Brevet FR2459464A1 — publié le 19810109

1.- 2459464 L'invention concerne un capteur de mesures pour mesurer la pression intérieure dans des tuyaux avec deux parties de boitier, articulées entre elles au moyen d'un élément de liaison, et fixées sur le tuyau à l'aide d'un dispositif de serrage, renfermant au moins un élément de mesure chacune, avec dérivation bipolaire du signal de mesure. Dans les capteurs de mesures de ce type, il est connu d'employer des éléments de mesure, lesquels, pour compenser les signaux perturbateurs occasionnés par la déforma- tion de la conduite ou par les oscillations de cette conduite. sont disposés dans le capteur lui-même de telle sorte, que les signaux électriques créés par suite de perturbations dans deux éléments de mesure opposés pussent être compensés. Pour un montage et démontage simple et facile à réaliser d'un capteur de mesures de ce type sur la conduite tubulaire, son boitier est constitué de deux parties, qui sont reliées par un côté de façon articulée, à un élément de liaison, de telle façon que l'on puisse facilement les faire coulisser ou les rabattre sur la conduite tubulaire. Le serrage de blocage du capteur sur le tuyau s'effectue alors au moyen d'un boulonnage ou d'un verrouillage à ressort ou à serrage, sur le côté opposé à l'élément de liaison. Etant donné la mobilité nécessaire des deux parties de boitier du capteur, l'une par rapport à l'autre, pour permettre leur serrage sur le tuyau, la sortie, nécessaire pour l'exploitation des signaux de mesure provenant des éléments de mesure, des dérivations des éléments de mesure vers l'exté- rieur du boitier du capteur, pose des problèmes. On peut par exemple rassembler les dériva- tions des éléments de mesure de chaque partie de boitier, et effectuer la d('ivation des signaux de mesure sur chaque partie de boitier, au moyen d'une fiche de raccordement ou d'un câble a raccordement fixe. Une autre possibilité consiste en ce que l'on prévoit sur une des deux parties de boitier, une fiche de raccordement ou un câble à raccordement fixe, la liaison avec la dérivation de la deuxième partie de boitier s'effectuant au moyen d'un câble de liaison, aussi court que possible, monté sur le capteur. Il faut alors veiller à ce que ces câbles courts de liaison ne soient pas endomnfagés lors de l'ouverture et du 2.- 2459464 rabattement des deux parties de boitier du capteur. Ces deux possibilités entraînent une aug- mentation du poids et du volume du capteur de mesures, car il est nécessaire d'avoir soit deux fiches de raccordements, chacune bipolaire, soit des passages séparés, électriquement isolés, et dégagés des tractions pour le câble, à travers le boitier du capteur. Comme justement les faibles dimensions et la légèreté sont un facteur déterminant pour amoindrir les signaux perturbateurs dans les capteurs de mesures connus, ces deux possibilités ne sont pas particulièrement adaptées pour la dérivation des signaux de mesure. L'invention a pour but de réaliser l'éva- cuation des signaux de mesure des capteurs du type mentionné, de façon simple, sure, avec une économie de place, de poids et de volume, et sans câble de liaison additionnel entre les deux parties du boitier. Le capteur proposé pr l'invention est caractérisé en ce que au moins un p8le de chaque dérivation est relié par conduction électrique à une pièce de l'élément de liaison, isolée électriquement vis-à-vis de l'autre p8le, et que l'élément de liaison comporte des raccordements pour trans- mettre le signal de mesure, l'autre pôle étant éventuellement directement en liaison avec le tuyau. Grâce à la liaison entre les p8les de chaque élément de mesure, et les p8les correspondants de l'élé- ment de mesure opposé, disposé dans l'autre partie de boitier, il est possible de réaliser de manière simple, la compensation électrique du signal perturbateur, déjà à l'intérieur du capteur de mesures, et de remplacer ainsi l'évacuation séparée, chaque fois bipolaire du signal de mesure à partir des deux parties de boitier, par une évacuation rassemblée, maintenant globalement bipolaire, du signal de mesure, déjà compensé en ce qui concerne les perturbations, à partir du capteur. Conforaément à un développement de l'inven- tion, il est possible que la liaison conductrice électrique entre l'un des pôles de chaque dérivation et l'élément de liaison, soit constituée par des étriers de contact. Ces étriers de contact entourent d'une part l'élément de MLison des deux parties de boitier, à la manière d'une coquille, et sont disposés d'autre part