Brevet FR2438254A1 — publié le 19800430

La présente invention concerne la technique des mesures et a notamment pour objet un dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, de tels dispositifs sont destinés en particulier à 11 étalonnage des appareils pour l'enregistrement granulométrique des particules se trouvant dans des liquides, par exemple dans les huiles à machines et les combustibles. On conduit largement, dans ce domaine, un dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, destiné à l'étalonnage des appareils pour l'enregistrement granulométrique des particules se trouvant dans les liquides, comprenant une chambre réalisée sous la forme d'un entonnoir conique vertical et ayant un orifice d'entrée et un conduit de sortie servant à le raccorder à l'entrée de l'appareil à étalonner, ladite chambre comportant un moyen assurant la circulation forcée d'un liquide à travers elle et comportant un conduit pour le chargement de particules étalons dans ladite chambre. Toutefois, un tel dispositif ne permet d'étalonner les appareils qu'en utilisant des étalons "monodispersés" de particules, c'est-à-dire de particules d'une même grosseur prédéterminée. ta pratique de l'utilisation des appareils pour l'enregistrement granulométrique des particules polluantes dans les liquides nécessite l'enregistrement des particules dans une large plage granulométrique, de sorte que pour l'étalonnage de ces appareils il faut disposer d'un assortiment approprié d'étalons monodispersés de particules0 Dans chacun des étalons de cet assortiment les particules doivent être d'une même grosseur, et le nombre d'étalons de différentes grosseurs doit correspondre au moins au nombre de gammes de l'appareil à étalonner.Par exemple, les appareils pour l'enregistrement des particules polluant les combustibles et les huiles ont 5 ou plus de 5 gammes. I1 faut par conséquent disposer d'au moins cinq étalons de différentes grosseurs, et dans chaque étalon, de particules de même grosseur, égale par exemple à la grosseur moyenne de la gamme de grosseurs correspondante. En outre, pour déterminer l'influence de la matière des particules polluantes sur les indications des appareils d'enregistrement granulométrique des particules se trouvant dans des liquides, il faut fabriquer des étalons de particules en différentes matières correspondant aux matières des particules polluantes. La fabrication d'un tel assortiment d'étalons pose des problèmes compliqués. A l'heure actuelle, on ne connatt aucun assortiment complet d'étalons monodispersés permettant de construire une courbe d'étalonnage (variation du signal utile en fonction du diamètre des particules à enregistrer) qui serait fiable. Il convient aussi de noter que l'étalonnage des appareils à l'aide d'étalons monodispersés de particules est une opération lourde de main-d'oeuvre, car il faut d'abord faire circuler à travers le dispositif d'étalonnage et l'appareil à étalonner un liquide pur, jusqu'à ce que l'appareil indique des valeurs nulles. Ensuite il est nécessaire d'introduire dans l'entonnoir le premier étalon de particules, de mélanger soigneusement et de faire passer l'étalon à travers l'appareil à étalonner en commun avec le liquide. Après avoir enregistré la valeur du signal utile engendré par les particules du premier étalon, on n'obtient qu'un seul point de h courbe d'étalonnage.Ceci fait, il faut éliminer de tout le système les particules du premier étalon en y faisant circuler un liquide pur, puis, après avoir obtenu l'indication zéro à l'appareil à étalonner, introduire dans l'entonnoir les particules du second étalon, et ainsi de suite. Il est bien plus simple de fabriquer des étalons "polydispersés" de particules, c'est-à-dire des étalons constitués par un mélange de particules de toutes les grosseurs. Toutefois, l'utilisation de tels étalons dans le dispositif d'étalonnage connu est impossible, car on ne peut déterminer à quelle grosseur de particules correspond tel ou tel signal de l'appareil. L'invention vise pour cela un dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, destiné à l'étalonnage d'appareils d'enregistrement granulométrique de particules polluantes se trouvant dans des liquides, et qui permettrait d'utiliser pour l'étalonnage de ces appareils des étalons polydispersés de particules, ainsi que d'utiliser toutes les particules étalons chargées pour l'obtention d'informatiôna utiles. Ce problème est résolu gr ce à un dispositif servant à créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée et destiné à l'étalonnage d'appareils d'enregistrement granulométrique de particules se trouvant dans des liquides, du type comprenant