Brevet FR2531536A1 — publié le 19840210

CELLULE DE MESURE DE CONDUCTIVITE. L'invention est relative à une cellule de mesure de conductivité d'un liquide comprenant deux électrodes coaxiales, une électrode allongée centrale et une électrode externe tubulaire gainant avec jeu l'électrode centrale isolée électriquement de l'électrode externe, cette dernière électrode étant dotée d'un moyen de traversée étanche d'une paroi d'un récipient contenant le liquide. Une cellule de conductivité du genre mentionné permet la mesure de la résistance électrique d'un conducteur constitu par le volume de liquide compris entre les deux électrodes et le calcul de la conductivité spécifique de la solution. La cellule de conductivité est amenée au contact du liquide par son introduction à travers la paroi du récipient ou du tuyau contenant le liquide dont l'étanchéité doit être conservée. La précision de la mesure implique une position relative parfaitement définie des deux électrodes et une bonne isolation électrique entre les deux électrodes 9 qui est conservée en toute condition de fonctionnement.Les cellules de conductivité peuvent être utilisées avec des liquides corrosifs à haute températuré et sous pression élevée et dans ces conditions d'utilisation il est difficile de conserver l'étanchéité et la parfaite isolation électrique. Les matériaux utilisés doivent d'une part résister a' l'action des liquides et diantre part ne pas polluer ces liquides. Pour répondre à ces conditions ardues les fabricants disposent de toute une gamme de cellules de conductivité adaptées à la nature du liquide eb aux conditions d'exploitation. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient ct de permettre la réalisation d'une cellule de conductlvité quasi-universelle. Lginvention est basée sur la constatation que les points faibles des cellules connues sont constitués par des Joints d'étanchéité et le matériau isolant les deux électrodes. La cellule selon la présente invention est caractérisée en ce qu'un manchon tubulaire isolant en un matériau plastique est inséré dans l'intervalle annulaire de séparation des deux électrodes en s' étendant sur une fraction de la longueur des électrodes pour assurer l'étanchéité et l'isolation électrique entre les deux électrodes. Le manchon isolant s'étend sur une longueur suffisante au positionnement correct des deux électrodes, et selon un développement de l'invention, ce manchon est comprime par une déformation centripète de l'électrode annulaire externe, de façon à améliorer l'étanchéité et la liaison mécanique entre les deux électrodes. La déformation centripète peut être réalisée par un raccord vissé standard ayant un joint métallique ou une garniture conique serrée radialement contre l'électrode tubulaire externe lors du serrage de l'écrou du raccord vissé La déformation radiale de l'électrode tubulaire est transmise au manchon isolant en un matériau plastique resistant aux conditions d'utilisation des cellules. Le manchon isolant est de préférence réalisé en polytétrafluoréthylène, qui résiste aux agressivités chimiques et aux conditions physiques, notamment de température et de pression. La compression radiale du manchon en polytétrafluoréthylène pallie des risques de fluage du matériau plastique lors d'un échauffement et conserve les qualités d'étanchéité et d'isolation de la cellule. L'électrode interne se prolonge par une tige de fixation, qui traverse le manchon isolant et reçoit à son extrémité libre filetée un écrou de fixation. Le manchon isolant est intercalé entre un collet porté par l'électrode interne et une rondelle intercalaire en appui de l'écrou de serrage, de telle manière que lors du serrage de l'écrou le manchon est soumis à un serrage axial favorisant l'étanchéité et la fixation mécanique. En vue d'accroître cette étanchéité la face du collet en appui de ltextremité du manchon isolant peut présenter un bourrelet annulaire s'incrustant dans la matière plastique du nanchen lors du serrage de l'écrou de fixation. Le man chon isolant est également en appui d'un rebord solidaire de l'électrode tubulaire externe limitant la déformation et le fluage du manchon sous l'action des pressions exercées. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné a' titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexéS dans lequel la figure I est unie vue schématique en coupe axiale d'une cellule de conductivité selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle, à échelle agrandie, de la fig. 1. Sur les figures9 une cellule de conductivité à visser pré- sente une électrode externe tubulaire 10 à l'intérieur de laquelle s'étend coaxialement une électrode centrale 12. Les électrodes 10, 12 en un matériau conducteur résistant aux agressivités chimlques sontJpar exemple réalisées en acier inoxydable. L'électrode interne 12 est prolongée par une tige de fixation 14 traversant un manchon isolant 16 en une matière plastique, notamment en polytétrafluoréthy lène. L'électrode interne 12 porte dans la zone de jonction à la tige de fixation 14 un collet 18 en appui de l'extrémité du manchon isolant 160 L'extrémité libre de la tige de fixation 14 est filetée et reçoIt a' vissage, avec interposition d'une rondelle un ecrou 20.Le manchon iso- lant 16 est interposé sans Jeu entre la tige 14 et l'électrode tubulaire externe 10 et il s1étend sur un tronçon suffisamment long pour assurer une bonne fixation mecanique de l'électrode interne 12. La cellule de conductivité traverse une paroi 22 d'un récipient contenant le liquide dont la conductivité doit être mesurée, et un raccord à visser, désigné par le repère général 24, assure la fixation mécanique dé la cellule à la paroi 22 ainsi que l'étanchéité de la traversée. L'extrémité de l'électrode tubulaire externe 10, disposée à l'extérieur du récipient, porte une bride 26 portant un connecteur électrique 28 de raccordement du câble de mesure (non représenté).Les fiches du connecteur 28 sont reliées d'une part par un fil de mesure 30 à l'extrémité de l'électrode interne 12, et d'autre part par un fil de masse 32 à l'électrode externe 10. Le manchon isolant 16 s'étend au droit de la traversée de la paroi22 sur foute la longueur de l'électrode externe 10 entourée par le raccord à visser 24. Il est facile de voir que l'électrode interne 12 est isolée électriquement de l'électrode externe 10, la seule liaison entre ces deux électrodes 10, 12 étant réalisée par le manchon isolant 16. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on voit que le raccord à visser 24 comporte un mamelon 34 enfilé à faible Jeu sur l'électrode externe 10 et présentant de part et d'autre des extrémités filetées 36, 38, dont l'une 36 est vissée dans l'orifice taraudé de la paroi 22 et dont l'autre 38 reçoIt à vissage un écrou 40 à collerette 42. Un Joint métallique 44 en forme de garniture tubulaire est intercalé entre la collerette 42 et l'extrémité filetée 38 du mamelon 34, les surfaces en contact du Joint 44 et de l'extrémité 38 étant tronconiques, de manière à transformer un mouvement axial de la garniture 44 en une déformation radiale de cette dernière Lors du serrage de l'écrou 40 le Joint métallique 44 est appliqué avec force contre l'électrode tubulaire 10 dont la paroi se déforme radialement de la manière indiquée en 46 en imposant une compression locale du manchon isolant 16 Il est inutile de décrire plus en détail le raccord 24-, qui est bien connu des spécialistes et qui est couramment utilisé pour le e raccor- dement de tuyauteries à des parois de récipients. il suffit de rappeler que l'étanchéité entre la papi22 et le raccord à visser 24 est réalisée au droit de l'assemblage vissé 36, tandis que l'étanchéité entre le raccord à visser 24 et l'électrode externe 10 est assurée par le Joint métallique 44 incrusté dans la paroi externe de l'électrode 10.L'étanchéité de la traversée de la tige de fixation 14 est assurée par le manchon isolant 16 et plus particulière ment par la zone comprimée 46 résultant de la déformation centripète de l'électrode externe 10- lors du serrage du raccord à visser 24. Cette étanchéité est accrue par la présence d'un bourrelet 48 portée par le collet 18 et ver nant s'incruster dans l'extrémité du manchon tubulaire 16 lors du serrage de l'écrou de fixation 20 Il est à noter que les surfaces cylindriques du manchon isolant 16 sont en appui des électrodes 10, 12, tandis que l'une des faces planes du manchon 16 est appuyée contre le collet 18, l'autre surface plane étant serrée par la rondelle et l'écrou 20. La bride 26 fixée à l'extrémité de l'électrode externe 10, présente un rebord interne 50 entourant à faible Jeu l'écrou 20 et formant une surface d'appui du bord périphérique de la face plane