Brevet FR2676218A1 — publié le 19921113

La présente invention est relative à un ensemble de mesure et de régulation de la teneur en produit désinfectant ou antiseptique dans l'eau d'une piscine ou d'un bassin similaire et s'applique plus particulièrement lorsque ce produit est du chlore dont l'usage à cet effet est bien connu dans la pratique. Il est classique dans des installations de ce genre de contrôler la teneur en chlore d'une eau de piscine, notamment par des prélèvements d'échantillons de cette eau et analyse de ceux-ci, afin de permettre, le cas échéant au moyen d'un système automatique, un apport d'une solution fortement chlorée pour maintenir dans l'ensemble du volume d'eau dans la piscine un seuil d'activité exactement déterminé. Eventuellement, on peut prévoir d'utiliser, au lieu de chlore, d'autres antiseptiques, en particulier de l'ozone. Dans tous les cas, mesure de la teneur du produit dans l'eau est réalisée de façon discontinue, en particulier au moyen d'une sonde de contrôle du potentiel d'oxydo-réduction du milieu chloré, cette sonde comportant une électrode métallique plongée dans ce milieu et raccordée à un ensemble de mesure, le potentiel électrique acquis par la sonde à l'équilibre étant caractéristique, dans des conditions de température et de pH données de la teneur recherchée, déduite de la mesure par application d'une formule connue. Or, les procédés et appareils de mesure actuellement utilisés ne sont pas parfaitement fiables et surtout ne permettent pas une régulation continue, rapide et automatique de la teneur en chlore, avec une commande précise et permanente de l'apport nécessaire en fonction éventuellement d'autres paramètres tels que le niveau d'eau dans la piscine, et le débit avec lequel cette eau est mise en circulation. La présente invention concerne un ensemble de mesure et de régulation qui est à la fois plus performant, plus simple et moins coûteux que ceux déjà connus dans la technique. A cet effet, l'ensemble considéré se caractérise en ce qu'il comporte une chambre de mesure munie de sondes ou capteurs de paramètres physiques ou physico-chimiques déterminés, cette chambre étant montée en parallèle sur une canalisation de circulation en circuit fermé de l'eau provenant de la piscine, sur laquelle est montée une pompe et un filtre, un circuit de commande et de régulation extérieur, recueillant des données provenant des sondes et capteurs de la chambre de mesure et délivrant des ordres à un ensemble de gestion d'une électrovanne ou d'une pompe doseuse, prévue sur une dérivation de la canalisation et débitant dans un doseur de produit désinfectant pour délivrer à la piscine l'apport nécessaire au maintien permanent d'un seuil déterminé de la teneur de ce produit. De préférence, le produit désinfectant est du chlore en solution, sous forme d'acide hypochloreux HOC1. Selon une caractéristique particulière de 11 invention, la chambre de mesure comporte une sonde de contrôle de la température, une sonde de contrôle du pH et une sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction de l'eau de la piscine traversant la chambre de mesure à partir de la canalisation de circulation. Avantageusement, la sonde de contrôle de la température est une sonde thermique au silicium d'un type en lui-même connu, donnant en continu un signal proportionnel à cette température, tandis que la sonde de controle du pH est une sonde à hydrogène, associée à une électrode de référence plongeant dans une solution tampon, la différence de potentiel mesurée étant fonction de ce pH. De préférence également, la sonde de mesure du pouvoir désinfectant de l'eau est constituée au moyen d d'une électrode de platine, associée à l'électrode de référence de la sonde de mesure du pH dépolarisée à travers une résistance réalisant dans l'électrode le passage d'un courant proportionnel à l'action d'oxydation et évitant l'accumulation du dépôt d'une couche d'oxyde sur l'électrode. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, le circuit de commande est logé à l'intérieur d'un boîtier disposé à l'extérieur de la piscine, le cas échéant à distance de celle-ci dans une station de contrôle, ce circuit comportant un microprocesseur qui gère l'ensemble des données provenant des sondes afin d'assurer l'asservissement de l'apport en produit désinfectant nécessaire au maintien du seuil choisi. Avantageusement quoique de façon non exclusive, le circuit de commande est associé à une imprimante, une horloge et, le cas échéant, à d'autres appareils de mesure extérieurs, aptes à prendre en compte les données fournies par les sondes ou capteurs, pour mettre en oeuvre d'autres fonctions. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la chambre de mesure est constituée au moyen d'un élément tubulaire raccordé par deux conduits piqués latéralement sur la canalisation de circulation, chaque conduit étant muni d'un robinet d'arrêt, l'élément tubulaire comportant des plaques étanches d'extrémité portant respectivement d'un côté de l'élément la sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction réduit et la sonde de mesure du pH, et de l'autre la sonde de mesure de la température du pH, les signaux fournis par ces sondes étant recueillis par le circuit de commande raccordé à un bornier auquel aboutissent des fils de liaison avec les électrodes des sondes. De préférence et dans le même mode de réalisation, le dispositif comporte également une sonde de mesure de niveau d'eau raccordée au circuit de commande. Avantageusement, cette sonde de niveau d'eau est une sonde à effet Hall, comportant un tube interne ouvert, en un matériau amagnétique et dans lequel s'établit le niveau d'eau de la piscine, repéré par un flotteur magnétique, monté dans ce tube, celui-ci étant entouré par un cylindre étanche contenant deux pastilles magnétiques, aptes à déterminer le répérage de la position du flotteur par rapport à ces pastilles et à fournir une indication sur les variations relatives du niveau. De préférence aussi, l'ensemble de mesure et de régulation comporte une sonde de contrôle de la rotation de la pompe et également des témoins lumineux pour le repérage des diverses fonctions mises en oeuvre. D'autres caractéristiques d'un ensemble de mesure établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La Figure 1 est une vue schématique générale d'une installation du genre piscine ou bassin analogue, muni d'un ensemble de mesure et de régulation selon l'invention. - La Figure 2 est une vue à plus grande échelle de la chambre de mesure et des moyens permettant de raccorder celle-ci sur une canalisation de circulation de liteau. - La Figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une des sondes de contrôle montées dans la chambre de mesure. - La Figure 4 est une vue en coupe de la sonde de mesure de niveau. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne une piscine ou bassin similaire comportant une cuve ou une maçonnerie 2 délimitant un volume ouvert contenant une quantité donnée d'eau 3. Une fraction de celle-ci est en permanence prélevée à travers une canalisation de circulation 4 dont les extrémités 5 et 6 débouchent sous le niveau de l'eau dans la cuve 2. Sur cette canalisation est montée une pompe de circulation 7 ainsi qu'un filtre 8, la pompe étant entraînée en rotation par un motoréducteur 9, schématiquement représenté. Selon l'invention, l'eau en circulation dans la canalisation 4 traverse une chambre de mesure 10 dont le détail de la réalisation sera donné ci-après, en relation avec la Figure 2 notamment, cette chambre comportant un raccord tubulaire il prévu pour s'insérer entre deux brides de fixation appropriées 12 et 13, et un élément tubulaire 14, réuni au raccord il par deux conduits de liaison 15 et 16. Cet élément tubulaire contient un ensemble de sonde de mesure délivrant des signaux renvoyés par un câble de transmission 17 à un circuit de commande 18 monté dans un boîtier de protection, ce boîtier pouvant être situé à distance éventuellement notable de la piscine. A ce circuit, aboutissent également d'autres informations, notamment par un capteur non représenté et une liaison 19 un signal détectant la rotation du motoréducteur 9 et par suite de la pompe de circulation 7, et par une autre liaison 20 un signal provenant d'une sonde 21 de mesure permanente du niveau de l'eau 3 dans la cuve 2. Le câble 22 fournit au circuit 18 l'alimentation électrique nécessaire. Le circuit 18, en fonction des données qu'il reçoit, gère la mise en oeuvre de diverses et en particulier par une connexion 23 la mise en oeuvre d'un ensemble de gestion 24 commandant l'ouverture d'une électrovanne 25 montée sur une canalisation de dérivation 26, piquée sur la canalisation de circulation 4 et aboutissant à un dispositif de dosage 27 pour un produit antiseptique, permettant de fournir à l'eau 3 dans la cuve 2 l'apport nécessaire de ce produit pour maintenir sa teneur à une valeur constante prédéterminée. Le circuit 18 peut également commander d'autres dispositifs annexes, en particulier par une connexion 28, une imprimante 29. La Figure 2 illustre avec plus de détails la structure de la chambre de mesure 10, avec le raccord 11, l'élément tubulaire 14 et les conduits de liaison 15 et 16 entre ces derniers. Avantageusement, chaque conduit comporte un bossage d'extrémité 30, muni d'un filetage 31, venant s'adapter de façon étanche sur un embout de réception 32 prévu en saillie dans la surface externe du raccord 11. En outre, chacun des conduits 15 et 16 est muni d'un