Brevet FR2604271A1 — publié le 19880325

la présente invention a pour objet un calculateur de viscosité et de coefficient de tube. Pe façon traditionnelle, la viscosité des huiles ou de tout autre liquide est mesurée a l'aide de tubes capillaires en verre ou bien d'une série d'entonnoirs ayant une certaine constante dite coefficient correspondant à laur calibrage. Te temps que met une certaine quantité de liquide pour s'écouler librement entre deux reperes est compté à l'aide d'un chronomètre extérieur, ou bien est automatiquement calcule par un déclenchement optique ou à électrode. Ces détections ayant leurs propres limites, à savoir la vitesse d'écoulement pour la détection par électrode et l'opacité du liquide pour la détection optique. Ces viscosimetres nécessitent, en outre, un calcul final devant être exécuté par l'opérateur, ce qui constitue sinon une source d'erreur possible, une perte des résultats sur papier, ainsi qu'un certain temps d'exécution. Certains vis cosimàtres plus complexes comprennent un compteur de temps, un ealculataur faisant automatiquement tous ces calculs, mais ils nécessitent une installation encombrante puisque ces éléments sont intégrés à l'ensemble du système, donc dépendants de celui-ci. Ja présente invention consiste en un calculateur pour le calcul de la viscosité et également pour la détermination du coefficient (ou constante) de tubes elle a pour but d'amener une solution simple et efficace aux opérateurs faisant Je choix d'une détection visuelle de l'écoulement du liquide et désirant améliorer le temps et la précision des mesures viscosimêtriques par l'utilisation d'un système peu couteux et complètement indépendant d'un appareil viscosimètre puisqu'il ne nécessite aucune liaison électrique ou mécanique avec celui-ci. L'invention consiste en un boitier électronique de forme quelconque comprenant un affichage et un clavier. Le clavier sert à rentrer les données à l'aide de ses touches décimales de O à 9, d'une virgule et d'une remise à zéro de l'affichage. Deux autres touches "Kt" et "Kh" sélectionnent le choix de l'opération - " Kt " correspond au calcul de coefficient de tube (calibrage de tube) - " Kh " correspond au calcul de viscosité d'un liquide TIne touche "Tps" appelle la fonction chronométre : une première impulsion déclenche le comptage, une seconde l'arrêt du comptage. n'autres touchesM:,Y2,M3(11) seront réservées aux positions mémoires des données et calculs exécutés, elles permettent ainsi une mémorisation et un affichage de ces derniers à savoir : le coéfficient tube, coéfficient huile, temps d'écoulement. L'affichage de ces résultats est obtenu par action succesive sur une des positions mémoires où les calculs ont été éxécutés. L'affichage pouvant s'étendre à un grand nombre de chiffre, un mode de réalisa tion préférentielle l'étend à quatre chiffres assurant une précision de calcul suffisante, à savoir quatre chiffres après la virgule si le premier chiffre entier n'est pas significatif, trois chiffres s'il est significatif. Le résultat est arrondi à partir du huitième chiffre après la virgule. Les résultats étant en décimal, la simplification se fait de manière suivante : le dernier chiffre à droite est testé, s'il est plus grand ou égal à 5 il est mis à zéro et le chiffre placé à sa gauche est incrémenté de 1, s'il est inférieur à 5 il est de même remis à zéro, mais le chiffre placé à sa gauche ne sera pas incremente. Ceci jusqu'à l'obtention d'un résultat sur 4 chiffres. La précision du chronomètre est une milliseconde, sa capacité de 999,9 secondes.Des diodes électroluminescentes servent de témoin pour préciser l'affichage en cours : Kh, Kt, Tps, M1, M2, M3...(12), un bouton poussoir permet une remise à zéro générale. Un message erreur "ERR" apparait en cas de débordement de calcul, ainsi qu'un message comptage "Tps" si un parametre est manquant. L'invention ayant été exposée dans sa forme générale, d'autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci se dégageront de la description qui suit en regard du schéma annexé ; lequel en présente à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. La figure I est un schéma synoptique du calculateur comprenant lin microprocesseur (1) qui coordonne les échanges de données entre les différents circuits sélectionnés par un circuit décodeur (6) par l'intermédiaire du "BUS données" et "BIS Adresses" et effectue les additions et soustractions, qui répond aussi aux interruptions émises du compteur programmable (4), en executant le programme correspondant. Toutes ces fonctions, ne peuvent être executées sans l'aide d'une mémoire morte effacable aux U.V. (permettant un changement de programme)(2) qui contient le programme et les tables de conversions, d'une mémoire vive(3) qui permet le stockage des valeurs intermédiaires et des valeurs finales. Ces dernières peuvent être consultées à tout moment (hors chronomètrage).Une série de touches "M1,M2,M3,..."