Brevet FR2649790A1 — publié le 19910118

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la masse volumique ou du débit massique d'un liquide. On sait que pour certaines applications il est par ticulièrement utile de connattre La masse volumique d'un liquide s'écoulant dans une canalisation, et plus encore Le débit massique de ce Liquide dans La canalisation. C'est le cas en particulier des canalisations en carburant de véhicules, notamment des avions qui sont chargés en carburant selon une certaine masse et pour lesquels La détermination du débit massique permet de calculer le temps de vol de l'avion. On connait de nombreux dispositifs celativement simples pour la déterminaïion du débit volumique. Toutefois, ce débit volumique ne donne qu'une indication partiel Le en raison des variations possibles de La masse volumique, soit en fonction de La température, soit en fonction d'autres facteurs telle que La nature du liquide. Les dispositifs de mesure permettant de déterminer le débit massique sont généralement très complexes ou ne permettent de prendre en compte qu'un nombre limité de paramètres, Ainsi, le document FR-A-2 565 344 décrit un dispositif de mesure du débit massique d'un liquide circulant dans une canalisation dont au moins une partie est courbe et constitue un coude en forme de U, comprenant un capteur de pression différentielle formé de quatre éléments résistifs sensibles à ta pression montés en pont pour mesurer la différence de pression du liquide entre deux. points de la partie en courbe de la canalisation dont Les rayons de courbure sont différents, et des moyens de linéarisation de l'indicateur de débit en fonction de la température du Liquide, ces moyens de linéarisation comprenant un élément sensible à la température du Liquide circulant dans la canalisation et une résistance ajustable montés en série dans la branche diagonale du pont aux bornes de laquelle est prélevé le signal de mesure de pression différentielle qui sert à calculer le débit. Un tel dispositif ne permet pas de s'affranchir de paramètres variables autre que la température. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure de La masse volumique ou du débit massique d'un liquide, qui soit simple et soit affranchi des différents paramètres influents sur Le débit massique. Selon une première version de L'invention, on prévoit un dispositif de mesure de la masse volumique ou du débit massique d'un Liquide comportant un tronçon de canalisation en courbe équipé de prises de pression pour mesurer une première pression différentielle entre deux points ayant des rayons de courbure différents, et des prises de pression disposées de part et d'autre du tronçon de canalisation en courbe selon une direction d'écoulement du Liquide pour mesurer une seconde pression différentielle. Pour effectuer la mesure du débit massique du Liquide, on prévoit en outre selon l'invention, des moyens pour effectuer un rapport entre la première pression différentielle et une racine carrée de la seconde pression différentielle tandis que pour effectuer la mesure d'une masse volumique du Liquide, on prévoit en outre des moyens pour effectuer un rapport entre La première pression différentielle et la seconde pression différentielle. Selon une seconde version de l'invention, on prévoit un dispositif de mesure de la masse volumique ou du débit mas sique d'un liquide comportant un tronçon de canalisation en courbe équipé de prises de pression pour mesurer une pression différentielle entre deux points ayant des rayons de courbure différents, et des moyens de mesure d'un débit volumique du Liquide disposés en série avec le tronçon de canalisation en courbe. Pour la mesure du débit massique, Le dispositif compor te en outre des moyens pour effectuer un rapport entre La pres sion différentielle et le débit volumique. Pour la mesure de la masse volumique, le dispositif comporte en outre des moyens pour effectuer un rapport entre La pression différentielle et un carré du débit volumique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de La description qui suit de deux modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'inven- tion en liai son avec les dessins ci-joints, parmi lesquels - la figure 1 est une vue schématique, partiellement en coupe selon la ligne I-I de la figure 2 du dispositif selon une première version de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe seLon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique d'une seconde version de l'invention. En référence aux figures, le dispositif selon L'invention comporte un bloc 1 dans lequel est réalisé un tronçon de canalisation en courbe 2, par exemple par fraisage du bloc 1 pour réaliser un canal de section carrée ayant une partie de canalisation convergente 3 et une partie de canalisation divergente 4 respectivement disposées en amont et en aval du tronçon de canalisation en courbe, selon un sens d'écoulement du liquide dans le tronçon de canalisation. Le bloc 1 est convenablement reLié par des brides 5 à une canalisation 6, par exemple une canalisation d'alimentation en carburant d'un avion. Dans le mode de réalisation illustré, le bloc 1 est fermé par une plaque 7 formant l'une des parois latérales du tronçon de canalisation 2, les parties convergente 3 et divergente 4 servant à minimiser les turbulences provoquées par le coude. Des conduits de prises de pression 8 sont réalisés dans le bloc 1 pour mesurer une première pression différentielle DP 1 entre deux points du tronçon de