Brevet FR2998368A1 — publié le 20140523

DISPOSITIF DE DETECTION DE LA DERIVE OU DU BLOCAGE D'UN COMPTEUR MECANIQUE DE FLUIDE, ET COMPTEUR EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF. L'invention est relative à un dispositif de détection de la dérive ou du blocage d'un compteur mécanique de fluide comportant un organe mécanique monté mobile dans un corps de compteur pour être mis en mouvement par l'écoulement du fluide. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un tel dispositif de détection pour compteurs d'eau. Les compteurs concernés par l'invention utilisent des dispositifs de mesure se présentant sous forme d'organes mécaniques rotatifs, notamment turbines, pistons volumétriques, roues de comptage, afin de mesurer le volume ou le débit passé. La corrélation entre volume et débit peut être facilement réalisée, par un décompte du temps. A partir de cette mesure, se traduisant généralement par un nombre de tours effectués par l'organe mécanique, un transducteur prévu dans le compteur assure le comptage du volume et l'incrémentation d'un totalisateur. Ce transducteur peut également générer des impulsions électriques qui seront ensuite transmises à une carte numérique de comptage comprenant un système de télétransmission. L'invention concerne notamment les systèmes de comptage d'eau chaude ou froide équipés d'émetteurs radio assurant l'émission à distance des informations de volume et /ou de débit issus du compteur. L'invention concerne également les appareils de comptage de fluide à technologie de mesure mécanique avec un équipement électronique assurant la totalisation et pouvant fournir des informations sur la consommation. Les compagnies de distribution d'eau et de fluides mesurent les quantités distribuées d'eau et de fluides pour établir des facturations adéquates. Afin de garantir une juste facturation, ces compagnies utilisent des compteurs dont la précision est connue, avec des cotes de fabrication précises garantissant cette précision. Toutefois, une telle précision n'est garantie que pour un compteur neuf : les aléas d'utilisation tels que l'introduction de corps étrangers dans les canalisations, l'entartrage, les coups de bélier, les débits supérieurs aux caractéristiques nominales d'utilisation, auxquels est soumis le compteur vont modifier la précision de comptage et donc affecter la mesure. Ces aléas peuvent entraîner une dérive du comptage, en particulier un sous-comptage ou un sur-comptage qui peuvent évoluer au fur et à mesure 2 99836 8 2 du vieillissement du compteur. Les aléas peuvent même provoquer un blocage complet du compteur, lequel remonte en permanence une consommation nulle, alors qu'il y a réellement consommation de fluide, notamment d'eau. Afin de pallier à ces aléas, les compagnies de distribution de fluides 5 disposent d'un nombre limité de solutions. Des campagnes de remplacement massives et coûteuses sont généralement déclenchées à la suite d'analyses statistiques et d'analyses de vieillissement. Le document WO 2008/023105 propose une solution pour lever de manière simple, dans certains cas, l'ambiguïté entre un compteur bloqué et une 10 absence de consommation, et ainsi permettre un remplacement ciblé des compteurs réellement bloqués. Selon ce document, un transducteur est chargé de transformer les rotations d'un mobile rotatif, turbine ou piston rotatif, en informations numériques. Un filtre électronique est utilisé afin d'éliminer les oscillations du mobile. Il est prévu de récupérer ces oscillations qui constituent 15 des indications d'un compteur qui n'est pas bloqué. Le document WO 2011/045 725 concerne également des compteurs de fluide de technologie mécanique, avec turbines ou pistons rotatifs. Selon ce document, deux mesures de température sont effectuées, l'une du fluide au voisinage du compteur, l'autre de la température ambiante. Un moyen d'analyse 20 est prévu afin de déterminer la différence entre ces deux températures et de la comparer à un seuil prédéfini. En cas d'absence de débit, si la différence de température est supérieure au seuil, une information de compteur bloqué est générée. Ces deux documents ont pour objectif de déterminer si le compteur 25 est bloqué, sans toutefois permettre de détecter une dérive du comptage, sous- comptage ou sur-comptage. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif de détection non seulement du blocage d'un compteur mécanique de fluide mais aussi de la dérive de comptage, sous-comptage ou sur-comptage. 