Brevet FR2752046A1 — publié le 19980206

La présente invention concerne un dispositif d'allumage d'une flamme à la sortie d'une conduite de distribution d'un gaz combustible et de détection de la présence de cette flamme. Ce dispositif est, tout particulièrement, adapté aux dispositifs d'analyse physique de produits pétroliers, et notamment de détermination des points d'éclairs ou des points de feu qui correspondent à des caractéristiques essentielles de ces produits. Les spécialistes savent qu'il existe plusieurs normes définissant les points susmentionnés, parmi lesquelles on peut, à titre d'exemple, citer les normes suivantes Pensky-Martens (ASTM D93) Cleveland (ASTM D92) Tag (ASTM D56) Abel (IP170, EN/ISO 13736, NFT 66-009). La détermination de ces différents points caractéristiques exige de disposer des éléments suivants une coupelle renfermant le liquide à analyser, des moyens de chauffage de ce liquide associés à des moyens de contrôle de la température de celui-ci, une flamme venant en contact avec la vapeur surmontant le li quide chauffé, e des moyens permettant de détecter l'inflammation de cette va peur. Or, la présence obligatoire d'une flamme de faible dimension allumée à la sortie d'une conduite de distribution d'un gaz combustible n'est pas sans poser de nombreux inconvénients ; ceux-ci sont, en particulier liés au risque d'extinction accidentelle de la flamme, notamment suite à un étouffement de la flamme lors de la présentation, qui, outre la perte de l'essai ou une falsification des résultats de mesure, peut provoquer une émulsion de gaz toxiques non brûlés pouvant être nuisible à la santé des manipulateurs. Plus précisément, dans les appareils de mesure classiques, la flamme est souvent allumée en utilisant un dispositif équipé d'une veilleuse devant être allumée en début de test et excluant tout réallumage en cas d'extinction accidentelle de celle-ci. On connaît également des dispositifs à allumage électrique par chauffage d'un filament résistif : de tels dispositifs présentent toutefois eux aussi les inconvénients susmentionnés liés au risque d'extinction accidentelle de la flamme. Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé des dispositifs de contrôle de la présence de la flamme, mais, ces dispositifs nécessitent en règle générale la mise en oeuvre d'organes auxiliaires (par exemple un thermocouple) et détectent, en outre dans le cas général, le courant de commande du dispositif d'allumage et non la présence directe de la flamme. Or, la présente invention a tout au contraire pour objet de proposer un dispositif permettant d'assurer simultanément les fonctions d'allumage de la flamme et de détection de sa présence, ce pendant la totalité de la durée du processus d'analyse. A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un fil résistif monté à proximité immédiate de la sortie de la conduite de distribution et relié, d'une part, à des organes d'allumage et, d'autre part, à des organes de détection de flamme, ainsi qu'une unité électronique d'actionnement sensible à des signaux transmis par les organes de détection et susceptible de commander alternativement l'actionnement de ces derniers organes ainsi que des organes d'allumage. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les organes d'allumage sont constitués par un circuit électrique renfermant le fil résistif : le passage d'un courant dans ce circuit d'allumage entraîne automatiquement le chauffage du fil résistif et, par suite, l'allumage de la flamme. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de détection de flamme sont constitués par un circuit ouvert au niveau de la flamme et renfermant également le fil résistif : l'allumage de la flamme entraîne une ionisation ren dant conducteur le gaz combustible situé à proximité de la flamme, ce qui provoque la fermeture du circuit de détection au contraire, l'extinction de la flamme provoque une réouverture de ce circuit. L'invention se rapporte également à un procédé d'allumage et de détection de la présence d'une flamme en utilisant le dispositif susmentionné. Conformément à ce procédé, on actionne alternativement les organes d'allumage et les organes de détection de flamme jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement un signal indiquant la présence d'une flamme, puis, on actionne en continu les organes de détection de flamme jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement un signal indiquant l'extinction de la