Brevet FR2461955A1 — publié le 19810206

L'invention a pour objet un capteur statique de la direction et de la vitesse relative d'un fluide par rapport --au capteur immergé dans ce fluide dans une position déterminée. Le capteur statique selon l'invention se caractérise par un corps de révolution récepteur de poussée supporté par l'intermédiaire d'un élément ou système déformable équipé de deux capteurs de déformation ou de pression qui répondent aux deux composantes de poussée exercées sur le récepteur de poussée dans deux directions perpendiculaires à l'axe du corps de révolution et gui fournissent ainsi deux mesures permettant d'en déduire la direction et la vitesse de l'écoulement du fluide dans le plan desdites deux directions. La direction et l'intensité de la poussée exercée sur le récepteur de poussée est fonction de la direction et de la vitesse relative du fluide par rapport au capteur statique conformément aux lois de la dynamique des fluides, tandis gue la déformation du récepteur de poussée ou de son support est fonction de la poussée qu'il subit conformément aux lois de la résistance des matériaux.Ainsi par l'association des deux effets de poussée et de déformation selon la présente invention, on peut déduire de deux mesures de déformation d'un appareil statique une mesure précise de la direction et de la vitesse relative du fluide sans la mise en oeuvre d'organes à mouvement continu de roulement ou de glissement dont les indications seraient variables selon les conditions du mouvement et selon l'état des surfaces de glissement ou de roulement et par suite peu précises tout en imposant des mises en oeuvre peu pratiques ou des structures compliquées ainsi qu'un entretien soigné des organes en mouvement. La déformation mesurée peut être une déformation de traction, de compression, de flexion, de torsion ou une déformation composite et les mesures des déformations peuvent se faire à l'aide de céramigues, de jauges de contrainte, de capteurs capacitifs ou inductifs et de tous autres moyens équivalents. Pour bien fsire comprendre l'invention, on décrira ci-après deux exemples d'exécution d'un capteur statique selon l'invention en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en élévation d'un capteur statique selon l'invention avec coupe axiale partielle de son support ; la figure 2 est un détail à plus grande échelle de l'organe déformable par l'intermédiaire duquel est supporté le récepteur de poussée de la figure I la figure 3 est une vue en élévation d'un second exemple d'exécution du capteur statique dont la base et le support sont représentés en coupe axiale (suivant deux plans radiaux perpendiculaires) ;; la figure 4 est une vue partielle de l'organe déformable par l'intermédiaire duquel est supporté le récepteur de poussée de la figure 3 ; et la figure 5 est une vue en perspective du capteur statique de la figure 3 coupé par deux plans radiaux perpendiculaires. Dans l'exemple d'exécution schématisé sur la figure 1, le récepteur de poussée 1, en forme de cylindre de révolution dont l'axe est vertical, est encastré sur une poutre verticale déformable 2 solidaire d'une embase fixe 3. L'élément déformable 2, représenté en détail sur la figure 2, dispose, dans deux directions x-y perpendiculaires entre elles et à son axe vertical, de deux capteurs de déformation indigués en 4 et 5 et constitués dans l'exemple représenté par des jauges de contrainte réagissant par variation de résistance électrigue aux déformations du matériau de l'élément déformable 2 sur lequel elles sont collées de façon à être strictement solidaires.Ces deux capteurs de déformation 4-5 fournissent les deux mesures permettant d'en déduire la direction et la vitesse de l'écoulement du fluide dans le plan desdites deux directions x-y. Dans l'exemple d'exécution représenté aux figures 3 à 5, le récepteur de poussée 11, constitué par un cylindre de révolution d'axe vertical, est supporté par un élément déformable 12 solidaire d'une embase 13 qui porte, dans deux directions x-y perpendiculaires entre elles et à l'axe vertical du récepteur de poussée, deux lames horizontales de flexion 14-15 disposées par exemple radialement en étant fixées par leurs extrémités extérieures à l'embase 13 au moyen d'un assemblage comprenant une collerette 16 et traversé par des vis de fixation 17, les extrémités extérieures des lames 14-15 étant main tenues entre cette embase 13 et la collerette 16. Les extrémités intérieures des lames 14-15 reçoivent respectivement les deux composantes de l'effort de poussée par la pression de deux appuis ponctuels 18-19 solidaires du récepteur de poussée 11.Les deux lames de flexion 14-15 sont équipées de capteurs de déforma tion (figure 4) constitués dans l'exemple représenté par des jauges de contrainte et ces capteurs de déformation fournissent les deux mesures permettant d'en déduire la direction et la vitesse de l'écoulement du fluide dans le plan desdites deux directions x-y. On comprendra que les exemples d'exécution décrits ci-dessus en référence au dessin schématique annexé n'ont auoun caractère limitatif et qu'on pourrait utiliser des structures différentes sans sortir du carre de l'invention dé:inie par les revendications annexées. L'invention peut recevoir diverses applications indus trilles0 On indiquera notamment; qu'un capteur statique compara- ble à celui représenté aux figures 1 et 2 peut s'appliquer soit à la détection du seuil de vitesse d'un fluide, sojt comme capteur de vitesse et de direction d'un fluide à grande vitesse, par exemple de l'ordre de 25 m/s, soit comme loch ou indicateur de vitesse0 Un capteur statique comparable à celui représenté aux figures 3 à 5 peut s'appliquer comme omètre, comme anémomètre (par exemple pour l'équipement des bateaux ou un équipement en station fixe), comme loch ou comme indicateur de vitesse avec indication d'angle et de vitesse de dérive, ainsi que pour la mesure de la vitesse et de la direction des courants marins. R E V E N D I C A I O N 1. Capteur statique de la direction et de la vitesse relative d'un fluide dans lequel le capteur est immergé dans une position déterminée, caractérisé par un corps de révolution récepteur de poussée supporté par l'intermédiaire d'un élément ou système déformable équipé de deux capteurs de déformation ou de pressa4 on gui répondent aux deux composantes de poussée exercées sur le récepteur de poussée dans deux directions perpendiculaires à l'axe du corps de révolution et qui fournissent ainsi deux mesures permettant d'en déduire la direction et la vitesse de l'écoulement du fluide dans le plan desdites deux directions. 2. Capteur statique selon la revendication 1, dans lequel l'élément déformable supportant le récepteur de poussée est constitué par une poutre déformable disposée suivant l'axe du corps de révolution et solidaire d'une embase fixe, cette poutre portant, collés sur sa surface, les deux capteurs de déformation. 30 Capteur statique selon la revendication 1, dans lequel le récepteur de poussée repose avec possibilité de déformation sur un appui fixe axial et par deux appuis ponctuels sur des lames radiales de flexion orientées dans deux directions radiales perpendiculaires à l'axe du corps de révolution constituant le récepteur de poussée, tandis que chacune de ces lames de flexion porte un capteur de déformation.