Brevet FR2824907A1 — publié le 20021122

magnétomètre à fibre optique. L'invention concerne un système auto-alimenté en énergie électrique permettant de surveiller une ou plusieurs canalisations de fluide ou un appareil o pneumatique ou hydraulique dans lequel circule un fluide sous pression, tel un gaz, et de déclencher, si nécessaire, une alarme, en particulier lorsqu'il se produit une interruption inopinée de la circulation du fluide. Dans certains cas, il est nécessaire, voire indispensable, de surveiller que la circulation d'un fluide se fait correctement au sein d'une ou plusieurs canalisations de fluide véhiculant ledit fluide ou au sein d'un circuit de fluide agencé au sein d'un appareil, d'un dispositif ou d'une installation hydraulique ou pneumatique, tel qu'un appareil médical d'assistance respiratoire. Actuellement, cette surveillance peut être réalisée à l'aide de systèmes alimentés électriquement par une source de courant extérieure ou par des piles o devant être changées réqulièrement. Or, un tel système n'est pas idéal car il ne peut pas être utilisé dans certains cas. Ainsi, un tel système alimenté par une source électrique extérieure ne peut être mis en _uvre que lorsqu'une telle source se trouve à proximité, ce qui n'est pas toujours le cas. Par ailleurs, un tel système ne peut pas non plus être utilisé lorsque l'environnement est très humide ou dangereux et ce, pour des raisons évidentes de sécurité liées à la nécessité d'utiliser de l'électricité pour alimenter le système. De plus, un tel système de surveillance alimenté électriquement par une so source de courant électrique est dépendant du bon fonctionnement de cette source de courant et est. dès lors, inopérant dès que cette source ne remplit plus son rôle, en particulier en cas de coupure du courant réseau ou, selon le cas, lorsque les piles ou les accumulateurs d'énergie sont complètement déchargés. Enfin, I'énergie électrique devant être amenée puisque sur le site o est 3 5 installé le système de surveillance, des câbl ages ou d' autres moyens de raccordements et d'amenee de courant sont souvent nacessaires, ce qui tend à complexifier l'installation et donc augmenter son coût, ainsi que les opérations de maintenance et d'entretien nécessaires par la suite. s Le problème qui se pose alors est de proposer un système de surveillance de canalisation ou d'appareil pneumatique ou hydraulique amélioré, qui soit simple de conception, assure une sécurité accrue, puisse être utilisé dans tout type d'environnement et de coût peu élevé. La solution de l'invention est alors un système de surveillance auto o alimenté en électricité permettant d'assurer un suivi du débit dun fluide au sein d'au moins une partie d'au moins une ligne de circulation de fluide véhiculant ledit fluide comprenant: - des moyens générateurs de courant électrique, agencés sur ladite ligne, . permettant de générer un courant électrique lorsque le fluide circule dans ladite - s ligne en utilisant la pression et le débit de fluide, - des moyens accumulateurs de courant électrique coopérant avec les moyens générateurs de courant pour accumuler et conserver au moins une partie - de l'énergie électrique produite par lesdits moyens générateurs de courant; et - des moyens indicateurs de débit eVou de pression consommant du . - o courant électrique durant leur fonctionnement normal et alimentés en ledit courant électrique servant à déterminer et/ou à indiquer à un utilisateur au moins une :- valeur de débit du fluide véhiculé par ladite ligne, lesdits moyens indicateurs étant - alimentés en courant électrique par lesdits moyens accumulateurs de courant - lorsque le débit et/ou la pression de fluide dans la ligne n'est pas suffisante pour s permettre de générer un courant électrique suffisant à une alimentation minimale desdits moyens indicateurs de débit eVou pression. --^ Selon le cas, le système de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs ..