Brevet FR2883378A1 — publié le 20060922

La présente invention concerne l'automatisation des analyses chimiques des fluides et plus particulièrement des huiles hydrauliques des avions que j'évoquerai ici, en apportant une amélioration dans la rigueur des analyses, la traçabilité, la reproduction à l'identique de la procédure et de toutes les analyses, la rapidité, le respect constant des normes, le contrôle permanent des organes d'analyses, la juste précision nécessaire aux analyses et le respect de l'environnement, sans nécessiter une formation longue et spécialisée. Un autre intérêt du banc est que par la rapidité de sa mise en oeuvre, le produit 10 prélevé conserve ses caractéristiques et sa condition n'est pas altérée par l'attente, quelquefois de plusieurs jours, avant analyse. En effet les analyses en laboratoire approchent rarement les conditions idéales de résultats. Pour l'exemple, les analyses de particules polluant les huiles, faites plusieurs jours après le prélèvement, ne donnent jamais un résultat aussi précis qu'avec le banc. Le banc possède en plus un agitateur sans turbulence et selon un mouvement en 3 dimensions, obtenu ici par excentrique mais pouvant être obtenu par tout autre moyen. Le principe du mélange 3 axes est retenu pour le brevet Traditionnellement, les huiles hydrauliques des avions sont prélevées dans des flacons puis envoyées à un laboratoire spécialisé. Le délai pour l'obtention des résultats fait que très souvent, l'avion a quitté le hangar lorsque l'on reçoit les résultats. L'invention, un chariot mobile de 120cm x 80cm x h=1m, à pour objet d'obtenir rapidement et automatiquement, au pied de l'avion si nécessaire, toutes les analyses relatives à une procédure imposée, sans nécessité d'un opérateur spécialisé, sans manipulation d'appareils, et ce en moins de 30 minutes dont 10 minutes d'intervention de l'opérateur. Le présent brevet apporte la sécurité sur l'exécution de toute la procédure en garantissant l'ordre de la procédure, la rapidité, la répétitivité des mesures, l'exécution des analyses selon les définitions des constructeurs, avec l'obtention automatique des résultats avec l'indication des limites admissibles et en signalant les valeurs hors tolérances. Note: Dans le texte 1 'indication C-PlZsignifie; Repère C P/ci/ e Z 30 2 2883378 A - Résumé des différentes étapes du parcours TRADITIONNEL de l'échantillon sous contrôle d'un chimiste: Traditionnellement au laboratoire, la prise en main de l'échantillon dépend de son acheminement par courrier ou porteur, de la charge de travail, d'autre part le laborantin utilise des fiches de travail, manipule plusieurs appareils, introduit une dose d'huile à analyser ainsi que les réactifs dans chacun des appareils et effectue enfin les différentes manipulations d'analyses, attend la fin de ces analyses, relève par écrit les résultats, les transcrit sur un rapport puis les compare avec des tableaux de référence. La traçabilité est visuelle et manuelle. D'autre part le prélèvement n'est plus en condition d'origine et le résultat des analyses peut en être erroné. En effet l'analyse des particules, par exemple, est influencée par le dépôt qu'elles forment dès une heure d'attente. Toute la prestation est humaine avec les risques que cela comporte tant sur la méthode, l'ordre des analyses que la régularité des dosages. B Les avantages du banc d'analyses objet du brevet Les principaux avantages sont, son automatisme, sa rapidité de mise en oeuvre, la traçabilité, le respect constant de la procédure, la chronologie des opérations, la sécurité de la répétitivité des actions, le standard des éditions, le stockage des saisies et leur inviolabilité. Comme exemple, les analyses des huiles en aéronautique, la marine ainsi que les entreprises de grande consommation qui peuvent prolonger les intervalles de vidange des cuves. Dans les premiers cas, c'est la rigueur de la démarche, sa rapidité et sa précision, mais dans tous les cas le retour d'investissement est inférieur à un an . L'analyse peut s'applique ponctuellement ou périodiquement ou encore en continue (on-line) sur des chaînes de fabrication. Le banc peut être placé auprès de l'avion sur lequel on doit prélever l'huile. L'opérateur est un contrôleur sans spécialisation chimique. Il n'y a aucune attente entre la prise d'échantillon et les analyses On dépose le flacon sur le banc, on visse son bouchon (deux tubes traversent le bouchon, l'un de mise sous pression de l'huile, l'autre pour acheminer l'huile vers les organes de mesure). 