canalisation 2 ayant des rayons de courbure différents. Les conduits de prises de pression 8 sont reliés à un capteur de pression différentielle 9 délivrant un signal, par exemple un signal électrique, envoyé à une unité de traitement 10. Dans la version illustrée par Les figures 1 et 2, le bloc 1 comporte également des conduits de prises de pression 11 disposés de part et d'autre du tronçon de canalisation en courbe selon une direction d'écoulement du liquide pour mesurer une seconde pression différentielle DP 2 au moyen d'un capteur de pression 12 dont les signaux sont également envoyés à l'unité de traitement 10. On a constaté que le débit massique QM du liquide dans la canalisation 6 est proportionnel au rapport entre la première pression différentielle et la racine carrée de la seconde pression différentielle. On a également constaté que La masse volumique MV du liquide est proportionnelle au rapport entre la première pression différentielle et la seconde pression différentielle. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'unité de traitement 10 effectue le calcul de ces deux rapports et L'on obtient donc à sa sortie des signaux représentatifs du débit massique et du débit de La masse volumique. Le coefficient de proportionnalité constant pour chacune de ces mesures est déterminé soit par étalonnage de l'appareil, soit par un calcul. La figure 3 illustre une seconde version de l'inven- tion dans laquelle le bloc 1 comporte seulement des conduits de prises de pression destines à mesurer la pression différentielle DP 1 entre deux points du tronçon de canalisation en cours ayant des rayons de courbure différents. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de mesure comporte en outre un débit-mètre, par exemple un débit-mètre à hélice 13 disposé en série avec le bloc 1 pour mesurer Le débit volumique QV du Liquide dans la canalisation 6. Le signal correspondant est envoyé à une unité de traitement 14 qui calcule cette fois le rapport entre la pression différentielle et le débit volumique afin de déterminer le débit massique QN, et le rapport entre la pression différentielle et le carré du débit volumique pour déterminer la masse volumique MV. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que l'invention ait été décrite en prévoyant un tronçon de canalisation en courbe ayant une section carrée, le dispositif selon l'invention peut également être réalisé avec un tronçon de canalisation en courbe ayant une section circulaire ou elliptique, ou tout autre forme qui pourra être jugée utile en raison des contraintes de fabrication ou d'écoulement du liquide dans La canalisation. Bien que dans Le deuxième mode de réalisation Le debit-mètre 13 pour mesurer le débit volumique dans La cana lisation 6 ait été représenté en amont du bloc I selon Le sens d'écoulement du liquide, ce débit-mètre peut être placé en n'importe quel point en série avec le bloc 1. Si l'on souhaite obtenir seulement le débit massique ou seulement la masse volumique du liquide, on peut prévoir une unité de traitement ne calculant que le rapport correspondant. A la sortie de l'unité de traitement, on peut prévoir un dispositif d'affichage éventuellement associé à un sommateur donnant la masse totale de liquide qui s'est écoulé dans la canalisation depuis la dernière remise à zéro. REVENDICATIONS 1. Dispositif ae mesure de la masse volumique ou du débit massique d'un liquide comportant un tronçon de canalisation en courbe (2) équipé de prises de pression (8)pour mesurer une première pression différentielle entre deux points ayant des rayons de courbure différents, caractérisé en ce qu'il comprend des prises de pression (11) disposées de part et d'autre du tronçon de canalisation en courbe selon une direction d'écoulement du liquide pour mesurer une seconde pression différentielle. 2. Dispositif selon la revendication 1 pour la mesure du débit massique du liquide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10) pour effectuer un rapport entre la première pression différentielle et une racine carrée de la seconde pression différentielle. 3. Dispositif selon la revendication 1 pour la mesure de La masse volumique du Liquide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10)pour effectuer un rapport entre la première pression différentielle et la seconde pression préférentielle. 4. Dispositif de mesure de la masse volumique ou du aébit massique d'un Liquide comportant un tronçon de canalisation en courbe (2) équipé de prises de pression (8) pour mesurer une pression différentielle entre deux points ayant des rayons de courbure différents, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure (13) d'un débit volumique du Liquide disposés en série avec Le tronçon de canalisation en courbe (2). 5. Dispositif selon la revendication 4 pour la mesure du débit massique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14) pour effectuer un rapport entre La pression différentielLe et le débit volumique. 6. Dispositif selon la revendication 4 pour la mesure de la masse volumique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer un rapport entre la pression différentielle et un carré du débit volumique. 7. Dispositif de mesure selon l'unie des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de canalisation convergente (3) et une partie de canalisation divergente (4) respectivement disposées en amont et en aval du tronçon de canalisation en courbe (2) selon un sens d'écou Lement du Liquide dans Le tronçon de canalisation en courbe (2).