Brevet FR2799280A1 — publié le 20010406

La présente invention concerne un procédé de mesure de contenance d'un contenant, ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre. Dans les domaines alimentaires, pharmaceutiques, cosmétiques, le domaine du flaconnage et plus généralement dans l'industrie des emballages où des articles destinés à contenir un fluide gazeux ou liquide sont fabriqués ou utilisés, il peut être nécessaire de mesurer ou contrôler le volume contenants. façon usuelle, on prélève un échantillon dans un lot contenants, par exemple un flacon, on effectue la tare du contenant, on remplit d'eau, et on déduit le volume par pesée différentielle. inconvénients de ce mode opératoire sont nombreux. Ainsi, précision la mesure est sujette à des variations physiques du fait de température de l'eau, de la température du contenant ou de tout autre facteur influant notamment sur la masse volumique de l'eau. En outre, précision de la mesure est tributaire de l'opérateur du fait de l'existence ménisque, de la présence de bulles ou de l'eau mouillant les parois externes lors de la pesée. De plus, l'échantillon pollué par l'eau après la mesure est parfois difficile à remettre dans le cycle de production. Enfin, ce genre de contrôle est difficilement automatisable et cette méthode usuelle étant contraignante pour l'opérateur, seul un contrôle statistique est envisageable, ce qui exclut le controle systématique lors de la production de série. procédé de l'invention remédie aux divers inconvénients cités ci- dessus. La présente invention concerne un procédé de mesure du volume d'un contenant creux comportant au moins les étapes suivantes - l'obturation de l'ouverture du contenant à une pression Pl ; - l'application au contenant d'une pression P2 sensiblement différente de depuis un générateur de pression, au travers d'un dispositif genérant une perte de charge ; - la mesure du laps de temps séparant le début de l'application de la pression P2 et le déclenchement d'un capteur de pression Pc ; - et la conversion du temps en volume selon une formule prédéterminée. Le procédé peut être facilement mis en oeuvre sur la ligne production des contenants, des flacons par exemple, ou hors ligne. permet notamment une mesure systématique et précise du volume contenants. La précision de la mesure effectuée par le procédé l'invention est indépendante des variations des conditions physiques et de l'adresse ou de l'expérience de l'opérateur. Enfin, ce procédé ne provoque pas de pollution du contenant. Comme cela apparaîtra par la suite, pour des contenants rigides, la formule reliant le temps au volume du contenant est linéaire. Le procédé peut comporter l'étalonnage préalable du capteur de pression P, disposé entre le dispositif générant une perte de charge et l'ouverture du contenant. L'invention concerne également une installation de mesure du volume d'un contenant creux pourvu d'une ouverture comportant au moins un générateur de pression, une canalisation reliant le générateur à l'ouverture du contenant, un dispositif générant une perte de charge disposé sur la canalisation, un capteur de pression disposé sur la canalisation entre le dispositif générant une perte de charge et l'ouverture du contenant, et un dispositif de mesure du temps. Le procédé de l'invention sera mieux compris à la lecture de la description détaillée ci-après et au vu de la figure annexée. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'une installation de mise en oeuvre du procédé. La figure 2 représente l'abaque permettant la conversion du temps en volume par le procédé de l'invention illustré à la figure 1. Dans le mode de réalisation mis en oeuvre dans une installation schématisée à la figure 1, c'est un flacon 6 dont on cherche à déterminer le volume. Le flacon 6 est présenté sur un socle 10, et un obturateur 7 d'étanchéité est descendu sur la bague 8 flacon 6 par un vérin pneumatique non représenté. Avant la mesure, pression atmosphérique Pl règne dans le flacon. L'obturateur 7 est relie par une canalisation 9 à l'orifice calibré 5, lui-même relié au venturi 1 une canalisation 3. Un capteur de pression est 4 est installé sur la canalisation 9. Le vide est généré par un venturi 1 alimenté une pression régulée à 5,2 x 105 Pa. La pression peut être fournie des moyens usuels non représentés, par l'air comprimé réseau à 7.105 Pa, détendu par un détendeur à 5,2.105 Pa. Une électrovanne 2 est positionnée sur le circuit délivrant la pression. Un certain laps de temps s écoule entre le début de l'opération où la pression est Pl dans le flacon la fin de celle-ci où la pression à l'intérieur du flacon est P, On mesure le temps tc nécessaire pour atteindre la pression de déclenchement du capteur de pression 4 avec P2 Avec une telle installation, l'orifice