Brevet FR2860868A1 — publié le 20050415

- 1 - La présente invention concerne un dispositif pour contrôler la dérive d'un organe de mesure du débit et/ou du volume d'un fluide caloporteur ou non s'écoulant dans une conduite et/ou calibrer ledit organe de mesure. Dans le domaine de la métrologie hydraulique, il est bien connu que les compteurs mesurant le débit et/ou le volume d'un fluide s'écoulant dans une conduite peuvent présenter au cours du temps, en raison de l'usure de certaines parties mécaniques des compteurs ou du dépôt de particules solides sur lesdites parties mécaniques des compteurs, une dérive de la précision des débits et/ou du volume mesuré. A cet égard, il a été constaté que lorsque des erreurs de mesure apparaissent du fait d'une dérive dans le temps des compteurs, celles-ci sont généralement à l'avantage du client. De même, les compteurs dits statiques peuvent présenter au cours du temps des variations significatives de leur précision du fait, par exemple, de dépôts parasites affectant la qualité du signal mesuré ou de la dérive des composants critiques intervenant dans la chaîne de mesure tels que les capteurs, les moyens électroniques, etc... Afin de vérifier la métrologie hydraulique du compteur, il est usuel de démonter ledit compteur, de le transporter pour effectuer un essai sur un banc adapté, puis, s'il est conforme, de le réinstaller et, dans le cas contraire, de le recalibrer préalablement à sa réinstallation. On comprend bien qu'une telle vérification de la métrologie hydraulique d'un compteur est particulièrement longue et onéreuse. L'un des buts de l'invention est donc de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif pour contrôler la dérive d'un organe de mesure du débit et/ou du volume d'un fluide s'écoulant dans une conduite de conception simple et peu onéreuse et permettant de vérifier rapidement la métrologie hydraulique dudit compteur sans le démonter. A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif pour calibrer et/ou contrôler la dérive d'un organe de mesure du débit et/ou du volume d'un BOT-FR-2 - TEXTE DEPOSE - 2 - fluide caloporteur ou non, renouvelable ou non, s'écoulant dans une conduite formant un circuit ouvert ou fermé, ledit organe de mesure étant placé sur la conduite, remarquable en ce qu'il comporte une unité dite fixe placée sur la conduite et apte à accueillir des moyens de mesure du débit et/ou du volume du fluide s'écoulant dans la conduite connectée à une unité dite amovible comprenant des moyens de lecture de la mesure du débit et/ou du volume sur l'organe de mesure et des moyens de traitement des informations pour mesurer l'écart entre le débit et/ou le volume mesuré au cours d'un temps de référence par des moyens de mesure de l'unité fixe et le débit et/ou le volume mesuré par l'organe de mesure au cours dudit temps de référence. On comprend bien que pour vérifier la métrologie hydraulique d'un organe de mesure, il suffit de connecter la partie amovible à la partie fixe, d'effectuer une ou plusieurs mesure du débit et/ou du volume et de les comparer aux valeurs correspondantes initialement mesurées et/ou du volume lues à partir de l'organe de mesure pour connaître l'existence d'une dérive sur ledit organe de mesure limitant ainsi le démontage, puis la vérification et finalement le remontage dudit organe de mesure. Par ailleurs, les moyens de traitement des informations de l'unité mobile consistent de préférence en un calculateur électronique et l'unité fixe est placée sur la conduite en amont, en aval ou sur l'organe de mesure. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution données à titre d'exemples non limitatifs du dispositif pour calibrer ou contrôler la dérive d'un organe de mesure suivant l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique du 35 dispositif pour calibrer ou pour contrôler la dérive d'un compteur d'énergie thermique d'un réseau de chauffage ou de climatisation, - la figure 2 est une représentation schématique BOT-FR-2 TEXTE DEPOSE - 3 - d'une variante d'exécution du dispositif pour calibrer ou pour contrôler la dérive d'un compteur d'eau mécanique, - la figure 3 est une représentation schématique d'une dernière variante d'exécution du dispositif conforme à l'invention