-. :. - -- des caractéristiques suivantes: - lesdits moyens générateurs de courant électrique comprennent au moins une turbine aménagée sur le trajet du fluide; - les moyens accumulateurs de courant comprennent au moins un -- - accumulateur d'énergie; :: - au moins un accumulateur d'énergie est choisi parmi les condensateurs, les batteries ou analogues, en fonction de l'autonomie désirée et les capteurs ou afficheurs utilisés; - les moyens indicateurs de débit et/ou pression comprennent des moyens - d'affichage d'au moins une information; À,. - . :. s - les moyens d'affichage comportent un ou plusieurs voyants lumineux ou au moins un écran à cristaux liquides; - des moyens d'alarme sonore ou visuelle permettant d'alerter l'utilisateur lorsque le débit de fluide s'interrompt dans la ligne de fluide; - les moyens générateurs de courant, les moyens accumulateurs de o courant et les moyens indicateurs de débit eVou de pression sont agencés au sein d'un bo^'tier comprenant une entrée et une sortie de fluide communiquant l'une avec l'autre par le biais d'une ligne interne de fluide sur laquelle sont aménagés lesdits moyens générateurs de courant. Par ailleurs, I'invention porte aussi sur un procédé de surveillance du. débit eVou de la pression d'un fluide au sein d'au moins une ligne véhiculant ledit fluide, dans lequel: (a) on génère de l'énergie électrique en utilisant le débit et la pression du fluide circulant dans la ligne, (b) on accumuie au moins une partie de l'énergie générée à l'étape (a), o (c) on utilise au moins une partie de l'énergie stockée à l'étape (b) pour alimenter des moyens indicateurs de pression eVou de débit de fluide consommant de l'énergie électrique durant leur fonctionnement, lorsque le débit eVou la pression du fluide circulant dans la ligne est insuffisant pour générer de la quantité d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement normal desdits s moyens indicateurs. Selon le cas, le procédé peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes: - une étape de déclencher au moins une alarme sonore et/ou visuelle; - le fluide est un gaz ou un mélange gazeux; o De plus, I'invention concerne aussi une utilisation d'un système selon l'invention pour surveiller la circulation d'un fluide dans au moins une canalisation de fluide ou dans au moins une partie d'une ligne ou d'un circuit de fluide agencé au sein d'un dispositif pneumatique ou hydraulique convoyant ledit fluide. En particulier, le dispositif est un appareil médical d'assistance respiratoire. Le principe de l'invention va maintenant être décrit plus en détail, en référenGes à la figure illustrative annexée. La présente invention repose sur l'utilisation d'un capteur de débit du type volumétrique comme générateur de courant pour alimenter des capteurs ou systèmes d'alarme. Dans le cas de fluide inflammable, les parties électriques en contact avec le gaz sont isolées pour ne pas créer d'étincelles. L'alimentation électrique traditionnelle n'est alors plus nécessaire supprimant par la même les o risques inhérents (voltage, risque de coupure, autonomie), ainsi que les installations compliquées ou coûteuses. Cette source de courant alimente les indicateurs eVou alarme surveillant la canalisation ou même une autre canalisation proche. Il est en effet fréquent d'avoir des canalisations de différents gaz placées en parallèle et il peut être intéressant, alors d'utiliser une canalisation plutôt qu'une autre comme source de production du courant électrique. Une capacité ou un condensateur emmagasine du courant lors de passage de gaz dans la canalisation pour alimenter l'indicateur de pression, lorsqu'il n'y a plus de débit. Dès lors, alimenter le débitmètre n'est plus vraiment utile sauf si l'on o veut clairement indiquer "débit = 0". En cas d'insuffsance du moyen de stockage de l'énergie, il est possible de créer à tout moment du courant électrique au moyen d'une vanne faisant volontairement une fuite; I'indication du débit doit alors être soit coupée, soit corrigée, la fuite-faussant l'indication du débit de gaz utile. s La figure annexce schématise une application o leprincipe de génération de courant de l'invention est utilisé pour alimenter un bo^tier 1 de surveillance de canalisation 2 o les paramètres surveillés sont la pression et le débit dans la canalisation 2. Toutefois, il est à souligner qu'il est possible de rendre tout aussi autonome des alarmes ou analyseurs de gaz sur des