Brevet FR2403546A1 — publié le 19790413

On connatt des débitmetres qui comportent deux chambres; reliées respectivement à des canalisations de fluide, et .séparées par une membrane élastique, la déformation de ladite membrane sous l' effet de la différence de pression dans les deux chambres provoquant le déplacement d'un élément d'un circuit magnétique ce qui induit une tension électrique qui permet de mesurer à distance ledit déplacement, et par suite la différence de pression qui lui a donné naissance. Le débitmètre selon l'invention, tout en utilisant en partie ce principe de base, comporte des perfectionnement nouveaux qui lui assurent des avantages importants et inédits. Ce débitmètre est caractérisé essentiellement par le fait que, contrairement aux débitmètres connus, la membrane est solidaire dcun doigt percé d'un canal axial et d'orifices latéraux pour faire communiquer entre elles les deux chambres d'arrivée et de sortie de fluide de part et d'autre de la membrane, ce doigt venant, à l'encontre d'un organe élastique de rappel au repos, actionner, sous l'effet de la déformation de la membrane, au moins une pièce agissant sur un appareil de lecture. Selon deux variantes de l'invention, cet appareil de lecture peut titre à commande électro magnétique ou électronique, ou à commande mécanique. Les figures ci-annexées, qui illustrent à titre d'exemples ces deux variantes, permettront d'en mieux comprendre la structure et d'en mieux exposer le fonctionnement. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une variante à fonctionnement électro-magnétique; et la figure 2 est un schéma du circuit électrique de l'appareil de lecture correspondant. Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues en coupes verticale et horizontale d'une variante à fonctionnement mécanique. Sur ces figures, i désigne un bottier, fermé par un couvercle 2, ces deux pièces enserrant entre elles, de façon étanche, une membrane élastique déformable 3 à ondulations concentriques. Cette membrane 3 sépare l'une de l'autre deux chambres 4 et 5; le fluide dont on veut mesurer le débit arrive en 6 dans la chambre 4, et sort en 7 de la chambre 5. Conformément à l'invention, la membrane 3 est solidaire d'un doigt axial 8, percé d'un canal axial 9 et de trous latéraux tels que 10. L'extrémité de ce doigt 8 agit sur une armature magnétique 11, appliquée sur lui par une lame élastique 12. L'armature magnétique ll influence le champ créé dans la bobine 13 d'un circuit magnétique 14 par le passage d'un courant alternatif. La transmissiun des déplacements de la membrane pourrait s'effectuer par d'autres moyens, par exemple na circuit électronique à capacité variable, ou au moyen d'éléments à résistance électrique variant sous l'effet de la pression ou par tout autre système, La figure 2 représente le schéma électrique correspondant. La bobine 13, avec son circuit magnétique 14 , est connectée dans une branche d'un pont de Mheatstone dont une diagonale est alimentée par une source de courant alternatif 15 et dont l'autre diagonale est connectée par l'intermédiaire d' un pont de redresseurs 16, à un appareil de lecture 17.Une inductance réglable 18 connectée dans une autre branche du pont de Mheatstone permet le réglage de ce dernier. Revenant à la figure 1, on voit que le bottier 1 du débimètre comporte un pointeau 19, réglable par une vis 20 et qui permet d- ouvrir plus ou moins le débouché du canal axial 9 du doigt 8 dans la chambre 4 et par conséquent de faire varier la section dupassage entre les deux chambres 4 et 5. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'trie décrit est le suivant: Au repos, c'est-à-dire en l'absence de débits la membrane 3 n'est pas déformée et l'armature il est relativement éloignée de la bobine 13. Le réglage du pointeau 19 est tel qu'il n'obture pas complètement le canal 9 du doigt 8, de sorte qu'une communication est assurée en permanence entre les deux chambres d'arrivée 4 et de sortie 5. Si un débit de fluide s'établit, la pression dans la chambre 4 reste constante et elle diminue dans la chambre 5, de sorte que la membrane 3 se déforme, poussant vers le haut, par son doigt 8, 1'- élément d'armature 11, qui se rapproche de la bobine 13 à l'encontre de la lame élastique l2 et ce mouvement de l'armature fait varier l'impédance de la bobine, ce qui induit dans celle-ci une variation de courant qui sera transmise à l'appareil de lecture 17. Il y a lieu de remarquer que la section de passage du fluide par le canal axial du doigt de la membrane est automatiquement proportionnelle