30 Selon l'invention, le dispositif de détection de la dérive ou du blocage d'un compteur mécanique de fluide, en particulier compteur d'eau, comportant un organe mécanique monté mobile dans le corps du compteur pour être mis en mouvement par l'écoulement du fluide, est caractérisé en ce qu'il comprend : - un moyen de mesure du bruit produit dans le compteur par l'écoulement de 35 fluide et l'organe mécanique, - et des moyens d'analyse du bruit pour estimer si une dérive de comptage ou un blocage du compteur a lieu. Avantageusement, les moyens d'analyse du bruit comprennent des moyens pour évaluer, d'après le bruit capté, le volume ou débit de fluide qui traverse le compteur, et des moyens de comparaison entre cette évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur. L'invention permet : - de différencier un compteur sans consommation, par exemple en raison de l'absence du consommateur, d'un compteur bloqué ; - de déceler les dérives de comptage par la génération d'une mesure estimée qui est comparée avec la mesure fournie par le compteur. L'invention est basée sur l'observation du phénomène suivant : les compteurs de fluide à technologie de mesure mécanique, notamment à piston volumétrique mais également à turbine ou à roue, en raison de leur conception émettent un bruit caractéristique dont le niveau sonore augmente en fonction du débit traversant le compteur. L'invention consiste à capter ce bruit puis à effectuer, par calcul en fonction du niveau du bruit, une estimation du volume ou du débit traversant le compteur. Cette estimation est comparée au volume ou débit mesuré par le compteur et, si l'écart entre ces deux valeurs dépasse une limite déterminée, une information de dérive du compteur est générée, sous-comptage ou sur-comptage, l'information de blocage correspondant à un sous-comptage absolu. Si le compteur est bloqué, un certain volume ou débit sera estimé par la mesure de bruit tandis que le volume ou débit donné par le compteur sera nul. Le bruit émis par le compteur résulte de l'addition du bruit provoqué par l'organe mécanique de comptage et du bruit du fluide, notamment de l'eau, s'écoulant dans le compteur et fonction du débit de passage. Les moyens d'analyse comportent, de préférence, des moyens pour générer une alarme si l'écart entre l'évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur. est supérieur à une limite déterminée. Avantageusement, les moyens pour générer une alarme sont prévus pour établir une alarme de compteur bloqué différente de l'alarme de dérive du compteur. Le moyen de mesure du bruit peut être installé contre le compteur, ou à proximité en amont, ou en aval, ou être intégré dans le compteur. Cet organe de mesure du bruit pourrait être situé dans un élément à proximité du compteur, notamment un clapet anti-retour, en particulier équipé de purge. Le moyen de mesure du bruit comprend de préférence au moins un capteur de bruit de type microphone ou de détection de vibrations. Les moyens d'analyse, qui effectuent le calcul du volume ou du débit à partir du bruit, la comparaison avec le volume ou le débit mesuré, et la génération d'informations ou d'alarmes, peuvent être intégrés au compteur, ou constituer une unité séparée. Les moyens d'analyse peuvent être programmés pour effectuer des analyses périodiquement ou de manière événementielle après consommation d'un certain volume (et donc passage d'un débit minimum), et pour n'émettre les informations de dérive du compteur (sous-comptage ou sur-comptage significatif) ou de compteur bloqué, qu'après un nombre significatif d'analyses au cours d'une période définie, par exemple : 5 mesures de dérives significatives ou compteur bloqué sur une période de 24h. Une indication répétée d'une dérive du compteur ou d'un blocage de ce compteur permet d'éviter des alarmes intempestives. Le compteur peut être équipé d'un afficheur sur lequel des mentions du type "compteur bloqué" et/ou "dérive compteur" seront affichées lorsque le compteur sera bloqué ou en dérive significative. Si le compteur dispose d'un équipement électronique conçu pour assurer des fonctions d'envoi de données par radio (télérelève), cet équipement sera de préférence également conçu afin de remonter les informations "compteur bloqué" et "dérive compteur", ou une synthèse de ces deux informations, à un système central recueillant les données. L'équipement électronique pourra éventuellement remonter le débit estimé en fonction du bruit. L'invention est également relative à un compteur mécanique de fluide, en particulier compteur d'eau, équipé d'un dispositif de détection de la dérive ou du blocage tel que défini précédemment. Le compteur est avantageusement équipé d'un afficheur sur lequel des mentions du type "compteur bloqué" et/ou "dérive compteur" seront affichées lorsque le compteur sera bloqué ou en dérive significative. Lorsque le compteur est muni d'un équipement électronique conçu pour assurer des fonctions d'envoi de données par radio (télérelève), ledit équipement est avantageusement conçu afin de remonter les informations "compteur bloqué" et "dérive compteur", ou une synthèse de ces deux informations, à un système central recueillant les données. L'équipement électronique pourra éventuellement remonter aussi le débit estimé en fonction du bruit. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma d'un dispositif de détection de la dérive ou du blocage d'un compteur mécanique de fluide, vu en plan, selon l'invention. Fig. 2 est une vue schématique en élévation d'un compteur mécanique de fluide intégrant un dispositif de détection de la dérive ou du blocage du compteur. Fig. 3 est une représentation graphique, en fonction du temps porté en abscisse, de la variation de la mesure du bruit portée en ordonnée selon une courbe située en haut de la figure, et de la variation estimée du débit en fonction du bruit, selon une courbe située en bas, et Fig. 4 est une vue schématique en élévation d'un compteur mécanique de fluide intégrant un dispositif de détection de la dérive ou du blocage du compteur mécanique. En se reportant aux Fig. 1 et 2 des dessins, on peut voir un compteur d'eau mécanique 1, ou 1.1, comportant un organe rotatif D (Fig.1), turbine ou piston rotatif monté mobile dans le corps du compteur. Cet organe rotatif est mis en rotation lors de l'écoulement du fluide de l'entrée 1 a vers la sortie 1 b du compteur. La vitesse de rotation est fonction du débit du fluide s'écoulant au travers du compteur, et le nombre de tours effectués est fonction du volume de fluide écoulé. Le compteur est équipé d'un dispositif de détection 3 de la dérive, sous-comptage ou sur-comptage significatif, ou du blocage du compteur. Ce dispositif de détection 3 comprend un moyen de mesure M du bruit émis par la rotation de l'élément de mesure mécanique et par l'eau s'écoulant au travers du compteur. Ce moyen de mesure M, avantageusement constitué par un microphone, est ici représenté en contact avec le corps du compteur. Le moyen de mesure M pourrait être intégré dans le corps du compteur, ou pourrait se trouver en amont ou aval de celui-ci, voire intégré à un des éléments à proximité immédiate du compteur, en particulier un clapet anti-retour. Le dispositif de détection 3 comprend également des moyens d'analyse 5, formant un ensemble de calcul électronique, auxquels est raccordé le moyen de mesure M par un câble 3a (Fig.2). Les moyens d'analyse 5 comportent des moyens 5a pour évaluer, d'après le bruit capté, le volume ou le débit de fluide qui traverse le compteur, et des moyens de comparaison 5b entre cette évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur. Les moyens d'analyse 5 comportent également des moyens 5c pour générer une alarme si l'écart entre l'évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur est supérieur à une limite déterminée. Les moyens d'analyse 5 sont avantageusement programmés pour assurer périodiquement la comparaison entre le volume et/ou débit estimé à partir du bruit et le volume et/ou débit mesuré par le compteur 1, fourni par un transducteur 4. Si l'écart entre les deux mesures de volume ou débit est supérieure à une valeur déterminée (valeur fixe ou fonction de la mesure de débit réelle ou estimée), une information « dérive compteur » est générée. Si une valeur nulle de débit est produite par le compteur 1 alors que la valeur estimée est supérieure à une valeur déterminée (valeur fixe ou fonction de la mesure de débit estimée), une information « compteur bloqué » est générée. Le compteur 1 est avantageusement équipé d'un afficheur A sur lequel des mentions du type "compteur bloqué" et/ou "dérive compteur" seront affichées lorsque le compteur sera bloqué ou en dérive significative. De préférence, les informations « dérive compteur » ou « compteur bloqué » ne seront générées qu'après un nombre significatif d'analyses donnant le même résultat, dans une période donnée, par exemple : 5 mesures de dérives significatives ou compteur bloqué sur une période de 24h. Le dispositif de détection des dérives et/ou compteur bloqué peut constituer une unité séparée qui sera installée sur un compteur mécanique non équipé d'une partie électronique. Cependant, si le compteur dispose déjà d'une partie électronique utilisée