canalisations comme sur des appareils portatifs domestiques ou non. Plus précisément, une turbine 3 agencée dans le bo^tier 1 sur le trajet 2 de fluide, ici un gaz sous pression, remplit ici les fonctions de générateur de courant et de capteur de débit. Un signal de débit de gaz capté par la turbine 3 est transmis à un indicateur 5 de débit via des moyens de liaison 4 adéquats, tels une liaison électrique. L'indicateur 5 peut être par exemple un ou plusieurs voyants de couleur indiquant un état de bon ou mauvais fonctionnement, ou encore un indicateur à cristaux liquides indiquent en même temps ou en alternance les informations issues des différents capteurs placés sur le trejet 2 de fluide. Selon le cas, I'indicateur 5 peut aussi être remplacé par un transmetteur qui communique par un moyen électromagnétique (radio, induction..) compatible avec l'environnement de l'installation, ses informations à une centrale ou à un indicateur o déporté. Tant que le gaz circule dans la canalisation 2 depuis l'entrée 1a du bo^'tier 1 vers la sortie 1b, la turbine 3 remplit ses fonctions, et l'indicateur 5 permet à un opérateur de visualiser le débit du gaz, alors que de l'énergie électrique générée par la turbine 3 est stockée par l'accumulateur 10.. s Un indicateur 6 de pression relié à la ligne 2 en aval de la turbine 3 permet à l'opérateu r de con na^tre l a pressi on du g az da ns la can al isatio n 2. Lorsque le débit de gaz s'interrompt dans la canalisation 2, alors la turbine 3 ne remplit plus ses fonctions et de l'énergie électrique accumulée par l'accumulateur 10 d'énergie peut alors être utilisée, d'une part, pour alimenter les o indicateurs de débit 5 et/ou de pression 6 de manière à y provoquer l'affchage d'une information d'absence de circulation de fluide et/ou de pression et, d'autre part, pour alimenter des alarmes ou analogues servant à alerter un opérateur d'un éventuel dysfonctionnement de l'installation. Avantageusement, il peut être souhaitable d'aménager dans le botier 1, s une ligne de mise à l'atmosphère ou ligne de purge 14 communiquant (en 16) soit avec l'atmosphère, soit avec un réseau ou un réservoir dé gaz, selon que le fluide véhiculé est compatible ou non avec l'environnement de l'installation, ladite ligne de purge 14 étant commandée par une vanne 15 autorisant ou non le passage du fluide vers le site de sortie (en 16) de la ligne de purge 14. so Sur la figure, on voit en outre que, dans ce cas, le bo^tier 1 incorpore un moyen de commande 17, tel un bouton rotatif à actionnement manuel, agissant simultanément sur la ligne purge 14, 15, 16 et sur le calcul d'un débit 18 pour permettre des indications (en 5) même lorsqu'il n'y a pas de débit dans la canalisation 2 principale et que l'accumulateur/batterie 10 est déchargé. ss Les applications de la présente invention sont nombreuses et celle-ci peut constituer par exemple un générateur de courant pour des appareillages de surveillance de fluide (contrôle de pression ou de débit, ou analyseur) dans les réseaux de gaz industriels ou médicaux déjà existants o une installation électrique est coûteuse, compliquée ou inesthétique) ou équiper un système de contrôle de pression, de débit ou tout autre dispositif nécessitant un faible courant, sur des matériels autonomes, portatifs ou non, mettant en _uvre des gaz qui utilisent des petits composants électriques (appareils médicaux déambulatoires o avec alarme, bouteilles de gaz d'urgence) o l'ajout d'une pile ou d'une batterie est impossible ou trop coûteux ou manquant d'autonomie ou pas suffisamment fiable. Pour les applications précédentes, il est possible, lorsque cela est nécessaire d'utiliser la turbine comme capteur de débit, sans l'installation de capteur supplémentaire. Toutefois, I'invention est aussi applicable à l'allumage ou l'entretien de flamme pour les dispositifs domestiques (gazinière, réchaud...) ou industriels (poste de soudure, veilleuse..) o une sortie de gaz inflammable non enflammoe est dangereuse. On peut par exemple raccorder le dispositif proposé à un o générateur d'étincelles pour qu'à chaque fois qu'il y a échappement de gaz, la flamme soit allumée, sans oubli ou retard possible. Par ailleurs, pour