Brevet FR2366574A1 — publié le 19780428

La présente invention concerne des appareils ou jauges de mesure servant au contrôle de l'écoulement d'un gaz, et plus parti culièrement des appareils de mesure de la vitesse et du débit massique d'un flux d'air ou d'un autre gaz dans un conduit. Ces appareils pe7lVent servir à la mesure de la vitesse d'un gaz et constituent alors des anémomètres ou fluxmètres; ils peuvent également servir à la mesure du débit massique d'un écoulement gazeux et constituer alors des capteurs de debit, ou débitmètres. D'une façon plus précise, l'invention concerne des appareils de ltespèce considérée dans lesquels la vitesse ou le débit massique d'un gaz est mesuré par le truchement de la modification du trajet d'ions introduits ou créés dans le gaz, modification produite sous l'action de 11 écoulement de ce gaz. Des débitmètres massiques de ltespèce considérée sont connus par le brevet français N0 2 100 986 du 3 août 1970aunomdellaetuelle demanderesse. En se référant par anticipation à la Fige 1ci-annexée, on rappelle que, dans ces débitmètres, des ions sont produits dans le gaz au moyen d'une soute linéaire du type à décharge en couronne, constituée d'un mince fil conducteur 1 porté à un potentiel élevé. Ce fil, qui est tendu dans une direction perpendiculaire à ltécoule- ment du gaz, est placé entre deux plaques métalliques parallèles l'une à l'autre. Le plan commun des deux plaques est parallèle à la fois à la direction du fil et à celle de l'écoulement. La plaque supérieure 2, qui est sans particularité, est portée à un potentiel voisin de celui de fil. Par contre, la plaque inférieure 3 a un potentiel très différent de celui de la source et attractif pour les ions. Habituellement, le potentiel de la plaque 3 est voisin de celui de la masse, tandis que ceux du fil et de la plaque 2, fournis par la source d'alimentation 9, sont de l'ordre de 10 kilovolts positifs. De la sorte, les ions sont tous collectés sur la plaque inférieure 3.Cette plaque collectrice a une structure particulière et est constituée de deux demi-plaques 4 et 5 situées côte à côte et isolées électriquement l'une de l'autre. La ligne de démarcation entre les deux demi-plaques a une forme en dents de scie. Un dispositif électronique, par exemple formé des résistances 6 et 7 ainsi que du microampèremètre 8, mesure la différence dès courants d'ions recueillis sur ces deux parties de la plaque collectrice 3. Cet appareil de ltart antérieur fonctionne dela manizre suivante. Lorsque le gaz ne s'écoule pas, les ions iront directement de la source 1 à la plaque collectrice 3. Dans ces conditions, conne la source est située symétriquement par rapport aux deux demi-plaques 4 et 5, le courant d'ions se répartit entre celles-ci en proportions égales, de sorte que la différence des courants est nulle. Par contre, lorsque le gaz s'écoule (dans la direction de l'axe y de la Fig. 1), le trajet des ions est défléchi et n1 est plus perpendiculaire à la plaque collectrice. La proportion des ions qui aboutit alors sur la demi-plaque en aval de la source est plus grande que sur la demi-plaque en amont, faisant ainsi apparaître une différence entre les courants recueillis.Suivant les explications données dans le brevet précité, et grâce à la structure en dents de scie des deux demi-plaques enchevetrées, cette différence est proportionnelle à la vitesse d'écoulement du gaz, toutes autres choses égales C'est ainsi que l'appareil fonctionne en anémomètre. Pour comprendre comment ce môme appareil peut fonctionner en débitmètre, il convient d'examiner la signification de ses mesures dans le cas où la densité du gaz varie. Dans ces conditions de foncticnnement de l'appareil, le déplacement moyen des ions à leur arrivée sur la plaque collectrice est proportionnel au rapport de la vitesse du gaz aux vitesses des ions. Or, à un point donné de leur trajet, la vitesse des ions est proportionnelle au produit du champ électrique (dû à la source portée à très haute tension) par la mobilité des ions. Comnie pour une composition chimique donnée du gaz, la mobilité ionique est inversement proportionnelle à la densité du gaz (voir, à ce sujet, le livre de E.C.McDANIEL et E.A. MAISON, "The mobility and diffusion of ions in gases", Wiley, New York, 1973) et est indépendante de la température, lorsque la densité varie, le déplacement moyen des ions est proportionnel au produit de la densité par la vitesse d'écoulement, donc au débit massique du gaz pour un appareil de dimensions données Pour déterminer le déplacement moyen des ions qui constitue la mesure du débit massique, on peut procéder de diverses façons. Dans l'un des modes de fonctionnement possibles, on maintient constante la haute tension appliquée à la source et on associe au capteur un circuit électronique qui divise la différence des courants recueillis sur les deux demi-plaques