à des fins d'affichage ou de télétransmission des données, les moyens d'analyse et de détection peuvent être intégrés à cette partie électronique. Plusieurs capteurs de bruit peuvent être utilisés afin d'obtenir une mesure plus précise du bruit de l'élément mécanique (turbine ou piston volumétrique) plus précise et donc un volume ou débit estimé plus précis. Fig.1 présente une solution où les moyens d'analyse 5 sont situés à l'extérieur du compteur 1. Fig.2 présente une solution où les moyens d'analyse 5 sont situés à l'intérieur du compteur 1.1 : on utilise la partie électronique 6 utilisée ici pour la télérelève. Fig. 3 illustre la mesure du bruit, qui peut provenir d'un ou plusieurs capteurs, selon la courbe Cl située en partie supérieure, la mesure du bruit en dB étant portée en ordonnée et le temps en abscisse. Cette mesure est traitée afin de calculer le débit estimé, représenté par la courbe C2 en partie inférieure, les valeurs de débit étant portées en ordonnée. On peut voir ici que la mesure a été filtrée (signal très bruité sur la partie haute) et que, de plus, on a éliminé certains bruits parasites pouvant provenir du réseau. Fig.4 est une représentation de la chaîne complète de mesure, selon une vue schématique en coupe du compteur 1.2. Ici l'organe de mesure M du bruit a été intégré à une chambre de couplage magnétique 7, afin d'être au plus près de la chambre de mesure 8 sans être au contact du fluide. La mesure obtenue (signal électrique) est envoyée aux moyens d'analyse ou ensemble de calcul électronique 5. Les informations calculées (dérive compteur, compteur bloqué, débit estimé à partir du bruit, et débit mesuré par le compteur) sont envoyées au système de télétransmission des données 9 qui va remonter une partie ou l'intégralité des informations vers un système central distant, non représenté. Le dispositif de l'invention peut être utilisé avec tout compteur volumétrique, notamment dans les domaines du pétrole, et/ou du gaz. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de la dérive ou du blocage d'un compteur mécanique de fluide, en particulier compteur d'eau, comportant un organe mécanique (D) 5 monté mobile dans le corps du compteur pour être mis en mouvement par l'écoulement du fluide, caractérisé en ce qu'il comprend : - un moyen de mesure (M) du bruit produit dans le compteur par l'écoulement de fluide et l'organe mécanique (D), - et des moyens d'analyse (5) du bruit pour estimer si une dérive de comptage 10 ou un blocage du compteur a lieu. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (5) du bruit comprennent des moyens (5a) pour évaluer, d'après le bruit capté, le volume ou le débit de fluide qui traverse le compteur, et des 15 moyens de comparaison (5b) entre cette évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (5) comportent des moyens (5c) pour générer une alarme si l'écart 20 entre l'évaluation par le bruit et la mesure donnée par le compteur.est supérieur à une limite déterminée. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de mesure (M) du bruit comprend au moins un capteur de bruit de type 25 microphone ou de détection de vibrations placé à proximité de l'organe mécanique (B) mobile du compteur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microphone est disposé en amont ou en aval du compteur (1, 1.1, 1.2), ou intégré dans un 30 élément à proximité du compteur, notamment un clapet anti-retour. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microphone est intégré au corps du compteur. 35 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (5c) pour générer une alarme sont prévus pour établir une alarme de « compteur bloqué » différente de l'alarme de « dérive du compteur ». 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (5), sont intégrés au compteur. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (5) sont programmés pour effectuer des analyses périodiquement ou de manière événementielle après consommation d'un certain volume, et pour n'émettre les informations de dérive du compteur, sous-comptage ou sur-comptage significatif ou compteur bloqué, qu'après un nombre significatif d'analyses au cours d'une période définie. 10. Compteur mécanique de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de la dérive ou du blocage du compteur mécanique de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Compteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un afficheur (A) sur lequel des mentions du type "compteur bloqué" et/ou "dérive compteur" seront affichées lorsque le compteur sera bloqué ou en dérive significative.