pour calibrer ou pour contrôler la dérive d'un compteur d'eau muni d'un index électronique ou d'un compteur d'eau statique. En référence à la figure 1, on décrira un dispositif pour calibrer et/ou pour contrôler la dérive d'un compteur d'énergie thermique 1 monté sur la conduite 2 d'un réseau fermé 3 comprenant une unité de production d'énergie thermique 4 telle qu'un réseau de chauffage ou de climatisation. Le compteur d'énergie thermique 1 est composé de deux sondes de température, une première sonde 5 d'entrée et une seconde sonde 6 de retour, lesdites sondes consistant par exemple en des thermorésistances respectivement positionnées en amont et en aval de la partie du réseau de production de l'énergie thermique d'un consommateur 7. Le compteur 1 comprend, par ailleurs, des moyens de mesure du débit 8 de fluide caloporteur s'écoulant dans la conduite 2 du réseau 3, positionnés en aval de la partie du réseau du consommateur 7 et légèrement en amont de la sonde de température dite de retour 6, et un calculateur 9 connecté aux sondes de température d'entrée 5 et de retour 6 et aux moyens de mesure du débit 8 afin de calculer la puissance et l'énergie consommée par le consommateur, ladite puissance étant égale à un coefficient K dépendant des caractéristiques physiques du fluide caloporteur multipliée par le débit mesuré par les moyens de mesure de débit et multipliée par le gradient de température mesurée entre la sonde de température de retour 6 et la sonde de température d'entrée 5. On notera que le calcul de l'énergie consiste à intégrer la puissance sur une période de référence. Il est bien évident que les sondes de température peuvent consister dans tout moyen approprié bien connu de l'Homme du Métier sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, afin de vérifier la métrologie du compteur BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE 9 - d'énergie thermique 1, il convient de vérifier d'une part la précision de la mesure du gradient de température correspondant à la différence des températures mesurées par la sonde de température d'entrée 5 et de retour 6 et, d'autre part, de vérifier la précision de la mesure du débit desdits moyens de mesure du débit 8. S'agissant de la vérification de la précision de la mesure du gradient de température, cette dernière comprend une étape de vérification de la conformité des sondes de température 5,6 et une étape de vérification de la conformité du calculateur 9 du capteur thermique 1. L'étape de vérification de la conformité des sondes de température 5 et 6 peut être effectuée en positionnant des sondes de référence 5' et respectivement 6' sur le réseau à proximité des sondes de température d'entrée 5 et respectivement de retour 6, lesdites sondes de température de référence 5' et 6' consistant par exemple en des thermorésistances et étant connectées à un calculateur externe 9 afin de comparer les mesures effectuées par lesdites sondes de référence 5',6' aux mesures effectuées par les sondes de température d'entrée 5 et de retour 6 du compteur 1. Ainsi, la dérive éventuelle de la mesure du gradient de température est calculée en comparant les valeurs obtenues par le calculateur 9 du capteur thermique 1 avec les valeurs obtenues par le calculateur externe 9'. Quant à l'étape de vérification de la conformité du calculateur 9 elle peut être effectuée en déconnectant les sondes de température 5 et 6 dudit calculateur et en connectant des résistances de précision 5" et 6" qui correspondent chacune à une température de référence. Ainsi, on vérifie la conformité du calculateur 9 en s'assurant que ce dernier convertit correctement les signaux émis par les résistances 5" et 6" en températures. Afin de vérifier les mesures du débit fournies par les moyens de mesure de débit 8 du compteur d'énergie thermique 1, le dispositif suivant l'invention est constitué d'une unité dite fixe 10 placée sur la conduite 2 en aval du compteur d'énergie thermique 1 et apte à BOT-FR-2 - TEXTE DEPOSE - 5 - accueillir des moyens de mesure amovibles 11 du débit du fluide s'écoulant dans la conduite 2 connectés à une unité dite mobile 12 comprenant des moyens de lecture 13 de la mesure du débit fournie par les moyens de mesure du débit 8 du