par la somme de ces mômes courants, c'està-dire par le courant total.Cette opération de division est néces saire car, lorsque la densité varie, le courant émis par la source varie également: en effet, lorsqu'on applique à la source une ten sion constante, le courait émis par la décharge en couronne est proportionnel à la densité, toutes autres choses éEáles. Alterna tivement, dans un mode préféré de fonctionnement de l'appareil en débitmètre, en même temps que varie la densité du gaz, on fait varier automatiquement la haute tension appliquée à la source, de façon à maintenir constant le courant émis.Dans ce cas, le circuit électronique associé au capteur multiplie la différence des courus recueillis sur les deux demi-plaques par la tension de la source; ce produit est également proportionnel au débit massique. Cet appareil, comme d'autres débitmètres ioniques de l'art antérieur, présente les avantaz > ;es d'une réponse très rapide aux variations et d'une mesure continue du débit. De la sorte, ils permettent de suivre les détails des variations du débit dans un écoulement rapidement fluctuant. D'autre part, en associant à de tels déhitmètres l'un des nombreux types de circuits électroniques intégrateurs, on peut intégrer leurs mesures instantanéespar rapport au temps et obtenir ainsi une mesure totale de la masse du gaz écoulé. Ces débitmètres ont été appliqués au contre de l'air aspiré par un moteur à combustion interne et les brevets britannique N 1.340.614 et allemand NO 2.116.003 au nom de la demanderesse décrivent un tel système de contrôle. Ce système comprend des moyens d'intégrer la mesure instantanée du débit fluctuant de-l'air pendant un temps correspondant à un tour de l'axe du moteur, de connattre ainsi la masse d'air aspiré dans les cylindres à chaque tour et de commander le temps d'injection du combustible dans le moteur en fonction dudit débit intégré. En revanche, tous les débitmètres ioniques de llart antérieur souffrent d'un défaut commun, à savoir la sensibilité de leurs mesures aux variations de la composition chimique du gaz. Cette sensibilité provient du fait que la mobilité des ions dépend de leur propre nature chimique ainsi que celle du gaz dans Lequel ils se meuvent. Evidemment, ce défaut ne se fait pas sentir tant que le gaz contrôle' n'a qu'un seul constituant chimique, ou plusieurs dont les proportiens ne varient pas. Mais dès que les proportions varient, l'interprétation des mesures devient incertaine. En particulier, ce dernier cas se présente lorsqu'il s'agit de contrôler un écoulement d1air, dont la composition chimique varie par suite des variations du taux d'humidité. Ces variations sont importantes, suivant notam- ment les conditions météorologiques, et elles influent beaucoup sur les mobilités des ions.Les ions formés par une décharge en couronne dans l'air sont de l'oxygène moléculaire, mais en présence de la moindre trace de vapeur dteau, ils subissent une suite de réactions chimiques, complexes mais néanmoins extrômement rapides, qui les transforment en protons N fois hydratés, c'est-à-dire en agrégats composés d'un atome d'hydrogène chargé positivement, avec N molécules d'eau. Les protons hydratés sont produits avec une grande gante de valeurs de N, s'étendant typiquement de 1 à 20, la valeur la plus probable étant de l'ordre de 4. Les proportions des différentes valeurs de N dans le mélange dépendent beaucoup du taux d'humidité: à une température donnée, plus l'humidité augmente, plus fréquentes sont les grandes valeurs de N.Ces proportions dépendent aussi, dans une moindre mesure, de la température à un taux d'humidité donné : oye augmentant la température, on tend à détruire les agrégats à grands N (pour connattre les proportions des différents agrégats selonles vaÇlrs de N à l'état d'équilibre, on peut consulter l'article de P. BEXAREE, S.K. SEARLES, A. ZOLLA, J. SCARBOROUGE et M. ARSHADI, "The solvation of the hydrogen ion by water molecules in the gas phase", J. Amer. Chenu. Soc. 89, 6393-6399,1967). Or, la mobilité des ions dépend fortement de la valeur de N: plus- N est grand, moindre est la mobilité. C'est pourquoi ses indications des débitmètres ioniques de l'art antérieur se sont révélés hautement sensibles aux variations du taux d'humidité et un peu sensibles aussi aux variations de la température. Des aléas analogues sont provoqués par la présence dans l'air d'aérosols tels que des particules de fumée, auxquelles stattaichentles protons hydratés, formant ainsi des ions lourds et très peu mobiles. En résumé, le défaut majeur des débitmètresioniques précédents est leur sensibilité à la composition du gaz, en particulier au taux d'humidité lorsqu'il s'agit de l'air. Ce problème ne peut pas être résolu tant qu'on mesure la vitesse d'écoulement du gaz par rapport à la vitesse de dérive d'un ion sous l'influence d'un champ électrique, ce qui est