Brevet FR2304915A1 — publié le 19761015

La présente invention concerne un perfectionnement aux sondes à coefficient de perméabilité variable ayant pour but de mesurer la résistivité des liquides. On a déjà proposé des sondes pouvant présenter un coefficient de perméabilité variable. De telles sondes sont décrites par exemple dans le brevet français nO 1 395 540. Elles comportent généralement une électrode centrale située à l'intérieur d'une électrode tubulaire percée d'évents de façon à assurer la libre circulation du liquide. Le réglage du coefficient de perméabilité d'une telle sonde est déterminé par la longueur immergée de l'électrode centrale. Toutefois, la variation du coefficient de perméabilité d'une telle sonde ne varie pas linéairement en fonction de la longueur immergée de l'électrode centrale. Ainsi, si l'on diminue par exemple de moitié la longueur immergée de l'électrode centrale, le coefficient de perméabilité de la sonde ne diminue pas de moitié. Cette variation non linéaire constitue en fait un phénomène très genant rendant très difficile le réglage de la sonde et le calcul du circuit électrique de mesure. Le but visé par la présente invention est précisément de proposer une sonde perfectionnée à perméabilité variable et dont le coefficient de perméabilité varie de façon linéaire avec la longueur immergée de l'électrode centrale. Ce but est atteint par une sonde à perméabilité variable, servant à mesurer la résistivité d'un liquide et comportant deux électrodes immergées dans ledit liquide, caractérisée en ce que les pointes et/ou la zone avoisinant les pointes desdites électrodes sont masquées par un tampon en matière isolante. La demanderesse a en effet découvert que la non-linéarité des variations du coefficient de perméabilité provient essentiellement de l'effet de pointe qui fait que l'extrémité ou la pointe immergée des électrodes est parcourue par un courant plus important que dans le reste de V électrode. Ceci est particulièrement gênant lorsque les électrodes sont traitées au chlorure de platine, la couche terminale se détériorant plus vide que le reste de l'électrode. Cet effet de pointe est supprimé par l'usage d'un tampon oiselant conforme à l'invention. Ce tampon peut être réalisé en n'importe quelle matière isolante,de préférence inerte chimiquement. Les matières utilisables sont par exemple le Teflon et le polyéthylène. De façon avantageuse, le tampon, tout en masquant les pointes des électrodes,peut coulisser le long de la zone avoisinant les pointes des dites électrodes de façon à augmenter ou à diminuer les surfaces en regard des électrodes permettant ainsi de faire varier de façon linéaire le coefficient de perméabilité de la scnde. Le tampon peut être également disposé de façon fixe sur les électrodes et présente une épaisseur déterminée de façon que la sonde présente un coefficient de perméabilité voulu qui peut être calculé à partir des surfaces en regard des électrodes demeurées libres. On peut utiliser un tampon conforme à l'invention sur divers types de sonde, par exemple sur les sondes à électrodes coaxiales à coefficient de perméabilité variable analogues à celles décrites dans le brevet français nO 1 395 540. Ces sondes présentent au moins une électrode dont la surface immergée est variable. Un tampon conforme à l'invention peut être adapté sur des sondes à électrodes non coaxiales mais parallèles. La présente invention concerne également un appareil automatique, pour le contrôle de la résistivité d'un liquide, à titre d'application de la sonde de résistivité conforme à l'invention. Dans les appareils connus pour le contrôle de la résistivité d'un liquide, un signal de mesure, transmis par un pont de mesure dans une branche duquel est insérée une sonde de résistivité, est appliqué à un ensemble de commutation à relais pour commander par exemple l'actionnement d'électrovannes ou de pompes doseuses lorsque la résistivité d'un liquide, tel que de l'eau ou une solution dosée, franchit un seuil prédéterminé. Le signal de mesure étant de faible amplitude, ces appareils connus comportent généralement un étage amplificateur interposé entre le pont de mesure et l'ensemble de commutation. Un autre but de la présente invention est de fournir un appareil automatique pour le contrôle de la résistivité d'un liquide ne