Brevet FR2690742A3 — publié le 19931105

FR 2690742 A3 19931105 FR 9305100 A 19930429 Dispositif pour la détermination de la masse volumique de liquides Dispositif pour la détermination de la masse volumique de liquides, comprenant un cylindre pour recevoir le liquide et un aréomètre. Les instruments classiques pour la détermination de la masse volumique de liquides sont des aréomètres (flottants). Pour les utiliser, on verse le liquide dont la masse volumique doit être déterminée dans une éprouvette puis on plonge l'aréomètre dans le liquide. On peut exécuter des déterminations de masse volumique extrêmement précises. Cependant, un certain soin est nécessaire. Si celui-ci n'est pas apporté, cette détermination de masse volumique souffre de certains problèmes ou inconvénients, qui ont conduit à l'utilisation d'autres méthodes, en particulier optiques, qui en ellesmêmes ne sont pas nécessaires et sont liées à des charges d'appareillage et financières excessives. Ainsi, le danger se présente que, quand l'aréomètre est lâché d'une trop grande hauteur, il vienne frapper le fond du cylindre et que luimême ou bien le cylindre soit endommagé.Même si l'aréomètre ne frappe pas le fond, il franchit très vite, en plongeant dans le liquide, la position d'équilibre en raison de la grande énergie potentielle correspondant à sa hauteur de départ et de la faible viscosité des liquide habituels, de sorte qu'il se produit un mouillage de la tige de l'aréomètre au-dessus de la région qui est immergée dans le liquide dans la position d'équilibre, ce qui peut conduire à des erreurs de mesure. De plus, l'aréomètre n'est pas maintenu de façon centrale dans le cylindre, mais flotte à son bord, ce qui cause également des erreurs de mesure en raison d'une tension superficielle différente.Enfin, l'aréomètre tourne souvent en raison de la vitesse à laquelle il est plongé, de sorte qu'il ne présente plus la position de lecture optimale et doit par conséquent être de nouveau tourné dans l'orientation de lecture après l'immersion et la stabilisation dans la position d'équilibre, ce qui - par suite de l'abaissement trop profond qui y est le plus souvent lié - peut conduire à des erreurs de mesure supplémentaires. Le but de l'invention est de proposer un dispositif pour la détermination de la masse volumique de liquides, dans lequel les problèmes et causes d'erreurs précités sont éliminés, ou au moins sensiblement réduits. Ce résultat est obtenu, dans un dispositif du genre défini en introduction, en ce que le diamètre extérieur du corps de l'aréomètre et le diamètre intérieur d'une paroi qui entoure l'aréomètre sont tels que l'aréomètre plonge dans le liquide avec un mouvement apériodique. L'inventeur a constaté que les problèmes et inconvénients cidessus reposent sur le fait que les aréomètres de diamètre standard ne sont pas adaptés aux éprouvettes graduées usuelles, qui sont prévues pour d'autres fins, notamment pour la mesure de la quantité ou du volume d'un liquide. En particulier, les diamètre des aréomètres d'une part et des éprouvettes utilisées d'autre part présentent de très grandes différences, qui ont pour effet que, lors de l'immersion de l'aréomètre, par suite de son poids, le liquide est déplacé trop facilement et trop vite dans l'éprouvette, de sorte que l'aréomètre plonge trop vite, à grande vitesse, trop profondément dans le liquide.L'invention s'appuie donc sur l'idée de réduire la vitesse d'immersion de l'aréomètre, tandis que le liquide déplacé par celui-ci a la possibilité de monter trop vite ou est obligé de ne monter que lentement entre la paroi du corps de l'aréomètre et une paroi entourant celuici, de sorte que le liquide oppose une grande résistance à l'aréomètre immergé, lequel peut pénétrer dans le liquide par un mouvement apériodique, c'est-à-dire seulement avec au moins un amortissement critique, mais ne peut pas effectuer de mouvements d'oscillation axiale.Grâce à cette idée inventive, le diamètre de l'aréomètre et le diamètre intérieur de la paroi qui l'entoure peuvent être destinés à des usages étendus. I1 s'est avéré que, même pour des liquide de faible viscosité, il est préférable de prévoir que la différence entre le diamètre extérieur du corps de l'aréomètre et le diamètre intérieur de la paroi qui l'entoure ne dépasse pas 4 mm, et plus particulièrement soit comprise entre 2 et 3 mm. Pour utiliser un aréomètre préexistant avec ses dimensions standards ainsi