Brevet FR2638832A1 — publié le 19900511

S La présente invention a pour objet un système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides. L'invention a pour objet d'améliorer et de simplifier les conditions de fonctionnement des compteurs de fluide grâce à un système optoélectromagnétique analogique/numérique qui permet de mesurer avec une extrême précision le volume de fluide circulant à travers un conduit, déterminant à tout moment le volume utilisé dans des applications individuelles ou pour une consommation générale, les lectures étant alors relayées vers un dispositif récepteur qui se trouve à distance ce qui rend possible le traitement de données et même la facturation ou toute autre sorte de manoeuvre électronique ou électromécanique qui peut être requise. Le présent système procure des avantages sensibles vis-à-vis de tout ce qui existe dans le domaine parmi lesquels il est possible de souligner l'élimination des avaries étant donné que le système ne comporte aucun élément de transmission mécanique tel que des roues ou des pignons dentés, etc. qui peuvent être sujets à l'usure ou à la rupture et qui, finalement, sont à l'origine d'erreurs de mesure au cours du temps. Le système de comptage offre la même précision quel que soit le sens de circulation du fluide c'est-à-dire qu'il compte par addition lorsque le fluide circule dans un sens et compte en différence lorsqu'il circule dans le sens inverse. Une caractéristique particulièrement intéressante de l'invention est la facilité avec laquelle l'ensemble de rotor ou turbine peut être changé ou remplacé sans qu'il soit nécessaire de démonter une partie quelconque du compteur lui- même étant donné que ledit élément mécanique est totalement indépendant de l'ensemble assurant la transmission des données, ce qui permet d'éviter toute possibilité de fuites et même de manipulation; à cet effet le rotor ou la turbine étant conçu spécialement pour être actionné par la veine de fluide a été muni d'un certain nombre de pôles magnétiques qui engendrent un certain nombre de variations électromagnétiques dans un circuit électronique totalement indépendant, sans limitation de fréquence, lesdites variations étant alors analysées dans ledit circuit et transmises au moyen d'un code spécial par l'intermédiaire d'une ligne reliant l'émetteur et le récepteur étant donné qu'ils sont distincts l'un de l'autre. Le système proposé comporte les éléments suivants: a) Un ensemble d'émission, un appareil de mesure d'écoulement de fluide qui mesure également le sens de circulation de la veine. Le corps de l'émetteur est totalement étanche étant donné que le tuyau à travers lequel le fluide circule est réalisé en une seule pièce. b) Un récepteur et un ensemble formant armoire, prévus pour recevoir le codage convenable provenant de l'émetteur pour définir l'unité de volume traité, par addition ou par soustraction selon l'information reçue de l'émetteur, alors que les éléments de réception de l'ensemble de comptage sont groupés dans l'armoire qui consiste en un panneau visuel o la lecture à distance provenant des éléments émetteurs est contrôlée. c) Un câble d'alimentation électrique bipolaire qui ne nécessite aucune gaine et dont le sens de polarité est indifférent. d) Un équipement de facturation à distance. Dans un but de meilleure compréhension de l'invention sont annexes un certain nombre de dessins montrant un mode de réalisation de l'objet de l'invention décrite et représentée sans caractère limitatif. La figure 1 montre une vue des pièces constituant le groupe émetteur. La figure 2 montre une coupe du groupe émetteur assemblé. La figure 3 montre plusieurs vues du groupe récepteur. La figure 4 montre une vue des pièces de l'armoire. La figure 5 montre schématiquement le système de télémesure et de traitement. Conformément à l'invention, le compteur est constitué de deux corps distincts, différenciés nettement l'un de l'autre: l'émetteur et le récepteur. Ils constituent les parties vitales de l'appareil, un groupe complétant une armoire de groupage, un câble électrique bipolaire et un système de facturation à distance à microprocesseur. C'est-à-dire que le système de comptage est composé des éléments suivants: a) Groupe émetteur. b) Groupe récepteur. c) Armoire. d) Câble conducteur électrique. e) Système de facturation à distance. a) Groupe émetteur. Il comporte un tuyau 1, figure 1, dont la partie extérieure est hexagonale et dont l'intérieur est cylindrique, à l'intérieur coaxial duquel se trouve une cartouche 2 qui comporte des tuyères directrices 3; les arbres supportant les paliers 4 de turbine et la turbine 5. Ladite cartouche 2 repose sur un boîtier prévu à cet effet dans le tuyau 1 ce qui fait qu'elle se trouve parfaitement fixée à l'intérieur de celui-ci. On a également incorporé à la partie frontale un filtre 6 qui agit également en tant que joint