Brevet FR2333291A1 — publié le 19770624

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de dosage continu d'un fluide. Pour le dosage continu d'un fluide, il est connu d'utiliser des régulateurs de pression qui agissent par llinter- médiaire d'une autre grandeur, ce qui diminue la précision et augmente les difficultés de réglage et d'asservissement. Dans le même but, il est également connu d'utiliser des pompes doseuses, pulsatoires, mais qui sont très onéreuses dès que le débit dépasse quelques m3/heure, et dont les débits maximaux sont de toute façon très limités. De plus, elles ne s'auto- contrôlent pas et ne réagissent pas à des variations de débits dues à leurs propres irrégularités de fonctionnement telles que des clapets non étanches. Pour remédier à ces inconvénients, on utilise suivant l'inventionif un procédé permettant de régler avec précision le débit d'un fluide circulant dans un conduit. Conformément à la présente invention, on utilise un -procédé dans lequel les impulsions produites par un organe de mesure de débit sont dirigées vers un comparateur de fréquences -qui reçoit d'autre part la fréquence émise par un synthétiseur de fréquence, ledit comparateur de fréquence émettant un signal correspondant à la différence des fréquences émises par l'organe de mesure de débit et le synthétiseur, et qui est envoyé à un organe moteur commandant un organe de contrle du débit de fluide. Avec ce procédé, la précision de l'ensemble est égale à celle du mesureur. Ce procédé permet de réguler dans toute l'étendue de la plage du mesureur utilisé des débits de liquide ou de gaz, sans autre limite supérieure que la capacité des mesureurs qui est considérable et ceci pour un coQt très limité. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est autocontrolé, donc d'une sécurité absolue. Toute variation du débit, accidentelle ou non est en effet automatiguement corrigée. Un dispositif d'alarme peut être installé au cas ot les variations de débit deviendraient telles qu'elles ne pourraient plus être corrigées en raison des caractéristiques de l'ensemble de l'installation. Ce procédé de réglage est particulièrement approprié à un asservissement à une autre grandeur par l'envoi de signaux correspondants au moyen de commande du synthétiseur de fréquence. I1 permet par exemple une réalisation très simple et précise de tous mélanges en ligne.- Suivant une autre caractéristique de l'invention, en amont de l'organe de mesure de débit, est montée sur le conduit de fluide une pompe volumétrique entrarnée par un moteur électrique à courant continu alimenté en tension variable à partir d'un convertisseur numérigue analogique, lui-même précédé d'un compteur réversible commandé par le comparateur de fréquence. Dans ce cas le procédé permet d'obtenir une précision égale à celle du mesureur et de régler le débit d'une pompe volumétrique dans toute la plage d'utilisation de celle-ci. I1 annule en particulier toutes les variations de débit provenant du débit de fuite, qui varie avec la pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de dosage de fluidé à commutation manuelle ou programmée - La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de dosage de fluide pour un mélange en ligne ; - La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de régulation du débit d'une pompe volumétrique.; A la figure 1 on a représenté un dispositif de dosage de fluide circulant suivant la flèche F dans un conduit 1 sur lequel est monté un organe mesureur de débit 2, notamment du type rotatif, comportant un émetteur d'impulsions qui peut être notamment du type opto-électronique. L'émetteur d'impulsions de l'organe mesureur de débit est relié à un comparateur de fréquences 3 qui reçoit d'autre part, une fréquence F2 émise par un synthétiseur de fréquence 4 de type connu. La commande du synthétiseur est réalisée à partir d'une information numérique pouvant être déterminée soit par commutation manuelle, soit par tout procédé informatique de contrôle centralisé, tel qu'un ordinateur ou un microprocesseur. Le comparateur de fréquence 3 est relié à sa sortie à un moteur électrique pas à pas 5 par l'intermédiaire d'un amplificateur 6, ledit moteur 5 commandant le réglage progressif d'une vanne 7 du type papillon, cage ou autre, montée sur le conduit 1 en aval de l'organe mesureur de débit 2. Le dispositif fonctionne de la manière suivante Le comparateur de fréquences 3 reçoit d'une part, une fréquence correspondant aux impulsions émises par l'organe mesureur de débit 2, et d'autre part, la fréquence Fr émise par le synthétiseur 4, ledit comparateur 3 émettant un signal correspondant à la différence des fréquences émises par l'organe de mesure de débit et le synthétiseur, et qui est envoyé par l'intermédiaire de l'amplificateur 6 au moteur pas à pas 5 qui commande la vanne 7.Le moteur agit sur l'ouverture et la fermeture de la vanne 7 jusqu'à l'obtention de l'égalité des deux fréquences reçues par le comparateur et le débit réel est alors égal au débit fixé par le réglage du synthétiseur A la figure 2 on a représenté une variante du dispositif permettant de réaliser un asservissement à une autre grandeur et en particulier à un débit pour réaliser un mélange en ligne de fluides. Dans ce cas le conduit 1 véhicule un fluide à doser qui est injecté dans un conduit principal 8 véhiculant un autre fluide