qu'une éprouvette usuelle en tant que récipient pour le liquide à étudier, une forme de réalisation préférée consiste en un insert à double paroi, dont les parois sont mutuellement reliées à l'extrémité supérieure. Afin de fixer ou d'immobiliser l'insert en direction radiale dans le cylindre, une caractéristique préférée prévoit que le diamètre extérieur de la paroi extérieure de l'insert est légèrement inférieur au diamètre intérieur du cylindre. Il est prévu, dans une forme de réalisation particulière, que des ouvertures sont formées dans le raccordement supérieur des deux parois de l'insert. Ainsi, l'air qui se trouve au départ entre les parois de l'insert peut être déplacé par le liquide à étudier, et sortir à travers les trous, de façon que l'insert puisse s'abaisser jusque sur le fond du cylindre. Pour éviter que l'insert subisse lors de l'immersion des composantes de mouvement radiales trop fortes et reste suspendu à la paroi du cylindre par suite de son inclinaison, l'invention prévoit en outre qu'au moins l'extrémité libre de la paroi extérieure de l'insert s'étend perpendiculairement à l'axe de l'insert. Le dispositif selon 1 invention devant servir aussi à la détermination de liquides agressifs tels que lessives ou acides, et l'insert étant entièrement immergé dans le liquide, d'autres caractéristiques prévoient, pour le retrait ultérieur de l'insert, un crochet à la partie supérieure de l'insert et/ou une tige de verre ayant une extrémité conformée en crochet. On peut ainsi saisir l'insert par son tube intérieur plus court et l'immerger lentement dans le liquide, sans produire d'éclaboussures. L'invention simplifie sensiblement la détermination de la masse volumique des liquide à l'aide d'aréomètres avec élévation de la précision de mesure. L'invention a pour résultat que l'aréomètre n'est immergé que très lentement, de façon sous-critique, dans le liquide, et ne peut donc plus heurter le fond du récipient. De plus, il ne se produit pas de mouillage de la tige d'aréomètre au-dessus de sa profondeur d'immersion en position d'équilibre. Grâce à l'immersion lente de l'aréomètre, celui-ci ne tourne plus, de sorte qu'on peut, avant de le lâcher, l'orienter angulairement de façon à permettre une lecture optimale, cette orientation étant maintenue. Une nouvelle orientation, qui induirait des erreurs, est ainsi éliminée. Pour éviter le cas échéant des blocages résiduels contre la paroi, il suffit de frapper quelques légers coups au pied du cylindre contenant le liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention, en se référant au dessin dont la figure unique représente une coupe longitudinale d'une réalisation préférée d'un dispositif selon l'invention pour la détermination de liquides. Le dispositif 1 selon l'invention comprend, dans l'exemple représenté, un cylindre ou tube de mesure sous forme d'une éprouvette à pied, dans lequel est versé le liquide à étudier 3. Le dispositif 1 comprend en outre un aréomètre 4 dont la profondeur d'immersion dans le liquide 3 permet de déterminer la masse volumique de celui-ci. L'aréomètre 4 peut être un aréomètre à thermomètre. Dans la forme de réalisation représentée du dispositif selon l'invention, il est en outre prévu un insert 6. L'insert 6 a une configuration à double paroi, avec une paroi extérieure 7 et une paroi intérieure 8. Les parois extérieure 7 et intérieure 8 sont mutuellement reliées à leurs extrémités supérieures par un anneau de liaison 9. Dans l'anneau de liaison 9 sont formées une ou plusieurs petites ouvertures 11 (trous). A l'intérieur, l'insert 6 présente une ouverture traversante 12. La paroi extérieure 7 est quelque peu plus longue que la paroi intérieure 8. Au moins l'extrémité inférieure 13 de la paroi extérieure 7 est perpendiculaire à l'axe A de l'insert 6. L'insert 6 peut, pour une meilleure extraction, être muni d'un crochet 14. Alternativement ou en plus, il peut être prévu un crochet en verre au moyen duquel on peut saisir intérieurement le tube le plus court de l'insert de façon à extraire l'insert du liquide de mesure 3, qui peut être un liquide agressif, ou l'y plonger sans éclaboussures. En 15 est indiqué en trait interrompu l'extrémité inférieure en forme de crochet d'une telle tige de verre qui peut être immergée lorsque l'aréomètre est enlevé ; l'extrémité inférieure 15 en forme de crochet de la tige de verre est en prise avec le bord inférieur de l'insert 6. Le diamètre