Brevet FR2596151A1 — publié le 19870925

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'étalonnage d'un compteur de liquide. L'étalonnage des compteurs de liquide, notamment ceux destinés aux liquides volatils tel que le gaz de pétrole liquéfié (GPL) s'effectue jusqu'à présent au moyen de jauges à piston. Ces jauges comprennent généralement un cylindre à piston bidirectionnel. Elles sont équipées de dispositifs mécaniques et hydrauliques complexes de sorte que la précision de la mesure dépend de nombreuses tolérances mécaniques et de l'étanchéité des joints du dispositif. Celui-ci est donc fragile et onéreux. Par ailleurs, ces jauges à piston constituent des ensembles très encombrants et peu maniables. Enfin, du fait de la lourdeur de l'équipement, la justesse des compteurs sur le terrain ne peut être garantie ni mesurée. En cas de doute, il est nécessaire d'effectuer l'échange standard avec un compteur récemment calibré, avec les risques que cela comporte en raison de la possibilité de dérive. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé d'étalonnage d'un compteur de liquide, caractérisé par le fait que l'on introduit du liquide dans un réservoir de mesure jusqu'à ce que le niveau atteigne une zone de mesure basse, que l'on mesure ledit niveau bas à l'aide d'un transducteur ultrasonique, que l'on met ledit compteur à zéro, que l'on introduit ur. supplément de liquide dans le réservoir de mesure jusqu'à ce que ie niveau atteigne une zonez de mesure haute, en faisant traverser ledit compteur par ledit supplément de liquide, que l'on mesure ledit niveau haut à l'aide dudit transducteur, que l'on calcule le volume dudit supplément de liquide à partir des mesures effectuées, que l'on relève le volume affiché par le compteur, et que i'on compare le volume calculé au volume affiché par le compteur. On rappelle qu'un transducteur ultrasonique est un appareil susceptible d'émettre une onde ultrasonore dans un milieu donné, et de recevoir l'onde réfléchie par un obstacle. Compte-tenu de la vitesse de propagation du son dans le milieu en question, on peut déduire la distance séparant le transducteur de l'obstacle en fonction du temps séparant l'émission de l'onde ultrasonore de la réception du signal réfléchi. L'utilisation de transducteurs ultrasoniques présente un certain nombre d'avantages. Tout d'abord, on dispose maintenant de tels appareils présentant une grande précision. Il est ainsi possible, avec le procédé selon l'invention, de garantir une précision de mesure au moins équivalente à celle de l'équipement existant, c'est-à-dire de l'ordre de 10 4 du volume mesuré. Par ailleurs, la mesure s'effectue sans pièce en mouvement, ce qui garantit la répétabilité de la mesure et une grande fiabilité de l'étalon. En outre, du point de vue métrologique, les équipements sur le terrain peuvent être jaugés immédiatement et la réparation garantie, De préférence, l'introduction du liquide jusqu'audit niveau bas s'effectue en remplissant le réservoir de mesure, en faisant circuler du liquide dans le réservoir et les canalisations de raccordement, et en vidangeant le réservoir jusqu a ce que le niveau atteigne ladite zone de mesure basse. On réalise ainsi la mise en équilibre thermique des équipements utilisés. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on calibre le transducteur préalablement à la mesure de niveau haut par la mesure de deux échos sur des organes fixes placés dans ledit réservoir de mesure. Ce calibrage pernet de déterminer avec précision la vitesse de propagation du son dans le liquide utilisé quelle que soit, en particulier: sa température. On s'affranchit également de cette manière des temps de retard variables apportés par l'électronique. La distance entre les organes fixes peut au contraire être connue avec une grande précision, par exemple à l'aide d'un télémètre laser, ce qui permet d'établir la fonction de correspondance temps-distance, et par conséquent d'évaluer la différence entre les niveaux haut et bas indépendemment de la vitesse de propagation du son dans le liquide. L'invention a également pour objet un dispositif d'étalonnage de compteurs de liquide , caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir de mesure comportant une zone de mesure haute et une zone de mesure basse, un transducteur ultrasonique disposé au fond dudit réservoir de mesure, une cuve de stockage de liquide, des moyens pour transférer du liquide de la cuve de stockage au