Brevet FR2634884A3 — publié le 19900202

FR 2634884 A3 19900202 FR 8810154 A 19880727 PYPROMETRE A CIRCULSTIQE DE GAZ La présente invention concerne un pyromètre à circulation de gaz. Pour la mesure de la température d'un gaz à l'intérieur d'un four, on utilise couramment des pyromètres à aspiration de gaz. Ces appareils présentent divers inconvénients auxquels il convient de porter remède, ce qui les rend relativement complexes et d'utilisation parfois mal commode. En particulier, pour que la température mesurée soit aussi voisine que possible de la température vraie, il convient d'aspirer les gaz à une vitesse importante, de l'ordre de 200 mètres par seconde. Par voie de conséquence, les débits aspirés à haute température nécessitent un dispositif d'aspiration puissant et capable de résister à ces températures, tout au moins temporairement. De plus, il convient de refroidir certains composants du pyromètre notamment la sonde portant le thermocouple pour éviter qu'ils soient portés à haute température, ce refroidissement étant couramment effectué par circulation d'un liquide, au moins dans la partie de la sonde pénétrant dans le four. Enfin, 1'introduction d'un pyromètre refroidi et l'aspiration d1 un important débit de gaz chaud risquent de détruire l'équilibre thermique dans le milieu dont on désire mesurer la température, ce qui conduit à une mesure erronnée. Le but de la présente invention et de pallier ces inconvénients. A cet effet, elle concerne un pyromètre à circulation de gaz comprenant une canne portant intérieurement un thennocouple, dans laquelle on minaient une circulation du gaz dont on veut mesurer la température caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur alimenté par un fluide gazeux ou liquide à température nettoient inférieure à celle que l'on veut mesurer et une trompe à dépression associée audit injecteur et présentant au moins un orifice d'admission auquel est raccordée ladite canne et un orifice de refoulement débouchant dans le gaz dont on veut mesurer la température. Ainsi, le pyromètre est parcouru jusqu'à son injecteur par un fluide à température nettement inférieure à celle que l'on veut mesurer, ce qui assure un certain refroidissement des composants concernés, au moins pendant un temps suffisant pour faire une mesure précise, et les éléments sensibles du pyromètre pourront être abrités dans ces composants refroidis du pyromètre. De plus, comme il ne s'agit pas d'un pyromètre à refroidissement intense, et qu'il nty a pas d'aspiration du gaz, il n'y a pas de perturbation notable de l'équilibre thermique du milieu dont on veut mesurer la température. En effet, le débit du gaz chaud circulant dans la canne sous l'effet de la dépression produite dans la trompe est rejeté dans le milieu. La seule perturbation éventuelle est celle qui résulte du débit de fluide introduit à basse température par l'injecteur. Les détails et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, en se référant à la figure unique annexée qui est une vue en coupe schématique d'un pyromètre selon l'invention. Le pyromètre 10 illustré à la figure traverse la paroi 12 d'un four 14, ou tout autre enceinte remplie d'un milieu gazeux 16 dont on désire mesurer la température. Le pyromètre comporte une tige tubulaire 18 en matériau semi rigide, assumant naturellement une forme rectiligne, mais pouvant être enroulé sur un tambour récepteur 20, de telle sorte que la longueur de tige engagée dans le four 14 peut etre variée selon les besoins. La tige tubulaire 18 est entourée d'un fourreau isolant 22 sur toute sa longueur, et elle est alimentée depuis son extrémité située du côté du tambour, par exemple, par un gaz sous pression à température ambiante. A son extrémité intérieure au four 14, la tige 18 se termine par un injecteur 24 par lequel le gaz s' échappe en un j et 26. L'injecteur 24 est situé dans une chambre de trompe 28 à parois convergentes/divergentes 30, 32, se terminant par un orifice de sortie 34, de telle sorte que le jet 26 produit une depression dans la chambre 28 en s'échappant par l'orifice de sortie 34. La chambre 28 comporte des orifices d'entrée 36 