Brevet FR2857095A1 — publié le 20050107

L'invention concerne un système modulaire de mesure de gaz. Un système modulaire de mesure de gaz est connu par le document DE 197 55 516 Al. Ce système de mesure de gaz comprend une unité de calcul reliée à un circuit de détection destiné à un détecteur et qui contient des instructions de programme pour traiter les données mesurées par le détecteur et traitées par le circuit de détection. Au circuit de détection est associé, dans l'unité de calcul, un module de programme interchangeable. Si un autre type de détecteur est utilisé, le détecteur et le circuit qui lui est associé sont échangés, le module de programme est retiré, et le module de programme qui correspond au nouveau détecteur est chargé dans l'unité de calcul. Les systèmes de mesure de gaz stationnaires détectent, à l'aide de différents détecteurs de gaz, différents gaz ou, par exemple, une concentration insuffisante en oxygène, et transmettent les signaux de mesure à une centrale, par l'intermédiaire d'une ligne d'acheminement des données. Afin de prendre en compte différentes tâches et de permettre d'effectuer des mesures dans des conditions spéciales, on connaît différents dispositifs techniques auxiliaires destinés à des systèmes de mesure de gaz. Ainsi, une pompe est par exemple utilisée avec une conduite de gaz associée, pour transporter des échantillons de gaz à mesurer à partir de lieux de mesure inaccessibles, vers un système de mesure de gaz. En outre, on connaît des dispositifs de communication qui servent à acheminer des données de mesure, en fonction des standards de communication utilisés, d'un système de mesure de gaz vers une centrale, ou à l'intérieur d'une installation de mesure de gaz constituée de plusieurs systèmes de mesure de gaz. L'invention a pour but de fournir un système modulaire de mesure de gaz donnant la possibilité, grâce à l'adoption, au choix, de différents modules, d'élargir de façon simple les propriétés et les possibilités d'utilisation du système de mesure de gaz. Ce but est atteint grâce à un système modulaire de mesure de gaz, 30 comprenant a) une unité de base présentant des lignes d'alimentation électrique et des lignes d'acheminement de données b) une unité de mesure équipée d'un raccord pour détecteur destiné à recevoir un détecteur de gaz électrochimique, et d'un microprocesseur, qui est reliée à l'unité de base par des attaches rapides, pour former un ensemble fonctionnel, et c) au moins un module d'agrandissement, qui est reçu par l'ensemble fonctionnel formé par les éléments de a) et de b) d) le raccord pour détecteur, en tant qu'interface, étant conçu pour que l'unité de mesure (2) puisse lire aussi bien les données analogiques d'un détecteur de gaz (4) branché directement dans le raccord pour détecteur, que les données traitées d'un module formant détecteur de gaz (5), qui mesure à distance de l'unité de mesure (2). Un avantage essentiel du système de mesure de gaz de l'invention est apporté par sa structure modulaire, avec une unité de base et des lignes d'alimentation et des lignes d'acheminement de données, unité qui est installée sur place, et qui comprend une unité de mesure enfichée et qui constitue avec l'unité de base, à l'aide d'attaches rapides, une unité fonctionnelle. En cas de besoin, les modules d'agrandissement sont enfichés dans l'unité fonctionnelle, ou enclenchés et intégrés dans celleci, ce qui ne demande que peu de mesures d'installation. Avantageusement, un module d'agrandissement est un module formant relais qui sert à mettre sous tension ou hors tension, en fonction du signal de mesure de l'unité de mesure, des appareils externes qui sont raccordés au module formant relais. Suivant une possibilité, un module d'agrandissement est un module formant pompe qui sert à transporter du gaz à mesurer en provenance, ou en direction du détecteur de gaz de l'unité de mesure, par l'intermédiaire d'au moins une conduite de gaz associée et, en particulier, par l'intermédiaire d'un adaptateur de pompe dont la direction d'écoulement est susceptible d'être inversée. Selon un mode de réalisation de l'invention, un module d'agrandissement est un module formant détecteur de gaz, présentant une liaison par câble et une interface entre le module formant détecteur de gaz et le système de mesure de gaz, afin que les signaux du module formant détecteur de gaz soient transmis au système de mesure de gaz. Selon une forme d'exécution de l'invention, au moins un module d'agrandissement est une mémoire de données ou de programme susceptible d'être enfichée ou enclenchée dans le système de mesure de gaz, et lue par ce dernier. Avantageusement, un module d'agrandissement est un module à clé ou un module de communication susceptible, en particulier, d'être enfiché ou enclenché dans