réservoir de mesure à travers le compteur à étalonner, et des moyens de calcul pour traiter les données obtenues du transducteur ultrasonique. Les moyens de transfert peuvent comprendre une première canalisatiop reliant la cuve de stockage au compteur et le compteur au réservoir de mesure, ainsi qu' une première pompe et une première vanne disposées sur ladite première canalisation. Le dispositif selon l'invention peut également comprendre, afin de permettre une circulation de liquide dans le réservoir de mesure pour er assurer la mise en équilibre thermique, une deuxième canalisation reliant la cuve de stockage au réservoir de mesure, ainsi qu'une deuxième pompe et une deuxième vanne disposées sur cette deuxième canalisation. Dans le cas où lton utilise un liquide volatil tel que du GPL, cn prévoit en outre une troisième canalisation reliant les parties hautes de la cuve de stockage et du réservoir de mesure. Ainsi, la phase gazeuse du réservoir de mesure et celle de la cuve de stockage sont en-équilibre, de sorte que le volume total de liquide d'une part, et de gaz d'autre part, restent constants dans le dispositif, et que le remplissage du réservoir de mesure se fait par introduction de liquide et évacuation de gaz, et non par liquéfaction. Il en résulte qu'aucun phénomène de liquéfaction ne perturbe l'étalonnage. Par contre, si le liquide ntest pas volatil, on peut prévoir simplement un évent à la partie haute du réservoir de mesure. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention comporte deux organes de calibrage fixés à l'intérieur du réservoir de mesure afin de calibrer le transducteur comme cela a été exposé ci-dessus. On écrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'ensemble d'un dispositif d'étalonnage selon l'invention et, - la figure 2 est un schéma à plus grande échelle du réservoir de mesure de ce dispositif. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend pour l'essentiel une cuve de stockage 1 contenant un liquide 2, un réservoir de mesure 3, une unité de calcul 4 et un ensemble de canalisations 5 reliant la cuve 1, le réservoir 3 et le compteur 6 que l'on souhaite étalonner. Un tube plongeur 7 relie le fond de la cuve 1 au fond du réservoir 3 per l'intermédiaire de deux canalisations 8 et 9 disposées en parallèle. Sur la canalisation 8, est disposée une vanne 10, et une pompe 11 susceptible de faire circuler le liquide dans le sens de la flèche F1, c' est-à-dire du réservoir 3 vers la cuve 1. La pompe 11 est munie d'une façon conventionnelle d'un bipasse 12. Sur la canalisation 9, sont disposées une vanne 13, et une pompe ]4 susceptible de faire circuler le liquide de la cuve 1 vers le réservoir 3 dans le sens de la flèche F2 et munie de son bipasse 15. Les vannes 10 et 13 sont disposées en aval des pompes 11 et 14 respectivement, dans le sens de circulation du fluide dans la branche correspondante. Le compteur à étalonner 6 est connecté sur la canalisation 9 entre la pompe 14 et la vanne 13, de sorte que lorsque cette vanne 13 est ouverte, le compteur 6 mesure le volume de liquide pompé dans la cuve de stockage 1 vers le réservoir de mesure 3, par l'intermédiaire du tube plongeur 7 et de la canalisation Ç. Une autre canalisation 16 relie les parties hautes de la cuve 1 et du réservoir 3 et assure par conséquent l'équilibre des phases gazeuses contenues dans ces deux récipients. Comme représenté à la figure 2, le réservoir de mesure 3 comporte à sa partie inférieure une zone de mesure basse 17 dans laquelle débouchent les canalisations 8. et 9, et à sa partie supérieure, une zone de mesure haute 18 dans laquelle débouche la canalisation 16. Les zones de mesure basse et haute ont des sections horizontales calibrées et sont délimitées sur le dessin par les lignes interrompues 17', 17" et 18', 18" respectivement. Un transducteur ultrasonique 19 est disposé au fond du réservoir de mesure 3 de manière que le faisceau ultrasonore qu'il émet soit dirigé vers le haut du réservoir 3. Le transducteur 19 est relié à l'unité de calcul 4 qui recoit donc du transducteur les débris de réception et des différents échos. taquet de calibrage bas 20 et un taquet de calibrage haut 21 sont fixés dans le réservoir 3, à des distances H et H2 et respectivement du transducteur 19, connues avec précision. On décrira maintenant comment est réalisé l'étalonnage du compteur 6 à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit. Les pompes 11 et 14 sont tout d'abord mises en