dans le boitier de telle façon, qu'ils 3._ 2459464 puissent réaliser un contact sûr avec le pôle correspondant de la dérivation sur l'élément de mesure. On est assuré de cette façon d'une liaison conductrice électrique simple, sans dépenses additionnelles de montage. Selon une autre proposition de l'invention, au moins l'une des parties de l'élément de liaison, reliée à l'un des pôles de la dérivation, peut comporter une fiche de raccordement, par exemple une fiche plate. Grâce à cette fiche de raccordement fixée sur l'élément de liaison, les dépenses supplémentaires de construction pour la sortie des signaux de mesure du capteur, peuvent être maintenues à un faible niveau. Selon unedéveloppement de l'invention, l'une des parties de l'6lé ment de liaison peut être constituée par une cheville conductrice électrique, disposée dans les deux parties de boitier, qui constitue la liaison articulée des parties de boitier. Ce mode de réalisation simple de la liaison articulée des deux parties de boitier, assure également une transmission simple et sûre du signal de mesure. L'élément de liaison peut aussi comporter une pièce de raccordement qui est reliée par conduction électri- que à l'autre pôle de chaque dérivation, et qui est isolée électriquement face à la cheville. Le premier pôle de dérivation est relié électriquement à la cheville, l'élément de liaison comportant alors une pièce de raccordement électriquement isolée vis-à-vis de la cheville, pièce par laquelle s'effectue le rassemblement et la sortie commune du signal de mesure à l'autre pôle. Ceci permet une exploitation simple des avantages de l'invention, notamment la capensation électrique des signaux perturbateurs, pouvant survenir déjà à l'intérieur du capteur de mesures, et à la sortie commune, rendue possible ainsi, des signaux de mesures des dux parties de boitier, même lorsque le capteur est utilisé sur des tubes laqués, c'est-à-dire non conducteurs de l'électricité. Le second pôle de chaque dérivation peut ôtre relié par conductian électrique à la pièce de raccordement, au moyen de brides de contact, mobiles en cisaillement. Il est assuré ainsi un contact durable entre le second pôle de dériva- tion et la pièce de raccordement, môme après de nombreux déta- chages et raccrochages du capteur. 4._ 2459464 La pièce de raccordement peut être réalisée sous la forme d'un premier contact, et l'extrémité de la cheville, sous la forme d'un deuxième contact d'une douille de raccordement bipolaire. Ce mode de réalisation présente l'avantage que le câble de renforcement ne doit présenter qu'une fiche unique, et qu'en coopération avec la douille de raccordement réalisée selon l'invention, une liaison électrique simple et sûre est réalisée entre l'élément de mesure et l'amplificateur. Les deux parties de boitier du capteur peuvent être constituées en un matériau isolant électrique, en particulier en matières synthétiques, et être réalisées de préférence par moulage par injection. Ceci permet premièrement de résoudre sans problème l'isolation réciproque des diverses dérivations branchées sur le boitier, et deuxièmement, de fabriquer le compteur de manière simple et peu coûteuse. Les faibles forces de pression nécessaires au fonctionnement sûr du capteur du type mentionné sont faciles à dominer au moyen de ces pièces en matière plastique, moulées par injection. Les étriers de contact, qui représentent la liaison électrique entre la dérivation de l'un des p8les des éléments de mesure et la cheville, peuvent être intégrés aux parties de boitier, de préférence par moulage intégral. Ceci sert également d'une part à simplifier la fabrication du capteur de mesures, d'autre part à assurer une disposition fixe des étriers de contact dans le boitier, ce qui permet une transmission plus sûre du signal de mesure, de l'4ément de mesure vers la cheville. L'invention sera mieux comprise à l'aide du mode de réalisation représenté à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels les figures représentent - la figure 1: une vue latérale d'un capteur de mesures, avec dérivation unipolaire du signal de mesu- re, à travers la cheville de l'élément de liaison, - la figure 2: le capteur de la figure 1, à l'état relevé, - la figure 3: une vue latérale d'un capteur, avec dérivation bipolaire du signal de mesure à travers la cheville de l'élément de liaison, ce dernier comportant une fiche plate, la figure 4: le capteur de la figure 3, à l'état relevé, 5.