compteur d'énergie thermique 1 et des moyens de traitement des informations 14 pour mesurer l'écart entre le débit mesuré au cours d'un temps de référence par les moyens de mesure 11 de l'unité fixe 10 et le débit mesuré par le compteur d'énergie thermique 1 au cours du même temps de référence. Les moyens de traitement des informations 11 de l'unité mobile 12 consistent dans un second calculateur apte à être connecté au calculateur 9 du compteur d'énergie thermique 1 pour lire la mesure du débit relevé par les moyens de mesure du débit 8 du calculateur 9 du compteur d'énergie thermique 1. Le second calculateur 14 peut avantageusement procurer une analyse et une mise en forme des résultats qui sont affichés sur un écran 15 du type LCD par exemple, afin de permettre à l'opérateur une exploitation immédiate de ces résultats. Il va de soi que la partie fixe 10 du dispositif peut être placé en amont du compteur d'énergie thermique 1 ou être solidaire dudit compteur d'énergie thermique 1 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. De plus, il est bien évident que les sondes de référence 5' et 6' peuvent être connectées au calculateur 14 de l'unité mobile 12 afin de comparer les mesures effectuées par ces sondes de référence 5',6' aux mesures des sondes de température d'entrée 5 et de retour 6 du compteur 1 sans sortir du cadre de l'invention. Afin de vérifier la métrologie d'un compteur d'eau positionné sur une canalisation, le dispositif conforme à l'invention est, en référence à la figure 2, constitué de la même manière que précédemment d'une unité dite fixe 10 placée sur la conduite 2 en amont d'un compteur d'eau mécanique 1 et apte à accueillir des moyens de mesure 11 du volume du fluide s'écoulant dans la conduite 2 connectés à une unité dite mobile 12 comprenant des moyens de lecture 13 de la mesure du volume sur le compteur d'eau BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE - 6 - mécanique 1 et des moyens de traitement des informations 14 pour mesurer l'écart entre le volume mesuré au cours d'un temps de référence par les moyens de mesure de l'unité fixe 10 et le volume mesuré par le compteur d'eau mécanique 1 pendant le même temps de référence. Les moyens de lecture 13 de la mesure du volume du fluide sont constitués par exemple de moyens de lecture optique aptes à détecter le passage de chaque secteur contrasté du disque 16 du compteur mécanique 1 qui est entraîné en rotation suivant un angle équivalent à un secteur contrasté par chaque unité de volume du fluide traversant ledit compteur 1 puis à générer une impulsion électrique qui est transmise aux moyens de traitement des informations qui consiste avantageusement en un calculateur électronique. De plus, l'unité fixe 10 consiste de préférence en un corps de compteur dit statique apte à accueillir des moyens de mesure amovibles 11 consistant au moins en une paire de transducteurs ultrasoniques connectés à l'unité mobile 12. Selon une variante d'exécution, l'unité fixe 10 peut consister en un corps de compteur statique et les moyens de mesure amovibles 11 peuvent consister alors en au moins une paire d'électrodes et au moins une paire de bobines connectées aux moyens de traitement des informations 14, c'està-dire au calculateur électronique. Selon une seconde variante d'exécution du dispositif conforme à l'invention, l'unité fixe 10 peut consister en un corps de compteur statique muni d'au moins une paire d'électrodes et les moyens de mesure amovibles 11 peuvent consister alors en au moins une paire de bobines, ladite paire d'électrodes et ladite paire de bobines étant connectées au calculateur électronique 14 de l'unité mobile 12. Selon une autre variante d'exécution du dispositif suivant l'invention, les moyens de lecture 13 de la mesure du volume du fluide sont constitués d'un dispositif émetteur d'impulsions électriques tel qu'un relais reed par exemple, ledit dispositif émetteur d'impulsions générant une impulsion pour chaque unité de volume mesuré qui est BOT-FR-2 - TEXTE DEPOSE - 7 transmise au calculateur électronique 14 de l'unité amovible 12. Selon une autre variante d'exécution du dispositif conforme à l'invention, en référence à la figure 3, pour vérifier la métrologie d'un compteur d'eau 1 dit