robinet 33 permettant à volonté de mettre en service ou hors service la chambre 10, en particulier la dérivation dans l'élément tubulaire 14 d'une fraction de l'eau en circulation dans le raccord 11 et la canalisation 4 (Figure 1). L'élément tubulaire 14 comporte à ses extrémités deux plaques de fermeture, respectivement 34 et 35, pour le support des sondes de mesure et en particulier, en ce qui concerne la plaque 34, une sonde 36 de mesure de la température de l'eau en circulation, et en ce qui concerne la plaque 35, deux sondes côte à côte, respectivement 37 et 38, l'une pour la mesure du pH de l'eau et l'autre pour la mesure du pouvoir d'oxydo-réduction de cette dernière selon sa teneur en produit désinfectant. De préférence, ce produit est du chlore en solution notamment sous forme d'acide hypochloreux qui se dissocie dans l'eau en ions hydrogène et en ions d'hypochlorite, la sonde 38 permettant de déterminer en continu la teneur en acide dans l'eau en circulation au contact de cette sonde. De préférence, la sonde 36 de mesure de la température est une sonde thermique au silicium ou équivalent, mesurant la variation de la résistivité d'une pastille détectrice pour en déduire directement la variation de la température du milieu ambiant. La sonde de contrôle du pH 37 est une sonde à hydrogène, associée à une électrode de référence non représentée, plongeant dans une solution tampon, notamment de l'eau pure dont le pH est égal à 7, la différence de potentiel mesurée entre les électrodes de la sonde étant fonction du pH de la solution, en l'espèce de l'eau en circulation traversant la chambre de mesure.Enfin, la sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction réduit 38 est constituée au moyen d'une électrode de platine associée à l'électrode de référence de la sonde de contrôle du pH à travers une résistance de dépolarisation (également non représentée mais classique dans ce genre de sonde) de manière à créer dans l'électrode un courant faible évitant la formation d'une couche d'oxyde sur cette dernière. Les sondes 36, 37 et 38 sont raccordées par des connexions, respectivement 40, 41 et 42, à un bornier 43 monté à l'extérieur de l'élément 14 et réuni au circuit 18 par le câble 17, comme vu précédemment. La Figure 3 illustre schématiquement le détail de la réalisation de la sonde de température 36, comportant notamment un doigt étanche 44 muni d'un filetage 45 pour assurer son montage sur la plaque de support 34, ce doigt enfermant intérieurement une tige support 46 contenant un circuit imprimé non représenté pour le traitement du signal provenant d'un détecteur 47, notamment au silicium, en transformant directement les variations de température mesurées en une variation de courant. En variante, le montage du doigt 44 sur sa plaque de support peut être réalisé par collage ou autre moyen de fixation étanche approprié. La Figure 4 pour sa part illustre le détail d'un mode de réalisation particulier de la sonde de détection de niveau 21, du genre sonde à effet Hall, comportant un élément tubulaire 48, en un matériau amagnétique, ouvert à son extrémité inférieure et supporté par un bouchon 49 percé axialement de manière à permettre à l'eau de pénétrer dans cet élément 48 en faisant varier la position d'un flotteur 50 en un matériau magnétique ou de préférence constitué d'un élément léger supportant un petit aimant, ce flotteur étant monté à l'intérieur de l'élément tubulaire 48. Ce dernier est entouré par un cylindre 51, délimitant avec l'élément une région étanche 52, à l'intérieur de laquelle sont disposées deux pastilles magnétiques, respectivement 53 et 54, raccordées par des connexions 55 et 56 constituant ensemble le câble 20 au circuit 18. On réalise ainsi un ensemble de mesure et de régulation de la teneur en produit désinfectant et en particulier en chlore actif de l'eau d'une piscine ou d'un bassin analogue, permettant de contrôler en permanence la valeur relevée et d'agir immédiatement sur celle-ci pour la ramener à une valeur de seuil prédéterminée par apport automatique de la quantité de produit juste nécessaire. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement envisagé ci-dessus mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes. En particulier, le dispositif de gestion 24 commandant l'électrovanne 25 pourrait être agencé de manière à contrôler non pas une mais plusieurs électrovannes distinctes dans un ensemble de commande centralisé d'autant d'installations. Par ailleurs, l'électrovanne 24 et le doseur 27 pourraient être remplacés par une pompe doseuse unique, également commandée à partir du circuit 18. L'imprimante 29 peut être complétée par d'autres appareils fournissant ou recevant des données complémentaires. Enfin, le boîtier du circuit de mesure peut comporter un clavier permettant d'enregistrer d'autres données, notamment pour la mise en oeuvre de l'ensemble selon 1 invention à des périodes prédéterminées avec des phases de mise en route et d'arrêt programmées, ainsi que des témoins lumineux pour le repérage des diverses fonctions mises en oeuvre. REVENDICATIONS 1 - Ensemble de mesure et de régulation de la teneur en produit désinfectant dans l'eau d'un bassin, notamment d'une piscine ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de mesure (10) munie de sondes ou capteurs (36,37,38) de paramètres physiques ou physicochimiques déterminés, cette chambre étant montée en parallèle sur une canalisation de circulation (4,11) en circuit fermé de l'eau provenant de la piscine, sur laquelle est montée une pompe (7) et un filtre (8), un circuit de commande et de régulation extérieur (18), recueillant des données provenant des sondes et capteurs de la chambre de mesure et délivrant des ordres à un ensemble de gestion (24) d'une électrovanne (25) ou d'une pompe doseuse, prévue sur une dérivation (26) de la canalisation et débitant dans un doseur (27) de produit désinfectant pour délivrer à la piscine l'apport nécessaire au maintien permanent d'un seuil déterminé de la teneur de ce produit. 2 - Ensemble de mesure et de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit désinfectant est du chlore en solution, sous forme d'acide hypochloreux HOCI. 3 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de mesure (10) comporte une sonde de contrôle de la température (36), une sonde de contrôle du pH (37) et une sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction réduit (38) de l'eau de la piscine traversant la chambre de mesure à partir de la canalisation de circulation (4,11). 4 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde de contrôle de la température (36) est une sonde thermique au silicium. 5 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde de contrôle du pH (37) est une sonde à hydrogène, associée à une électrode de référence plongeant dans une solution tampon, la différence de potentiel mesurée étant fonction de ce pH. 6 Ex - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction (38) de l'eau est constituée au moyen d'une électrode de platine, associée à l'électrode de référence de la sonde de contrôle de pH à travers une résistance de dépolarisation réalisant dans l'électrode le passage d'un courant proportionnel, évitant le dépôt d'une couche d'oxyde sur l'électrode. 7 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit de commande (18) est logé à l'intérieur d'un boîtier disposé à l'extérieur de la piscine. 8 - Ensemble de mesure et de régulation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de commande (18) comporte un microprocesseur qui gère l'ensemble des données provenant des sondes afin d'assurer l'asservissement de 11 apport en produit désinfectant nécessaire au maintien du seuil choisi. 9 - Ensemble de mesure et de régulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de commande (18) est associé à une imprimante (29). 10 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la chambre de mesure (10) est constituée au moyen d'un élément tubulaire (14) raccordé par deux conduits (15,16) piqués latéralement sur la canalisation de circulation (4) sans perte d'eau, chaque conduit étant muni d'un robinet d'arrêt (33), l'élément tubulaire comportant des plaques étanches d'extrémité (34,35) portant respectivement d'un côté de l'élément la sonde de mesure du pouvoir d'oxydo-réduction (38), et la sonde de mesure du pH (37) et de l'autre la sonde de mesure de la température (36), les signaux fournis par ces sondes étant recueillis par le circuit de commande raccordé à un bornier (43) auquel aboutissent des fils de liaison (40,41,42) avec les électrodes des sondes. 11 - Ensemble de mesure et de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de mesure de niveau d'eau (21) raccordée au circuit de commande (18). 12 - Ensemble de mesure et de régulation selon la revendication 11, caractérisé en ce que la sonde de mesure de niveau d'eau (21) est une sonde à effet Hall, comportant un tube interne ouvert (48), en un matériau amagnétique et dans lequel s'établit le niveau d'eau de la piscine, repéré par un flotteur magnétique (50), monté dans ce tube, celui-ci étant entouré par un cylindre étanche (41) contenant deux pastilles magnétiques (53,54) aptes à déterminer le répérage de la position du flotteur par rapport à ces pastilles et à fournir une indication sur les variations relatives du niveau. 13 - Selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de contrôle de la rotation de la pompe (7) et également des témoins lumineux pour le repérage des diverses fonctions mises en oeuvre.