- 2459464 - la figure 5 une vue latérale d'un cap- teur, avec dérivation bipolaire à travers l'élément de liaison, ce dernier comportant une douille de raccordement bipolaire, et - la figure 6: le capteur de la figure 5 à l'état relevé. Le boitier 1 du capteur de mesuresest constitué par les deux parties de boitier 2 et 3, lesquelles, pour faciliter le montage sur la conduite tubulaire non repré- sentée, sont d'une part reliées de façon articulée à l'élément de liaison 4 qui comporte la cheville 4', d'autre part munies d'un dispositif de serrage (non représenté) qui permet d'appli- quer une force dirigée suivant la flèche 5, et ainsi de serrer fermement les deux parties de boitier 2 et 3 sur la conduite tubulaire. Les éléments de mesure 6 et 7 sont disposés ici dans les parties de boitier 2 et 3 de telle façon, que celles-ci, à l'état relevé, entourent la conduite tubulaire chacun en forme de demi-cercle, et en cas de dispositif de serrage fermé, c'est-à-dire lorsque la force de serrage agit dans la direction de la flèche 5, les parties soient pressées contre la conduite tubulaire au moyen des éléments de support élastiques 8 et 9, ce qui permet d'assurerrune transmission par friction des déforma- tions de la surface tubulaire vers les éléments de mesure 6 et 7. Les évidements semi-circulaires 10, 11, 12 et 13 pratiqués dans les deux parties de bitier 2 et 3, sont constitués de telle façon, qu'ils enserrent fermement la conduite tubulaire, à l'état relevé du capteur de mesures, et qu'ils rendent ainsi indépendante la force de pression - exercée par les éléments d'appui élastiques 8 et 9 sur les éléments de mesure 6 et 7, contre la conduite tubulaire, de la force de serrage agissant en direction de la flèche 5. Ensuite le capteur est globalement fixé sur la conduite tubulaire et ainsi les vibrations de la conduite vont être absorbées par le boitier 1 et ne modifient pratiquement pas le signal de mesure. Les éléments de mesure 6 et 7 peuvent être constitués par exemple de feuillespiezoélectriques, des charges électriques se formant sur la surface de la feuille en vertu du principe piezo connu des modifications traction-pres- sion, ces charges étant dérivées de façon bipolaire par les couches de contact conductrices qui ont été disposées par 6.- 2459464 vaporisation sur les deux faces de la feuille, et transformées ultérieurement de manière appropriée. Mais il est également possible de mettre en oeuvre des feuilles mesurant par capacité. La feuille est alors constituée d'au moins deux couches électrodes et d'une couche isolante qui les sépare, le tout constituant un condensateur. Mais la conduite tubulaire elle-même peut servir d'électrode. Une modification du périmètre de la conduite provoque une modi- fication de l'écartement des électrodes, de sorte que la capacité du condensateur en est modifiée, ce qui permet la trans- formation des modifications de pression en signal de mesure. Selon la figure 2, les pôles extérieurs 14, c'est-à-dire les couches de contact électriques des éléments de mesure 6 et 7, qui sont les plus éloignées de la conduite à l'état relevé, sont maintenant reliés par conduction électrique à la cheville 4', à travers les étriers de contact 16 et 17. La cheville 4' comporte à une extrémité sortant du boitier 1, une fiche plate 19, qui est constituée comme un raccordement pour le cAble de liaison non représenté, vers l'amplificateur. Les deux parties de boitier 2 et 3 sont constituées en une matière plastique et sont moulées par injection. Il e! possible ainsi de réaliser de façon simple les pôles 15 intérieurs, donc les plus proches de la conduite à l'état relevé, des dérivations bipolaires, directement sur la conduite, sur laquelle le capteur est serré, car la cheville 4' reliée aux pôles extérieurs 14 est-électriquement isolée de la conduite, parle boitier 1 en plastique. Afin de permettre une sortie simple et sdre du signal de mesure, même sur des capteurs utilisés sur des surfaces de tuyaux laqués, c'est-à-dire non codductrices, le pôle intérieur 15 (voir figures 3 et 4) de chacun des deux éléments de mesure 6 et 7, est muni d'une feuille de protection conductrice électrique constituée par exemple en cuivre- beryllium chacune de ces feuilles de protection 20 es soudée à une éclisse de contact 22, 22' au moyen d'une lame de déri- vation 21. La douille isolante 23, portée par l'extrémité de la cheville, supporte aussi bien l'éclisse 22, 22t disposée à l'extérieur du boitier 1, qu'une pièce de raccordement 18 ayant la forme d'une fiche plate, et assure leur isolation électrique, avec la pièce reliée au pôle intérieur 15 de la 7._ 2459464 