sur sa partie plane. Le tuyau 1 montre sur sa partie extérieure un certain nombre de rainures 7 perpendiculaires à son axe prévues pour recevoir des supports 8 qui à leur tour sont fixés sur une carcasse externe 9 et la boîte 10 contenant le boîtier électronique. L'ensemble est alors fermé par le couvercle 11 qui présente un certain nombre de rainures 12 à travers lesquelles passent des languettes 13 de la carcasse 9 ce qui contribue à maintenir parfaitement en position l'ensemble et permet d'obtenir son étanchéité. L'écoulement de la veine de fluide qu'il y a lieu de mesurer tourne librement le long de la cartouche 2 et fait tourner la turbine 5, qui comporte des caractéristiques spéciales. On a prévu un certain nombre de pôles magnétiques qui induisent dans le circuit électronique situé dans le boîtier 10 un certain nombre de variations électromagnétiques sans aucune limitation en fréquence. Ces variations sont analysées dans ledit circuit et sont transmises avec un code spécial par une ligne reliant l'émetteur au récepteur. Le circuit analyse également le sens de rotation de la turbine pour définir le sens de circulation de la veine de fluide. Le système ainsi conçu permet un remplacement ou un changement du complexe mécanique sans que soit nécessaire le démontage d'une pièce quelconque du compteur. On peut voir figure 2 une coupe longitudinale de l'émetteur. b) Groupe récepteur Il est constitué d'un boîtier 14 présentant qn certain nombre de guides latéraux coniques 15 pour permettre son centrage sur les rainures prévues dans l'armoire à cet effet. Sur son écran à cristaux liquides LCD, est prévu un biseau 16 qui vient buter sur l'armoire ce qui permet à la fois sa mise en place et son extraction faciles (figure 4). Le boîtier 14 comporte un couvercle arrière 17 qui présente une partie creuse en vue de sa fixation mécanique parfaite sur l'armoire et qui comporte le nombre nécessaire de broches pour sa connexion à l'armoire et aux lignes extérieures. A l'intérieur du boîtier 14 se trouvent un certain nombre de circuits électroniques et l'affichage (figure 3). Le récepteur est alimenté par une information comportant un codage convenable correspondant à celui de l'émetteur en fonction de la division qu'il doit effectuer selon le nombre de tours de la turbine pour définir l'unité de volume nécessaire, mètre cube, litre, galon, etc., par addition ou soustraction en fonction de l'information transmise par l'émetteur. Il existe également un système de surveillance de la ligne de transmission destiné à détecter toute anomalie dans celle-ci ou toute manipulation. On analyse également le sens de rotation, dextrogyre ou lévogyre, pour analyser l'addition ou la soustraction correspondante et pour vérifier également le point auquel le compteur commence à fonctionner pour un niveau donné. Toutes ces informations sont visualisées sur le dispositif indicateur: l'écran à cristaux liquides LCD. Celui- ci comporte deux blocs de chiffres de taille différente de façon à différencier parfaitement les unités de mesure. Il montre, à sa partie droite inférieure sous la forme d'un "F" tout défaut ou anomalie; de même, on peut voir au moyen d'un certain nombre de secteurs circulaires qui apparaissent de façon séquentielle, une indication que le compteur fonctionne correctement. Les récepteurs comportent des sorties en série BCD (décimales codées binaires) afin de transmettre toutes les informations à travers l'armoire, une ligne téléphonique, une fibre optique ou la radio selon les besoins vers un centre de traitement de données. Avec ce système, on peut réaliser aisément et économiquement une lecture de chaque compteur et une facturation automatique de ce dernier. c) Armoire Celle-ci est 'l'élément o sont groupés tous les ensembles de réception du groupe de comptage (figure 4). Elle consiste en un panneau de visualisation o se trouve réalisée la lecture à distance des émetteurs. L'armoire comporte un boîtier rectangulaire 18, dont les côtés 19 sont plus grands pour recevoir un boîtier intérieur et permettre son pivotement. Ledit boîtier intérieur, à son tour, est réalisé à partir d'une plaque en forme de U 20 comportant des rebords internes permettant la fixation de la partie plane 21 supportant tous les connecteurs et présentant un boîtier sur sa partie inférieure destinée à recevoir les batteries. Toutes les lignes provenant de chaque unité d'émetteur sont connectées à ces connecteurs. Le boîtier 18 présente un certain nombre de trous permettant le passage de câbles et pour assurer sa fixation. Solidaire de la pièce 21 se trouve une plaque de circuit imprimé comportant l'ensemble du système de façon à définir son fonctionnement correct de même qu'une unité Modem destinée à fournir toutes les informations de chaque compteur, son état et l'état de l'armoire elle-même et de ses batteries. Le couvercle de fixation des