extérieur de la paroi extérieure 7 est adapté aux tolérances près au diamètre intérieur du cylindre 2. Pour un diamètre intérieur du cylindre 2 de 36 mm par exemple, le diamètre extérieur de la paroi extérieure 7 est de préférence d'environ 34 mm. Dans un tel cas, la longueur de la paroi extérieure peut être de 25 cm et celle de la paroi intérieure de 19 cm ou plus, la paroi extérieure devant toujours être plus longue que la paroi intérieure. Le diamètre intérieur de la paroi intérieure 8 de l'insert 6 est légèrement plus grand que le diamètre extérieur du corps 4 de l'aréomètre, au plus de 4 mm, et de préférence de 2 à 3 mm et en particulier de 2,5 mm. Pour la détermination de la masse volumique du liquide 3 dans le cylindre 2, on verse d'abord le liquide dans le cylindre. Ensuite, on introduit l'insert 6 dans le cylindre, l'air se trouvant dans l'intervalle entre les parois 7 et 8 pouvant sortir par les trous 11 et l'espace intérieur se remplissant d'eau, de sorte que l'insert 6 descend jusque sur le fond du cylindre 2. L'aréomètre 4 est ensuite mis en place dans le liquide 3, son immersion dans celui-ci pouvant avoir lieu très lentement, à la manière d'un ressort amorti de façon critique ou surcritique, en raison du fait que le liquide qu'il déplace ne peut monter vers le haut que très lentement dans l'intervalle entre son corps et la paroi intérieure 8. En particulier, il ne plonge pas trop vite et par conséquent trop profond lorsqu'il est lâché et ne subit pas d'oscilla tions verticales, de sorte qu'il ne se produit pas un mouillage de la tige de l'aréomètre 4 au-dessus de la profondeur d'immersion dans la position d'équilibre. On évite ainsi en particulier aussi un choc de l'aréomètre 4 sur le fond du cylindre 2 et par suite un risque de détérioration de l'aréomètre ou du cylindre. L'aréomètre est maintenu centré dans le cylindre 2, et ne peut donc flotter sur le bord de celui-ci, de sorte que des tensions superficielles différentes ne peuvent provoquer aucune erreur de mesure. Avant la mise en place de l'aréomètre 4, celui-ci peut être tenu de telle sorte que sa graduation soit lisible de façon optimale. En raison de la vitesse d'immersion faible et amortie de l'aréomètre 4 dans le liquide 3, il ne subit pas de rotation, de sorte que l'orientation communiquée au départ pour la lecture est maintenue lors de l'immersion. Lorsqu'on souhaite des mesures particulièrement précises, on peut donner quelques légers coups au pied du cylindre 2 (jusqu'à ce que l'aréomètre cesse de s'enfoncer), de façon à surmonter un éventuel blocage résiduel de l'aréomètre 4 par contact avec la paroi intérieure 8. Revendications 1.- Dispositif pour la détermination de la masse volumique de liquides, comprenant un cylindre (2) pour recevoir le liquide (3) et un aréomètre (4), caractérisé en ce que le diamètre extérieur du corps de l'aréomètre et le diamètre intérieur d'une paroi (8) qui entoure l'aréomètre sont tels que l'aréomètre plonge dans le liquide avec un mouvement apériodique. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence entre le diamètre extérieur du corps de l'aréomètre et le diamètre intérieur de la paroi (8) qui l'entoure n'est pas supérieure à 4 mm. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la différence entre le diamètre extérieur du corps de l'aréomètre et le diamètre intérieur de ladite paroi (8) est comprise entre 2 et 3 mm. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par un insert à double paroi (6) dont les parois (7,8) sont mutuellement reliées à l'extrémité supérieure. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la paroi extérieure (7) de l'insert (6) est légèrement inférieur au diamètre intérieur du cylindre (2). 6.- Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que des ouvertures (11) sont formées dans le raccordement supérieur (9) des deux parois (7,8) de l'insert. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la paroi extérieure (7) de l'insert (6) est plus longue que sa paroi intérieure (8). 8.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'au moins l'extrémité libre de la paroi extérieure (7) de l'insert (6) s'étend perpendiculairement à l'axe (A) de l'insert (6). 9.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par un crochet (14) à la partie supérieure de l'insert (6). 10.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé par une tige de verre dont l'extrémité est conformée en crochet.