comportant pas d'étage amplificateur tout en ayant une grande sensibilité et permettant un réglage précis du seuil de résistivité. Ce but est atteint par un appareil comportant une sonde conforme à l'invention ; un pont de mesure en courant alternatif dans une branche duquel est insérée la sonde; un premier relais comprenant une bobine d'excitation fixe reliée au pont de mesure ; un aimant permanent mobile à l'intérieur de la bobine et portant un bras de contact mobile entre un premier et un second contact fixe; et un ensemble de commutation susceptible de passer d'un premier à un second état lorsque ledit contact mobile vient au contact dudit second contact fixe, de passer du second au premier état lorsque ledit contact mobile vient au contact dudit premier contact fixe, et de rester dans l'état correspondant au dernier contact fixe avec lequel a été en contact le contact mobile lorsque ce dernier occupe une position intermédiaire entre les deux contacts fixes. L'utilisation d'un relais sensible tel que précédemment défini et du type de celui faisant l'objet de la demande de brevet français nO 75.08.581 permet,comme il sera expliqué plus en détail par la suite,de déterminer très précisément les valeurs des intensités du signal de mesure pour lesquelles l'ensemble de commutation change d'état. L'utilisation combinée d'une sonde à caractéristique linéaire et d'un tel relais sensible permet donc d'effectuer un réglage aisé du seuil de résistivité pour lequel l'ensemble de commutation change d'état. Comme, de plus, ces changements d'état ont lieu pour des seuils différents, l'appareil conforme à l'invention ne présente pas un fonctionnement instable lorsque la valeur de résistivité est sujette à de très faibles variations autour d'une valeur de seuil. Enfin, par l'utilisation d'un relais sensible à équipage mobile, donc présentant une certaine inertie, on évite des changements d'état intempestifs de l'ensemble de commutation lors de variations très brèves d'amplitude du signal de commande, variations dues par exemple au passage d'impuretés ou d'une bulle d'air entre les électrodes de la sonde. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples suivants donnés à titre illustratif non limitatif;référence sera faite au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une section d'une sonde coaxiale, - la figure 2 est une coupe suivant l'axe II-II de la figure 1; - la figure 3 est une section d'une sonde à deux électrodes parallèles; - la figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue sctlématique d'un appareil de contrôle de résistivité conforme à l'invention. Sur les figures 1 et 2, on voit que la sonde 1 présente une électrode centrale 2 disposée de façon coaxiale à l'intérieur d'une électrode tubulaire 3 munie d'évents 4 assurant la libre circulation du liquide. Les pointes 5 et 6 des électrodes 2 et 3 et les zones 7 et 8 en regard des électrodes 2 et 3 et avoisinant lesdites pointes sont masquées par un tampon en Teflon 9. Sur les figures 2 et 3, on voit une sonde 10 comportant deux électrodes parallèles 11 et 12 dont les pointes 13 et 14 et les zones avoisinant lesdites pointes sont masquées par un tampon 15 en Teflon. L'appareil de contrôle illustré par la figure 5 comporte un pont de mesure 20 en courant alternatif alimenté par un enroulement secondaire 21 d'un transformateur 22 dont l'enroulement primaire 23 peut être alimenté à partir du secteur 24 par actionnement d'un interrupteur 25. Dans une branche du pont de mesure est insérée une sonde 1 (ou 10) telle que ci-dessus décrite, la branche opposée comportant en série une résistance 26 et une diode 27. Une résistance fixe 28 et une résistance ajustable 29 forment les deux autres branches du pont. Le pont étant alimenté en courant alternatif, la diode 27 permet l'apparition d'un signal de mesure dans la diagonale de mesure du pont seulement si la résistance aux bornes de la sonde dépasse une valeur prédéterminée par le réglage de la résistance 29. Le signal de mesure est redressé au moyen d'une diode 30 et d'un condensateur 31 et est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance 32 à la bobine d'excitation 33 d'un relais sensible 35. Une diode Zener 34 limite la tension aux bornes de la bobine 33 de manière à éviter qu'une tension trop élevée ne soit appliquée au relais 35 