le principe fondamental de ces appareils. L'appareil qui fait l'objet de la présente invention met en oeuvre un principe nouveau, à savoir la mesure du déplacement que subit un petit nuage d'ions emporté par l'écoulement du gaz en l'absence de tout champ électrique, pendant un temps connu. Cet appareil présente une grande spliité, une large gamme de linéarité. en fonction de la vitesse du gaz, et une indépendance totale des mesures vis-à-vis des variations de la composition chimique du gaz. L'invention va maintenant être décrite en détail, en relation avec les dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 représente une jauge à ionisation de l'art antérieur et elle a été commentée dans l'entrée en matière - la Fig. 2 représente une jauge à ionisation conforme àl'invention;; - la Fig. 3 comporte quatre schémas (a), (b), (c) et (d) représentant les ouatre phases successives qui composent le cycle de fonctionnement d'une jauge à ionisation conforme à l'invention - la Fig. 4 représente les variations temporelles des tensions d'alimentation de la jauge, pendant les quatre phases représentées dans la Fig. 3 - les Figs. 5A et 5B représentent des plaques collectrices avec anneau de garde, pouvant remplacer celle sans anneau de garde de la Fig. 2 - la Fig. 6 représente une coupe, perpendiculaire à l'axe du conduit, d'une plaque collectrice du type de la Fig. 5 et montée à l'intérieur d'un conduit cylindrique - la Fig. 7 représente une autre jauge à ionisation différente de celle de la Fig. 2 et également conforme à l'invention - la Fig. 8 représente une autre façon d'alimenter la source d'ions utilisée dans la jauge de la Fig. 7 - la Fig. 9 représente un dispositif de commande d'injection pour moteurs à combustion utilisant le débitmètre de l'invention ; et - la Fig. 10 représente le circuit électrique de commande des injecteur situe dans le dispositif de commande d'injection pour moteurs à coIr.bustioiz de la Fig. 9. Dans la jauge de l'art antériellr representée dans la Fig. 1, les ions sont émis à partir d'un fil t alImenté par une source d'alimentation 9 dont la tension est, soit maintenue constante, soit rendue lentement variable de façon à maintenir constant le court émis, suivant le mode e fonctionnement de la jauge ainsi qu'on l'a expliqué ci-dessus. Ensuite, les ions se déplacent vers la plaque collectrice sous l'influence du champ électrique, statique ou lentement variable, dû à la différence de tension entre la plaque collectrice 3 et la plaque supérieure 2, cette dernière étant portée à une tension voisine de colle du fil; elle peut en effet entre alimentée. comme le fil, directement à partir de la source d'alimentation 9e Par contre, un aspect essentiel de la présente invention (Fig. 2) consiste à alimenter de façon différente la source d'ions et la source de champ électrique qui les entratne vers la plaque collotrice, les deux tensions d'alimentation ayant par ailleurs un caractère impulsif au lieu d'être constantes ou lentement variables. La jauge à ionisation qu'illustre la Fig. 2 est analogue à plusieurs égards à celle de la Fig. 1, mais se distingue de cette derrière par les points suivants : (i) le fil Il est situé à peu près à égale distance des plaques 12 et 13 et ce fil et la plaque 12 sont alimentés séparément à partir d'impulsions à très haute tension différentes par la source d'alimentation 19; (ii) les circuits électroniques associés à la plaque collectrice 13 sont différents Enfin, cette jauge nouvelle se distingue de toutes ceLes de l'art antérieur surtout par son principe de fonctionnement. Afin de bien comprendre ce principe, on peut se référer à la Fig. 3, qui montre schématiquement le cycle de fonctionnement de cette jauge nouvelle, à l'aide Ge vues le long de l'axe x de la Fig. 2. Ce cycle se déroule en quatre temps (a) Dans un premier temps, la source d'alimentltiol 19 applique par sa borne de sortie 190 une impulsion brève 40 (. 4) de très haute tension au fil 11, y donnant lieu momentanément à une décharge en couronne0 Pendant ce temps, le potentiel de la plaque 12 ainsi que celui de la plate 13 restent voisins du potentiel de la masse.La durée de l'impulsion est suffisamment courte pour que les ions n1 aient le temps de parcourir qu'une faible partie de la distance séparantiefil des deux plaques, avant que l'impulsion ne s'arrôte. De la sorte, à la fin de l'impulsion, les ions se trouvent toujours autour du fil, sous la forme d'un nuage cylindrique d'abord centré surle fil; c'est ce nuage que représente dans les schéma le cercle hachuré. (b) Dans un deuxième temps, le fil n'étant plus sous tension, le nuage d'ions n'étant soumis a anzun champ électrique, est exporté par 11 écoulement de gaz dans le plan médian de l'espace entre les deux plaques, suivant l'axe y de la Fig. 2. Dans les schémas a et b, les flèches représentent la direction du mouvement du