Brevet FR2449279A1 — publié le 19800912

Dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique d'un solide ou d'un liquide. La présente invention a pour objet un dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique d'un solide ou d'un liquide. Pour déterminer le poids spécifique des 50 lides et des liauides, il est connu d'utiliser différents moyens qui font appel au principe d'Archimède. - Balance avec dispositif de pesée hydrostatique - Balance à torsion - Aéromètre - Méthode du pycnomètre - Méthode des liquides denses. Toutefois, ces procédés ne permettent pas d'obtenir un résultat immédiat et nécessitent des calculs manuels ou au moyen de machines à calculer. Dans le procédé de la pesée hydrostatique, on utilise une balance qui permet d'effectuer la pesée d'un même solide dont on veut connaître le poids spécifique, dans l'air et dans un liquide. Lorsqu'on connait le poids P1 du solide dans l'air et le poids P2 du solide en immersion dans un liquide, on procède par calcul manuel ou au moyen d'une machine à calculer aux opérations suivantes Tout d'abord on recherche la perte de poids dans le liquide P1 - P2 = P3. Le poids spécifique étant déduit de la formule Poids dans l'air P1 = - SG Perte de poids P3 En reprenant le même principe de calcul, la présente invention concerne un dispositif qui permet d'obtenir instantanément le résultat, c'est-à-dire le poids spécifique du corps. Conformément à l'invention, les informations relatives aux valeurs des poids P1 et Py sont mises en mémoire et transmises à un premier circuit calculateur effectuant la différence entre le poids 1 du solide dans l'air et le poids P2 du solide dans un liquide afin d'obtenir la valeur de la perte de poids P3 du solide dans un liquide, ladite valeur de la perte de poids P3 etant mise en mémoire et transmise à un deuxième circuit calculateur relié à la mémoire du poids P1 et effectuant le rapport 21 qui p est égal au poids spécifique du solide affiché 3 dans un cadran d'affichage. Cette disposition permet à partir du poids dans l'air et du poids dans un liquide du corps solide, d'obtenir par la lecture directe sur un cadran d'affichage, le poids spécifique dudit corps. Le dispositif suivant l'invention permet également d'obtenir, contrairement aux moyens connus, une valeur très précise du poids spécifique du solide et de réduire au maximum la marge d'erreur. I1 est également possible d'évaluer instantanément les valeurs extrêmes inférieure et supérieure du poids spécifique, ainsi que l'écart de tolérance et la tolérance supérieure et inférieure. Dans le domaine des pierres précieuses, il est possible de connaître instantanémont leur poids spécifique quelle que soit l'importance de leur poids et de leur forme brute ou taillée. Ce dispositif permet donc d'identifier rapidement les matières imitant le diamant. Par ailleurs, la valeur du poids spécifique permet d'évaluer la teneur en métal précieux d'un alliage dont la précision de l'évaluation est relative. Il permet également l'appréciation de la nature d'un métal, l'identification d'un bijou constitué de métal commun sur lequel est appliquée une pellicule de métal précieux. En ce qui concerne la mesure du poids spé- cifique ou densité des liquides, le dispositif suivant l'invention peut être utilisé également. On procède dans ce cas à la mesure du poids d'un solide dans l'eau qui constitue une première donnée et à la mesure du poids du même solide dans le liquide dont on veut connaître le poids spécifique qui constitue une deuxième donnée. Le rapport des deux données qui sont soumises à un calculateur, indique la valeur du poids specifique du liquide. On obtient ainsi une précision absolue de la valeur affichée, en respectant les caractéristiques de l'invention. D'autres caractéristiaues 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 de la balance utilisée dans le dispositif suivant l'invention - La figure 2 est une vue du tableau d'affichage suivant un mode de réalisation - La figure 3 est une vue du tableau d'affichage