statique ou d'un compteur d'eau 1 à index électronique, c'està-dire un compteur d'eau équipé d'un totalisateur électronique 17, les moyens de lecture 13 du dispositif du volume du fluide sont constituées de moyens de lecture des impulsions émises par l'index électronique 17 du compteur 1, chaque impulsion correspondant à une unité de volume mesuré, de sorte que les moyens de traitement des informations 14, c'est-à-dire le calculateur électronique, déterminent le volume du fluide mesuré par le compteur d'eau 1 en intégrant le nombre d'impulsions au cours d'une période de référence. Selon une dernière variante d'exécution du dispositif conforme à l'invention, non représentée, les moyens de lecture 13 de la mesure du volume du fluide de la partie mobile 12 peuvent être constitués d'une interface électronique munie d'un protocole de communication apte à transmettre aux moyens de traitement des informations 14 la valeur de l'index électronique du compteur d'eau 1 au début et à la fin d'une période de référence, les moyens de traitement des informations 14, c'est-à-dire le calculateur électronique, déterminant alors la mesure du volume du compteur d'eau 1 en soustrayant la valeur de l'index électronique du compteur d'eau relevé au début de la période de référence à la valeur de l'index électronique relevé à la fin de ladite période de référence. De manière particulièrement avantageuse, afin de vérifier la métrologie des organes de mesure dans leurs différentes plages de débit, le dispositif peut comprendre sur la conduite 2 en amont ou en aval de l'organe de mesure un by-pass muni d'une vanne à trois voies, une vanne de régulation du débit placé sur la conduite 2 ou tout autre dispositif permettant de faire varier le débit dans l'organe de mesure. De plus, il est bien évident que l'unité dite fixe 10 BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE - 8 - peut consister dans l'organe de mesure 1 dont le corps comprend des zones constituées de cavités, méplats ou similaires aptes à accueillir les différents éléments de l'unité dite mobile 12 sans sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, les unités fixe 10, les moyens de mesure amovibles 11 et l'unité mobile 12 sont avantageusement raccordés à un étalon métrologique. Enfin, il va de soi que le dispositif pour calibrer ou pour contrôler la dérive d'un organe de mesure pourra être adapté à un organe de mesure du débit et/ou du volume d'un fluide quelconque s'écoulant dans une conduite formant un circuit ouvert telle qu'une pompe à essence par exemple, et que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant au domaine d'application de l'invention. BOT-FR-2 - TEXTE DEPOSE - 9 REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour calibrer et/ou contrôler la dérive d'un organe de mesure (1) du débit et/ou du volume d'un fluide caloporteur ou non, renouvelable ou non, s'écoulant dans une conduite (2) formant un circuit ouvert ou fermé, ledit organe de mesure (1) étant placé sur la conduite (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité dite fixe (10), placée sur la conduite (2) et apte à accueillir des moyens de mesure amovibles (11) du débit et/ou du volume du fluide s'écoulant dans la conduite (2) connectés à une unité dite mobile (12) comprenant des moyens de lecture (13) de la mesure du débit et/ou du volume sur l'organe de mesure (1) et des moyens de traitement des informations (14) pour mesurer l'écart entre le débit et/ou le volume mesuré au cours d'un temps de référence par les moyens de mesure amovibles (11) placés sur l'unité fixe (10) et le débit et/ou le volume mesuré par l'organe de mesure (1) au cours dudit temps de référence. 2 - Dispositif suivant la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend un by-pass muni d'une vanne à trois voies placées sur la conduite (2) d'un circuit fermé ou ouvert en amont de l'organe de mesure (1). 3 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une vanne de régulation du débit placée sur la conduite (2) d'un circuit fermé ou ouvert en amont de l'organe de mesure (1). 