auquel on désire mélanger une quantité déterminée du fluide circulant dans le conduit 1. Sur le conduit principal 8 et en amont du point de jonction des conduits 1 et 8, est dispos un organe de mesure de débit 9 dont l'émetteur d'impulsions fournit une fréquence pilote variable Fo assurant la commande du synthétiseur de fréquence 4. Si Fo est la fréquence pilote variable, D le débit de fluide dans le conduit 8, Fr la fréquence émise par le synthétiseur et appliquée au comparateur 3, d le débit de fluide dans le conduit 1 et a ss y des coefficients numériques correspondant aux réglages recherchés, on a Fr = a Fo d = ss Fr = a ss Fo D = y Fo d = ss D Y I1 en résulte que la précision d'un tel dispositif est égale à celle de l'organe de mesure de débit et que l'ouverture ou la fermeture de la vanne 7, donc le débit dans le conduit 1, est fonction du débit mesuré par l'organe sur le conduit principal 8. Bien entendu, il est possible de grouper n ensembles correspondant au circuit du conduit 1 pour obtenir un mélange en ligne de n fluides différents. Tout autre grandeur que le débit pourrait être utilisée pour commander le synthétiseur 4, notamment la température du fluide, la viscosité etc. I1 est possible d'améliorer la précision de l'organe de mesure de débit 9 en y adjoignant un correcteur d'erreurs qui est en fait un calculateur électronique. Son roule est de corriger à 1 p. mille près la fréquence des impulsions reçues de l'organe de mesure de débit afin d'annuler l'erreur systématique de ce dernier. Seule subsiste alors l'erreur de reproductibilité, en général très faible. A la figure 3 on a représenté une variante de réalisation du dispositif permettant de régler avec précision le débit d'une pompe volumétrique rotative 10 montée sur un conduit 11 en amont d'un organe de mesure de débit 12 à émetteur d'impulsions du type déjà mentionné précédemment. L'émetteur d'impulsions de organe de mesure de débit 12 est relié à un comparateur de fréquences 13 lui-meme relié d'autre part à un synthétiseur de fréquence 14 commandé comme il a été décrit précédemment, ledit comparateur de fréquence 13 étant relié par l'intermédiaire d'un amplificateur 15, d'un compteur réversible 16 et d'un convertisseur numérique analogique 17 à un moteur électrique 18 à courant continu entrainant la pompe volumétrique 10. L'émetteur d'impulsions de l'organe mesureur de débit 12 émet selon une fréquence proportionnelle au nombre de tours du mesureur, donc au débit de la pompe et qui est appli quée à l'entrée du comparateur de fréquence 13 ainsi que la fréquence émise par le synthétiseur 14 qui est réglée en fonction du débit fixé. Les signaux émis à la sortie du comparateur de fréquence 13 sont amplifiés et appliqués au compteur réversible 16 et au convertisseur numérique analogique 18 qui délivre un courant de tension variable pour l'alimentation du moteur 18 entraînant la pompe volumétrique 10. La vitesse du moteur 18 devient constante lors de l'égalité de la fréquence de référence et de la fréquence du débimètre 12, et le débit réel est alors égal du débit fixé. Comme précédemment, la commande du synthétiseur 14 par une fréquence pilote variable permet de réaliser tous asservissements et mélanges en ligne. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de dosage continu d'un fluide circulant dans un conduit, caractérisé en ce que les impulsions produites par un organe de mesure de débit sont dirigées vers un comparateur de fréquences qui reçoit d'autre part, la fréquence émise par un synthétiseur de fréquence, ledit comparateur de fréquence émettant un signal correspondant à la différence des fréquences émises par l'organe de mesure de débit et le synthétiseur, et qui est envoyé à un organe moteur commandant un organe de contrôle du débit de fluide. 2. Procédé de dosage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le synthétiseur de fréquence est commandé à partir d'une information numérique. 3. Procédé de dosage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le synthétiseur de fréquence est commandé par une fréquence pilote variable en provenance d'un organe détecteur d'une grandeur variable. 4. Dispositif de dosage suivant le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de mesure de débit est disposé sur un conduit de fluide en amont d'une vanne- de contrôle du débit actionnée par un moteur.électrique -pas à pas commandé par les signaux en provenance du comparateur de fré- quence. 5. Dispositif de dosage suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit principal de fluide sur lequel est monté un organe détecteur d'une caractéristique du fluide, ledit organe détecteur commandant le synthétiseur de fréquence qui est relié au comparateur de fréquence lui-m & e relié à l'émetteur d'impulsions d'un organe de mesure de débit monté sur au moins un conduit de fluide à doser en amont d'une vanne de contrôle de débit actionnée par un moteur commandé par le comparateur de fréquences. 6. Dispositif de dosage suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que, en amont de l'organe de mesure de débit, est montée sur le conduit de fluide une pompe volumétrique entraînée par un moteur électrique à courant continu alimenté en tension variable à partir d'un convertisseur numérique analogique, lui-mEme précédé d'un compteur réversible commandé par le comparateur de fréquences.