3 2883378 Le banc se compose d'un chariot recevant: Un interrupteur général (ON/OFF) Un support de flacon d'échantillon Un PC, écran, imprimante, lecteurs de CD et disquette Une carte RS232 pour le dialogue entre PC et Appareils d'analyses Une carte de commande de relais Un logiciel spécifique Les appareils d'analyses Les bouteilles de réactifs Une cuve de rejet et de vidange Une pompe de mise sous pression pour véhiculer l'huile et les réactifs Une pompe péristaltique pour réguler certaines analyses Des électrovannes miniatures de calibration en volumes transmis en huile et en réactifs aux appareils d'analyses. Des temporisateurs pour les intervalles de mesures Une bouteille de liquide de protection des sondes C -- Chronologie des séquences Tout d'abord on place le flacon de l'huile prélevé sur le banc et on visse le bouchon avec ses 2 tubes plongeant dans l'huile (A- PI) A la mise en marche du banc (interrupteur B- PI), l'ensemble des appareils et le PC sont mis sous tension pendant 3 minutes. L'écran du PC affiche chaque phase de la procédure: nettoyage des circuits préchauffe des appareils mise en marche des pompes mise sous pression des canalisations affichage à l'écran du questionnaire relatif à l'opérateur et au prélèvement puis, 4 2883378 L'opérateur saisi son nom et son code pour vérifier son autorisation d'accès. Il indique les caractéristiques du produit à analyser: provenance, date, heure minutes du prélèvement, l'emplacement, la nature des analyses, le circuit concerné. L'opérateur valide ses informations par un retour chariot (C-FI) qui 5 sauvegarde les données, vérifie que I'opérateur est bien habilité à engager la procédure, puis engage les cycles automatiques d'analyses D Nature des analyses Schéma de fonctionnement ( Repères: A D E F G H I J R) Un Sifrcp4'igwe est adjoint à l'ABRÉGÉ et concerne l'huile des circuits hydrauliques des avions. Sur chaque avion, plusieurs circuits sont identifiés et conformes au cahier des charges du constructeur. Ce synoptique représente la nature des analyses demandées et les liaisons avec le PC pour les commandes des appareils par les cartes RS232 et les cartes relais pour la temporisation de ces relais. E - Fonctionnement - Automatisme des analyses. Dès que le PC a pris la main, l'opérateur n'a plus à intervenir. Le logiciel coordonne l'ensemble des commandes et des contrôles. Un autotest est effectué pour vérifier la fonctionnalité des organes, suivi d'une 20 purge des circuits, qui sera évacuée dans le bidon de vidange. L'écran affichera, pour information, toute la procédure, phase par phase. Le flacon d'huile (A PI et FU) est maintenu sous faible pression par un tube relié à une pompe; l'huile est véhiculée, par un second tube plongeant dans le flacon, vers tous les appareils d'analyses en traversant des électrovannes pour la calibration en volume des liquides transmis (huile et réactifs). Le temps de maintien en ouverture de l'électrovanne est fixé par le programme pour respecter le dosage voulu. Le P) ele : Montre, pour l'exemple, un schéma concernant un appareil d'analyse. II en est de même pour tous les autres appareils. Le flacon (A Fret PZ) est mis sous pression par un compresseur (E P. IO 25 2883378 L'huile est refoulée du flacon (A P) à travers un tube (G PJ3 puis une électrovanne (N Pjj qui contrôlera la quantité de liquide transmise à l'analyseur. L'électrovanne (N Pr) est gérée par le programme du PC et commandée par la carte relais (M P). Les réactifs (R P) dont les bocaux sont sous pression par le Compresseur (E-P j sont envoyés vers une électrovanne (I Pl) pour doser la quantité à transmettre à l'analyseur. L'analyseur est relié au PC par la carte RS232. Cette carte garantie que toutes les informations de commandes et de validations soient transmises et contrôlées par le programme du PC. Un module du programme se substitue au programme de l'analyseur et commande toutes les fonctions de l'analyseur selon la procédure