Brevet FR2325925A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne une cellule ou un équipement de mesure convenant bien pour contrôler la teneur en huile des mélanges comprenant de l'eau chargée d'huile ou de produits huileux, plus particulièrement des mélanges que l'on rencontre au cours du déballastage des navires pétroliers. Pendant les opérations de déballastage, il est nécessaire de déterminer la quantité d'huile ou de produit pétrolier existant dans l'eau qui est déchargée, de manière à s'assurer que le mélange est acheminé vers la bonne destination en fonction de sa teneur en huile, permettant ainsi de réduire a une valeur minimale les risques de pollution qui pourraient résulter du déchargement de l'huile dans la mer libre. Des procédés mettant en oeuvre les différences existant dans les propriétés optiques des liquides concernés ont été utilisés avec un certain succès pour contrôler la quantité d'huile se trouvant dans un mélange d'eau chargée d'huile. Cependant, ces tentatives n'ont fourni jusqu'ici que des résultats variables et imprécis du fait que les réponses obtenues à l'aide des dispositifs de ce genre sont soumises aux effets de la diffusion de la lumière, c'est-à-dire de la forme géométrique de la cellule ainsi que de l'encrassement des fenêtres. Les recherches qui ont conduit à l'invention ont montré que ces effets pouvaient entre réduits en concevant une cellule ou un équipement de mesure convenant bien pour permettre d'obtenir les résultats cherchés, et l'invention a pour but d'apporter une solution aux problèmes précités en permettant la réalisation d'un appareil de ce genre. Par conséquent, l'invention est matérialisée dans un appareil pour contrler la teneur en huile d'un mélange comprenant de l'eau chargée d'huile, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une cellule ou un équipement comportant un conduit d'entrée pour le liquide et un conduit de sortie pour le liquide ainsi qu'un dispositif destiné à mesurer la transmission optique du liquide circulant à travers l'équipement, ce dispositif comprenant une source de lumière et une cellule photoélectrique qui est placée à une certaine distance de la source de lumière de manière à recevoir la lumière provenant de cette source et transmise à travers le liquide présent dans la cellule ou l'équipement et selon une direction sensiblement coaxiale par rapport au trajet d'écoulement du liquide, la source de lumière et la cellule photo-électrique étant logées dans des broches ou des doigts transparents qui s'étendent jusqu'à l'intérieur de l'équipement. La source de lumière peut fournir une lumière blanche ou monochromatique présentant une longueur d'onde quelconque, et cette lumière peut être polarisée ou non polarisée pendant son passage à travers la cellule ou l'équipement de mesure. Le conduit d'entrée du liquide et (ou) le conduit de sortie du liquide peuvent être conçus de telle sorte qu'ils puissent être reliés à une pompe de distribution ou de décharge. Une telle pompe permet d'aspirer ou de refouler le liquide impur à travers la cellule ou l'équipement. Le conduit ruant la pompe à la cellule peut faire partie intégrante de cet équipement ou être amovible, mais il doit être étanche aux liquides et peut contenir un étranglement présentant une forme convenable, dont la finalité consiste à modifier ou à régulariser la distribution des dimensions des particules du mélange d'eau chargée d'huile qui est fourni par la pompe. Le dispositif destiné à mesurer la transmission optique des liquides circulant à travers l'équipement comprend une source de lumière et une cellule photo-électrique. Les doigts transparents à travers lesquels passe la lumière provenant de la source et atteignant la cellule photo-électrique sont respectivement montés au niveau des extrémités opposées de l'équipement, mais selon une direction qui est coaxiale par rapport au trajet d'écoulement du liquide traversant cet équipement. La lumière incidente provenant de la source lumineuse est projetée dans l'équipement et la lumière de sortie reçue à partir de cet équipement sont transmises d'une façon convenable par l'intermédiaire de guides de lumière à fibres optiques, qui facilitent les manipulations de l'appareil et qui permettent le passage des signaux à travers une cloison étanche entre la zone sûre et la zone dangereuse.Ces guides de lumière sont logés dans les doigts transparents qui s'étendent Jusqu'S l'intérieur de l'équipement et dans le trajet d'écoulement du liquide. Ces broches ou doigts transparents agissent comme des fenêtres vis-à-vis de la lumière qui est émise et qui est reçue par les guides de lumière. D'une façon convenable, ces fenêtres présentent une surface extérieure sensiblement hémisphérique, qui est en contact avec le liquide en mouvement, et une surface intérieure plane ou hémisphérique, qui est la plus proche du guide de lumière, de telle sorte qu'elles peuvent former une lentille convexe pour la lumière émergeant des guides de lumière à fibres optiques ainsi que pour la lumière qui est reçue par ces guides. Les doigts transparents présentant la forme d'une lentille peuvent entre constitués par du verre ou par un autre matériau polymère transparent convenant bien. A titre de variante, la surface intérieure des broches ou doigts peut également être hémisphérique. La surface extérieure hémisphérique des fenetres prévues dans les doigts transparents permet également que ces fenetres soient maintenues propres par la vitesse directionnelle élevée du liquide pompé qui frappe ces dernières et par les turbulences résultantes qui sont créées par le pompage du liquide à travers l'équipement. La réduction de l'encrassement des fenêtres est donc automatique et évite toute nécessité de prévoir fréquemment des opérations supplémentaires destinées à nettoyer les doigts. Les dimensions de la cellule ou de l'équipement de mesure sont de préférence telles que les composantes non axiales de la lumière traversant cet équipement sont réduites à une valeur minimale. Ce