du manchon 16. Le man chon isolant 16 est ainsi tenu sur toutes ses faces, seul un intervalle annulaire de séparation du collet 18 et de l'électrode externe 10 et un intervalle entre l'écrou 20 et le rebord 50 restant libres pour assurer l'isolation électrique entre les électrodes 10, 12. On évite ainsi tout fluage du manchon 16, notamment sous l'influence de la température etc ou des pressions exercées par le raccord a visser 24 et l'écrou 20. il est inutile de décrire le fonctionnement de la cellule, qui ressort de l'exposé précédent, et il suffit de rappeler que le liquide est uniquement au contact des électrodes 10, 12 et de la face frontale du manchon 16.0 Le raccord à visser 24 assure l'étanchéité et la fixation de la cellule à la paroi 22, notamment par une déformation centripète de l'électrode externe 10 serrée contre le manchon isolant 16. Ce manchon 16, serre sur toutes ses faces, conserve ses propriétés de maintien et d'étanchéité même à des températures élevées susceptibles de provoquer des phénomènes de fluage. L'emploi selon l'invention d'un manchon en un matériau plastique, tel que le polytétr-afluoréthylène, permet l'utilisation de cette électrode en milieu corrosif notamment avec des liquides a agressivité chimique sans risque de détérioration et sans risque de pollution des liquides traités. Le nombre de composants de la cellule est réduit au maximum, notamment par la suppression de tout Joint d'étanchtité, ce qui facilite le montage et réduit le coût de fabrication. La cellule permet de résister à des presslons élevées d'une ou de plusieurs dizaines de bars et à des températures voisines de 2000C- L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté au dessin annexé. L'électrode externe peut par exemple être plus courte que l'électrode interne ou meme se limiter à un tronçon ne s'étendant pas Jusqu a l'électrode interne et les formes des électrodes peuvent être différentes. Revendications 1. Cellule de mesure de conductivité d'un liquide comprenant deux électrodes coaxiales (10, 12), une électrode allongée centrale (12) et une électrode externe (10) tubulaire gainant avec-Jeu l'électrode centrale (12) isolée électriquement de l'électrode externe (10), cette dernière électrode (10) étant dotée d'un moyen de traversée étanche (24) d'une paroi (22) d'un récipient contenant le liquide, caractérisée en ce qu un manchon (16) tubulaire isolant en un matériau plastique est Inséré dans l'intervalle annulaire de séparation des deux électrodes (10, 12) en s'éten- dant sur une fraction de la longueur des électrodes pour assurer l'étanchéité et l'isolation électrique entre les deux électrodes (10, 12) 2.Cellule de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit manchon (16) est comprimé pàr une déformation locale centripète (46) de l'électrode tubulaire externe (10). 3. Cellule de mesure selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite traversée étanche présente un raccord vissé (24) à Joint tubulaire métallique conique (44) de serrage de 19électrode externe (au), susceptible de- réaliser lors du serrage ladite déformation centripète (46). 4. Cellule selon la revendicatxon 3, caractérisée en ce que ledit raccord vissé (24) présente un filetage (36) de fixation étanche de la cellule sur ladite paroi (22) et des surfaces en coin annulaires (98, 44) transformant le serrage axial du au vissage de l'écrou (40) du raccord vis (24) en un serrage radial pour une déformation centripète de l'électrode tubulaire externe (10). 5. Cellule de mesure selon l'une quelconque des revendica tisons précédentes, caractérisée en ce que ledit manchon isolant (16) est en polytétrafluoréthyleneG 6. Cellule de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité de l'électrode tubulaire externe (10) se raccorde à un rebord interne (50) de butée dudit manchon isolant (16). 7. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'électrode centrale (12) traverse de part en part ledit manchon isolant (16) et présente un collet (18) de butée et un écrou de serrage (20) encadrant ledit manchon isolant (16) et susceptibles d'exercer lors du montage une compression du manchon (16). 8. Cellule selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit collet (18) de butée présente sur la face accolée au manchon (16) une nervure annulaire (48) de renTorcement de l'étanchéité par incrustation.