nuage. (c) Dans un troisième tels, la source d'alimentation 19 applique par sa borne de sortie 191 à la plaque 12 une impulsion positive de très haute tension 41 (Fig. 4), créant ainsi un champ électrique qui pousse le nuage disons vers la plaque collect (d) Dans un quatrième temps, les ions sont collectés sur la plaque 13, se répartissant entre les deux demi-plaques 14 et 15 dans un rapport qui est proportionnel au déplacement du nuage pendant la phase (b), donc à la vitesse de l'écoulement., La durée de impulsion appliquée à la plaque 12 est choisie de telle manière que tous les ions normaux soient collectés, mais que les éventuels ions très lourds, formés par l'attachement de ces derniers à des particules d'aérosols, ne le soient pas.Comme le déplacement da nuage pendant la phase (b) ne dépend pas de la mobilité des ions, on peint obtenir par ce biais une mesure de la vitesse qui est indépendante de la composition chimique du gaz, en particulier du taux d'humidite dans le cas de l'air. Pour ce faire, les circuits électroniques associés à la plaque collectrice 13 évaluent la différence des charges recueillies sur les deux demi-plaques, puis la divisent par la charge totale, obtenant ainsi un signal qui constitue une mesure de la vitesse. C'est ainsi que l'appareil fonctionne en anémomètre. Pour donner un meilleur aperçu de son cycle de fonctionnement, on peut préciser que, dans l'une des réalisations pratiques de cet appareil, la source d'ions 11 était constituée par unfil en platine rhodié de 0,1 mm de diamètre. Les dimensions des plaques 12 et 13 étaient de 8 cm dans la direction de l'écoulement et de 5 cm perpendiculairement à lsécoulement; la distance entre elles était de 1 cm. Le fil 11 était situé à égale distance (5 mm) des deux plaques, et à 3 cm de l'extrémité par où arrivait l'écoulement qui, en l'oceurence, était de l'air. Le nuage d'ions était créé en appliquant au fil 11 une impulsion positive d'environ 10 kV pendant un temps de 5 microsecondes. Ensuite, ce nuage se déplaçait le long de l'axe de l'appareil pendant la phase (b), qui durait 750 microsecondes; l'appareil ayant été conçu pour mesurer des vitesses d'écoulement jusqu'à 40 m/s, le déplacement maximum attendu pendant ce temps était de 3 cm.Puis, au cours des phases(c)et (d), une impulsion positive d'environ 10 kV a été appliquée à la plaque 12 pendant 50 microsecondes, afin d'as-surer la collecte des ions sur la plaqure13 Enfin, on laissait passer un temps mort d'environ 30 microsecondes après la fin de cette dernière impulsion avant de recommencer un nouveau cycle de fonctionnement semblable ai précédent. Ce cycle, qui se répétait à la cadence de 1200 Hz, avait donc une durée totale approximative de 835 microsecondes; la répartition de ce temps entre les différentes phases du cycle, ainsi que les variations des très hautes tensions produites par l'alimentation 19 sont illustrées dans -la Fig. 4. Pour plus de clarté, l'échelle des temps n'est pas parfaitement respectée dans cette figure. Dans la réalisation décrite ci-dessus, l'alimentation comprend deux transformateurs à très haute tension ou bobines d'induction associés à un circuit électronique semblable'à ceux couramment employés dans les systèmes d'allumage électroniques pour automodRes. Ces bobines d'induction sont commandées successivement à partir d'un générateur électronique d'impulsions, conformément à la séquence indiquée dans la Fig. 4. Dans cette môme réalisation, les électrodes constituant la plaque 13 comprenaient, outre les deux demi-plaques 14 et 15 dotées de la structure en dents de scie, un anneau de garde 20 entourant gomplètement ces deux demi-plaques et relié électriquement à la niasse(Fig 5A). Son rle est d'assureur que le champ électrique créé par la tension appliquée à la plaque 12 soit uniforme sur les surfaces des demi-plaques 14 et 15. Les électrodes 14, 15 et 20 sont réalisées en nickel déposé électrochimiquement sur un substrat en céramique, puis chromées éleètrolytiquement. Dans une jauge à ionisation utilisant la plaque collectrice de la Fig. 5A, la source d'ions est située au-dessus de cette placue à la position indiquée par la ligne 11. Une telle jauge est par rapport à cette ligne. Elle est donc réversible, c'est-à-dire qu'elle peut mesurer des vitesses d'écoulement dirigées dans l'un ou l'autre sens, jusqu'à la môme vitesse maximum dans les deux sens. Toutefois, dans beaucoup de cas pratiques, les vitesses à mesurer sont toutes dirigées dans un mênze sens, ou ont au moins un sens prédominant, dans lequel la vitesse maximum est supérieure à ce qu'elle est dans le sens opposé. Dans un tel cas, il est commode d'er.ployer une plaque collectrice asymétrique, comme par exemple celle qutillustre la Fig. 5B, Mais dans tous les cas, la source d'ions est située de telle manière que ses projections sur les demi-plaques 14 et 15 de la Fig. SA ou 14' et 