute d'urne bille métallique dans un conduit rectiligne rempli du liquide à étudier, par llobservation des variations d'induc- tivité qui en @ésultent dans des bobines de mesure situées au voisinage de ce conduit. L'appareil effectue la comparaison des impulsions obtenues avec celles qui sont relatives à un standard de viscosité déterminé.La remontée de la bille entre des mesures steffectue par un courant de fluide de bas en haut, qui ramène la bille au point de départs Cet appareil utilise un tube ir,cliné et une bille pleine qui roule contre 1e paroi du tube. Le deuxième Brevet (1 275 856) décrit un viscos4-- mètre dans lequel le temps mis par une masse ferrique magnétique pour tomber dans un liquide contenu dans un tube rectili- gne est mesuré en vue de déterminer la viscosité du liquide. L'appareil comporte une bobine d'induction supérieure et une bobine dtinduction inférieure permettant de déterminer le passa- ge de la masse magnétiqueO Cette masse magnétique peut être renvoyée au sommet du tube en faisant passer un courant de liqui- de à travers ce tube. On peut aussi citer le demande de Brevet NO 72 45812 du 15 décembre 1972 déposée au nom de la demanderesse et ayant pour titre "DISPOSITIF DESTINE A MESURER LA VISCOSITE D tUN FLUIDE". Dans cette demande, il est prévu un tube vertical (alors que les autres brevets prévoyaient un tube incliné) et une bille métallique, creuse, de poids et de densité bien définis, cette densité étant peu différente de celle du fluide à étudier. Les inconvénients des dispositifs précités oijt été expliqués dans ladite demande et proviennent notamment, du tube incliné. Toutefois, dans la demande de brevet 72 45812, la réalisation de la bille métallique creuse est délicate et onéreuse. De plus, elle peut provoquer, lors de sa chute, des tourbillons qui peuvent troubler la précision de l & mesure. Par ailleurs, le dispositif de détection des passages de la bille en face des bases fixes est relativement complexe et ne réalise pas simplement la lecture directe de la mesure et le choix de la plage de mesure. La présente invention est destinée à remédier à ces inconvénient s. Le viscosimètre de ltinvention est caractérisé principalement par le fait que Iton combine a) ltemploi dtun solide profilé et adapte de manière à ne pas provoquer de tourbillons dans le fluide, b) avec un dispositif de mesure du temps entre deux impulsions provoquées par deux capteurs disposés aux deux extrémités de la base fixe. Suivant une forme préférée de réalisation, le tube est cylindrique et le solide profilé a une section légèrement plus faible que la section interne du tube et correspon dant à celle-ci, le poids dudit solide étant déterminé pour que sa vitesse de chute entraîne un régime laminaire dtécou- lement du fluide sur les parois de ce solide. Pour réaliser cela, le poids du solide profilé est déterminé par la nature du matériau le constituant ou encore, en le réalisant en un métal lourd dans lequel on pratique un évidement plus ou moins important. En ce qui concerne le dispositif de mesure du temps, on a trouvé avantageux de disposer deux capteurs émettant un signal, - le premier, déclenchant la charge d'un condensateur à ltai- de d'un courant rigoureusement constant, - le deuxième faisant cesser ladite charge, la charge totale du condensateur, qui reflète le temps de chute du corps, c'està-dire la viscosité du fluide, étant ensuite mesurée en provoquant sa décharge dans un appareillage à lecture directe qui comporte un dispositif de règlage du zéro de référence et un dispositif de réglage de l'échelle de mesure. On a trouvé commode de constituer les capteurs par des bobines dans lesquelles le passage du solide profilé métallique induit une impulsion de courant envoyée à un détecteur qui agit sur un amplificateur à courant constant de charge du condensateur et sur un dispositif de couplage dudit condensateur permettant, soit sa charge, soit sa décharge,-cette décharge steffectuant dans un galvanomètre avec interposition d'un amplificateur de lecture et des deux dispositifs de réglage du zéro de référence et de l'échelle de mesure. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en décrit un exemple non limitatif et qui est illustrée par le dessin joint dans lequel - la figure 1 est un schéma par blocs de L'ensemble du dispositif - la figure 2 est une vue en perspective du solide profilé cy lindro-conique. Dans sa partie mécanique, le dispositif comporte essentiellement un tube vertical (non représenté) dans lequel se déplace un solide profilé 1 qui a une forme cyl-,ndro-coni- que, mais qui pourrait aussi présenter une forme pisciforme lui donnant un meilleur coefficient de pénétration dans le fluide dont on veut mesurer la viscosité.Toutefois, on z trouvé commode et économique de réaliser cette forme cylindro-conique dans laquelle on a pratiqué un évidement 2 de manière à réaliser le poids voulu pour le solide. Cé solide 1 est pratiquement réalisé en acier, si bien qu'il peut induire un courant dans les deux capteurs 3 et 4 qui sont disposés aux deux extrémités de la base fixe et émettent des impulsions, recueillies dans le détecteur 5, impulsions qui déclenchent un amplificateur ou générateur à courant constant 6. On peut aussi prévoir un dispositif de couplage 7 qui relie le condensateur 8 soit à ltamplificateur, soit à l'amplificateur de lecture 9o Le courant recru par ltamplificateur 9 est envoyé au galvanomètre de lecture 10 en passant par un autre amplificateur 11. Toutefois, une partie du courant est dérivée par la ligne 12 dans un potentiomètre 13 ou autre dispositif de réglage de la plage de sensibilité du viscosimètre. L'entrée de lamplificateur 11 est reliée par la ligne 14 à un dispositif de réglage du zéro de référence 15. Le principe de fonctionnement de ltappareil est bien connu puisqu'il stagit de mesurer le temps qui s'écoule pour que le solide 1 tombe dans le tube sur la distance qui sépare les deux capteurs par des cabales. Avec le dispositif de l'invention, le capteur supérieur 3 déclenche la charge du condensateur 8 avec un courant rigoureusement constant tandis que le capteur 4 arrete ladite charge et provoque la décharge du condensateur 8 vers le galvanomètre 10 qui mesure la quantité de courant qui a été emmagasi nee dans le condensateur 8. On voit que la quantité de courant que l'on lira sur le galvanomètre 10 sera proportionnelle à la viscosité du fluide. Des dispositifs de réglage 12, 13, 14, 15 > permettent de régler le zéro pour avoir une lecture de la valeur absolue de la viscosité et d'amplifier plus ou moins le courant emmagasiné dans le condensateur 8 pour pouvoir utiliser toute l'échelle de lecture du galvanomètre 10. REVENDICATIONS 10/ Perfectionnements aux dispositifs destinés à mesurer la viscosité d'un fluide immobile contenu dans un tube vertical par prélèvement fréquent d'un échantillon dans une conduite où le fluide s'écoule de façon continue, par la mesure au temps de chute d'un solide plus dense que le fluide, sur une base fixe, le mobile étant remis en place à sa position supérieure par un courant de fluide de bas en haut dans le tuoe vertical, c e r a c t é r i a é 8 par le fait que l'on com- bine : a l'emploi d'un solide profilé et adapté de manière à créer un écoulement laminaire, b avec un dispositif de mesure du temps entre deux impulsions provoquées par deux capteurs disposés aux deux extrémités de la base fixe. 2 / Viscosimetre, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r 1 s é par le fait que le tube est cylindrique et que le solide profilé a une section légerement plu de faible que la section interne du tube et correspondant a celle-ci se poids dudit solide étant déterminé pour que sa vitesse de chute entra ne un régime laminaire a'écoulement du fluide sur les parois de ce solide. 3 / Viscosimètre, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que le poids du solide profilé est déterminé par la nature du matériau le cons- tituant. 4 / Viscosimètre, tel que défini dans la revendication 2, c a r à @ t é r 1 s é par le fait 4ue le poids du solide profilé est déterminé par un évidement plus ou moins important réalisé dans ce solide constitué, à l'or@gine, dans un matériau dense. 5 / Viscosimètre, tel que @éfini dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, ou 4, prise isolément, c a r @ @ @ @ @@@@ @@@ @@ di@@@aitif de mesure du temps a c t é r i s é par le fait que le dlspositif de mesure au temps se compose de deux capteurs qui émettent un signal, le premier déclenchant la charge d'un condensateur à laide d'un courant rigoureusement constant, le deuxième faisant cesser ladite charge, la charge totale du condensateur, qui reflète le temps de chute du corps, crest-à-dire la viscosité du fluide, étant ensuite mesurée en provoquant sa décharge, dans un appareilage de lecture directe qui comporte un dispositif de réglage du zéro de référence et un dispositif de réglage de l'échelle de mesure. 6 / Viscosimètre, tel que défini dans îa revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que les capteurs so-nt des bobines dans lesquelle le passage du solide profilé métallique induit une impulsion de courant envoyée à un détectueur qui agit sur un amplificateur à courant constant de charge du condensateur, et sur un dispositif de couplage dudit condensateur permettant, soit sa charge, soit sa décharge, cette décharge s'effectuant dans un galvanomètre, avec interposition d'un amplificateur de lecture et des deux dispositifs de rélage du zéro de référence et de l'échelle de mesure.