(11) correspondant à autant d'emplacements mémoire des valeurs telle que : le coef. tube, coef.huile, temps d'écoulement. Les valeurs sont accessibles par actions successives sur une de ces touches (Ml, M2, M3,..). Un compteur programmable (4), cadence le rafraichissement et le comptage du temps sa fréquence de base étant celle du système. Le rafraîchissement s'effectue par une interruption émise toutes les 5 ms par le compteur programmable, renvoyant le microprocesseur à un programme spécifique. Du fait qu'il y a quatre chiffres rafraichis à la fréquence de 200 HZ, fait qu'un chiffre est visible pendant 5 ms toutes les 15 ms, ceci étant suffisant pour quatre afficheurs. Le cadencement du comptage est effectué par une interruption toutes les millisecondes, étant de priorité la plus haute elle ne peut être altérée. Cette in terruption est délivrée uniquement pendant la fonction chronométrage, le microprocesseur pendant ce temps teste le clavier, ou exécute le rafraichissement des afficheurs.Le programme (chronométrage) de cette interruption consiste à incrémenter de T la valeur stockée en (3) du temps écoulé, cela sur 6 chiffres. A la fin de la fonction chronomètre (action sur la même touche "Tps") les interruptions seront stoppées et le calcul effectué, après quoi la valeur du temps sera arrondie comme décrit plus haut pour pouvoir l'afficher sur 4 chif fres. (T2) (12) TTn circuit de puissance (7) permet la commande de diodes électroluminescentes/ signalant la nature de la valeur affichée, et de la position mémoire de travail (MI, M2, M3,..). Ces diodes sont commandées par le microprocesseur (I) relié au " BUS Données Les circuits de puissance (8) et (9) sont utilisés comme interface pour les afficheurs. Le circuit (9) contient la valeur du chiffre à afficher (écrite avec le microprocesseur), le circuit (8) défini le chiffre à valider appelé " Digit car tous ces " Digit " sont cablés en paralléle. Ceci au rythme de 200 HZ. Le circuit (IO) est une option, un interface serie ou paralléle pour le dialogue externe (imprimante, affichage,...). J'intérêt de l'invention réside dans la possibilité d'effectuer automatiquement les calculs de calibrage de tubes ou de viscosité en appliquant la formule JTt (tube) = Kh (liquide) / Tps (temps) ou Kh = Kt x Tps et permet une mémorisation des divers résultats. L'invention n'est pas limitée aux termes de la description mais en comprend toutes les variantes, en particulier en ce qui concerne les moyens électroniques de gestion et de calcul, la possibilité d'étendre les fonctions au calcul de moyenne sur plusieurs résultats obtenus, toute forme de calcul ayant cpmme pa ramètre le temps. REVENDICATIONS . 1) Calculateur de viscosité et de coefficient de tube caractérisé en ce qu'il comprend - Un clavier (11) d'où les diverses données seront rentrées au système avec un contrôle de ces données par un système d'affichage, ainsi que les résultats qui découleront des calculs et certains messages. Un bouton poussoir utilisé pour une R.A.Z. générale. - Un message d'erreur "Err-" - Un message de comptage "Tps-" - Une mémoire morte - Une mémoire vive - Un décodeur - Un microprocesseur - Des lampes témoins (qui peuvent le cas échéant être remplacées par l'intermédiaire d'un affichage plus puissant délivrant des messages). Sont utilisées pour indiquer la correspondance de diverses données affichées ou rentrées par exemple : K huile indique une valeur de coefficient huile K tube indique une valeur de coefficient tube Ml ou M2 ou M3, indique une position mémoire comprenant les valeurs "Kh= "Kt" "Tps". 2) Calculateur selon la revendication 1) caractérisé en ce que le microprocesseur sert à la gestion du système aidé d'une mémoire morte (2) effacable aux U.V. et contenant les programmes de déroulement de divers processus ainsi qu'une mémoire vive (3) qui permet un stockage provisoire des données et permet d'effectuer les calculs et conversions. Un interface série ou parallèle (10) programmable assure une liaison avec diverses organes extérieurs. 3) Calculateur selon la revendication 1), caractérisé en ce que l'ensemble clavier et décodeur (5) permet une adaptation avec le "BUS Données" du système. L'action sur une des touches du clavier (11) est transmise au décodeur (5). Celui-ci positionne un "BIT" qui sera testé par le microprocesseur. Suivant le code émis par action sur une des touches, divers programmes se dérouleront - choix du calcul à effectuer, chronométrage, lecture et positionnement aux divers emplacements mémoires, communication avec l'extérieur (imprimante, affichage,...), conditionnement de l'affichage en rapport avec les touches décimales virgule - éffacement. 