le système de mesure de gaz. De façon préférée, le module à clé active des fonctions 5 supplémentaires d'évaluation et d'affichage, pour le système de mesure de gaz, qui sont déjà stockées dans le système de mesure de gaz. Selon une autre possibilité, le module de communication traduit les signaux de mesure fournis par le système de mesure de gaz en fonction du standard de communication qui est utilisé. Suivant une forme de réalisation, plusieurs systèmes de mesure de gaz, par l'intermédiaire de lignes d'acheminement de données ou de liaisons d'acheminement de données sans fil, constituent, avec une centrale, une installation de mesure de gaz. Un exemple d'exécution de l'invention va être expliqué à l'aide de la 15 figure unique, qui représente, selon une vue en trois dimensions, les composants d'un système de mesure de gaz. Les composants principaux du système modulaire de mesure de gaz sont, d'une part, l'unité de base 1, qui est équipée d'éléments mécaniques de fixation et de blocage, d'éléments formant contacts électriques pour l'alimentation électrique du système de mesure de gaz, et de lignes d'acheminement de données et, d'autre part, l'unité de mesure 2, qui contient un microprocesseur et un dispositif électronique interne présentant toutes les fonctionalités pour évaluer et traiter les signaux de mesure. Il est possible d'actionner le système de mesure de gaz grâce à 25 une télécommande 3 à transmission infrarouge. L'unité fonctionnelle du système de mesure de gaz, que constituent l'unité de base 1 et l'unité de mesure 2, est susceptible d'être agrandie par au moins un module d'agrandissement et ce, de la façon suivante. Au lieu du raccord pour détecteur qui établit une liaison avec un détecteur de gaz 4, en particulier électrochimique, on utilise, en option, un module formant détecteur de gaz 5 comprenant un ou deux détecteurs de gaz électrochimiques équipés d'un dispositif électronique de détection associé, le raccordement électrique au système de mesure de gaz s'effectuant par la liaison par câble 6 et par l'interface de capteur de l'unité de mesure 2. Cette interface est conçue pour que l'unité de mesure 2 puisse lire aussi bien les données analogiques d'un détecteur de gaz 4 branché directement dans le raccord pour détecteur, que les données traitées du module formant détecteur de gaz 5, qui mesure à distance de l'unité de mesure 2. Le module formant détecteur de gaz 5 peut fonctionner aussi bien avec un qu'avec deux détecteurs de gaz qui se différencient, par exemple, par leur sensibilité de mesure ou par leur sélectivité de mesure spécifique d'un gaz à mesurer. Le boîtier du module formant détecteur de gaz 5 est conçu de telle sorte qu'il soit possible de laisser de côté une moitié de boîtier lorsqu'on n'utilise qu'un détecteur de gaz. Sous sa forme de base, l'unité de mesure 2 est obturée, dans sa partie supérieure, par un couvercle de boîtier 7. Suivant une variante du système de mesure de gaz, le couvercle de boîtier 7 est remplacé par un module d'agrandissement se présentant sous la forme d'un module formant relais 77 qui remplit, d'une part, la fonction mécanique du couvercle de boîtier 7 et sert, d'autre part, à mettre sous tension ou hors tension, en fonction du signal de mesure de l'unité de mesure 2, des appareils externes qui sont raccordés, par des fiches, aux sorties du module formant relais 77 et, en outre, au microprocesseur et au dispositif électronique interne de l'unité de mesure 2. De préférence, les fiches sont protégées sous un couvercle rabattable du module formant relais 77. Un autre module d'agrandissement est constitué par le module formant pompe 8, qui peut être monté sous le couvercle de boîtier 7 ou sous le module formant relais 77. L'alimentation électrique de la pompe s'effectue, dans le module formant pompe 8, directement à partir du système de mesure de gaz, par l'intermédiaire de contacts enfichables, et sans alimentation électrique séparée et supplémentaire. Les conduites d'aspiration et d'alimentation 88 de la pompe, lorsque le module formant pompe 8 est enfiché, s'étendent à l'intérieur du boîtier du système de mesure de gaz et se terminent par deux ouvertures 89 à droite et à gauche du raccord pour détecteur. A l'aide d'un adaptateur de pompe 9 enfichable, le gaz à mesurer peut être envoyé vers le détecteur de gaz de l'unité de mesure 2 puis éventuellement renvoyé vers le point de prélèvement ou envoyé dans une conduite d'évacuation. La direction d'écoulement de l'adaptateur de pompe 9 peut être inversée par permutation. Les mémoires de données ou de programmes, qui se présentent sous la forme d'un module à clé 10 ou d'un module de communication 11, sont des modules d'agrandissement essentiels, qui peuvent simplement s'enficher ou s'encliqueter dans le système de mesure