service avec les vannes 10 et 13 ouvertes: de sorte que le liquide remplit le réservoir de mesure 3 et circule dans les canalisations le temps nécessaire à l'obtention de l'équilibre thermique. La vanne 13 est alors fermée, les pompes il et 14 étant maintenues en service et la vanne 10 ouverte, de sorte que le réservoir 3 est vidangé jusqu'à ce que le niveau de liquide atteigne la zone de mesure basse 17. La hauteur E4 du liquide dans la zone 17 est alors mesurée à l'aide du transducteur 19 qui transmet le temps t4 correspondant au moyen de calcul 4, et le compteur 6 est mis à 0. On ferme ensuite la vanne 10 et on ouvre la vanne 13, la pompe 11 étant arrêtée et la pompe 14 étant mise en service, de sorte que le remplissage s'effectue jusqu'à ce que le niveau de liquide atteigne la zone de mesure haute 18. On mesure alors à l'aide du transducteur 19 la hauteur de liquide H1 en transmettant aux moyens de calcul 4 le temps tl correspondant. Enfin, on transmet aux moyens de calcul 4 les temps t2 et t3 correspondant aux mesures des hauteurs H2 et H3 des taquets de calibrage. Les moyens de calcul 4 déduisent alors des temps t1, t2, t3 et le volume correspondant à la différence de hauteur entre les niveaux E1 et F4 de la façon suivante. On montre aisément que H2 -H3 H1 -H4 = (t - t4) t2 - t3 On déduit alors le volume ayant traversé le compteur 6 entre les mesures t4 et tl du volume compris entre les deux zones de mesure 17 et 1E, et de la différence H1 - EL. On compare enfin ce volume calculé au volume affiché par le compteur 6. A titre d'exemple, on peut cbtenir aisément avec le dispositif selon l'invention une précision de 10 4 pour des volumes mesurés de l'ordre de 30 litres. Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'étalonnage d'un compteur de liquide (6), caractérisé par le fait que l'on introduit du liquide dans un réservoir de mesure (3) jusqu'à ce que le niveau atteigne une zone de mesure basse (17), que l'on mesure ledit niveau bas à l'aide d'un transducteur ultrasonique (9), que l'on met ledit cofflpteur à zéro, que l'on introduit un supplément de liquide dans le réservoir de mesure jusqu a ce que le niveau atteigne une zone de mesure haute (18), en faisant traverser ledit compteur par ledit supplément de liquide, que l'on mesure ledit niveau haut à l'aide dudit transducteur, que l'on calcule le volume dudit supplément de liquide à partir des mesures effectuées, que l'on relève le volume affiché par le compteur, et que l'on compare le volume calculé au volume affiché par le compteur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour introduire du liquide jusqu'audit niveau bas, on remplit le réservoir de mesure, on Lait circuler du liquide dans ledit réservoir et les canalisations de raccordement (5), et on vidange le réservoir jusqu'à ce que le niveau atteigne ladite zone de mesure basse. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendicaticns 1 et 2, caractérisé par le fait que, préalablement à ladite mesure ce niveau haut, on calibre ledit transducteur par la mesure de deux échos sur des organes fixes placés dans ledit réservoir de mesure. 4 - Dispositif d'étalonnage de compteurs de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir de mesure comportant une zone de mesure haute et urne zone de mesure basse, un transducteur ultrasonique dispose au fond dudit réservoir de mesure, une cuve (1) de stockage de liquide, des moyens pour transférer du liquide de la cuve de stockage au réservoir de mesure à travers le compteur à étalonner, et des moyens de calcul (4) pour traiter les données obtenues du transducteur ultrasonique. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de transfert comprennent une première canalisation (9) reliant la cuve de stockage au compteur et le compteur au réservoir de mesure, ainsi qu'une première pompe (14) et une première vanne (13) disposées sur ladite première canalisation. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend une deuxième canalisation (8) entre la cuve de stockage et le réservoir de mesure, ainsi qu'une deuxième pompe (11) et une deuxième vanne (10) disposée sur ladite deuxième canalisation. 7 - Dispositif selon )'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend une troisième canalisation (16) reliant les parties hautes de la cuve de stockage et ou réservoir de mesure. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte deux organes de calibrage (20, 21) fixés a l'intérieur du réservoir de mesure.