4) Calculateur selon la revendication 1), caractérisé en ce que l'ensemble affichage comprenant les circuits (8) et (9) permettent un interface de puissances pour les afficheurs 7 segments et un multiplexage qui permet une sélection du chiffre correspondant à la valeur dans (9), car ces afficheurs sont cablés en parallele. La valeur à afficher est stockée dans le circuit (9), correscorrespondant au chiffre, qui lui, est validé par le circuit (8) ensuite après un temps de 5 ms (ce qui permet un raffraichissement suffisant sur quatre chiffres). Une nouvelle valeur remplace l'ancienne, ainsi que la sélection du chiffre. Ceci indéfiniment au rythme de 5 ms par chiffre. Ce qui veut dire que chaque chiffre est visible pendant 5 ms toutes les I5 ms. 5) Calculateur selon la revendication I, caractérisé en ce que l'ensemble microprecesseur (I), mémoire morte (2), mémoire vive (3) assure une gestion complete de tout le systéme à savoir - Les calculs - Les décodages - Les mémorisations. 6) Calculateur selon la revendication I, caractérisé en ce que le compteur programmable (4) sert de référence - Pour le raffraichissement de l'ensemble affichage par demande d'interruptions (toutes les 5 ms) au microprocesseur ; celui ci excécute le programme apro prié. - Pour le chronométrage par interruption toutes les I ms, cette interruption étant de priorité la plus grande, elle sera toujours prise en compte. La frequence de base étant celle du systéme sa valeur dépend du temps d'accés de chaque composant (2 à 4 MHZ). 7) Calculateur selon la revendication I, caractérisé en ce que le circuit (7) de puissance, commande les diodes électroluminescentes par l'intermédiaire d'un mot de 8 PITS émis par le microprocesseur. Un "BIT" correspond à une diode électroluminescente. 8) Calculateur selon la revendication4 , caractérisé en ce que - Les calculs de viscosité" Kh = Kt x t " et de constante tube " Kt = Kh/t ou " t " est exprimé en secondes, sont effectués par le microprocesseur (I) par soustraction ou addition succesives ; ce qui nécessite pour les résultats intermédiaires l'utilisation d'une mémoire de stockage (3). Les calculs sont fait sur 8 chiffres en décimal et stockés dans (3), ensuite chaque chiffre est testé, s'il est plus grand ou égal à 5, le chiffre placé à sa gauche sera incrémenté de I, s'il est inférieur à 5, il ne sera pas incrémenté. Ceci pour arriver à une valeur sur 4 chiffres, puisque l'affichage a été décidé ainsi. - Les décodages qui permettent un affichage sur 7 segments à partir d'un code en héxadécimal, écrit en (2) et une conversion pour les calculs effectués en héxadécimal. - Les mémorisations des valeurs intermédiaires et déf initives sont stockées dans (3). Elles permettent avec 3 ou plus de sélections (appelé MI, M2, M3,...) de pouvoir effectuer des calculs différents et de conserver les résultats, donc de les afficher à tout moment (hors chronométrage). Chaque sélection appelé MI, M2, M3, ... contient donc 3 valeurs " K huile ", " K.tube ", " Temps accessible par action répété sur la sélection désirée. 9) Calculateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le programme du choix du calcul se déroule ainsi Aprés avoir sélectionné une position mémoire MI, M2, M3,..., si le choix est de calculer le coefficient d'un liquide, il faudra entrer la valeur du coefficient tube à l'emplacement adéquate (indiqué par lampes témoins). Ensuite étant posi tionné à l'emplacement " Temps ", une action sur la touche correspondant au choix du calcul sera validée par l'affichage du message " PRET ". En cet état , le systéme attendra l'impulsion de comptage sur la touche correspondante " TPS ". Le message " TPS " apparaitra. Une deuxième impulsion sur cette mne touche (TPS) arrêtera le comptage et effectuera le calcul désiré, en indiquant immédiatement le résultat, en l'occurence le coefficient du liquide. Le déroulement pour un calcul de coefficient tube est similaire, si ce n' est que la valeur sera rentrée à la position " K huile " puisque.c'est la seule valeur connue. Si après avoir choisis le calcul ; par exemple le coefficient tube, ne trouvant aucune valeur à l'emplacement " K huile " le message " Err- " (erreur) apparaitra, de mne s' il y a débordement du calcul. 10! Calculateur selon l'une des revendication 2 ou 5, caractérisé en ce que le chronométrage est cadencé par le compteur programmable (4), par demande d'in terruption toutes les I ms, celle ci étant de priorité la plus grande, aucune action, si ce n'est l'impulsion sur la touche " Tps " ne peut l'altérer. S'il y a debordement du calcul (supérieur à 999,9 s) le systéme s'arrête et affiche " Frr- " (erreur). Ce système possédant des composants qui permettent des interruptions indexcés, cela permet d'éffectuer un programme distinct pour chaque interruption. Donc après la première impulsion sur " Tps ", le compteur programmable (4) est validé - uniquement la partie compteur temps et non la partie raffraichissement de l'affichage - le microprocesseur (I) teste en permanence le clavier, il sera interrompu toutes les 5 m1 pour le renvoyer à éxécuter le programme de raffraichissement, qui (le programme) pourra être interrompu s il y a lieu par l'interruption de comptage du temps renvoyant le microprocesseur (I) à éxécuter le programme adéquate, qui consiste à incrémenter la valeur du temps. Cette valeur étant en mémoire (3) sur 6 chiffres, sera arrondie comme décrit pour afficher la valeur sur b chiffres, les calculs étant fait sur 8 chiffres.