Brevet FR2738637A1 — publié le 19970314

La présente invention concerne le domaine des mesures plus particulièrement destinées à déterminer un taux de gaz dans un milieu diphasique gazliquide. Plus précisément la présente invention vise à connaître le taux de gaz dissous dans un milieu diphasique gaz-liquide. Il est connu de déterminer un tel taux grâce à un appareil spécifique tel qu'une pompe à vide qui crée une détente du gaz puis l'on mesure le volume ou la variation de volume par tout moyen connu en soi afin d'atteindre le taux de gaz dissous initialement dans le mélange. Bien entendu la pompe à vide a ici pour seule fonction de diminuer la pression du mélange, et elle peut effectivement créer un vide poussé, de plusieurs torrs 1 0 par exemple. Avec un tel moyen, la fonction détente du mélange est correctement réalisée mais le coût du circuit sur lequel il est monté est plus élevé. Le taux de gaz dissous dans un mélange est un paramètre très important par exemple dans des circuits huile de moteurs car dès qu'il existe des pertes de charge une détente se produit dans le circuit, l'air dissous désorbe, devient gazeux. Autrement i 5 dit, l'air dissous dans le circuit d'huile moteur peut s'avérer tout à fait néfaste pour le fonctionnement de ce circuit. L'huile moteur qui se dégrade perd ses capacités lubjif antes. Par ailleurs l'ajout sur les moteurs courants d'un moyen spécifique (tel une pompe à vide) pour obtenir le taux d'air dissous, est exclu par les motoristes du fait du surcoût entrainé par cet ajout. En outre, la commande d'un tel moyen rend le système plus compliqué. Enfin l'encombrement lié à l'ajout d'un élément n'est pas favorable notamment s'il s'agit d'une application dans un moteur. Il existe donc un besoin pour déterminer de façon simple, fiable et peu (voire pas) coûteux le taux de gaz dissous dans un mélange diphasique. Plus précisément, il s'agit de déterminer le risque maximum c'est-à-dire le taux maximum de gaz dissous capable, sous certaines conditions, de devenir gazeux. Il devient dès lors judicieux de placer un échantillon dans les pires conditions réellement rencontrées afin d'en obtenir le taux maximum de gaz dissous. La présente invention propose une solution à ces problèmes jusqu'ici non résolus de façon satisfaisante. Ainsi la présente invention a pour objet un procédé de détermination du taux de gaz dissous dans un échantillon diphasique, comprenant les actions suivantes: - prendre un échantillon - faire désorber le gaz initialement dissous - mesurer le taux de gaz contenu dans l'échantillon - comparer ledit taux avec une mesure du taux de gaz présent à l'état gazeux dans un échantillon 1 0 - en déduire le taux de gaz dissous dans ledit mélange diphasique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de désorption comprend une détente du gaz. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape de désorption comprend une variation de la température du gaz. De façon particulière, la détente et la mesure du taux de gaz sont obtenus en utilisant le même dispositif qui, successivement, diminue puis augmente la pression de l'échantillon. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif comprend une chambre renfermant ledit échantillon, associée à un piston dont le mouvement crée successivement une détente puis une compression de l'échantillon. Préférentiellement la désorption pour l'échantillon est réalisée dans les conditions les plus défavorables susceptibles d'être rencontrées par le mélange dans un circuit réel. Plus particulièrement, la désorption de l'échantillon est réalisée à la pression minimale susceptible d'exister dans le circuit réel. Une application intéressante de l'invention concerne la détermination du taux d'air dissous dans le circuit d'huile d'un moteur. De ce qui précède, il ressort que l'on utilise un même moyen ou plus précisément la réversibilité du moyen, pour obtenir une information supplémentaire à savoir le taux de gaz dissous. Par ailleurs la présente invention permet d'obtenir des mesures très précises. Une façon de mettre en oeuvre l'invention peut consister à prendre un échantillon du milieu diphasique, de toute manière connue en soi. Éventuellement faire une mesure du taux de gaz présent initialement dans le mélange échantillonné. Puis il s'agit de faire désober le gaz initialement dissous par exemple par une détente ou encore par une variation de température qui elle-même crée une