15' de la Fig. 5B soient de longueurs égales. Aux fins des essais effectués sur l'appareil ainsi réalisé, celui-ci a été monté dans un conduit, à section circulaire, fait d'un matériau isolant (en "téflon" par exemple), dont le diamètre interne était de 55 mm. De la sorte, seul le quart environ du flux d'air dans ce conduit traversait effectivement l'appareil. La vitesse maximum de 40 m/s correspondait à un flux d'environ 100 litres/s dans ce conduit. La Fig. 6 donne un aperçu de ce montage. Dans la description qui précède, on s'est limité à l'utilisation de l'appareil en tant qu'anémomètre ; on va maintenant expliquer comment il peut fonctionner en debitmètre. Ce mode de fonctionnement se base sur le fait que, dans une dé ena rge en couronne à tension constante, le courant d'ions est proportionnel à la densité du gaz. Ce fait est' dû à ce que l'ionisation se produit dans une région très restreinte autour de la source, région dans laquelle le champ électrique dépasse une certaine valeur critique dépendant de la nature du gaz, qui est de l'ordre de 30 kV/cm pour l'air.Dans cette région, sous l'influence du fort champ, chaque molécule du gaz a une certaine probabilité par unité de temps de s'ioniser, ce processus étant spontané et ne mettant pas d'autres molécules en jeuw Par conséquent, le nombre de molécules qui s'ionisent par unité de temps - donc le courant - est directement proportionnel au nombre de molécules dans cette région, c'est-à-fire à la densité. Pour la même raison, dans l'appareil faisant l'objet de la présente invention, où la tension est appliquée à la source sous la forme d'une impulsion trop courte pour que les ions produits puissent être aussitôt collectés, la quantité de charge contenue dans le nuage d'ions qui reste autour de la source à la suite de l'impulsion est également proportionnelle à la ensité du gaz. Quand, à la phase (d) du cycle de fonctionnement, cette charge est collectée sur la plaque 13, elle se répartit entre les deux demiplaques 14 et 15 dals une proportion qui dépend linéairement de la vitesse d'écoulement, coniiie on lta déjà expliqué. De la sorte, la différence des charges recueillies sur les deux demi-plaques est proportionnelle au produit de la densité du gaz par la vitesse d'écoulcnent, donc au débit massique. Le circuit électronique associé à la plaque collectrice mesure alors la simple différence des deux charges; il n'a pas à la diviser par la charge totale, comme il le faut pour déterminer la vitesse.C'est pourquoi il est encore plus sirple de faire fonctionner l'appareil de ltinvention en débitmètre qu'en anémomètre. Ayant ainsi exposé le fonctionnement de l'appareil réalisé sous ses formes préférées, on va maintenant en décrire quelques variantes. Dans l'une de celles-ci, illustrée schématioucment dans la Fig. 7, la source d'ions a été constituée par deux tiges métalliques 21 et 22 à pointes très fines. La décharge en couronne est produite à partir des deux pointes, qui sont séparées de 5 | mm, et qui sont alimentées avec la même impulsion à très haute tension à partir de la source d'alimentation 19. Cette source d'ions présente l'avantage dtêtre plus robuste que le fil fin 11 de l'appareil de la Fig. 2.Comme toutefois elle produisait un nuage d'ions moins étendu et moins uniforme dans la direction de l'axe des x, il a fallu modifier également la plaque collectrice 13 qui est devenue la plaque 23 en réduisant sa largeur dans cette même direction, et en augmentant le nombre de "dents" que comportait chacune des demi plaques 14 et 15 devenues les plaques 24 et 25. Alors qu'il y avait 3,5 dents sur la largeur de 3,5 cm de la plaque 13, il y a 7,5 dents sur la largeur de 1,5 cm de la plaque 23. La largeur de l'anneau de garde 20 a été laissée inchangée, de sorte que, tandis que la largeur totale de la plaque 13 y cor.lpris l'anneau était de 5 cm, celle de la plaque 23 ycompris l'anneau est de 3 cm.Bien que, dans cette variante particulière de l'appareil, on ait utilisé une source constituée de deux pointes, il est évident qu'on pourrait ntemployer qu'une seule pointe, ou encore employer un nombre de pointes supérieur à deux, en apportant des modifications appropriées à la configuration de l'appareil, tout en restant dans le cadre de la présente invention. Dans une autre variante de l'appareil, sa construction mécanique était identique à celle décrite en relation avec la Fig. 7, mais la source d'ions constituée des eux pointes 21 et 22 était alimentée comme l'indique la Pig. 8. Pendant la phase (a) du cycle de fonctionnement, une très haute tension alternative (environ15 kV de crante à crête) à haute fréquence (environ 12 MHz) est appliquée entre les deux pointes 21 et 22, doiitiant lieu à une étincelle; cette tension alternative provient du secondaire d'un transformateur à radiofréfluence 26, dont le primaire était alimenté à partir de l'oscillatcur 