flamme, auquel cas on réitère le processus en actionnement à nouveau alternativement les organes d'allumage et les organes de détection de flamme. Lors de la phase d'actionnement alternatif, les organes d'allumage et les organes de détection de flamme sont, à titre d'exemple, successivement actionnés pendant quelques secondes et, notamment, pendant 2 à 10 secondes. On peut ainsi parvenir à détecter une absence de flamme en moins de 5 secondes et réallumer automatiquement celle-ci en 3 secondes au maximum. Selon une autre caractéristique de l'invention, on actionne les organes d'allumage ou les organes de détection de flamme en établissant une différence de potentiel entre les bornes du fil résistif et en appliquant celle-ci dans le circuit d'allumage ou dans le circuit de détection de flamme. Conformément à cette configuration, la présence de la flamme est révélée par la circulation d'un courant dans le circuit de détection de flamme tandis que son extinction est révélée par l'interruption de ce courant : en conséquence, le signal transmis à l'unité électronique d'actionnement pour indiquer la présence ou l'absence de la flamme correspond à l'intensité du courant passant dans le circuit de détection. L'invention permet également de garantir l'exactitude des mesures et d'assurer la sécurité des utilisa teurs dans le cas où l'allumage ou le réallumage de la flamme est impossible : à cet effet, en l'absence de signal indiquant l'allumage ou le réallumage de la flamme après une durée déterminée, par exemple après 5 à 15 secondes, l'unité électronique d'actionnement coupe automatiquement l'alimentation en gaz combustible de la conduite de distribution. Les caractéristiques du dispositif ainsi que du procédé qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure est un schéma explicatif du dispositif d'allumage et de détection de la présence d'une flamme, - la figure 2a représente les variations en fonction du temps de la tension aux bornes du fil résistif, - la figure 2b représente les variations en fonction du temps de cette dernière tension dans le circuit d'allumage, - la figure 2c représente les variations en fonction du temps de cette tension dans le circuit de détection de flamme, - la figure 2d représente les variations en fonction du temps de l'intensité de courant dans le circuit de détection de flamme. Selon la figure 1, le dispositif d'allumage et de détection est essentiellement constitué d'un fil résistif 1 monté à proximité immédiate de la sortie 2 d'une conduite de distribution 3 d'un gaz combustible afin de permettre d'y allumer une flamme 4. Le fil résistif 1 peut être relié, d'une part, selon la flèche a à un circuit électrique d'allumage fermé 5 et, d'autre part, selon la flèche b à un circuit de détection de flamme 6 ouvert au niveau de la flamme 4. Une unité électronique d'actionnement 7 est susceptible de commander, selon la flèche c, l'établissement d'une tension V entre les bornes A et B du fil résistif 1 et, parallèlement, d'actionner alternativement selon les flèches d et e le circuit d'allumage 5 et le circuit de détection de flamme 6 en y connectant le fil résistif 1 ; l'unité électronique d'actionnement 7 est également sensible à des signaux qui lui sont transmis selon la flèche f par le circuit de détection de flamme 6. Le procédé d'utilisation conforme à l'invention de ce dispositif sera décrit ci-dessous en se référant aux figures 2a à 2d. Selon la figure 2a, après un temps de latence to déterminé, l'unité électronique d'actionnement 7 commande l'établissement, selon la flèche c, d'une tension V aux bornes A et B du fil résistif 1. Après cet établissement, l'unité 7 bascule alternativement le fil résistif 1 dans le circuit d'allumage 5, selon la flèche a (mode allumage) et dans le circuit de détection de flamme 6 selon la flèche b (mode détection). Tant que la flamme 4 demeure éteinte, la tension V est ainsi alternativement appliquée au circuit d'allumage 5 et au circuit de détection de flamme 6. Par suite dans ces circuits, et jusqu'à temps tl, les variations de la tension appliquée en fonction du temps présentent respectivement l'allure en créneau représentée sur les figures 2b et 2c. Le circuit 6 étant ouvert, le courant circulant dans celui-ci est alors nul comme représenté sur la figure 2d. Selon la figure 2d, au temps tl, on observe le passage d'un courant I dans le circuit de détection de flamme 6 cette présence signifie que ce circuit a été fermé