batteries 22 comporte un système par l'intermédiaire duquel les batteries peuvent être débranchées du circuit de l'armoire au cours des périodes de charge et il suffit de presser les vis de fixation pour que les batteries fonctionnent. C'est-à-dire que le couvercle lui- même agit comme un interrupteur. Dans la partie frontale de la plaque 20, sont prévues des ouvertures qui sont recouvertes par un moyen synoptique à rainures de telle sorte que par une légère pression les boîtiers destinés à placer le nombre nécessaire de récepteurs dans chaque installation peuvent être disponibles. L'armoire dispose d'un système de signalisation qui indique si elle se trouve en état normal de fonctionnement ou s'il existe un manque de tension du secteur ou si les batteries sont déchargées ou si elles n'acceptent aucune charge. Ce groupe est totalement protégé par le couvercle 23 qui comporte une fenêtre transparente permettant de visualiser l'ensemble du complexe lequel est fixé au moyen de vis qui en assurent l'étanchéité. d) Câble conducteur électrique Le câble électrique reliant l'émetteur au récepteur est un câble bipolaire et ne comporte aucun blindage ni indication de polarité. e) Système de facturation à distance A la figure 5 on a montré un schéma de système de transmission et de traitement des informations contenues dans les récepteurs. Le système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique est un système à "lecture à distance" pour deux raisons: a) L'émetteur et le récepteur sont deux éléments reliés par l'intermédiaire d'un câble. Ceci permet de placer le récepteur à l'emplacement le plus adéquat, de centraliser la lecture de toutes les facturations dans les armoires correspondantes. b) Les récepteurs, de leur côté, comportent des sorties en série BCD (décimales codées binaires) préparées en vue de leur connexion à une unité Modem de laquelle les informations peuvent être envoyées à un centre de traitement de données. Les opérations suivantes sont réalisées dans ce centre: - Ordre de lecture de tous les compteurs connectés au centre et leur emmagasinage sur un disque magnétique. - Traitement de toutes les informations revues. - Facturation et impression des factures correspondantes. - Liste des compteurs présentant une irrégularité quelconque en vue de leur vérification ultérieure. - Vérification du fonctionnement de l'armoire et détection d'éventuelles manipulations. Les bornes 24 des corps d'émetteurs E ne présentent pas de polarité par rapport à la ligne de transmission et aucun câble spécial n'est nécessaire pour les lignes. Il existe quatre options pour réaliser la connexion entre émetteur(s) et récepteur(s) en fonction des nécessités suivantes: 1) Transmission des informations provenant de chaque émetteur au récepteur correspondant R placé dans une armoire 25. C'est-à-dire que le récepteur offre une lecture directe à partir de son émetteur E. Il s'agit là du système de connexion standard. 2) Mise en parallèle de plusieurs émetteurs, E1-E2- E3-E4, pour obtenir la somme de la consommation de fluide circulant à travers l'ensemble des quatre, totalisée sur un récepteur "Rl". Cette façon de procéder est possible, par exemple, pour obtenir le total de volume consommé dans lequel il existe des entrées de fluide provenant de plus d'un ensemble directement à partir d'un seul récepteur. 3) Insertion d'un récepteur "R2" en série avec la ligne requise ce qui montre l'indication de l'émetteur ou des émetteurs. La figure 5 montre deux émetteurs E5 et E6. Ce système, par exemple, permet à un utilisateur d'avoir son propre récepteur pour connaître et contrôler sa consommation totale ou la consommation partielle en un point quelconque comme il le désire. C'est-àdire, le répéteur peut être intercalé dans tout ou partie des compteurs. La figure 5 montre le répétiteur "R2"1 qui fournit la consommation pour les compteurs E5 et E6 et sur l'armoire 25 on obtient la consommation totale de E5, E6 et E7. 4) Totalisation sur un seul récepteur de ia lecture d'une distribution de fluide dans un circuit en anneau. Ceci est obtenu en faisant en sorte qu'un des émetteurs compte et l'autre décompte ce qui montre la différence sur un récepteur. On a décrit jusqu'à présent la transmission des données à partir du corps d'émetteur vers le corps de récepteur placé dans l'armoire ou à n'importe quel endroit nécessité par l'utilisateur. On analysera ci-après la transmission du récepteur au centre de traitement d'information. Chaque récepteur comporte une entrée de vidage et une sortie BCD en série à travers laquelle il fournit toutes informations qu'il contient. Le système de comptage présente trois options de lecture: 1) Lecture visuelle du récepteur centraliséesur l'armoire correspondante 25. 2) Lecture et impression séquentielles sur place au moyen d'un équipement spécial. 