suivant un autre mode de réalisation - La figure 4 est une vue du schéma logique du dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique d'un solide - La figare 5 est une vue du schéma logique du dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique et de ses tolérances - La figure 6 est une vue du schéma logique du dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique d'un liquide. A la figure 1, on a représenté schématique ment une-balance de type connu pour la pesée hydrostatique des solides et qui comprend un corps de balance électronique 1 sur lequel est monte un élément 2 relié au dispositif de pesage électronique de la balance et qui porte un plateau 3 dans lequel est susceptible d'être déposée une pierre 4 pour son pesage dans l'air. Sur l'élément 2 est fixée une potence 5 à laquelle est accroché un organe de support de pierre 6 qui est engagé dans un récipient 7 contenant un liquide dans lequel est susceptible d'être immergée la pierre 4 pour la pesée en immersion. Sur la face avant da la balance, est disposé un tableau 8 qui est représenté en détail aux figures 2 et 3. Comme représente à la figure 2, le tableau 8 comporte à sa partie supérieure un cadran d'affichage 17 sur lequel est indique sélectivement le poids P1 du corps solide dans l'air et le poids P2 du corps solide en immersion dans un liquide. Les autres cadrans, ainsi que les touches,seront décrits ultérieurement. A la figure 4, on a représenté un schéma logique du dispositif suivant l'invention, qui comprend la balance avec son cadran de pesée et une sortie numérique 9 qui est susceptible d'être reliée sélectivement par une touche 10 à une mémoire 11 d'admission de la donnée correspondant à la valeur du poids dans l'air du solide 4 et par une touche 10a à une mémoire 12 d'admission de la donnée correspondant à la valeur du poids du solide im mergé. Les mémoires 11 et 12 sont reliées à un premier circuit calculateur 13 effectuant la différence P1 -P2 = P3 entre le poids du solide dans l'air et le poids du solide en immersion dans un liquide.La valeur P3 qui représente la perte de poids du solide dans le liquide est transmise à la mémoire 14 qui est reliée à un deuxième circuit calculateur 15, lequel est relié également à la mémoire 12 correspondant à la donnée P1 du poids du solide dans l'air. Ainsi, le circuit calculateur 15 re çoit les données P1 et P3 pour effectuer le rapport P1 qui correspond au poids spécifique SG du corps soli- 3 de. Ce poids spécifique est affiché dans le cadran 16 (ligures 2 et 4). Le dispositif suivant l'invention fonctionne de la manière suivante. On procède sur la balance 1 au pesage du solide 4 dans le plateau 3, c'est-à-dire à l'air et on appuie sur la touche lOa afin de mémoriser dans la mémoire 12 la donnée P1 du poids du solide dans l'air qui est transmise aux circuits calculateurs 13 et 15. Ensuite on dispose le solide 4 sur le support 6 dans le récipient 7 contenant un liquide et on procède à la pesée du solide dans un liquide dont la valeur P2 apparait sur le cadran 17. On appuie sur la touche lo de telle sorte que la donnee P2 correspondant au poids du solide dans un liquide est mémorisée dans la mémoire 11, transmise au circuit calculateur 13 qui effectue l'opération P1 - P2 = P3 et transmet la donnée P3 dans la mémoire 14 qui transmet la donnée P3 au deuxième circuit de calcul 15 qui effectue l'opération P1 afin d'obtenir le poids spécifique SG qui est affiché P3 dans le cadran 16. Le schéma logique représenté à la figure 5 concerne une variante de réalisation du dispositif qui permet de calculer les valeurs extrêmes du poids spécifique d'un solide et la tolérance sur le poids spécifique. Le dispositif représenté à la figure 5 comprend le circuit calculateur 13 et la mémoire 14 dans laquelle est mémorisée la donnée P3 correspondant à la perte de poids du solide dans un liquide, ladite mémoire 14 étant reliée à des circuits calculateurs 18 et 19 qui sont reliés également à la mémoire 12 de la donnée P1. Le circuit calculateur 