27.En môme temps, une impulsion positive de l'ordre de 1 kV était appliquée au point milieu du secondaire, et de là aux deux pointes, à partir de l'alimentstion 19, afin d'extraire de l'étincelle les ions positifs. En effet, l'avantage de cuite source en étincelle est de libérer, pendant la très brève durée de la phase (a), un nombre d'ions plus important que ne fournissent les diverses sources à décharge en couronne. En revanche, ce nombre n'est plus proportionnel à la densité du gaz, de sorte que l'appareil comportant la source én étincelle peut fonctionner en anémomètre mais non directement en débitmètre.Bien entendu, en mesurant la densité indépendamment à l'aide d'une quelconque jauge à densité de l'art antérieur, puis en la multipliant, au moyen d'un dispositif électronique approprié, par la vitesse d'écoulement que mesure cet anémomètre à ionisation, on peut aussi obtenir le débit massique. Une caractéristique commune de l'appareil faisant ltobjet de. la présente invention, et des diverses variantes de cete appareil, caractéristique qui les distingue des jauges à ionisation de l'art antérieur, est de fournir des mesures discontinues, à une cadence correspondant à la durée de leur cycle de fonctionnement. Par cons- quant, lorsqu'on utilise ces appareils pour mesurer des vitesses ou des débits fluctuants, il faut s'assurer que la dure du cycle soit nettement inférieure à la plus petite échelle temporelle des fluctuations, afin d'éviter toute erreur due à la discontinuité des mesures. En se référant à la Fig. 9, on a représenté les-constituants nécesr;aires à un système de commande automatique d'injection de combustible dans un moteur à cqmbustion interne incorporant une jauge à ionisation fonctionnant en débitmètre conforme àl'invention. La Fig. 9, mis à part la jauge à ionisation et son dispositif d'alimentation, correspond à la Fis. 1 des brevets britannique et allemand précités, Dans la conduite d'admission d'air 302 d'un moteur à combustion interne est située une jauge à ionisation 100 du type des Figs. 5 et 6.Cette conduite présente, après la jauge, un venturi 303 au centre duquel un papillon d'admission dtair 304 tournant autour d'un pivot 305 est commandé par l'accélérateur 306 grâce à la tringlerie 307 et à un ressort 308; une butée mécanique réglable 320-321 permet de transmettre à un circuit électronique de commande 300 par le fil 323 la position en butée du papillon d'air 304. Ltair entrant dans la tubulure 302 a son débit en masse mesuré par la jauge- 100. Les impulsions de haute tension appliquées au fil 11 et à la plaque 12 (Fig. 2) sont transmises par le circuit électronique de commande à travers les fils 324 et 325. Les courants recueillis sur les plaques 14 et 15 sont appliqués au circuit électronique de commande par les fils 327 et 328 (voir Fig. 10). L'air admis accède jusqu'au cylindre par le canal 310. La soupape d'admission 313, dans la chambre de combustion 311 du cylindre, repose sur un épaulement étanche 312 sur lequel elle est maintenue par le ressort 314. L'injecteur électromagnétique 318 fournit le combustible dans l'espace de la tubulure 310, lequel combustible est amené à l'injecteur par la conduite 316 sous pression constante fournie par la pompe 317. L'injecteur électromagnétique 318 est contrôlé électroniquement par les fils 329 et 339. Un senseur de température 330 se trouve songé dans le liquide de refroidissement 315 du cylindre et est connecté au circuit électronique de commande par la ligne 322. Le capteur de synchronisation comporte un axe central 331 entrain par le moteur 332 sur un disque et une bobine 333 qui fournit des signaux de synchronisation au circuit électronique de contre pr la ligne 334. Bien entendu, il y -a autant de bobines 333 et de fils 334 que de cylindres dans le moteur. En se référant enfin à la Fig. 10, qui correspond à la Fig. 3 des brevets britannique et allemand précités, le numéro de rdférence 19 désigne la source d'alimentation qui est synchronisée par les impulsions de synchronisation transmises par le fu 334 et qui fournit sur ses bornes de sortie 190, 191 et 192 les impulsions 40, 41 et 42, les deux premières ayant été définies en relation avec la Fig. 4 et la dernière étant une impulsion de fin de cycle déduite du système de synchronisation. Par exemple, il y a douze impulsions de fin de cycle entre deux impulsions de synchronisation définissant un tour de l'arbre du moteur. Les impulsions 40 sont appliquées au fil 11, les impulsions 41 sont appliquées à la plaque 12 et les impulsioils 42 sont appliquées à un système de remise à zéro qui va être décrit. Les deux plaques 14 et 15 sont reliées par des circuits à résistance et condensateur 341-343 et 342-344 à un amplificateur opérationnel 326. La borne de sortie 192 est connectée à l'une des entrée de deux portes ET 345 et 346 dont l'autre entrée est connectée à la