Brevet FR2596860A1 — publié le 19871009

L'invention concerne les techniques de mesure et a notamment pour objet un dispositif de mesure du diamètre intérieur moyen de tubes capillaires. L'invention trouve son application la plus efficace dans la mesure automatique et la répartition par groupes de pièces en verre servant de tubes capillaires pour les thermomètres médicaux à mercure. Outre cela, l'invention peut etre utilisée pour la mesure de faibles volumes de liquide conducteur de courant dans les tubes en matériau isolant à section transversale de toute forme qui sont employés dans différentes branches de l'industrie. A l'heure actuelle, le processus technologique de fabrication d'un tube capillaire se déroule suivant la méthode d'étirage à partir du four à fusion de verre. L'étirage du tube se fait à la vitesse de 100 m par minute environ. Ensuite, le tube capillaire est coupé en pièces brutes pour la fabrication des thermomètres. Le niveau de la technique actuelle ne permet pas de fabriquer des tubes capillaires ayant le diamètre intérieur moyen rigoureusement requis. C'est pourquoi les pièces brutes destinées à former les tubes capillaires doivent etre mesurées une par une et réparties en groupes. A l'heure actuelle, la mesure et la répartition par groupes des pièces brutes pour les tubes capillaires sont difficiles à réaliser, subjectives et ne sont pas automatisées. Dans la fabrication des thermomètres, cette opération est réalisée, dans la plupart des cas, à l'aide d'un microscope. On détermine le diamètre intérieur moyen de l'orifice en bout du tube, en considérant que ce diamètre ne change pas suivant toute la longueur du tube.En réalité, le diamètre de l'orifice change suivant la longueur du tube par suite de la modification de la forme de section de l'orifice du tube et de la conicité du tube suivant sa longueur. La seule mesure objective du diamètre intérieur moyen du tube capillaire est la mesure du tube, suivie du calcul de son diamètre intérieur moyen. On connaît une méthode de mesure volumique précise du diamètre intérieur moyen des tubes, dans laquelle on remplit de mercure les espaces internes des tubes et on mesure la résistance électrique de la colonne de mercure. La valeur de la résistance électrique de la colonne de mercure est inversement proportionnelle à la valeur du diamètre de l'orifice capillaire. Ainsi calcule-t-on, à l'aide de formules connues, le diamètre intérieur moyen du tube. Toutefois, en raison de la toxicité du mercure, les mercures ne peuvent être réalisées qu'en laboratoire (voir l'article " Mesures précises du rayon intérieur moyen des tubes capillaires en verre" par Kurano Ja,Kurase K., Esida K., "Keire Kenkju-ce-khokuku1,, 1974, v.23, nO 3, pp. 121-138). Pour réaliser une détermination volumique du diamètre intérieur moyen des tubes capillaires, on utilise, au lieu de mercure, un électrolyte, mais la stabilité de la conduction électrique de l'électrolyte est sensiblement inférieure à celle du mercure, ce qui influe sur les résultats des mesures du diamètre. Les mesures à l'aide d'un électrolyte se font au moyen d'un pont électrique dans les deux bras duquel sont insérées des cellules capillaires électrochimiques avec un capillaire étalon et le capillaire à mesurer. Les capillaires sont remplis d'électrolyte depuis un même réservoir, ce qui assure une conduction électrique identique de l'électrolyte dans les deux capillaires. La différence entre les résistances ne dépend que du diamètre intérieur moyen des tubes capillaires. Il existe un autre dispositif de mesure volumique du diamètre intérieur moyen de tubes capillaires, qui comporte un pont électrique branché sur une source d'alimentation et dans deux bras duquel sont insérées des cellules capillaires électrochimiques avec un tube étalon et le tube à mesurer. A la cellule capillaire électrotytique comportant le tube étalon est reliée une source de vide (cf., certificat d'auteur URSS nO 970103, cl. GO1 B 13/10). L'inconvénient de ce dispositif connu est que la mesure stable à l'aide du pont à courant continu est difficile à réaliser par suite des parasites d'origine électrique apparaissant durant la mesure et qui sont dus au réseau à courant alternatif servant de source d'alimentation du pont, ces parasites se superposant sous la forme d'une composante continue (ceci se produit surtout dans les circuits à haute résistance). Outre cela, des parasites d'origine électrique sont provoqués par la source de vide : les vapeurs de l'électrolyte humidifient la surface interne du tube en caoutchouc reliant la cellule capillaire électrolytique à la source de vide, ce tube devenant conducteur. Il se forme alors un circuit RC instable qui, en fin de compte, perturbe le fonctionnement du pont de mesure. Le but de l'invention est de créer un dispositif de mesure du diamètre intérieur moyen de tubes capillaires qui.assurerait une réduction notable des parasites d'origine électrique dus à la source d'alimentation et à la source de vide. Ce but est atteint du fait que le dispositif de mesure du diamètre intérieur moyen de tubes capillaires, du type comportant un pont de mesure branché sur une source d'alimentation et dans deux bras duquel sont insérées des cellules capillaires électrotytiques avec un tube capillaire étalon et le tube à mesurer, et une source de vide reliée à la cellule capillaire comportant le tube capillaire étalon, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que, entre la source d'alimentation et le pont de mesure est monté un condensateur avec un commutateur pour la déconnexion de la source d'alimentation durant la mesure, tandis qu'entre la source de vide et la cellule capillaire avec le tube capillaire étalon est monté un moyen de séchage des vapeurs d'électrotyte. Le dispositif revendiqué permet de mesurer automatiquement et de répartir par groupes des tubes capillaires suivant leur diamètre intérieur moyen. L'introduction de commutateur dans le montage du pont permet de débrancher le pont de la source d'alimentation durant la mesure, ce qui exclut pratiquement la possibilité de l'apparition de parasites d'origine électrique et assure la fiabilité et la stabilité des mesures. Outre cela, l'introduction du moyen de séchage des vapeurs d'électrolyte dans le montage du pont exclut la formationd'une couche conductrice de courant sur la surface interne du tube reliant la source de vide à la cellule capillaire. Ceci exclut pratiquement encore une source de parasites électriques. Le dispositif revendiqué assure la fiabilité et la précision des mesures. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références au dessin unique non limitatif annexé dont la figure unique représente le schéma de principe électrique du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif revendiqué comporte un pont de mesure 1 dans deux bras duquel sont insérées des cellules capillaires électrolytiques 2 et 3 comprenant respectivement un tube étalon 4 le tube à mesurer 5. Dans deux autres bras du pont 1 sont insérées des résistances 6, 7. L'alimentation du pont 1 se fait à partir d'une source de courant continu 8. A l'entrée du pont 1 (dans la diagonale d'alimentation du pont 1) est placé un condensateur 9. Entre la source 8 et le condensateur 9 est placé un commutateur 10 pour déconnecter la source d'alimentation 8 durant la mesure. Les bornes de sortie du pont 1 (diagonale de mesure du pont 1) sont reliées à un amplificateur d'accord 11 relié, à son tour, via un décodeur 12, à des mécanismes exécutifs 13. La cellule capillaire 2 comporte des récipients 14, 15 remplis partiellement de liquide électrolytique et dans lesquels sont engagés d'une façon étanche les bouts du tube étalon 4 et des électrodes 16, 17 reliées respectivement aux bornes d'entree et de sortie du pont 1. La cellule capillaire 3 comporte des recipients 18, 19 remplis partiellement de liquide électrolytique. Les parois opposées des récipients 18, 19 présentent des orifices 20 pour l'introduction des bouts du tube à mesurer 5. Dans les récipients 18, 19 sont dispposées des électrodes 21,22 reliées respectivement aux bornes d'entrée et de sortie du pont 1. Le dispositif comporte également une source de vide 23 reliée par des tubes 24, 25, via un moyen 26 de séchage des vapeurs d'électrolyte, au récipient 15 de la cellule capillaire 2. Le moyen 26 est réalisé sous la forme d'un corps 27 rempli de silicagel 28. Avant de procéder aux mesures, on remplit les récipients 14, 15, 18, 19 d'un électrolyte d'une même concentration douée d'une bonne conductibilité électrique, propre et facile à éliminer des orifices capillaires des tubes 4, 5 sans y laisser de dépôt. Ensuite, les bouts du tube 5 sont introduits dans les orifices 20 des réci pients 18, 19. Les bouts de tube 5 sont lubrifiés par l'électolyte et il se forme un circuit électrique entre les électrodes 21, 22 des récipients 18, 19. Pour réaliser la mesure, on débranche le pont 1 de la source d'alimentation 8 à l'aide du commutateur 10, l'alimentation du pont 1 durant la mesure se faisant à partir du condensateur 9 dont la capacité est choisie de manière à être suffisante pour assurer une alimentation stable du pont 1. Les processus transitoires du pont 1 s'amortissent rapidement par suite de la présence de l'électrode 17 mise à la terre.Quand les résistances des tubes étalon 4 et à mesurer 5 sont égales (autrement dit, quand le diamètre intérieur moyen du tube à mesurer 5 est égal au diamètre intérieur moyen du tube étalon 4) l'entrée de l'amplificateur 11 n'est pas attaquée par un signal et le décodeur 12 fournit un signal de commande à l'un des mécanismes exécutifs 13, qui envoie alors le tube 5 de la cellule capillaire 3 dans la cellule correspondante de l'accumulateur (non représenté). Si la valeur de la résistance du tube à mesurer 5 est supérieure à celle du tube étalon, l'entrée de l'amplificateur 11 est attaquée par un signal positif et le décodeur 12 fournit un signal de commande au mécanisme exécutif 13 correpsondant, et ce dernier envoie le tube 5 dans une autre cellule de l'accumulateur. Si la valeur de la résistance du tube à mesurer 5 est inférieure à celle du tube étalon 4 ou supérieure à une certaine valeur préétablie, l'entrée de l'amplificateur 11 est attaquée par un signal négatif et le décodeur 12 fournit un signal de commande au mécanisme exécutif 13 correspondant, qui envoie alors le tube 5 dans la cellule de l'accumulateur de rebuts. Lorsque les bouts de chaque tube à mesurer 5 sont retirés des orifices 20 des réci pients 18, 19, le pont 1 se trouve en déséquilibre, on relie à l'aide du commutateur 10 la source d'alimentation 8 au pont 1, le condensateur 9 se charge jusqu'à l'introduction des bouts d'un autre tube à mesurer 5 dans la cellule capillaire 3. Ensuite, le cycle de mesure se répète. REVENDICATION Dispositif de mesure du diamètre intérieur moyen de tubes capillaires, du type comportant un pont de mesure (1) branché sur une source d'alimentation (8) et dans deux bras duquel sont insérées des cellules capillaires électrolytiques (2, 3) comprenant un tube capillaire étalon (4) et le tube à mesurer (5), respectivement, et une source de vide (23) reliée à la cellule capillaire (2) comprenant le tube capillaire étalon (4), caractérisé en ce que, entre la source d'alimentation (8) et le pont de mesure (1) est inséré un condensateur (9) avec un commutateur (10) pour la déconnexion de la source d'alimentation (8) durant la mesure, tandis qu'entre la source de vide (23) et la cellule capillaire (2) comprenant le tube capillaire étalon (4) est placé un moyen (26) de séchage des vapeurs d'électrolyte.