constructeur pour les fonctions mécaniques internes et suivant les phases programmées du PC. Toutes les commandes des organes, composants mécaniques, électriques, électronique, de sauvegarde ou d'édition, sont gérées par le PC en leur intégralité, en 15 permettant une traçabilité totale des opérations effectuées sur le banc. En fin d'analyse, une purge générale vers le bac (J P 1 st a nouveau effectuée. F Saisie des résultats et affichages Toute la procédure a été affichée à l'écran pour information seulement. En fin d'analyse les résultats enregistrés sur le disque dur du PC sont affichés à l'écran dans un tableau qui mentionne le nom et la qualité de l'opérateur, la nature de l'huile, son origine, les date, heure et minutes de prélèvement, les différentes analyses effectuées avec Ies normes correspondantes, les tolérances admises, les valeurs relevées aux analyses et en faisant ressortir les valeurs hors tolérances. Toutes les valeurs hors tolérances sont signalées en gras et en couleur. Toutes les valeurs "limites" tout en étant admissibles sont signalées afin de provoquer la surveillance jusqu'à la nouvelle analyse. Ce tableau lu à l'écran peut être édité sur imprimante et sauvegarder sur disquette à la demande du client pour exploiter les résultats sous Excel par exemple. Le stockage des analyses peut faire l'objet d'études comparatives entre analyses similaires, selon les compagnies concernées, la fréquence des prestations et les natures d'analyses. Les dates, heures et minutes de prélèvement ont leurs importances car elles caractérisent les opérations en amont, avant analyse au banc. A la fin de toutes les opérations internes de fonctionnement, l'écran affiche les fonctions de fermetures en cours. L'autorisation de fermeture du programme est affichée dans un encadré. Toutes ces opérations accomplies, l'écran offre le choix entre une nouvelle opération ou l'arrêt du banc. A l'arrêt du banc, les circuits sont nettoyés et vidangés dans le bac (ou bouteille) de rejets (J P. Un liquide de protection des sondes est envoyé vers chaque appareil (K P. Un contrôle des circuits est effectué . l 5 G Le Logiciel Le choix de la programmation Le matériel Le programme est conçu sous Microsoft Visitai basic.net. Ce choix permet une programmation structurée, de version récente. La modularité assure une multitude de possibilités d'exploitation en conservant la structure de base et en adaptant chaque module du programme, aux commandes 20 spécifiques des appareils et organes à commander. Les cartes Relais et RS 232 sont optimisées par une procédure simplifiée des commandes et une adaptation immédiate à toutes nouvelles applications. La Planche j montre les seules éléments nécessaires à l'opérateur: Clavier-écran, Imprimante et le support d'échantillon d'huile, La description du brevet et son application ne sont nullement limitatifs aux applications citées. Elle peut s'appliquer dans tous les cas de figures où la traçabilité, la rapidité et la rigueur sont exigées. 10 7 2883378 REVENDICATIONS 1 ) Banc d'analyses chimiques d'huiles et graisses, principalement d'avion, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un chariot mobile placé proche du prélèvement et supportant des moyens d'exécution des analyses selon les 5 définitions des constructeurs et des moyens d'enregistrement à distance des analyses sous le contrôle de modules informatiques programmés garantissant la traçabilité et la répétitivité des procédures, 2 ) Banc d'analyse selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'exécution et d'enregistrement comportent des moyens de saisie et validation des données identifiant les prélèvements, 3 ) Banc d'analyse selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'exécution et d'enregistrement effectuent les analyses relatives à une procédure imposée en moins de 30 minutes en associant: un mélangeur pour conformer les prélèvements aux conditions d'analyses, une pompe basse pression pour véhiculer les fluides en circulation, une pompe péristaltique pour réguler le débit des fluides mis en circulation, des micro-électrovannes de dosage des volumes de fluides et réactif, une commande et une programmation électronique des moyens de circulation et dosage des fluides 20