Brevet FR2466749A1 — publié le 19810410

La presente invention concerne un procede pour la détection de dépôts d'un produit de remplissage sur la paroi d'un reservoir, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procéde. Il est connu que dans l'industrie, des reservoirs, tels que des silos de stockage d'un produit liquide ou solide, doivent être net toyés à des intervalles qui varient selon le produit, mais qui pour un produit de remplissage donné peuvent aussi différer en fonction de conditions d'environnement fluctuantes. La nécessité de tels nettoyages résulte de l'incrustation du produit de remplissage sur les parois du reservoir, qui augmente dans le temps, et de son comportement sur la paroi sous l'influence de l'environnement précité. Dans le meilleur des cas, le degré d'incrustation des parois du réservoir ne peut habituellement qu'être apprécie visuellement et dans les seules zones accessibles du réservoir.Il en résulte le plus souvent une mauvaise utilisation des reservoirs par suite d'un nettoyage trop fréquent, à moins qu'un nettoyage trop rare ne conduise sur les parois à des incrustations dont l'élimination impose une dépense beaucoup plus élevée que dans le cas d'un nettoyage en temps voulu. L'invention vise à supprimer ces inconvenients et à permetttre de déceler le degré d'incrustation de réservoirs et par suite d'effectuer des nettoyages en temps voulu. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une source de rayonnement et un récepteur approprié en regard sont déplacés de part et d'autre de la paroi et le signal de sortie du récepteur, correspondant a la fluctuation de transmission du rayonnement à travers la paroi en fonction du dépôt, constitue une mesure de l'épaisseur du dépôt. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Selon une autre caractéristique de l'invention, une source de rayonnement et un récepteur approprié, qui convertit le rayonnement reçu en un signal électrique correspondant, sont déplacés au synchronisme de part et d'autre de la paroi par des organes d'entrainement; et la sortie du récepteur est reliée a des moyens d'indication. La caractéristique de transmission de l'incrustation et de la paroi détermine l'emploi de sources et de récepteurs différents, tels que des sources radioactives et un tube compteur de Geiger-Müller avec un convertisseur d'impulsions. La connaissance de la variation de l'incrustation le long de la paroi est généralement inutile et il suffit de savoir si une épaisseur maximale admissible de l'incrustation est déjà atteinte en un point quelconque de la paroi. Selon une autre caractéristique de l'invention, la sortie du récepteur est commutable sur les organes d'entrainement afin de déplacer la source et le récepteur en fonction du rayonnement transmis entre eux. Le dispositif est en outre utilisable pour la détermination du niveau, moyennant un faible appareillage supplémentaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la sortie du.récepteur est reliée à un module a seuil, qui délivre un premier signal de sortie quand le signal d'entrée est inférieur à un premier seuil ou un second signal de sortie lors du dépassement d'un second seuil; et le premier signal de sortie commande les moyens d'entrainement dans un premier sens et le second signal de sortie dans l'autre sens, afin de permettre la détermination du niveau à partir de la position de l'ensemble source-recepteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, des moyens réglables de prédétermination des seuils sont prévus. Il est ainsi possible d'adapter les seuils aux différences de transmission quand pour divers produits de remplissage, un rayonnement est transmis à travers le produit d'une part, et le réservoir vide et la paroi toujours incrustée d'autre part. Le module à seuil étant déconnecté de la sortie du récepteur, les moyens de prédétermination des seuils peuvent alors servir au positionnement manuel de la source et du récepteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus pour la détermination de la position de l'ensemble sourcerécepteur, et de préférence un transducteur mécano-électrique. accouplé aux moyens d'entrainement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le schéma de principe du dispositif et la figure 2 représente une possibilité de réalisation du dispositif. Un réservoir 1 comporte une paroi 3, sur laquelle un produit de remplissage 5 forme une incrustation 7. Un tube de guidage 9 débouchant à l'extérieur est fixé parallèlement à la paroi 3. A l'extérieur du réservoir 1 et en regard du tube de guidage 9, des organes 13 fixent un second tube de guidage 11 parallèlement à la paroi 3 et au tube de guidage 9. Dans ce dernier, une source de rayonnement 15, radioactive par exemple, est fixée à une corde d'entrainement 17, qui se déplace dans le tube 9 et qu'une poulie de renvoi 19 extérieure dirige vers un moteur d'entrainement 21. Ce dernier permet.de déplacer la source de rayonnement 15 verticalement dans le tube de guidage 9, le long de la paroi 3.Le tube de guidage 11 contient de même un récepteur 12 approprie, tel qu'un tube compteur de Geiger-Müller avec un convertisseur d'impulsions, qui délivre un signal de sortie électrique en fonction du rayonnement reçu de la source 15. Une corde 23, qu'une poulie de guidage 25 dirige vers le moteur d'entrainement 