en cas de rupture ou débranchement accidentel de la sonde 1. Le relais sensible 35 est du type décrit dans la demande de brevet français susmentionnée et est constitué par la bobine d'excitation 33 qui est fixe et entoure un aimant permanent (non représenté) en forme de disque et dont les pôles sont disposés suivant un diamètre. Cet aimant est mobile en rotation autour d'un axe perpendiculaire à celui de la bobine 33 et porte un bras 36 mobile entre un premier contact fixe 37 et un second contact fixe 38. Un aimant permanent de rappel (non représenté), par exemple également en forme de disque et dont les pôles sont disposés suivant un diamètre, est disposé à l'extérieur de la bobine 33.Cet aimant de-rappel est monté ajustable en rotation autour d'un axe confondu avec celui de l'aimant permanent, le réglage de la position angulaire de l'aimant de rappel permettant de doser la force de rappel qu'il exerce à travers la bobine 33 à l'encontre de l'aimant mobile et donc d'ajuster la sensibilité du relais 35. Le fonctionnement durelnns 35est ci-après brièvement résumé. En l'absence de courant d'excitation dans la bobine 33, le bras mobile 36 est appliqué contre le contact 37 et le relais 35 est en position dite de repos. Lorsque l'intensité du courant d'excitation croît, le bras mobile 36 quitte le contact 37 et se dirige vers le contact fixe 38 qu'il atteint pour une valeur IT de cette intensité et le relais 35 passe en position dite de travail. Si ensuite l'intensité du courant d'excitation décroît, le bras mobile 36 quitte le contact 38 et retourne vers le contact fixe 37 qu'il atteint pour une valeur IR de cette intensité et le relais 35 passe à nouveau en position de repos. Le bras mobile 36 peut occuper une position intermédiaire entre les contacts 37 et 38.Les valeurs IT et IR correspondant à la venue du bras mobile en contact avec un contact fixe peuvent être précisément prédéterminées par le réglage de la force de rappel exercée par l'aimant de rappel et le réglage des positions des contacts fixes. Cette précision est rendue possible du fait que, contrairement aux relais usuels, le passage de la position de travail à celle de repos (ou inversement) n'est pas obtenu lorsque l'intensité du courant d'excitation atteint un seuil pour lequel le bras mobile quitte un contact fixe, car dans ce cas la valeur de seuil est affectée par des paramètres peu contrôlables, tels que la nature et l'état des contactes, et est d'autant moins précise que le relais est sensible. Le relais 35 commande un second relais électromagnétique à pouvoir de coupure élevé 40 avec lequel il forme un dispositif de commutation également décrit dans la demande de brevet français susmentionnée. Ce relais 40 possède une bobine d'excitation 39 branchée entre le contact fixe 37 et le bras mobile 36, une première armature 41 reliée au contact fixe 38 et mobile entre des contacts fixes 42 et 43, est une seconde armature 44 mobile entre des contacts fixes 45 et 46. Une tension continue obtenue par le redressement, par un pont redresseur 47 et une capacité 48, de la tension alternative aux bornes d'un enroulement secondaire 49 du transformateur 22, est appliquée entre les contacts fixes 37 et 38 du relais 35. Enfin, une résistance 50 est branchée entre le bras mobile 36 du relais 35 et le contact fixe 43 du relais 40. Lorsque le relais 35 est au repos avec le bras mobile 36 en contact avec le contact 37, le relais 40 est également en position dite de repos, avec ses armatures 41 et 42 en contact respectivement avec les contacts 42 et 45. Le relais 40 reste au repos même si le bras mobile 36 quitte le contact 37 sans rejoindre le contact 38. Dès que le relais 35 passe en position de travail, la bobine 39 est excitée par la tension continue redressée par le pont 47 et le relais 35 vient en position, dite de travail, pour laquelle ses armatures 41 et 42 sont en contact respectivement avec les contacts 43 et 46. Dès lors, flemme si le bras mobile 36 quitte le contact fixe 38 sans rejoindre le contact fixe 37, le relais 40 reste en position de travail en étant autoexcîté par l'intermédiaire de la résistance 50. Si ensuite le bras mobile 36 revient en contact avec le contact fixe 37, la bobine 39 est court-circuitée et le relais 45 retourne en position de repos. Ainsi, on évite tout fonctionnement