calibré étant une pastille de 0,5 mm de diamètre, à une pression ambiante de 103500 Pa, on a tracé la courbe de relevé temps (t,, en s) / contenance en ml) établie sur une population de 370 flacons de 0 à 150 ml représentée à la figure 2. L'équation de la droite est ici y = 19, x- 2,265, où y est le volume en ml et x le temps en seconde, avec y = Vf et x = tc. Ceci confirme le développement mathématique suivant L'équation de la pression à l'intérieur du flacon lors de l'établissement du vide s'écrit, à un instant t P = Pz+(Pl - P2)e"k uV OÙ : P2 représente la pression de vide générée par le générateur de pression ; P, pression atmosphérique t temps à partir de l'ouverture de l'électrovanne. V volume du flacon (Vf) additionné du volume des tuyauteries (Vt) = Vf + Vt, le volume des tuyauteries des canalisations étant connu ou déterminé préalablement. Le temps mesuré, t, du déclenchement du capteur à la pression Pc s'écrit Ceci confirme une loi de type linéaire. Le dispositif générant une perte de charge peut être un orifice calibré et plus particulièrement une pastille, comme la plaque portant ouverture de 0,5 mm de diamètre utilisée dans le mode de réalisati dessus, mais peuvent aussi être utilisés d'autres dispositifs générant perte charge comme des restrictions ou des tuyauteries de diamètre inférieur à celui de la canalisation. Ainsi, dans cet exemple, le diamètre intérieur de la tuyauterie portant la restriction est de 4 mm pour une longueur d'un mètre entre venturi et l'obturateur. Avec un orifice calibré percé à 0,5 mm, le temps de mesure pour un flacon de 50 cm3 est d'environ 6 s. La résolution de la mesure est de 0,01 s, ce qui conduit à une précision de l'ordre de 0,17%. Le générateur de pression peut être une pompe à vide, un venturi pour les pressions P2 inférieures à la pression atmosphérique, ou tout autre générateur de pression adéquat comme un compresseur ou un vérin. Le procédé est ici décrit pour une pression P2, inférieure à pression P, ici pression atmosphérique. Il peut toutefois être mis en ceuvre avec pressions supérieures à la pression Pl ; de plus la pression P, elle-meme n'est pas nécessairement la pression atmospherique, dans la mesure ' le procédé peut être mis en ceuvre pour des mesures de volume dans enceinte hypobare (Pl Patm). L'installation de mesure est décrite ci-dessus pour application à l'optimisation du contrôle et au contrôle systématique, par exemple en ligne, statistique, hors ligne de tout contenant rigide supportant la pressi PZ prédéterminée. Toutefois, le procédé et l'installation de l'invention s'appliquent également à des contenants déformables. Pour de tels contenants, la formule peut être non linéaire et elle peut être prédéterminée par essais, par modélisation ou par calcul. REVENDICATIONS Procédé de mesure du volume d'un contenant comportant au moins étapes suivantes - l'obturation de l'ouverture du contenant à une pression Pl ; - l'application au contenant d'une pression P2 sensiblement différente de Pl , depuis un générateur de pression, au travers d'un dispositif générant une perte de charge ; - la mesure du laps de temps séparant le début de l'application de la pression P2 et le déclenchement d'un capteur de pression Pc ; et - la conversion du temps en volume selon une formule prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contenant est rigide et la formule prédéterminée linéaire. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce comporte l'étalonnage préalable du capteur de pression P, disposé entre dispositif générant une perte de charge et l'ouverture du contenant. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé ce que pression P2 appliquée est générée par un venturi, une pompe à vide, un compresseur ou un vérin. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé ce que est sensiblement la pression atmosphérique. Installation de mesure du volume d'un contenant creux pourvu d'une ouverture comportant au moins - un générateur de pression, - une canalisation reliant le générateur à l'ouverture du contenant, - un dispositif générant une perte de charge disposé sur la canalisation, - un capteur de pression disposé sur la canalisation entre le dispositif générant une perte de charge et l'ouverture du contenant, et - un dispositif de mesure du temps. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que dispositif de perte de charge est un orifice calibré ou une tuyauterie. 8. Installation selon la revendication 6 ou caractérisée en ce que le dispositif de perte de charge est une restriction. 9. Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le générateur de pression est un venturi, pompe à vide, un compresseur ou un vérin. 10. Installation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le générateur de pression est un venturi.