résultat peut être obtenu en s'assurant que le diamètre intérieur de l'équipement n'est pas sensiblement plus grand que, c'est-à-dire est le même que ou plus petit que, celui du faisceau des fibres optiques prévu dans le guide de lumière. Pour faciliter les modifications de la longueur de l'équipement ainsi que le nettoyage de cet équipement, ce dernier peut être divisé en plusieurs sections ou tronçons adaptables auxquels sont associées des bagues toriques appropriées et des joints étanches aux liquides. Cette particularité permet de démonter et de réassembler aisément la cellule ou l'équipement en prévoyant la longueur et le diamètre qui sont désirés pour les tronçons de cet équipement. La cellule photo-électrique contrôle les variations de l'intensité de la lumière transmise, ces variations étant provoquées par des modifications apparaissant dans la teneur en huile du liquide circuran' à travers l'équipement, et ces variations d'intensité sont transférées sous la forme de signaux qui peuvent être utilisés par l'intermédiaire de dispositifs classiques, soit pour obtenir un signal de sortie linéaire, soit pour commander automatiquement la décharge du liquide considéré. La conception de l'équipement de détection selon l'invention présente, par rapport aux dispositifs-classiques, un certain nombre d'avantages qui sont indiqués ci-après. a) la distance séparant le guide de lumière émetteur et le guide de lumière collecteur ainsi que le diamètre de l'équipement peuvent être modifiés à volonté de manière à réduire et à régulariser les effets des absorptions et des diffusions multiples; b) en tenant compte du point a) précité, l'échantillon observé peut être suffisamment important pour fournir à la cellule photosensible un signal présentant une valeur supérieure aux effets de bruits de fond de la matière particulaire, de l'encrassement des fenêtres, etc... c) il est prévu un ajustement mécanique dela sensibilité de l'équipement pour permettre à l'appareil d'accepter de petites différences pouvant apparaître dans la réponse de l'ensemble de la pompe et de l'équipement; d) le débit d'eau peut être maintenu suffisamment élevé pour donner la certitude d'obtenir de fortes turbulences et un nettoyage efficace des doigts de verre. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple uniquement, en se référant au dessin annexé, qui est donné à titre non limitatif et dont la figure unique est une vue en coupe de l'appareil selon l'invention. Si l'on se réfère à cette figure unique, celle-ci montre que l'appareil selon l'invention comprend une cellule ou un équipement de mesure 1 comportant un conduit d'entrée 2 pour le liquide et un conduit de sortie 3 pour ce liquide. Le conduit d'entrée est connecté à une pompe de distribution (non représentée) qui est destinée à refouler le mélange d'eau chargée d'huile ou de produits pétroliers dans l'équipement-l. Le conduit d'entrée contient un étranglement ou un ajutage 9 destiné à modifier ou à régulariser la distribution des dimensions des particules dans le mélange d'eau chargée d'huile qui est fourni par la pompe.Au niveau àes points d'entrée et de sortie de l'équipement sont respectivement disposés des broches ou doigts transparents 4 et 5, dans lesquels sont respectivement logés des guides de lumière 6 et 7. Les doigts transparents 4 et 5 présentent chacun une fenêtre 8 ayant la forme d'une lentille convexe. Le guide de lumière 6 est connecté à une source de lumière (non représentée) tandis que le guide de lumière 7 transmet la lumière qui a traversé l'équipement à un récepteur à cellule photo-électrique (non représenté). Lors du fonctionnement, le liquide est pompé ou refoulé par le conduit d'entrée 2 à travers l'équipement 1 tandis que la lumière est émise et traverse cet équipement 1 sous la forme d'un faisceau grace au guide de lumière 6. La variation apparaissant dans l'intensité de la lumière traversant le liquide présent dans l'équipement est contrôlée par la cellule photoélectrique, dont la tension de sortie est appliquée à un amplificateur logarithmique qui permet d'obtenir une relation linéaire entre le signal de sortie et la concentration des impuretés ou des produits de contamination existant dans le liquide, en supposant que la distribution des dimensions des particules de l'émulsion reste constante pour la plage des concentrations. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour contrôler la teneur en huile d'un mélange comprenant de l'eau chargée d'huile, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une cellule ou un équipement comportant un conduit d'entrée pour le liquide et un conduit de sortie pour le liquide ainsi qu'un dispositif destiné à mesurer la transmission optique du liquide circulant à travers l'équipement, ce dispositif comprenant une source de lumière et une cellule photo-électrique qui est placée à une certaine distance de la source de lumière de manière à recevoir la lumière provenant de cette source et transmise à travers le liquide présent dans la cellule ou lléquipement et selon une direction sensiblement coaxiale par rapport au trajet d'écoulement du liquide, la source de lumière et la cellule photo-électrique étant logées dans des broches ou des doigts transparents qui s'étendent jusqu'à l'in térieur de l'équipement. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière provenant de la source de lumière est projetée dans l'équipement et la lumière transmise est reçue à partir de cet équipement, grace à des guides de lumière à fibres optiques. 3.- Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les broches ou doigts transparents présentent une surface extérieure sensiblement sphérique qui est en contact avec le liquide en mouvement, et une surface intérieure plane ou hémisphérique qui est la plus proche de la source de lumière. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la cellule ou de l'équipement de mesure n'est pas sensiblement su périeur à celui du faisceau des fibres optiques prévu dans le guide de lumière.