instable du relais 40, fonctionnement instable qui pourrait résulter de légères variations de l'intensité du signal de mesure autour des valeurs IR et IT. Le relais 45 commande à son tour un relais 51 à haut pouvoir de coupure, la bobine d'excitation 52 de ce dernier étant branchée sur le secteur 24 , ou débranchée, selon la position de l'armature mobile 44. Le relais 51 comporte une armature mobile 53 qui forme commutateur et qui, selon sa position, connecte les bornes d'alimentation 54 ou 55 de deux électrovannes ou électropompes (non représentées) au secteur 24. L'appareil ci-dessus décrit peut être appliqué au contrôle de l'eau épurée par un système de traitement des eaux usées pour diriger cette eau soit vers un poste d'utilisation soit vers un poste de recyclage ou d'évacuation en fonction de la résistivité de l'eau. Cet appareil peut également être appliqué au dosage de solutions, en commandant l'actionnement de pompes doseuses, au contrôle du taux de pollution d'un liquide, de la salinité des eaux de chaudière, etc. Bien entendu, diverses modifications et adjonctions peuvent être apportées à l'appareil ci-dessus décrit, en fonction notamment de son domaine d'application, mais sans sortir du cadre de la présente invention. On pourra notamment se passer du relais 51 à haut pouvoir de coupure si les conditions d'utilisation de l'appareil le permettent. REVENDICATIONS 1. Sonde à perméabilité variable, permettant de mesurer la résistivité d'un liquide et comportant deux électrodes immergées dans ledit liquide, caractérisée en ce que les pointes et/ou la zone avoisinant les pointes desdites électrodes sont masquées par un tampon en matière isolante. 2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tampon est disposé de façon fixe sur les électrodes et présente une épaisseur déterminée de façon que la sonde présente le coefficient de perméabilité désiré. 3. Sonde selon la revendication 1, caractériséeen ce que ledit tampon peut coulisser le long de ladite zone avoisinant les pointes desdites électrodes de façon à augmenter ou à diminuer les surfaces en regard desdites électrodes permettant ainsi de faire varier de façon linéaire le coefficient de perméabilité de la sonde. 4. Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite sonde est une sonde coaxiale à coefficient de perméabilité variable. 5. Sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite sonde est une sonde à électrodes parallèles non coaxiales. 6. Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tampon est en Teflon. 7. Appareil pour le contrôle de la résistivité d'un liquide au moyen d'une sonde à perméabilité variable conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un pont de mesure en courant alternatif dans une branche duquel est insérée la sonde ; un premier relais comprenant une bobine d'excitation fixe reliée au pont de mesure ; un aimant permanent mobile à l'intérieur de la bobine et portant un bras de contact mobile entre un premier et un second contact fixe; et un ensemble de commutation susceptible de passer d'un premier à un second état lorsque ledit contact mobile vient au contact dudit second contact fixe, de passer du second au premier état lorsque ledit contact mobile vient au contact dudit premier contact fixe, et de rester dans l'état correspondant au dernier contact fixe avec lequel a été en contact le contact mobile lorsque ce dernier occupe une position intermédiaire entre les deux contacts fixes. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une diode est insérée dans la branche du pont opposée à celle où est insérée la sonde. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ledit pont de mesure est relié à ladite bobine d'excitation par l'intermédiaire d'un redresseur. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9, caractérisé en ce que ledit ensemble de commutation comporte un second relais susceptible de passer d'une première position, dite de repos,à une seconde position, dite de travail, lorsque ledit bras de contact mobile vient au contact dudit second contact fixe, une résistance étant branchée en série avec l'enroulement d'excitation du second relais lorsque ce dernier est en position de travail de manière que ledit enroulement reste excité tant que ledit bras mobile ne vient pas en contact avec ledit premier contact fixe.