des raisons de coût ou d'encombrement, le capteur de débit 5 peut être un simple ventilateur avec pales et moteur utilisé comme générateur de tension, proportionnelle au flux de fluide traversant le bo^tier 1. s REVENDICATIONS 1. Système de surveillance auto-alimenté en électricité permettant d'assurer un suivi du débit d'un fluide au sein d'au moins une partie d'au moins une ligne (2) to de circulation de fluide véhiculant ledit fluide comprenant: - des moyens générateurs (3) de courant électrique, agencés sur ladite ligne (2), permettant de générer un courant électrique lorsque le fluide circule dans ladite ligne (2) en utilisant la pression et le débit de fluide? - des moyens accumulateurs (10) de courant électrique coopérant avec les moyens générateurs (3) de courant pour accumuler et conserver au moins une partie de l'énergie électrique produite par lesdits moyens générateurs (3) de courant; et - des moyens indicateurs (5,6) de débit eVou de pression consommant du cou rant électriq ue d u rant leur fonction nement normal et alimentés en ledit courant o électrique servant à déterminer eVou à indiquer à un utilisateur au moins une valeur de débit du fluide véhiculé par ladite ligne (2), lesdits moyens indicateurs (5,6) étant alimentés en courant électrique par lesdits moyens accumulateurs (10) de courant lorsque le débit eVou la pression de fluide dans la ligne (2) n'est pas suffsante pour permettre de générer un courant électrique suffsant à une s alimentation minimale desdits moyens indicateurs (5,6) de débit eVou pression. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens générateurs (3) de courant électrique comprennent au moins une turbine aménagée sur le trajet (2) du fluide. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens o accumulateurs (10) de courant comprennent au moins un accumulateur d'énergie. 4. Système selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens indicateurs (5,6) de débit eVou pression comprennent des moyens d'affchage d'au moins une information. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'affchage comportent un ou plusieurs voyants lumineux ou au moins un écran à cristaux liquides. s 6. Système selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens d'alarme sonore ou visuelle permettant d'alerter l'utilisateur lorsque le débit de fluide s'interrompt dans la ligne (2) de fluide. 7. Système selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les moyens générateurs (3) de courant, les moyens accumulateurs (10) de o courant et les moyens indicateurs (5,6) de débit eVou de pression sont agencés au sein d'un bo^'tier (1) comprenant une entrée (1a) et une sortie (2a) de fluide communiquant l'une avec l'autre par le biais d'une ligne (2) interne de fluide sur laquelle sont aménagés lesdits moyens générateurs de courant (3). 8. Procédé de surveillance du débit eVou de la pression d'un fluide au sein s d'au moins une ligne (2) véhiculant ledit fluide, dans lequel: (a) on génère de l'énergie électrique en utilisant le débit et la pression du fluide circulant dans la ligne (2), (b) on accumule au moins une partie de l'énergie générée à l'étape (a), (c) on utilise au moins une partie de l'énergie stockée à l'étape (b) pour o alimenter des moyens indicateurs (5,6) de pression eVou de débit de fluide consommant de l'énergie électrique durant leur fonctionnement, lorsque le débit eVou la pression du fluide circulant dans la ligne (2) est insuffsant pour générer de la quantité d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement normal desdits moyens indicateurs (5,6). s 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en çe qu'il comporte une étape de déclencher au moins une alarme sonore eVou visuelle. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le fluide est un gaz ou un mélange gazeux. 11. Utilisation d'un système selon l'une des revendications 1 à 7 pour surveiller la circulation d'un fluide dans au moins une canalisation (2) de fluide ou dans au moins une partie d'une ligne ou d'un circuit de fluide agencé au sein d'un dispositif pneumatique ou hydraulique convoyant ledit fluide. 12. Utilisation selon la revendication 11, dans laquelle le dispositif est un