Brevet FR2683909A1 — publié le 19930521

La présente invention est relative à un capteur de mesure de la constante diélectrique ou la résistivité d'un liquide en circulation, utilisable notamment pour déterminer la teneur en éthanol d'un mélange carburant5 d'hydrocarbures et d'éthanol. Il est connu de mélanger, à des hydrocarbures, des proportions relativement importantes d'alcool tel que le méthanol et/ou l'éthanol pour alimenter des moteurs à combustion interne Les réglages du moteur, pour un10 rendement optimal et une pollution minimale, doivent varier en fonction de la composition, et il est connu d'asservir ces réglages à cette composition. On sait que la constante diélectrique d'un mélange hydrocarbures/alcool dépend de sa composition et varie de façon à peu près linéaire avec la teneur en alcool, et des appareillages basés sur cette observation ont déjà été proposés. DE-A-3 923 992 décrit un capteur comprenant un condensateur composé d'une électrode centrale cylindre pleine et d'une électrode périphérique cylindre creuse et coaxiale à l'électrode centrale Les deux électrodes sont placées dans une chambre traversée par le mélange, qui s'écoule perpendiculairement à 1 'axe des électrodes, l'électrode périphérique présentant deux fentes longitudinales, diamétralement opposées pour permettre au mélange de passer entre les électrodes Ce capteur est assez compliqué, et, si on désire qu'il n'introduise pas une perte de charge non désirée dans le circuit du mélange, il doit être assez volumineux. Le document DE-A-3 843 177 décrit un capteur composé d'un tube métallique à travers lequel circule le mélange et qui constitue une électrode extérieure du condensateur, et d'un cylindre plein maintenu dans une position axiale par des centreurs, et qui constitue l'électrode centrale. Le tube formant l'électrode axiale est fermé par des bouchons isolants La connexion de l'électrode centrale traverse un de ces bouchons, et le mélange entre dans le tube et en sort par des passages transversaux Ce dispositif présente lui aussi l'inconvénient d'être compliqué, et encombrant si on veut éviter une perte de charge exagérée. La présente invention a pour but de fournir un capteur qui soit à la fois moins compliqué, moins coûteux et moins encombrant, à perte de charge égale que les capteurs antérieurs. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un capteur pour déterminer la constante diélectrique ou la résistivité d'un liquide en circulation, comprenant un tube métallique à l'intérieur duquel circule le liquide et qui forme une électrode extérieure d'un condensateur, et une pièce cylindrique coaxiale audit tube, et qui constitue une électrode intérieure du condensateur, le liquide circulant entre les deux électrodes, des bouchons isolants, situés aux extrémités du tube métallique assurant le maintien des deux électrodes dans une position relative coaxiale, qui présente pour particularité que l'électrode centrale est elle-même tubulaire et reliée à l'une de ses extrémités à une arrivée de liquide et à une autre extrémité à une sortie de liquide, ladite électrode centrale présentant, vers chacun des bouchons isolants, des ouvertures permettant le passage du liquide dans l'espace entre les électrodes, et, entre ces ouvertures, un moyen pour limiter le passage direct du liquide d'une extrémité à l'autre de ladite électrode centrale. Le moyen pour limiter le passage direct du liquide a pour fonction de permettre le renouvellement constant du liquide dans l'espace entre les deux électrodes, à une vitesse adaptée aux circonstances Il est facile de calculer en conséquence l'intervalle entre les électrodes pour que l'ensemble ne crée pas une perte de charge supplémentaire et que cependant l'encombrement du dispositif soit faible, avec une électrode extérieure de diamètre peu supérieur à celui de l'électrode intérieure, laquelle peut être formée d'un tube identique aux conduits d'amenée et de sortie du liquide. Les opérations nécessaires pour la confection du dispositif peuvent être limitée à la formation des ouvertures dans l'électrode centrale et à la mise en place du moyen de limitation de passage, ce