21, permet de déplacer verticalement le récepteur 12 dans le tube de guidage 11. A l'aide d'un arbre 27 par exemple, le moteur 21 déplace au synchronisme la source 15 et le récepteur 12, disposés en regard de part et d'autre de la paroi 3. L'alimentation de la source et du récepteur s'effectue avantageusement par le bas, à l'aide de câbles souples 12a, 17a. Les fils de sortie électrique 29 du récepteur 12 sont relies à un amplificateur 31, dont la sortie 33 délivre un signal électrique correspondant et de préférence proportionnel au rayonnement reçu, après amplification pour le traitement ultérieur. Ce signal correspond à la caractéristique de transmission entre la source 15. et les rdcep- teurs 12, et constitue ainsi une mesure de l'état d'incrustation de la paroi 3 pour la position instantanée de la source et du récepteur. Il est indiqué par un appareil 35, un enregistreur par exemple. Dans la forme de réalisation la plus simple, le moteur d'entrainement 21 est commandé par une source 37 variable,. telle qu'une tension continue variable, et déplace ainsi la source et le récepteur le long de la paroi 3. Lorsqu'on désire sidi ment savoir si l'incrustation atteint une valeur maximale en un point quelconque de la paroi 3, la sortie 33 de l'amplificateur 31 est reliée à un module à seuil 39, dont la sortie 41 est connectée par un commutateur 43 à l'entrée de commande du moteur d'entraînement 21. Un module de prédétermination 45, tel qu'un potentiomètre, permettant d'ajuster le seuil est affecté au module à seuil 39, constitue par exemple à l'aide d'un comparateur classique. Le module 39 est réalisé conformément à la caractéristique représentée, de façon à délivrer un signal Ao démarrant le moteur d'entraî- nement 21 pour un signal de sortie de l'amplificateur 31 inferieur au seuil So prédéterminé, et à arrêter le moteur 21 dès que le signal de sortie de l'amplificateur dépasse le seuil ajusté à l'aide de 45. Ce comportement correspond à l'hyppthese selon laquelle le signal de sortie de l'amplificateur 31 croit quand la transmission entre la source 15 et le récepteur 12 diminue par suite de l'incrustation croissante. Lorsque le module à seuil 39 est réalisé à l'aide d'un comparateur tel que le TL 710 de Texas Instruments, une tension de référence, ajustable par exemple à l'aide d'un potentiomêtre constituant le module de prédétermination du seuil 45, est appliquée à une entre du comparateur. La source et le récepteur etant d'abord amenés dans le bas du réservoir manuellement, c'est-à-dire à l'aide de la source commandée 37, et le commutateur 43 placé sur la position I comme sur la figure 1, le signal de sortie du module à seuil 39 deplace la source 15 et le récepteur 12 vers le haut à l'aide du moteur d'entraînement 21, jusqu'à la position limite représentée par l'interrupteur de fin de course 28 ou jusqu'à la détection du degré d'incrustation maximal admissible. La sortie 33 de l'amplificateur 31 est en outre reliée à un second module à seuil 46. Ce dernier délivre sur sa sortie 47 un premier signal de sortie A1, quand le signal de sortie de l'amplificateur 31 est inférieur à un premier seuil S1, et un second signal de sortie A2, quand son signal d'entrée est supérieur à un second seuil, une zone morte étant de préférence prévue entre les seuils comme l'indique la caractéristique représentée Une telle caractéristique s'obtient par exemple par la superposition des signaux de sortie de deux comparateur~. Les signaux apparaissant sur la sortie 47 du module à seuil 46 sont appliqués aux entres de commande du moteur d'entraînement 21 quand le commutateur 43 se trouve sur la positition II. Un signal de sortie commande alors le moteur d'entraînement dans un sens et le second signal de sortie dans l'autre, le niveau de la zone morte selon la caractéristique immobilisant le moteur 21.Lorsqu'à l'aide des modules de prédétermination de seuil 49 et 51, tels que les poten tiomètres connectés aux comparateurs prévus, un seuil S2 est choisi de façon que le signal de sortie de l'amplificateur 31 soit superieur à ce seuil S2 quand la source 15 et le récepteur 12 sont immergés dans le produit de remplissage 5, et le second seuil S1 est choisi de façon que le signal de sortie de l'amplificateur 31 soit inférieur au seuil S1 quand la source 15 et le récepteur 12 se situent au-dessus du produit de remplissage, le moteur d'entraînement 21 est commandé afin que le récepteur et la source suivent le niveau, avec une imprecision déterminée par la zone morte A. Cette dernière interdit un pompage de la source et du recepteur autour du niveau instantané. En vue de l'indication de la position de la source 15 et du récepteur 12 le long de la paroi 3, l'entraînement du moteur 21 est relie à un transducteur mecano-electrique 53, dont le signal de sortie est indiqué par un appareil indicateur 56, un enregistreur par exemple. La sortie du transducteur mecano-électrique 53 et la sortie de l'amplificateur 31 peuvent être reliées respectivement aux entres x ou y de l'enregistreur afin d'obtenir une indication de l'incrustation en fonction de la position. Le transducteur mécano-électrique 53 est réalisable sous forme d'un potentiomètre entraîné mécaniquement. La figure 2 représente un montage correspondant à la figure 1 sans le dispositif de détection de l'incrustation maximale à l'aide