4 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 3 caractérisé en ce l'unité fixe (10), les moyens de mesure amovibles (11) et l'unité mobile (12) 30 sont raccordés à un étalon métrologique. - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications précédentes caractérisé en ce que, l'organe de mesure (1) consistant en un compteur mécanique, les moyens de lecture (13) de la mesure du débit et/ou du volume du fluide sont constitués de moyens de lecture optiques aptes à détecter le passage de chaque secteur contrasté du disque (16) du compteur mécanique (1) qui est BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE - 10 - entraîné en rotation suivant un angle équivalent à un secteur constrasté par unité de volume de fluide traversant ledit compteur (1), puis à générer une impulsion électrique qui est transmise aux moyens de traitement des informations (14). 6 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'organe de mesure (1) consistant en un compteur mécanique, les moyens de lecture (13) de la mesure du débit et/ou du volume du fluide sont constitués d'un dispositif émetteur d'impulsions électriques, ledit dispositif émetteur d'impulsions générant une impulsion pour chaque unité de volume mesurée qui est transmise aux moyens du traitement des informations (14). 7 - Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce le dispositif émetteur d'impulsions consiste en un relais reed. 8 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, l'organe de mesure (1) consistant en un compteur dit statique ou en un compteur à index électronique, les moyens de lecture (13) de la mesure du débit et/ou du volume du fluide sont constitués de moyens de lecture des impulsions émises par l'interface électronique de l'organe de mesure (1), chaque impulsion correspondant à une unité de volume et/ou de débit mesurée, de sorte que les moyens de traitement des informations (14) déterminent le débit et/ou le volume du fluide mesuré par l'organe de mesure (1) en intégrant le nombre d'impulsions au cours d'une période de référence. 9 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, l'organe de mesure (1) consistant en un compteur dit statique ou en un compteur à index électronique, les moyens de lecture (13) de la mesure du débit et/ou du volume du fluide sont constitués d'une interface électronique munie d'un protocole de communication apte à transmettre aux moyens de traitement des informations (14) la valeur de l'index électronique de l'organe de mesure (1) au début et à la fin BOT-FR-2 - TEXTE DEPOSE - 11 - d'une période de référence, les moyens de traitement des informations (14) déterminant la mesure du volume et/ou du débit de l'organe de mesure en soustrayant la valeur de l'index électronique de l'organe de mesure (1) relevée au début de la période de référence à la valeur de l'index électronique relevée à la fin de ladite période de référence. - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'unité fixe (10) consiste en un corps d'un compteur dit statique et en ce que les moyens de mesure amovibles (11) consistent au moins en une paire de transducteurs ultrasoniques. 11 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'unité fixe (10) consiste en un corps de compteur statique et en ce que les moyens de mesure amovibles (11) consistent en au moins une paire d'électrodes et au moins une paire de bobines connectées aux moyens de traitement des informations 12 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'unité fixe {10) consiste en un corps de compteur statique muni d'au moins une paire d'électrodes et en ce que les moyens amovibles (11) de mesure consistent en au moins une paire de bobines, ladite paire d'électrodes et ladite paire de bobines étant connectées au moyen de traitement des informations (14). 13 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens 30 de traitement des informations (14) consistent en un calculateur électronique. 14 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que l'unité fixe (10) est placée sur la conduite (2) en amont de 35 l'organe de mesure (1). - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que l'unité fixe (10) est placée sur la conduite (2) en aval de BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE - 12 - l'organe de mesure (1). 16 - Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que l'unité fixe est solidaire de l'organe de mesure. BOT-FR-2 -TEXTE DEPOSE