qui peut se faire de façon très simple, soit en formant à la presse un rétreint sur le tube, soit en y enfonçant à force une bague jusqu'à l'endroit choisi Les contacts électriques peuvent être établis de façon très simple, étant donné que les deux électrodes sont facilement accessibles: on peut prévoir des colliers de serrage, ou des soudures On obtient ainsi une réalisation très simple et de faible prix. Pour simplifier encore la construction, on prévoit avantageusement que l'électrode extérieure présente, près d'au moins une de ses extrémités, un rétreint annulaire dans lequel vient s'enclencher un prolongement flexible du bouchon isolant, et l'électrode intérieure présentant, à proximité du bouchon isolant, au moins un élargissement destiné à empêcher un déplacement axial dudit bouchon et de l'électrode extérieure. L'invention va maintenant être exposée de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, illustré avec les dessins, parmi lesquels: Figure 1 est une coupe axiale schématique d'un dispositif conforme à l'invention, et Figure 2 est une coupe partielle analogue à la figure 1, illustrant une variante du moyen de limitation du passage direct de liquide. Figure 3 est une vue de détail illustrant la mise en place d'un bouchon isolant. La figure 1 montre un tube métallique 1, du type qui constitue les canalisations habituelles d'amenée d'essence sur un véhicule automobile, et qui ici constitue en outre l'électrode intérieure Un deuxième tube métallique 2, coaxial au tube 1, et de diamètre un peu plus grand, constitue l'électrode extérieure L'espace annulaire 3 situé entre les deux tubes est limité, aux extrémités du tube 2, par deux bouchons étanches et isolants 4 et 5 Une série de perforations radiales 6 et 7 traverse le tube intérieur 1 à proximité des bouchons 4, 5, mais à l'intérieur de l'espace défini par ces bouchons, de façon à mettre en communication l'intérieur du tube 1 avec l'espace annulaire 3 Entre les deux séries de trous 6 et 7, une bague 8, constituant un étranglement, est emmanchée à force dans le tube 1. Dans un autre mode d'exécution, illustré par la figure 2, la bague 8 peut être remplacée par une bille 8 A introduite dans le tube 1 avec le jeu nécessaire pour constituer l'étranglement désiré Cette bague peut être maintenue en place entre deux rétreints 8 B du tube Au moins le rétreint 8 B situé en aval de la bille, dans le sens d'écoulement du liquide, ne doit pas être circulaire, pour ne pas constituer un clapet. Le tube 1 est relié, à une de ses extrémités, à une canalisation d'arrivée de carburant, non représentée, et à l'extrémité opposée, à une canalisation d'envoi de carburant vers un moteur, ces éléments ne sont également pas représentés On comprendra que l'écoulement de carburant liquide se divise, dans l'intérieur du dispositif, en deux fractions, l'une continue directement à travers l'étranglement 8, alors que l'autre contourne cet étranglement grâce aux perforations 6 et 7 et à la chambre annulaire 3. On comprend également que, si l'étranglement 8 est insuffisamment efficace, la majeure partie de l'écoulement le traversera, et le renouvellement du liquide dans l'espace annulaire 3 sera lent Au contraire, si l'étranglement 8 est trop prononcé, selon le diamètre du tube 2, le dispositif créera une perte de charge non désirée dans le circuit de carburant, ou bien l'ensemble de l'appareil aura un encombrement plus grand que nécessaire. Les pattes de connexion 9 et 10 sont soudées l'une sur le tube intérieur 1, au-delà d'un des bouchons 4, 5, et l'autre sur le tube extérieur 2 Ces languettes relient les deux tubes à une plaquette de circuit électronique 11, destinée à la mise en forme des signaux correspondant aux variations de teneur en alcool de carburant Les circuits électroniques correspondant sont à la portée du praticien, et ne sont pas décrits ici Des connexions 12, 13, 14 relient la plaquette 11 à l'extérieur du dispositif. L'ensemble du dispositif est logé dans un boîtier de protection 15. La figure 2 est une vue de détail montrant la structure d'un bouchon isolant 4 Le tube 2 présente, à proximité d'une de ses extrémités, un rétreint