du module à seuil 39. Les pièces identiques sont désignées par les mêmes repères.La ligne 29 applique le signal de sortie du récepteur 12 à l'amplificateur 31, qui est connecté de façon connue en amplificateur non-inverseur à gain variable. La sortie de l'amplificateur est reliée à un appareil indicateur 35a et, par un inverseur 54, à l'entrée y par exemple d'un traceur xy 35b. Un interrupteur 55, de fonctionnement analogue à celui du commu tateur 43 de la figure 1, relie en outre la sortie de l'amplificateur 31 à un module à seuil 57, constitue par deux comparateurs 59 et 61. La sortie de l'amplificateur 31 est reliée simultanément à une entrée non-inverseuse d'un comparateur et à une entrée inverseuse de l'autre inverseur, les secondes entrées étant reliées à des potentiomètres 63 et 65 qui prédéterminent les deux seuils et qui sont avantageusement accouplés de façon que la zone morte a ajustée demeure constante,.la variation d'un seuil agissant simultanément sur le second. Les deux comparateurs 59 et 61 connectent chacun, par l'intermédiaire d'un relais auxiliaire 67 ou 69, une tension au moteur d'entraînement 21 pour la commande d'un sens de rotation. L'arbre du moteur 21 étant accouplé-mécaniquement au curseur d'un potentiomètre 71, la tension prélevée sur ce dernier est, après passage dans l'amplificateur 73, appliquée à l'entrée x par exemple du traceur 35b précité. Pour la mesure d'incrustation, l'inverseur 55 est placé sur la position 0 afin de déconnecter les entrées de comparateur. Le moteur 21 est commandé par un réglage manuel du potentiomètre 63 ou 65; il est ainsi possible de déplacer verticalement à volonté la source 15 et le récepteur 12 le long de la paroi 3. Leur position. est transmise par le potentiomètre 71 et l'amplificateur 73 à l'entrée x du traceur, tandis que le signal correspondant à la transmission et par suite à l'incrustation est applique à l'entrée y du traceur, l'inverseur 54 étant également placé sur la position 0. Le passage de l'inverseur 55 sur la position II, analogue à celle de la figure 1, connecte la sortie de l'amplificateur 31 aux deux comparateurs 59 et 61, qui commandent alors le moteur d'entraînement 21 pour suivre le niveau. L'interrupteur 54 est également basculé sur la position II, de sorte qu'une tension supplementaire est appliquée à une entrée du traceur pour produire une avance contienne suivant un axe. La position correspondant au niveau est appliquée à la seconde entrée du traceur afin d'obtenir une représentation du niveau en fonction du temps. Les entres du traceurs sont avantageusement permutées dans ce cas, le signal d'avance étant appliqué à l'entrée x et le signal de position du niveau a l'entrée y. Le procédé décrit permet ainsi de fournir des indications sur le degré d'incrustation d'un réservoir et par suite de déterminer quand un nettoyage de ce dernier est nécessaire. Quelques interrupteurs permettent de compléter le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé en vue de la détection du niveau dans le réservoir. Bien entendu, diverses modifications peuvent hêtre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procéde pour la détection de dépôts d'un produit de remplissage sur la paroi d'un réservoir, caractérisé en ce qu'une source de rayonnement et un récepteur approprié en regard sont déplacés de part et d'autre de la paroi; et le signal de sortie du recepteur, correspondant à la fluctuation en fonction du dépôt de la transmission du rayonnement à travers la paroi, constitue une mesure de l'épaisseur du déppôt. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procede selon revendication 1, caractérise en ce qu'une source de rayonnement (15) et un récepteur (12) approprié, qui convertit le rayonnementreçu en un signal électrique correspondant, sont déplaces au synchronisme de part et d'autre de la paroi (3) par des organes d'entrainement (21); e-t la sortie du récepteur (12) est reliée à des moyens d'indication (35). 3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que la -sortie du récepteur (12) peut être connectee aux organes d'entraînement (21) pour déplacer la source (15) et le récepteur (12) en fonction du rayonnement transmis entre eux. 4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé entre que la sortie du recepteur est reliée à un module à seuil (46, 57), qui délivre un premier signal de- sortie-(A1) quand le signal d'entrée est inférieur a un premier seuil (S1) et un second signal de sortie (A31 quand le-signal d'entree-depasse un second seuil (S2); et le premier siqnal de sortie (A1) commande les-organes d'entraînement (21) dans un premier sens et le second signal de sortie (A2) commande les organes (21) dans le second sens, afin de déterminer le niveau à partir de la position de-l'ensembIe source-récepteur. 5. Dispositif selon revendication 4, caratérîsé par des moyens ajustables (49, 51, 63, 65) de prédétermination des seuils (S1, S2?. 6. Dispositif selon revendication 4, caracterise en ce que--des moyens (53, 71) sont prévus pour déterminer la position de l'ensemble source-récepteur et réalisés sous forme d'un transducteur mécano-électrique relié à l'arbre des organes d'entrainement (21), et de préférence sous forme d'un potentiomètre (71) accouple audit arbre; et la sortie de ces moyens est reliée à des organes d'indication (56, 35b).