par lesquels s'écoule un certain débit de gaz chauds prélevés dans le four 14 sous l'effet de la dépression dans la chambre de trompe 28. Un thermocouple 40 est logé de manière convenable dans la canne 38, de façon à le soustraire aux effets du rayonnement des parois du four. Les fils de raccordement 42 du thermocouple cheminent depuis l'extérieur par le tube 18. Ainsi, grâce au fait que le tube est traversé par un débit gazeux sensiblement à température ambiante, on évite que ces fils de raccordement ne soient portés à haute température. Selon l'épaisseur et l'inertie thermique de l'isolant 22, ainsi que le débit de gaz injecté, cette protection thermique sera plus ou moins temporaire, mais en tout état de cause, on choisira une durée suffisante pour permettre une mesure significative, c'est-à-dire au moins 10 à 20 minutes. Lorsque la mesure est terminée, ltextrémité du pyromètre est extraite du four afin de la laisser refroidir. Le fluide injecté par le tube 18 sera choisi selon divers critères, par exemple la température des parois du four ou la position de l'orifice d'accès à l'intérieur du four, de manière à concilier une bonne résistance à la température et une perturbation minimale de l'équilibre thermique du four. Il pourra s'agir d'un gaz neutre, ou au contraire d'un gaz d'appoint pour les réactions se produisant dans le four 14. Le fluide injecté pourra aussi entre un liquide ou de la vapeur, et ne sera pas obligatoireiient à la température ambiante. Par exemple, si le fluide introduit dans le le tube 18 est de l'eau, celle-ci en se vaporisant dans le tube, en amont de l'injecteur 24, provoque un bon refroidissement de celui-ci. C'est la vapeur obtenue qui constitue le jet 26. L'utilisation de l'effet de vaporisation d'un liquide permet notamment, à refroidissement équivalent, de réduire de manière importante le débit de fluide introduit dans le four, par rapport à l'utilisation d'un gaz. Dans une application de l'invention à la mesure des températures dans un four à coke, on utilisera avantageusement de l'eau. On notera que l'invention permet de réduire notablement les perturbations des équilibres thermiques dans le four. En effet, l'extrémité pénétrant dans le four n'est que légèrement refroidie par le débit de fluide insufflé, tandis qu'un embout à circulation de liquide provoquerait.un refroidissement beaucoup plus important. D'autre part, les gaz chauds aspirés par la canne 38 sont réinjectés dans le four par l'orifice de sortie 34. Un autre avantage de l'invention est de proposer un système facilement transportable et d'utilisation aisée, car la souplesse du tube 18 et de la gaine 22 permet leur enroulement, alors qu'une canne de pyromètre à circulation interne de liquide réfrigérant est nécessairement rigide. HEvEIDICAflOIS 1. Pyromètre à circulation de gaz comprenant une canne (38) portant intérieurement un thermocouple (40), dans laquelle on maintient une circulation du gaz dont on veut mesurer la température, caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur (24) alimenté par un fluide gazeux ou liquide et une trompe à dépression (28) associée audit injecteur et présentant au moins un orifice d'admission (36) auquel est raccordée ladite canne (38) de pyromètre, et un orifice de refoulement (34) débouchant dans le gaz dont on veut mesurer la température. 2. Pyromètre 1 caractérisé en ce que ledit injecteur (24) et ladite trompe (38 > sont fixés à l'extrémité d'une tige tubulaire (18 > par laquelle est admis ledit fluide. 3. Pyromètre selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite tige tubulaire est entourée d'un fourreau isolant (22). 4. Pyromètre selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que ladite tige tubulaire est semi-rigide. 5 Pyromètre selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les conducteurs de raccordement (42) du theralocouple cheminent par la tige tubulaire (18). 6. Pyromètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ladite trompe (28) comporte des parois convergentes/divergentes (30, 32). 7. Pyromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide introduit dans la tige (18) est de l'eau.