annulaire 16 Le tube intérieur 1 présente, au même niveau, un élargissement, également annulaire, 17 Le bouchon isolant 4 comporte une série de griffes 18, venues de moulage, et dont la dimension est calculée pour venir s'enclencher extérieurement dans le rétreint 13 lorsque le bouchon 4 vient en appui sur l'extrémité du tube 2 Un joint torique 19 vient se coincer entre la face interne du rétreint 16, la face externe de l'élargissement 17, les parois interne et externe du tube extérieur 2 et intérieur 1, et le corps du bouchon 4, afin d'assurer l'étanchéité. On conçoit que la mise en place est extrêmement simple: après avoir enfilé le tube extérieur 2 sur le tube 1, on met en place le joint torique 19 entre ces deux tubes, ce qui assure le centrage, et on enfonce le bouchon 4, par une technique du genre "coup de poing", jusqu'à ce que les griffes 18 pénètrent dans le rétreint 16 Le bouchon opposé 5 est mis en place de la même manière. Au cas o le tube 1 présente, comme il est fréquent, un élargissement à son extrémité en vue de son raccordement à un autre tube, le bouchon 4 peut être en deux parties assemblées par vissage ou autrement, le joint étant de préférence imbriqué pour une meilleure étanchéité. Les griffes 18 peuvent être remplacées par une jupe flexible continue, de même section. L'appareil qu'on a décrit est destiné au contrôle de la teneur en alcool d'un mélange carburant, par mesure de sa constante diélectrique L'homme de métier comprendra qu'il pourrait également être utilisé pour déterminer les variations de composition d'un liquide par détermination de sa résistivité électrique. Pour améliorer la précision des déterminations de composition, on peut ajouter au dispositif des moyens de détermination de la température du liquide circulant Pour cela, par exemple, une des languettes 9, 10 peut, au voisinage du tube correspondant 1, 2, être repliée pour former un petit tube à l'intérieur duquel sera logé une15 thermistance, ou une soudure de couple thermoélectrique. On obtiendra ainsi une détermination de température à l'endroit même o l'autre paramètre: constante diélectrique ou résistivité, est déterminée. REVENDICATIONS 1 Capteur pour déterminer la constante diélectrique ou la résistivité d'un liquide en circulation, comprenant un tube métallique ( 2) à l'intérieur duquel circule le liquide et qui forme une électrode extérieure d'un condensateur, et une pièce cylindrique coaxiale audit tube, et qui constitue une électrode intérieure ( 1) du condensateur, le liquide circulant entre les deux électrodes, des bouchons isolants ( 4, 5), situés aux extrémités du tube métallique assurant le maintien des deux électrodes dans une position relative coaxiale, caractérisé en ce que l'électrode centrale ( 1) est elle-même tubulaire et reliée à l'une de ses extrémités à une arrivée de liquide et à une autre extrémité à une sortie de liquide, ladite électrode centrale présentant, vers chacun des bouchons isolants, des ouvertures ( 6, 7) permettant le passage du liquide dans l'espace entre les électrodes, et, entre ces ouvertures, un moyen ( 8) pour limiter le passage direct du liquide d'une extrémité à l'autre de ladite électrode centrale. 2 Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour limiter le passage direct du liquide est constitué par un rétreint formé sur l'électrode centrale. 3 Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour limiter le passage direct du liquide est constitué par une bague ( 8) enfoncée à force dans ladite électrode. 4 Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour limiter le passage direct de liquide est constituée par une bille ( 8 A) introduite dans ladite électrode avec le jeu nécessaire pour constituer l'étranglement désiré. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrode extérieure présente, près d'au moins une de ses extrémités, un rétreint annulaire ( 16) dans lequel vient s'enclencher un prolongement flexible ( 18) du bouchon isolant, et l'électrode intérieure présente, à proximité du bouchon isolant, au moins un élargissement ( 17) destiné à empêcher un déplacement axial dudit bouchon et de l'électrode extérieure.