détente du gaz. 1 0 Ayant déterminé la valeur globale du taux de gaz dans le mélange diphasique, il faut comparer cette valeur à la valeur du taux de gaz présent à l'état gazeux c'est-à-dire avant désorbtion. On atteint ainsi précisément la valeur du taux de gaz dissous dans le mélange. Toute méthode et/ou tout moyen connu en soi peut être utilisé pour mesurer les 1 5 taux de gaz évoqués ci-avant. Cependant, de façon particulière selon l'invention, la détente et la compression de l'échantillon peuvent être réalisés successivement par un même dispositif. Il semble n6cessaire d'attendre un temps "de repos" entre la détente et la compression nécessaires à la mesure, afin que la désorbtion soit terminée lorsque la mesure est effectuée. Selon un exemple préféré, ce dispositif peut consister en une chambre d'&échantillon associ6e à un piston. Le piston, pouvant assurer l'augmentation ou la diminution du volume de la chambre, crée ainsi successivement une détente par l'augmentation de volume de la chambre puis une compression par diminution du volume. Préférentiellement la compression de l'échantillon est réalisée de manière régulière. Il était connu jusqu'à présent, notamment par le brevet francçais FR 2 670 894, de déterminer le taux de gaz présent dans un liquide grâce à une compression d'un échantillon, en relevant le point d'inflexion de la courbe de la variation de volume en fonction de la variation de pression. La présente invention permet avantageusement d'utiliser un tel principe et un tel dispositif et d'en obtenir l'information supplémentaire constituée par le taux de gaz dissous dans le milieu diphasique échantillonné. En effet, connaissant par cette première mesure le taux de gaz présent dans le milieu, il suffit selon l'invention de faire désorber l'échantillon (par exemple en créant 1 0 une détente), puis de mesurer le taux de gaz de l'échantillon ainsi désorbé. En comparant ce dernier taux de gaz avec le taux de gaz connu de la première mesure, on peut en déduire le taux de gaz dissous dans le milieu. Avec l'appareillage et la méthode selon l'invention, il est possible de faire descendre la pression jusqu'à 0,4 bar ou 0,5 bar. Ces valeurs correspondent aux 1 5 pressions minimales susceptibles d'être créées dans des circuits d'huile moteur. Ces chutes de pression existent notamment dans les paliers. Ces valeurs déterminées selon l'invention sont donc tout à fait représentatives du taux de gaz capable d'être désorbé dans un tel circuit. Cette information est de ce fait très appréciée des motoristes. De ce qui précède, il ressort que la présente invention apporte une solution simple, fiable à un problème réel. L'information supplémentaire donnée par l'invention correspond à une attente des utilisateurs. Sans sortir du cadre de l'invention, d'autres applications de l'invention peuvent être citées notamment dans les circuits du liquide de refroidissement des moteurs, ou dans d'autres échangeurs de chaleur. 2 5 Plus généralement, l'invention s'applique à tout circuit dans lequel on redoute une chute de pression du mélange en circulation. REVENDICATIONS 1) Procédé de détermination du taux de gaz dissous dans un échantillon diphasique, caractérisé en ce qu'il comprend les actions suivantes: prendre un échantillon - faire désorber le gaz initialement dissous mesurer le taux de gaz contenu dans l'échantillon - comparer avec une mesure du taux de gaz présent à l'état gazeux dans un échantillon - en déduire le taux de gaz dissous dans ledit mélange diphasique. 1 0 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de désorption comprend une détente du gaz. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de désorption comprend une variation de température du gaz. 4) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détente et la mesure du taux de gaz sont obtenus en utilisant le même dispositif qui, successivement, diminue puis augmente la pression de l'échantillon. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une chambre renfermant ledit échantillon, associée à un piston dont le mouvement crée successivement une détente puis une compression de l'échantillon. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la désorption de l'échantillon est réalisée à la pression minimale susceptible d'exister dans le circuit réel. 7) Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la détermination du taux d'air dissous dans le circuit d'huile d'un 2 5 moteur.