3) Lecture séquentielle à distance par l'intermédiaire d'un système à travers lequel l'information est transmise au moyen d'une ligne téléphonique ou de fibres optiques ou de faisceaux hertziens vers un centre de traitement. Ledit centre est essentiellement formé d'un calculateur 26 spécialement conçu qui commande et emmagasine toutes les informations et les systèmes de facturation par imprimante 27 selon les besoins. Certaines se chargent de la facturation "IR" (impression des factures) proprement dit, alors que d'autres "IF" impriment les compteurs sur lesquels il peut y avoir une anomalie quelconque (défaut ou manipulation), c'est-à-dire que la facturation et la vérification de tous les compteurs est réalisée automatiquement; le calculateur 26 lit sequentiellement en fonction des instructions tous les compteurs de l'armoire et, par l'intermédiaire d'un programme de facturation, adresse chaque lecture à l'utilisateur correspondant. Ces informations sont traitées et peuvent être imprimées selon le format désiré. REVENDICATIONS 1. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides caractérisé par la disposition d'un groupe émetteur (E) totalement étanche prévu pour être introduit dans le conduit (1) d'un fluide en circulation, comportant un équipement électronique qui est susceptible d'analyser les variations d'amplitude électromagnétiques sans limitation de fréquence pour en assurer la transmission par codage convenable au moyen d'une ligne de liaison vers un récepteur (R), totalement indépendant de l'émetteur (E), pour indiquer l'unité de volume précise désirée par addition ou par soustraction selon les informations transmises par l'émetteur (E), lesdites informations étant visualisées dans un dispositif indicateur; ledit récepteur (R) comportant des sorties en série décimales codées binaires (BCD) pour transmettre toutes ses informations à une armoire (25) au moyen d'une ligne téléphonique, ou de fibres optiques ou par radio vers un centre de traitement de données (26) qui réalise la lecture de chaque compteur et fournit sa facturation d'une façon automatique. 2. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon la revendication précédente caractérisé par le fait que le groupe émetteur (E) comporte un corps cylindrique tubulaire prévu pour être disposé dans un conduit de fluide (1) et susceptible d'être assemblé d'une façon statique sur une gaine extérieure, alors qu'à l'intérieur, il renferme une cartouche (2) sur laquelle un certain nombre de tuyères de direction (3) ont été disposées, les arbres de support (4) d'une turbine (5) étant fixés à l'intérieur du corps tubulaire, un filtre (6) étant prévu sur l'extrémité de la cartouche; dans une carcasse tubulaire (9) à la partie supérieure de cette dernière est assemblée une boite (10) qui comporte un équipement électronique convenable qui est recouvert par un couvercle d'étanchéité (11) de telle sorte que la veine d'écoulement de fluide circule librement à travers la cartouche supportée par la turbine (5) pour la faire tourner; ladite turbine (5) comporte un certain nombre de pôles magnétiques qui induisent dans le circuit électronique des variations d'amplitude électromagnétiques sans limitation de fréquence, qui sont analysées dans ledit circuit et sont alors transmises, avec un code spécial au moyen d'une ligne ou d'un câble d'alimentation comportant deux fils n'ayant aucune polarité qui relie l'émetteur (E) et lerécepteur (R); ledit circuit analyse, de même, le sens de rotation de la turbine (5) pour préciser le sens de circulation de la veine fluide. 3. Systeme de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon la revendication précédente caractérisé par le fait que le corps d'émetteur (E) est disposé pour permettre un changement ou un remplacement facile de la partie mécanique contenue à l'intérieur de la cartouche (2) sans qu'il soit nécessaire de démonter l'une quelconque des pièces du compteur. 4. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que la turbine (5) a été conçue avec des caractéristiques hydrodynamiques qui rendent la mesure de débit pratiquement linéaire quelle que soit la pression et la valeur de l'écoulement. 5. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le groupe récepteur (R) étant indépendant et totalement distinct de l'émetteur (E), comporte une carcasse (20) prévue avec des moyens d'assemblage sur une armoire (25), ayant une ouverture rectangulaire d'observation (23) dans laquelle se trouve disposé un moyen d'affichage à cristaux liquides (LCD) et à la partie arrière une cavité intérieure (17) qui permet son montage de même qu'un certain nombre de broches nécessaires pour son raccordement à l'armoire et aux lignes extérieures; elles comportent intérieurement un certain nombre de circuits électroniques et l'affichage est tel que le récepteur (R) ainsi constitué reçoit le codage convenable provenant de l'émetteur (E), selon la division qu'il y a lieu d'effectuer en fonction du nombre de tours de la turbine, pour indiquer l'unité de volume requise, telle que métres cube, litres, gallons ou tout autre type de volume, par addition ou par soustraction de l'information transmise par l'émetteur. 6. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon la revendication précédente caractérisé par le fait que le récepteur (R) comporte un système de supervision de la ligne de transmission pour détecter toute anomalie, analyser de même le sens de rotation de la turbine (5) pour fonctionner de façon convenable et en même temps vérifier le point pour lequel démarre le compteur à un niveau donné; l'ensemble des informations mentionnées est visualisé dans le système indicateur; le dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comportant deux blocs de chiffres de taille différente pour différencier les unités de mesure, comportant un symbole ("F") pour indiquer tout défaut ou anomalie et un certain nombre de secteurs circulaires qui apparaissent séquentiellement pour indiquer que le compteur fonctionne correctement; ces récepteurs (R) ayant des sorties série BCD pour transmettre la totalité des informations vers l'armoire (25), au moyen d'une ligne téléphonique, de fibres optiques ou par radio jusqu'à un centre de traitement de données. 7. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'armoire (25) est l'élément dans lequel sont groupés les ensembles de corps de récepteurs (R) de compteurs qui sont constitués d'un panneau de présentation (20-21) sur lequel la lecture à distance des émetteurs (E) est réalisée, ce qui permet de centraliser un nombre variable de compteurs susceptibles de relier et de totaliser divers émetteurs en un seul récepteur, indépendamment du fait que chaque évolution d'émetteur peut être additive ou soustractive, il comporte un boîtier de réception du panneau supportant les connecteurs, et comporte un boîtier a sa partie inférieure destiné à recevoir des batteries, permettant la connexion sur les divers connecteurs des lignes provenant de chaque unité d'émetteur; le boîtier comporte un certain nombre d'orifices pour permettre la pénétration des câbles et leur fixation ultérieure, solidairement au panneau porteur de connecteurs (1417) est assemblée une plaque support de circuit imprimé comportant tous les circuits convenables pour en indiquer le fonctionnement correct aussi bien que l'unité de sortie vers l'extérieur de toutes les données provenant de chaque compteur. 8. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon la revendication précédente caractérisé par le fait que le couvercle de fixation des batteries comporte un certain nombre de moyens permettant de les déconnecter du circuit de l'armoire au cours des périodes de charge et en-ce qu'en tournant simplement leurs vis de fixation elles deviennent opérationnelles, le couvercle lui- même (22) agissant comme un interrupteur; sur la partie frontale du panneau sont prévues des ouvertures qui sont recouvertes par des moyens synoptiques formant rainures de telles sorte qu'au moyen d'une légère pression les boîtiers sont disponibles en vue du positionnement du nombre précis de récepteurs pour chaque installation. 9. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'armoire (25) comporte un certain nombre de moyens de signalisation qui indiquent si l'on se trouve dans des conditions normales de fonctionnement et si un défaut de tension est apparu et si on se trouve en état de décharge ou si les batteries ne peuvent pas accepter de charge, l'ensemble du groupe étant protégé par un couvercle (23) ayant une fenêtre transparente permettant de visualiser le complexe. 10. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que le câble électrique assurant la liaison entre l'émetteur et le récepteur est bipolaire, ne nécessite aucun blindage et ne tient pas compte de la polarité. 11. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que les récepteurs comportent des sorties en série BCD, préparées pour leur raccordement avec une unité de transmission, à partir de laquelle les informations sont transférées à un centre de traitement de données (26) qui fournit l'ordre de lecture de tous les compteurs connectés au centre et son emmagasinage sur un disque magnétique; le traitement de l'ensemble des informations revues; la facturation et l'impression des factures correspondantes; la liste des compteurs présentant une anomalie quelconque et la vérification du fonctionnement de l'armoire et la détection de toute manipulation éventuelle. 12. Système de comptage optoélectromagnétique analogique/numérique pour fluides selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que les conditions métrologiques du compteur ont la même précision que la veine de fluide circule dans un sens ou dans l'autre, ce qui le différencie des systèmes de compteur déjà connus.