19 a pour but de calculer la va leur extrême inférieure du poids spécifique SGT -. Dans une première phase la valeur précise 0,1 est soustraite de la valeur du poids dans l'air pesé au dixième, soit P1 - 0,1. Dans une deuxième phase la valeur précise 0,01 est ajoutée à la valeur de la perte de poids, soit P3 + 0,1. Enfin au cours d'une troisième phase, les deux valeurs résultantes sont divisées de telle sorte que P1 - 0,1 SGT = SGT - P3 + 0,1 La valeur extrême inférieure SGT - du poids spécifique est affichée dans le cadran 20 et la donnée correspondante est transmise au circuit calculateur 21. De façon symétrique, le circuit calculateur 18 a pour but de calculer la valeur extrême supérieure du poids spécifique SGT +. Dans une première phase, la valeur précise 0,01 est ajoutée à la valeur du poids dans l'air soit P1 + 0,1. Dans une deuxième phase, la valeur précise 0,01 est soustraite de la perte de poids, soit P3 - 0,1. Enfin au cours d'une troisième phase, les deux valeurs résultantes sont divisées de telle sorte que P + 1 0,1 P3 - 0,1 - SGT +. La valeur SGT + extrême supérieure du poids spécifique est affichée dans le cadran 22 et la donnée correspondante est transmise au circuit calculateur 21. Bien que l'on ait utilisé une précision de pesée d'un centième de carat, il est également possible d'envisager une précision d'un millième de carat. Le circuit calculateur 21 qui est relié aux cadrans 20 et 22 effectue la soustraction entre les valeurs extrêmes supérieure SGT + et inférieure SGT poids spécifique. Soit : SGT+ - SGT = ERT, ERT étant l'écart relatif de to lérance. Cet écart relatif de tolérance ERT est affiché sur l'écran 23 et cette donnée est transmise au circuit calculateur 24. L'écart relatif de tolérance d'un solide dont la précision de la valeur affichée, est relative à la masse volumineuse du solide, en fonction de son poids spécifique et en relation directe avec la précision de pesée de la balance. Cet écart relatif pour l'utilisateur de la balance, se traduit par la charge maximum de tolérance. Le circuit calculateur 24 permet d'obtenir la valeur de tolérance, supérieure ou inférieure T-. On obtient cette valeur de tolérance en divisant par 2 l'é cart relatif de tolérance, soit ERT = T-. T La valeur de tolérance T- est affichée dans le cadran 25 et elle se traduit pour l'utilisateur de la balance par la marge de tolérance, supérieure ou inférieure au poids spécifique SG moyen ; ce qui donne la certitude précise des valeurs affichées. On retrouve les cadrans 16, 20, 22, 23 et 24 sur le tableau de la figure 2, ainsi que les touches 10 et 10a, contrôlant le passage des données de poids P1 et P2 vers les mémoires 11 et 12. Le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 5 est identique à celui représenté à la figure 4, sauf que l'on obtient sur les écrans d'affichage 20, 22 les valeurs extrêmes inféieure et supérieure du poids spécifique d'un solide, sur l'écran d'affichage 23 l'écart relatif de tolérance du poids spécifique et sur l'écran 25 la tolérance supérieure ou inférieure du poids spécifique. A la figure 6, on a représenté un schéma logique d'un dispositif calculateur supplémentaire. Ce dispositif comporte, comme précédemment, une balance 1 munie d'un cadran indiquant la pesée et dont la sortie digitale 9 est susceptible d'être reliée sélectivement par des touches 10, 10a à une mémoire 26 enregistrant une première donnée et à une mémoire 27 enregistrant une seconde donnée. Les mémoires 26 et 27 sont reliées à un circuit calculateur 28 qui établit le rapport suivant 1ère donnée = Valeur résultante. 