une chambre avec un orifice d'entrée et un conduit de sortie destiné à la raccorder à l'entrée de l'appareil à étalonner, ainsi qu'un moyen assurant la circulation du liquide à travers cette chambre et comportant un conduit pour le chargement des particules étalons dans ladite chambre, caractérisé, d'après l'invention, en ce qu'au moins la partie de la chambre qui est située au voisinage du conduit de sortie est réalisée sous la forme d'un cylindre transparent orienté horizontalement et dans lequel est disposé coaxialement un conduit transparent dont une des extrémités va en se rétrécissant jusqu'à un diamètre comparable au diamètre maximal des particules étalons, un appareil pour le contrôle de la grosseur des particules étant disposé au-dessus de cette extrémité, extérieurement à ladite chambre, tandis que l'autre extrémité du conduit transparent est isolé de l'enceinte de la chambre et mise en communication avec le induit de changement des particules étalons, qui est doté d'un organe assurant une circulation réversible réglable, à travers ce conduit et à travers le conduit transparent, du liquide contenant les particules étalons. Afin d'exclure les pertes de particules étalons pour l'information utile à l'intérieur du dispositif lui-même le conduit de chargement est situé de préférence à un niveau non inférieur à celui de la paroi intérieure inférieure du conduit transparent. Le dispositif conforme à l'invention permet d'accrottre la fiabilité et la cadence d'étalonnage desdits appareils, gracie à l'utilisation d'étalons de particules polydispersés constitués par un mélange de particules sphériques de différents diamètres. De tels mélanges sont bien plus simples à fabriquer que les étalons monodispersés. La haute fiabilité de l'étalonnage des appareils est assurée par le fait que le mélange polydispersé contient un assortiment complet de particules de toutes les dimensions, couvrant toute la plage granulomètrique de l'appareil à étalonner. On peut, avec un tel mélange, obtenir un grand nombre de points pour la construction de la courbe d'étalonnage, ce qui accroit sa fiabilité. En outre, le dispositif conforme à l'invention permet d'éviter les pertes de particules étalons pour l'information utile à l'intérieur du dispositif lui-même. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, conçu conformément à l'invention - la figure 2 représente à une plus grande échelle le détail A de la figure 9 - la figure 3 représente une vue de dessus de l'extré- mité allant en se rétrécissant du conduit transparent, se trouvant dans le champ visuel du microscope (vue à une plus grande échelle) - la figure 4 représente un exemple de courbe d'étalon nage. Le dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, représenté sur les figures 1, 2 et 3, destiné notamment à l'étalonnage d'appareils d'enregistrement granulomètrique de particules se trouvant dans des liquides, comprend une chambre 1 dont la partie 2 située au voisinage de son conduit de sortie 3 (représenté par une ligne) est constituée par un cylindre transparent orienté horizontalement. Un conduit transparent 4 est placé coaxialement dans ladite partie 2. Le bout 5 du conduit 4 va en se rétrécissant jusqu'à un diamètre comparable au diamètre maximal des particules étalons 6 (figures 2 et 3). Au-dessus du bout 5, extérieurement à la chambre 1, est placé un appareil 7 pour le contrôle de la grosseur des particules 6. Le second bout 8 (figure 1) du conduit 4 est isolé de l'enceinte 9 de la chambre 1 et est mis en communication avec un conduit 10 pour le chargement des particules étalons 6. Le conduit 10 est doté d'un organe 11 assurant une circulation réversible réglable, à travers ce conduit et le conduit transparent 4, du liquide contenant les particules étalons 6. Afin d'exclure les pertes de particules étalons 6 pour l'information utile à l'intérieur du dispositif lui-même, le fond du conduit de chargement 10 est disposé au niveau de la paroi intérieure 12 (figure 2) du conduit transparent 4. Le conduit 10 est doté d'un trou d'accès 13 (figure 1) pour le chargement des particules 6. L'organe Il assurant la circulation réversible réglable du liquide à travers le conduit de chargement 10 et le canal transparent 4, sert à refouler le liquide avec les particules étalons 6 du conduit 4 à la partie 2 de la chambre 1, à travers le bout 5 allant en se rétrécissant. A cet effet, 11 organe Il comprend un piston 14 commandé par une poignée 15. Lorsqu'on fait tourner cette poignée, le piston 14 se déplace dans un sens ou dans l'autre. Pour accroître la netteté de l'image du bout 5 du conduit 4 dans le champ visuel de l'appareil 7, qui est