sortie de l'amplificateur 326 à travers un condensateur 347. La sortie de la porte 345 est connectée directement à la terre et la sortie de la porte 346 est connectée à la terre à travers une résistance 348. L'extrémité active de la résistance 348 est connectée à un circuit intégrateur 349 qui fournit la valeur moyenne des impulsions de sortie au débitmètre. Le circuit intégrateur 349 est relié à un injecteur de courant 350 qui produit un courant proportionnel à sa tension d'entrée. Ce courant est appliqué au senseur de température 330 tel qu'une thermistance qui mesure la température du liquide de refroidissement du moteur. La tension aux bornes du senseur 330 est transformée en courant dans un amplificateur opérationnel 351 et ce courant est applique à un modulateur d'impulsions en durée 352. Ce modulateur est synchronisé par les impulsions de synchronisation qui lui sont transmises par la connexion 334 (Fig. 9).Il est relié à l'injecteur 318 par les connexions 328 et 329. Pourpffus de détails, on pourra se reporter aux brevets britannique et allemand précités. Dans le système des Figs. 9 et 10, la durée du cycle de fonctionnement de l'appareil est directement proportionnelle au temps correspondant à un tour complet de l'axe du moteur. Ce résultat est obtenu en synchronisant le générateur d'impulsions à partir du capteur de rotation 331-332-333o En l'occurrence, 12 cycles de fonc tionnement de l'appareil ont lieu pendant chaque tour de l'axe. De la sorte, lorsqu'à plein régime du moteur son axe tourne à 100 t/s, la cadence de fonctionnement de l'appareil est de 1200 Hz. A des régimes moindres, la cadence est également moindre, la durée du cycle restant égale à un douième de la période de rotation de l'axe. Or, comme la sensibilité de l'appareil est proportionnelle à la durée de la phase (b) de son cycle de fonctionnement, cette sensibilité s'accroît en proportion directe de la période de rotation, En môme temps, le débit d'air aspiré par le moteur - et par conséquent la vitesse d'écoulement de l'air dansl1appareil - décroît en proportion inverse à la période. De la sorte, le déplacement du nuage d'ions pendant la phase (b), qui est égal au produit de la durée de cette phase par la vitesse d'écoulement, est sensiblement indépendant du régime du moteur; cet état de choses s'est avéré très favorable an maintien d'une bonne précision des mesures sur une grande gamme de variations du débit.Le système des Figea 9 et 10 additionne les douze mesures successives délivrées par l'appareil pendant un tour eomplet du moteur. On obtient ainsi une mesure de la quantité totale d'air aspiré par le moteur pendant un tour; cette quantité est utilisée par le système de carburation électronique comme base du calcul de la quantité do combustible à injecter dans les cylindres du moteur0 Bien que la durée du cycle de la jauge soit proportionnelle à la durée d'un cycle du moteur, il est préférable que la durée de la phase (a) du cycle ne soit pas modifiée. Elle reste de l'ordre de 5 microsecondes.C'est la phase pendant laquelle une impulsion positive de l'ordre de 10 kV est apt31iquSe à la source d'ione lia En maintenant constante la durée de cette impulsion, ainsi que sa tension, on s'assure que les dimensions du nuage d'ions demeurent inchangées. Dans la mesure où la durée combinée des phases (c) et (d), pendant lesquelles les ions se meuvent vers la plaque 13 puis sont collectés sur cette plaque, peut être considérée comme négligeable devant celle de la phase (b), on peut aussi laisser constante cette durée combinée. Cette raçon de procéder est comnlode pour lsélectro- nique, car les caractéristiques de l'impulsion positive appliquée durant ces phases à la plaque 12 ne varient pas0 Toutefois, pour que les mesures des vitesses et des débits aient la meilleure précision possible, il est préférable de faire en sorte que le temps que prend le nuage d'ions, en se déplaçant du plan-médian de la jauge jusqu'à la plaque collectrice 13, soit proportionnel à la durée du cycle complet. Ce résultat s'obtient en rendant la durée combinée des phase (c) + (d) proportionnnelle à la durée totale du cycle, et en môme temps en s'assurant que la tension appliquée à la plaque 12 soit' inversement proportionnelle . cette durée totale. Des moyens pour rendre le cycle de fonctionnement du débitmètre proportionnel à la vitesse du moteur tout en ne changeant pas la durée de l'impulsion 40, en reondallt la durée de l'impulsion 41 proportionnelle à la durée du cycle et son amplitude inversement proportionnelle à cette dernière durée, sont connus dans la technique. En revenant à la Fig 10, on voit que les impulsions de synehronisa- tion' transmises par la connexion 334 sont appliquées à un circuit de mise en forme 193 puis à un circuit multiplicateur de fréquence par 12, 194 et enfin, courte impusions d'horloge, à un compteur 195 comptant