au débit de ce fluide et que cette section de passage détermine la différence de pression entre les deux chambres. L'amplitude du déplacement de la membrane dépend 1/ du débit du fluide 2/ de la souplesse de la membrane 3 et du ressort 12 3/ du calibrage du canal 9, réglé par le pointeau 19 ayant un profil adequat, l'obturation partielle de ce canal augmente la différence de pression entre les chambres 4 et 5 et définit ainsi la sensibilité du débimètre. Il y a lieu de remarquer encore que le débimètre, selon l'invention est très sensible, du fait que énergie nécessaire à la mesure ne freine pas le déplacement de la membrane. La puissance nécessaire pour actionner le mécanisme de mesure est liée à la surface utile de la membrane. Le pont de Wheatstone qui commande l'appareil de lecture est alimenté en courant alternatif à basse tension, soit directement, soit par le secteur à 50 ou 60 Hertz par l'intermédiaire d'un trans formateur abaisseur, soit encore par une source de courant continu par l'intermédiaire d'un onduleur ou convertisseur. Le temps de réponse de l'appareil de lecture en fonction d'une variation de débit est pratiquement négligeable. L'appareil de lecture peut Qtre gradué en unités quelconques, en général en litres à l'heure, par exemple à partir de O à 2 li tres à l'heure et au-dessus. Les figures 3 et 4 représentent une variante à appareil de lec turè à commande mécanique. On retrouve sur cette figure les éléments dujébitnètr jusqu'au doigt 8. Mais ce dernier, au lieu de pousser un élément magnétique (11 fig.l) , actionne par l'intermédiaire de deux leviers 21 et 22 et d'une tige 23, un secteur denté 24 à l'en- contre d'un ressort de'rappel 25 (fig. 4). Ce secteur denté engrène avec un pignon 26, rappelé par un ressort spiral 27 et sur lequel est mutée l'aiguille 28 de appareil de lecture. Le débitmètre selon l'invention trouve une application intéree- sante dans la mesure des hydrocarbures liquides ou gazeux. Sa légb- reté, son faible encombrement, sa robustesse et son insensibilitd aux chocs, secousses et vibrations, lui permettent en particulier entre monté sur les automobiles ou autres véhicules à moteur tels que bateaux, etc.. pour mesurer en marche la consommation de ces véhicules. Le débitmètre peut fonctionner avec de faibles pressions continues ou pulsées. Ilest particulièrement adapté pour les mesures de consommations des installations de chauffage au mazout, au gaz butane ou autres. REVENDICATIONS le Débitmètre comportant deux chambres reliées respectivement à une arrivée- et à une sortie du fluide dont on veut mesurer le débit et séparées par une membrane déformable dont le déplacement actionne un appareil de lecture, caractérisé par le fait que la membrane (3) comporte en son centre un doigt (8) percé d'un canal axial (9) et d'orifices latéraux (îo) pour faire communiquer entre elles les deux chambres (4,5), ce doigt venant, à l'encontre d'un organe élastique de rappel au repos (12), actionner sous l'effet de la déformation de la membrane,une pièce (11 ou 21) actionnant 1' appareil de lecture (17). 2. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un pointeau (19) de réglage ayant un profil adequat permettant de faire varier la section utile du canal axial (9) du doigt central (8). 3. Débitmètre selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'en position de repos de la membrane (3 > , le pointeau (19) n'obture pas complètement le canal axial (9) du doigt central (8) de la membrane (3). 4. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe élastique de rappel au repos de la membrane est une lame métallique (12). 5. Débitmètre selon la revendication -1, caractérisé par le fait que la membrane (3) est légèrement conique. 6. Débitmètre selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un ressort (12) s'opposant à la force élastique dte à la conicité de la membrane (3) de façon à ramener cette dernière à plat lorsqu'elle est en état dtéquilibre. 70 Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce actionnant l'appareil de lecture est un élément d'un circuit magnétique inséré dans un circuit électrique alimen tant ledit appareil de lecture. 8. Débitmètre selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément influençant le circuit magnétique est une armature (11) en métal magnétique placé dans le champ d'une bobine. 9. Débitmètre selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la pièce actionnant l'appareil de lecture est constituée par un ensemble d'organes mécaniques (21, 27) provoquant la rotation d'une aiguille (28).