2ème donnée La valeur résultante est affichée sur le cadran 29. Ce dispositif permet d'obtenir la lecture directe du poids spécifique SGL d'un liquide en utilisant la pesée hydrostatique. Dans ce cas, le circuit calculateur 28 effectue l'opération suivante Poids d'un solide dans l'eau Poids du même solide dans le liquide à évaluer ~ spécifique du liquide à évaluer. Pour obtenir le poids spécifique ou densité d'un liquide déterminé, on procède au pesage d'un solide dans l'eau, ce qui constitue une première donnée dirigée au moyen de la touche lOa vers la mémoire 26 et le circuit calculateur 28. Ensuite on remplace l'eau dans le récipient par le liquide dont on veut connaître le poids spécifique. On procède alors à la pesée du solide dans le liquide en question et on agit sur la touche 10 afin d'envoyer cette deuxième donnée vers la mémoire 27 et le circuit calculateur 28. Le circuit calculateur effectue l'o pération mentionne ci-dessus qui donne le poids spécif i- que du liquide SGL qui s'inscrit dans le cadran 29. Suivant un autre mode de réalisation, les informations en provenance de la-halance sont analyses par les formules ci-dessus qui sont programmées sur support ma gnétique et ledit support est exploité dans une machine calculatrice connectée à la balance. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou;pro- cédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatif s sans sortir du cadre de l'invention. REvENDICAT'ONS 1) Dispositif de calcul et d'affichage du poids spécifique d'un solide ou d'un liquide, comportant une balance pour la dtermination du poids P du solide dans l'air et du poids p2 du solide dans un licuide, caractérisé en ce que les informations relatives aux valeurs des poids P1 et P2 sont mises en mémoire et 2 transmises à un premier circuit calculateur effectuant la différence entre le poids t du solide dans l'air et le poids P2 du solide dans un liquide, afin d'obtenir la valeur de la perte de poids P3 du solide dans un liquide, ladite valeur de la perte de poids P3 étant mise en mémoire et transmise à un deuxième circuit calculateur p relie la memoire du poids P1 et effectuant le rapport P1 P qui est égal au poids spécifique du solide affiché dans 3 un cadran d'affichage. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que à la suite de la mémoire relative à la perte de poids P3 sont branchés deux circuits calculateurs qui sont reliés à la mémoire relative au poids P1 du solide dans l'air, lesdits troisième et quatrième circuits calculateurs établissant respectivement la valeur extrême inférieure et la valeur extrême supérieure du poids spécifique dont les informations correspondantes sont transmises à deux cadrans d'affichage et à un cin quième circuit calculateur établissant la valeur de l'é- cart de tolérance du poids spécifique qui est transmise à un cadran d'affichage et à un sixième circuit calculateur établissant la tolérance supérieure ou inférieure. du poids spécifique correspondant à la moitié de l'écart de tolérance, ladite information relative à la tolérance supérieure ou inférieure étant affichée dans un cadran d'affichage. 3) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une information correspondant à la va leur du poids d'un solide dans l'eau et la valeur du poids du même solide dans un liquide dont on veut déterminer le poids spécifique sont mises isolément en mémoire et transmises à un circuit calculateur effectuant le rapport entre lesdites valeurs pour obtenir le poids spé cifiaue du liquide, qui est affiche dans un cadran d'affichage. 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la balance présente un tableau sur lequel figurent les différents cadrans d'affichage et les touches contrôlant les mémoires et les fonctions. 5) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la balance comporte un élément relié au dispositif de pesage et qui porte un plateau dans lequel est susceptible d'être déposé un objet solide pour son pesage dans l'air, ledit élément de pesage portant une potence à laquelle est accroché un organe de support de pierre qui est engagé dans un récipient contenant un liquide dans lequel est susceptible d'être immergée la pierre pour la pesée en immersion. 6) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les informations en provenance de la balance sont analysées par les formules qui sont programmées sur un support magnétique qui est exploité dans une machine calculatrice connectée à la balance.