en ltoccurence un microscope comportant une échelle de mesure 16 (figure 3), on a ménagé dans la chambre 1 (figure 1), autour de la partie 2, un évidement 17 fermé à sa partie inférieure par une lame transparente 18 et rempli de liquide à indice de réfraction proche de celui de la matière de la partie 2. Le conduit 3 se raccorde à l'entrée du capteur 19 de l'appareil à étalonner 20, et la sortie du capteur 19 communique arecunrégulateur 21 de débit du liquide Le capteur 19 est raccordé électriquement à un module indicateur 22. Le moyen 23 pour faire circuler un liquide pur à travers la chambre 1 comprend un bac 24 pour le liquide, un module 25 constitué par une pompe-épurateur (par exemple une centrifugeuse à lit mince avec disques de charge), un séparateur de bulles 26 et des amortisseuss de pulsations du liquide 27. Le séparateur de bulles 26 est un hydrocyclone. Les amortisseurs 27 des pulsations du débit de liquide sont des bacs à orifices d'entrée et de sortie immergés au-dessus desquels se forme un matelas d'air qui étouffe lesdites pulsations. Les robinets 28 et 29 servent à régler le débit du liquide. Le moyen 23 communique avec la chambre 1 par l'intermédiaire de son orifice d'entrée 30, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de la partie 2. Le dispositif proposé pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée fonctionne de la façon suivante. A l'aide du moyen 23, on remplit de liquide pur tout le circuit hydraulique du dispositif. On ouvre le trou d'accès 13 et l'on charge dans le conduit 10 une portion de particules étalons polydispersées 6. Ces particules descendent sur le fond du conduit 10, puis elles s'étalent dans le conduit 4 en y prenant la position montrée sur la figure 2. On ferme le trou d'accès 13. il faut alors veiller à ce qu'il ne reste pas de bulles d'air sous le bouchon de ce trou, car elles provoqueraient des pulsations du débit du liquide lors de son transfert de l'organe 11 au conduit 4. Lesdites pulsations rendent plus difficile la mesure de la grosseur des particules 6 dans le bout 5 du conduit 4. Ensuite on fait circuler en continu le liquide pur à travers la partie 2 (le sens de circulation du liquide est montré par des flèches) jusqu'à ce que le module indicateur 22 indique une valeur nulle. Le module indicateur 22 peut être par exemple un oscillographe ou un voltmètre numérique d'impulsions. Par rotation de la poignée 15 on déplace le piston -14 vers la gauche (sur le dessin). Ce piston chasse le liquide des conduits 10 et 4 vers la partie 2 de la chambre 1 à travers le bout 5. Le liquide entraîne les particules étalons 6, qui roulent sur le fond du bout -5 une à une, en file, et arrivent dans le champ visuel du microscope (appareil 7). On interrompt à cet instant la rotation de la poignée 15 ; le piston s'arrête, et les particules 6 s'arrêtent elles aussi à l'intérieur du bout 5. A l'aide de l'échelle 16 de l'appareil 7 (figure 3), on mesure le diamètre de la première particule. On fait alors tourner d'un certain angle la poignée 15 pour faire déplacer le piston 14 vers la gauche (sur le dessin), et la première particule étalon 6 mesurée est chassée par le liquide hors du bout 5, vers la partie 2, où l'écoulement du liquide pur l'entraîne jusque dans le capteur 19 le long du conduit 3. La seconde particule 6 reste à l'intérieur du bout 5. Quand la première particule passe à travers le capteur 19, elle y engendre un signal qui est enregistré par 11 appareil indicateur 22. Ensuite on mesure et on chasse dans 11 écoulement de liquide la seconde particule, et ainsi de suite. On porte les résultats sur un graphique (figure 4), qui représente la courbe du signal utile en fonction du diamètre des particules (courbe d'étalonnage), on porte en abscisses la tension des impulsions en volts, et en ordonnées, le diamètre des particules en microns L'organe 11 (figures 1, 2, 3) permet dans une certaine mesure de choisir, dans le mélange de particules se trouvant dans le conduit 4, les particules 6 de grosseur voulue pour la construction de la courbe. Ce choix s'effectue en faisant déplacer le piston14t3Ntà dmte,tant8t à gauche, à des vitesses différentes. Quand le piston 14 se déplace à droite, le liquide pur est aspiré de la partie 2 et arrive à travers le bout 5 dans le conduit 4, en entraînant aveo lui les particules 6 et en dégageant ainsi le bout 5. Ensuite, quand le piston 14 se déplace à gauche, d'autres particules 6 arrivent dans le bout 5. Si leur grosseur correspond à celle requise, on les mesure et on les fait passer dans la partie 2, et ainsi de suite. La courbe d'étalonnage ainsi construite est utilisée pour ajuster les gammes