suite à l'ionisation consécutive à l'allumage de la flamme. Un signal indicateur de la présence d'une flamme est alors transmis, selon la flèche f, à l'unité électronique d'actionnement 7 qui, en réponse, commande le basculement du dispositif en mode détection, ce qui signifie que la tension V est constamment appliquée au circuit de détection de flamme 6 afin de permettre un contrôle constant de la présence de la flamme 4, comme représenté sur les figures 2b et 2c. Ce mode est ensuite conservé jusqu'à ce que l'on observe, à l'instant t2 une chute brusque du courant circulant dans le circuit de détection de flamme 6 révélant la réouverture de ce circuit et donc l'extinction de la flamme 4. Un signal indiquant l'extinction de la flamme 4 est alors immédiatement transmis selon la flèche f à l'unité électronique d'actionnement 7 qui, en réponse, recommande l'actionnement alternatif du circuit d'allumage 5 selon la flèche d et du circuit de détection de flamme 6, selon la flèche e, ce jusqu'à l'instant t3 pour lequel on constate une recirculation d'un courant I dans le circuit 6 révélant le réallumage de la flamme 4. Ce processus est ainsi réitéré pendant toute la durée du test. Il est à noter que, de manière non représentée sur les figures, l'unité électronique d'actionnement 7 est susceptible de couper automatiquement l'alimentation en gaz combustible de la conduite de distribution 3 et d'arrêter un essai en cours, lorsque la flamme n'a pas été allumée ou réallumée après une durée déterminée. REVENDICATIONS 10) Dispositif d'allumage d'une flamme à la sortie d'une conduite de distribution d'un gaz combustible et de détection de la présence de cette flamme en particulier dans des dispositifs d'analyse physique de produits pétroliers, dispositif caractérisé en ce qu' il comporte un fil résistif (1) monté à proximité immédiate de la sortie (2) de la conduite de distribution (3) et relié, d'une part, à des organes d'allumage (5) et, d'autre part, à des organes de détection de flamme (6), ainsi qu'une unité électronique d'actionnement (7) sensible à des signaux (f) transmis par les organes de détection (6) et susceptible de commander alternativement l'actionnement de ces derniers organes ainsi que des organes d'allumage (5). 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'allumage sont constitués par un circuit électrique (5) renfermant le fil résistif (1), le passage d'un courant dans ce circuit d'allumage entraînant le chauffage de ce fil et, par suite, l'allumage de la flamme (4). 30) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les organes de détection de flamme sont constitués par un circuit (6) ouvert au niveau de la flamme (4) et renfermant le fil résistif (1), l'allumage de la flamme entraînant une ionisation provoquant la fermeture du circuit de détection tandis que l'extinction de la flamme provoque une réouverture de ce circuit. 40) Procédé d'allumage et de détection de la présence d'une flamme en utilisant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' on actionne alternativement les organes d'allumage (5) et les organes de détection de flamme (6) de préférence pendant quel ques secondes jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement (7) un signal (f) indiquant la présence d'une flamme (4), puis, on actionne en continu les organes de détection de flamme (6) jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement (7) un signal indiquant l'extinction de la flamme (4), auquel cas on réitère le processus en actionnement à nouveau alternativement les organes d'allumage (5) et les organes de détection de flamme (6). 50) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on actionne les organes d'allumage ou les organes de détection de flamme en établissant une différence de potentiel (V) entre les bornes (A, B) du fil résistif (1) et en appliquant celle-ci dans le circuit d'allumage (5) ou dans le circuit de détection de flamme (6). 60) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal (f) transmis à l'unité électronique d'actionnement (7) pour indiquer la présence ou l'absence de la flamme (4) correspond à l'intensité du courant passant dans le circuit de détection (6). 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu' en l'absence de signal indiquant l'allumage ou le réallumage de la flamme après une durée prédéterminée, par exemple après 5 à 15 secondes, on coupe automatiquement l'alimentation en gaz combustible de la conduite de distribution.