de gaz et peuvent être lus par celui-ci; ils remplissent différentes fonctions. Les modules à clé 10, suivant une configuration prédéterminée, permettent de disposer de fonctions logicielles supplémentaires, déjà mémorisées dans le microprocesseur de l'unité de mesure 2, comme par exemple la fonction d'une mémoire de données supplémentaire, d'une mémoire d'évènements, d'avertissements d'entretien préventif, d'un affichage plus important de valeurs mesurées. Le module de communication 11 qui est utilisé à un instant considéré, et qu'il est facile de changer, traduit les données de mesure livrées par le système de mesure de gaz dans la langue du standard de communication utilisé dans une installation de mesure de gaz comportant plusieurs systèmes de mesure de gaz et, le cas échéant, une centrale, par exemple dans les standards connus tels que le 4-20 mA, HART, Profibus et d'autres. A chaque fois, seul un module de communication 11 spécial est monté dans le système de mesure de gaz. Lorsqu'on change le standard de communication, le module de communication 11 utilisé alors est remplacé par le module qui est alors requis. Il est possible de procéder à cet équipement de façon simple, par enfichage I encliquetage. Si une installation de mesure de gaz comprend plusieurs systèmes de mesure de gaz, la communication entre les différents systèmes de mesure de gaz et, le cas échéant, avec la centrale, peut être assurée, en variante, par des lignes d'acheminement de données ou par des liaisons sans fil, en particulier par faisceaux hertziens ou par transmission infrarouge. REVENDICATIONS 1. Système modulaire de mesure de gaz, comprenant a) une unité de base (1) présentant des lignes d'alimentation électrique et des lignes d'acheminement de données b) une unité de mesure (2) équipée d'un raccord pour détecteur destiné à recevoir un détecteur de gaz (4) électrochimique et d'un microprocesseur, qui est reliée à l'unité de base (1) par des attaches rapides, pour former un ensemble fonctionnel, et c) au moins un module d'agrandissement, qui est reçu par 10 l'ensemble fonctionnel formé par les éléments de a) et de b) d) le raccord pour détecteur, en tant qu'interface, étant conçu pour que l'unité de mesure (2) puisse lire aussi bien les données analogiques d'un détecteur de gaz (4) branché directement dans le raccord pour détecteur, que les données traitées d'un module formant détecteur de gaz (5), qui mesure à distance de l'unité de mesure (2). 2. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un module d'agrandissement est un module formant relais (77) qui sert à mettre sous tension ou hors tension, en fonction du signal de mesure de l'unité de mesure (2), des appareils externes qui sont raccordés au module formant relais (77). 3. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un module d'agrandissement est un module formant pompe (8) qui sert à transporter du gaz à mesurer en provenance, ou en direction du détecteur de gaz de l'unité de mesure (2), par l'intermédiaire d'au moins une conduite de gaz associée et, en particulier, par l'intermédiaire d'un adaptateur de pompe (9) dont la direction d'écoulement est susceptible d'être inversée. 4. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un module d'agrandissement est un module formant détecteur de gaz (5), présentant une liaison par câble (6) et une interface entre le module formant détecteur de gaz (5) et le système de mesure de gaz, afin que les signaux du module formant détecteur de gaz (5) soient transmis au système de mesure de gaz. 5. Système modulaire de mesure de gaz selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un module d'agrandissement est une mémoire de données ou de programme susceptible d'être enfichée ou enclenchée dans le système de mesure de gaz, et lue par ce dernier. 6. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un module d'agrandissement est un module à clé ou un module de communication (10, 11) susceptible, en particulier, d'être enfiché ou enclenché dans le système de mesure de gaz. 7. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module à clé (10) active des fonctions supplémentaires d'évaluation et d'affichage, pour le système de mesure de gaz, qui sont déjà stockées dans le système de mesure de gaz. 8. Système modulaire de mesure de gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de communication (11) traduit les signaux de mesure fournis par le système de mesure de gaz en fonction du standard de communication qui est utilisé. 9. Système modulaire de mesure de gaz selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs. systèmes de mesure de gaz, par l'intermédiaire de lignes d'acheminement de données ou de liaisons d'acheminement de données sans fil, constituent, avec une centrale, une installation de mesure de gaz.