de l'appareil d'enregistrement granulométrique des particules se trouvant dans un liquide. Les particules entraînées par l'écoulement de liquide passent à travers le capteur 19 et le régulateur de débit 21 et arrivent dans le bac 24, d'où elles sont aspirées avec le liquide par la pompe du module 25. Elles sont ensuite retenues dans ltépurateur de ce module, tandis que le liquide pur arrive dans la chambre 1. Le dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée permet non seulement d'introduire une à une dans l'écoulement de liquide les particules étalons 6 mesurées (de la manière décrite plus haut), mais aussi leur introduction par groupes. A cet effet, à l'aide du régulateur de débit 21 on interrompt tout à fait l'écoulement du liquide. On fait arriver du bout 5 du conduit 4 dans la partie 2 un nombre déterminé de particules mesurées au préalable (on enregistre ces données). Etant donné l'absence de liquide pur, ces particules après avoir quitté l'extrémité 5 du conduit 4, se déposent sur le fond de la partie 2. Quand on ouvre le régulateur de débit 21, les particules 6 entraînées par l'écoulement de liquide arrivent dans le capteur 19, puis dans le bac 24. Le capteur 19 envoie des signaux correspondants au module indicateur 22, qui, en l'occurence, est un appareil à indicateurs enregistrant la grosseur et le nombre des particules ayant passé avec le liquide. On compare les données de l'appareil au nombre initial et à la grosseur des particules enregistrées, ce qui permet de déterminer l'erreur de l'appareil d'enregistrement granulométrique en ce qui concerne la détermination du nombre et de la grosseur des particules. Le régulateur de débit 21 est monté à la sortie du capteur 19, afin d'exclure la pénétration dans le capteur 19 des particules étrangères provenant des pièces frottantes du régulateur 21. Le dispositif pour la création d'un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée est principalement destiné à l'étalonnage des appareils à l'aide de particules étalons solides dont la densité est plus grande que celle du liquide. Après chargement dans le conduit 10, le mélange de particules s'étale dans le conduit 4 comme montré sur la figure 2. La capacité utile du conduit 4 en particules étalons 6, qui détermine la valeur de la portion de particules chargée, est maximale quand la surface horizontale libre du mélange de particules est tangente à la paroi inférieure du bout rétréci 5. Si la quantité de particules chargée est plus grande que la quantité indiquée, le mélange de particules en excès passe dans la partie 2 et ne peut être utilisé. Une augmentation excessive du diamètre du conduit 4 en vue de permettre l'introduction d'une grande charge de particules n'est pas avantageuse, car, dans ce cas, pour le déplacement des particules à l'aide de l'organe 11, il faudra créer une grande vitesse d'écoulement du liquide, à laquelle les particules ne pourront pas être vues dans le bout rétréci 5. Une portion de particules chargées donne la possibilité de construire quelques dizaines de courbes d'étalonnage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour créer un écoulement de liquide contenant des particules de grosseur prédéterminée, destiné notamment à l'étalonnage d'appareils d'enregistrement granulométrique de particules se trouvant dans un liquide, du type comprenant une chambre comportant un orifice d'entrée et un conduit de sortie pour son raccordement à l'entrée de l'appareil à étalonner, et équipée d'un moyen assurant la "circulation du liquide à travers cette chambre, celle-ci comportant un conduit pour le chargement de particules étalons dans ladite chambre, caractérisé en ce qu'au moins la partie de la chambre qui est située au voisinage du conduit de sortie est réalisée sous la forme d'un cylindre transparent orienté horizontalement et dans lequel est disposé coaxialement un conduit transparent dont l'une des extrémités va en se rétrécissant jusqu'à un diamètre comparable au diamètre maximal des particules étalons, un appareil pour le contrôle de la grosseur des particules étant disposé extérieurement à ladite chambre, au-dessus de cette extrémité, tandis que l'autre extrémité est isolée de l'enceinte de la chambre et mise en communication avec le conduit pour le chargement des particules étalons, ce dernier étant équipé d'un organe assurant une circulation réversible réglable, à travers ce conduit et à travers le conduit transparent, du liquide contenant les particules étalons. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit de chargement est situé à un niveau non inférieur à celui de la paroi intérieure inférieure du conduit transparent.