dérivation, contre la cheville 4'. Celle-ci est reliée, de la façon décrite déjà au sujet des figures 1 et 2, au pôle exté- rieur 14 de chaque élément de mesure 6 et 7, au moyen des étriers de contact 16 et 17, et porte à l'extrémité opposéeà la douille isolante 23, également une fiche plate 19. L'élément de liaison 4 du mode de réalisa- tion représenté sur les figures 5 et 6, est constitué d'un côté comme une partie de douille de raccordement 24 bipolaire, pour le câble de liaison non représenté de l'amplificateur. La pièce de raccordement 18, isolée de la cheville 4' au moyen de la douille isolante 25 et l'anneau isolant 28, présente face au boitier 1 un anneau intermédiaire 30, et constitue un premier contact 26 de la douille de raccordement 24 bipolaire, l'extré- mité de la cheville 4' constituant le deuxième contact 27. La liaison des pôles extérieurs 14 des éléments de mesure 6 et 7 avec la cheville 4' s'effectue encore au moyen des étriers de contact 16 et 17t. Les feuilles de protection 20 qui sont en contact avec les pôles intérieurs 15 des éléments de mesure 6 et 7, comportent des éclisses de dérivation 29 prolongées, qui sont introduites dans les deux parties de boitier 2 et 3 de telle façon, qu'elles soient en contact électrique avec le premier contact 26 de la douille de raccordement 24 bipolaire. Par suite de la liaison électrique des pôles appropriés des éléments de mesures opposés à l'état relevé, avant même la sortie définitive du signal de mesure du capteur, la compensation des signaux perturbateurs résultant des défor- mations et des oscillations de la conduite, s'effectue également dans le cas des modes de réalisation selon les figures 3 à 6, déjà dans le capteur, et une transmission simple est assurée. 8.- 2459464 REVENDICATIONS 1.- Capteur de mesures pour mesurer la pression intérieure dans des tuyaux, avec deux parties de boitier, articulées entre elles au moyen d'un élément de liaison, et fixées sur le tuyau à l'aide d'un dispositif de serrage, renfermant au moins un élément de mesure chacune, avec dériva- tion bipolaire du signal de mesure, capteur caractérisé en ce que, au moins un pôle (14)de chaque dérivation est relié par conduction électrique à une pièce de l'élément de liaison (4), isolde électriquement vis-à-vis de l'autre pôle (15), et que l'élément de liaison (4) comporte des raccordements, pour transmettre le signal de mesure, l'autre pôle (15) étant éven- tuellement directement en liaison avec lKtuyau. 2.- Capteur de mesures selon la revendi- catinn 1, caractérisé en ce que la liaison de conduction élec- trique entre un des pôles (14) de chaque dérivation et l'élément de liaison (4), est constituée par des étriers de courant (16, 17). 3.- Capteur de mesures selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, au moins une des parties de l'élément de liaison (4) qui se trouve reliée à un des pôles de dérivation, comporte une fiche de raccordement (19), par exemple une fiche plate. 4.- Capteur de mesures selon l'une quelcone que des revendications 1 à 3, caractéisé en ce qué l'une des parties de l'élément de liaison est constituée par une cheville (4') conductrice électrique, placée dans les deux parties de boitier (2, 3), qui forme la liaison articulée des parties de boitier. 5.- Capteur de mesures selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'élément de liaison (4) comporte une pièce de raccordement (18), qui est reliée par k6iduction électrique avec l'autre pôle (15) de chaque dérivation, et qui est électriquement isolée par rapport à la cheville (4'). 6.- Capteur de mesures selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que l'autre pôle (15) de chaque dérivation est relié par conduction électrique à la pièce de raccordement (18), au moyen de brides de contact (22, 22'), mobiles par cisaillement. 7.- Capteur de mesures selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que la pièce de raccordement (18) forme le premier contact (26), et l'txtrémité de la cheville (4'), le deuxième contact (27) d'une douille de raccordement (24) bipolaire (figures 5 et 6) . 8.- Capteur de mesures selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux parties de boitier (2,3) sont constituées par un matériau isolant électrique, en particulier une matière plastique, et de préférence, elles sont moulées par injection. 9.- Capteur de mesures selon l'une des revendications 2 et 8, caractérisé en ce que les étriers de courant (16, 17) sont intégrés aux parties de boitier (2, 3), de préférence, ils y sont incorporés au moulage.