jusqu 167 et foiissant des impulsions sans retour à zéro.La première impulsion est appliquée à un transformateur à impulsions élévateur de tension 196 dont la sortie est reliée à la borne de sortie 1 90; les impulsions N 152 à 159 sont appliquées à un circuit d'allongement d'impulsions 197 puis à un ar1plificateur à haute tension 198, les deux circuits 197 et 1'S étant tous deux commandés par un circuit intégrateur des impulsions de synchronisation 199. La sortie du circuit 198 est reliée à la borne de sortie 191. Enfin, la sortieN0î67 dueompteur est reliée à la borne 192. Bien que l'invention ait décrit des anémomètres et débitmètres à géométrie plane, les débitmètres de l'invention peuvent avoir une symétrie cylindrique, la plaque 12 devenant un cylindre intérieur, le fil 11 devenant un anneau torique coaxial à ce cylindre et la plaque 13 devenant un cylindre exterieur. D'autre part, bien que les anémomètres et débitmètres précédemment décrits utilisent des plaques collectrices ayant chacune la forme de deux demi-plaques à structure en dents de scie enchevêtrées, les appareils de l'invention peuvent également utiliser des plaques collectrices uniques, constituées chacune d'une surface résistive, ainsi qu'il est connu dans certaines jauges à ionisation de l'art antérieur. REVEND i C AT iONS 1 - Jauge à ionisation servant à la mesure de la vitesse etXou du débit de l'écoulement d'un courant gazeux comprenant une première placue conductrice, une seconde plaque conductrice parallèle à la première et formée de deux parties séparées à bord dehté dont les dents s'interpénètrent, une source d'ionisation à effet de couronne située entre les deux plaques et des moyens de mesurer la différence des courants induits dans lesdites parties de la seconde plaque, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens cycliques d'alimentation successive de la source d'ionisation à effet de couronne et de la première plaque par des impulsions de haute tension, les impulsions appliquées à la source d'ionisation provoquant la production d'un nuage d'ions entraînés par le courant gazeux et les impulsions appliquées à la première plaque produisant un champ électrique entre les deux plaques provoquant la collecte desdits ions par la seconde plaque0 2 --Jauge à ionisation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la source d'ionisation à effet de couronne est un fil fin parallèle aux plaques et situé substantiellement à égale distance desdites plaques. 3 - Jauge à ionisation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la source d'ionisation à effet de couronne est constituée par deux tiges coaxiales terminées chacune par une pointe, les deux pointes étant en regard l'une de l'autre. 4 - Jauge à ionisation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de diviser ladifférence des courants induits dans les deux parties de la seconde plaque par l'amplitude des impulsions de courant appliquées à la source d'ioni- sation à effet de couronne 5 - Jauge à ionisation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde plaque conductrice formée de deux parties est entourée par un anneau de garde conducteur en forme de cadre, porté à un potentiel constant. 6 - Jauge à ionisation conforme à la revendication 1, caractériisée en ce que les deux plaques sont situées dans un conduit-aécoulement de gaz en matériau isolant de part et d'autre d'un plan diamétral dudit conduit et que la source d'ionisation à effet de couronne est disposée dans ledit plan diamétral 7 - Système de commande de l'injection d'un combustible dans un moteur à combustion interne incorporant une jauge à ionisation conforme à la revendication 1, comprenant des moyens de déduire de la rotation de l'arbre du moteur des impulsiolls de synchronisation à raison d'une par tour et des moyens de déduire du débit d'air mesuré par ladite jaÀige le temps d'alimentation d'injecteurs de combustible, caractérisé en ce que les moyens cycliques d'alimentation successive de la source d'ionisation à effet de couronne et de la première plaque par des impulsions de haute tension sont commandés par lesdites impulsions de syndurnisation, de façon que le cycle desdits moyens d'alimentation soit égal à la période des impulsions de synchronisation ou a un sous-multiple de cette période. 8 - Système de commande de l'injection d'un combustible dans un moteur à combustion interne conforme à la revendication 7, caractérisé en ce'que, dans le cycle des moyens d'alimentation de la jauge à ionisation, la durée des impulsions d'alimentation de la source d'ionisation à effet de couronne est constante, la durée des impulsions d'alimentation de la première plaque est proportionnelle à la période des impulsions de synchronisation et l'amplitude des impulsions d'alimentation de la première plaque est inversement proportionnelle à la période des impulsions de synchronisation0