Brevet FR3035715A1 — publié le 20161104

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système de détermination du sens d'écoulement d'un gaz dans une canalisation, notamment dans une canalisation de drainage d'un aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans ce domaine, pour mesurer le sens d'écoulement d'un gaz à l'intérieur d'une canalisation de drainage d'un aéronef, agencée notamment dans un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur prévu entre une aile et le moteur, il est connu de positionner un capteur à l'entrée de la canalisation et un capteur à la sortie de cette canalisation. Ces capteurs mesurent la pression en entrée et en sortie de canalisation et, par comparaison des deux pressions, le sens de l'écoulement du gaz est déduit. Or, en fonction du positionnement des capteurs à l'intérieur de la canalisation ou sur le fuselage de l'aéronef, des turbulences peuvent être créées à proximité des capteurs, notamment à cause d'éléments qui sont présents dans la zone concernée, de sorte que les mesures des pressions sont perturbées. Un tel système n'est donc pas complètement fiable. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention vise à fournir un système de détermination d'un sens d'écoulement d'un gaz dans une canalisation permettant de remédier à cet inconvénient. La présente invention concerne à cet effet un système de détermination d'un sens d'écoulement d'un gaz dans une canalisation, ledit système comprenant au moins : - une canalisation ayant la forme d'un tube cylindrique ; - un élément mobile agencé à l'intérieur de la canalisation de manière à permettre le passage de l'écoulement de gaz, à travers au moins une ouverture, d'un côté à l'autre de l'élément mobile dans une direction longitudinale de la canalisation, ledit élément mobile étant en outre agencé pour se déplacer, sous 3035715 2 l'effet du passage de l'écoulement de gaz, à l'intérieur de la canalisation selon la direction longitudinale de la canalisation ; - au moins un élément de rappel élastique configuré pour positionner ledit élément mobile dans une position d'équilibre à l'intérieur de la canalisation 5 en l'absence d'écoulement de gaz dans la canalisation ; - au moins un détecteur configuré pour détecter la position courante de l'élément mobile dans la canalisation ; et - une unité de calcul configurée pour déterminer le sens de l'écoulement de gaz à partir du positionnement de la position courante de l'élément mobile 10 par rapport à la position d'équilibre. Ainsi, grâce à l'invention, une seule mesure de position permet d'obtenir le sens de l'écoulement du gaz, évitant ainsi les risques d'erreurs liées notamment à des comparaisons de pression, ce qui permet de remédier à l'inconvénient précité. De plus, comme précisé ci-dessous, le système peut être 15 placé dans une canalisation, évitant ainsi d'être soumis à des turbulences, en particulier celles liées à des éléments présents sur le fuselage d'un aéronef. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui peuvent être pris ensemble ou séparément : - le détecteur est un capteur optique ; 20 - l'élément mobile comprend au moins un code barre apte à être lu par le capteur optique ; - le détecteur comprend un circuit électrique dont la résistance varie en fonction de la position de l'élément mobile dans la canalisation ; - le circuit électrique comprend deux barres reliées entre elles par un 25 élément métallique de manière à fermer le circuit électrique, l'élément métallique étant solidaire de l'élément mobile et mobile par rapport aux deux barres, le détecteur comprenant un ohmmètre mesurant la résistance du circuit électrique, ladite résistance variant en fonction de la position de l'élément métallique sur les deux barres ; 30 - le système comprend une pluralité de détecteurs ; - les détecteurs sont choisis au moins parmi : - des capteurs de proximité ; 3035715 3 - des capteurs photoélectriques ; - l'élément mobile est configuré pour se déplacer, en fonction du sens de l'écoulement de gaz, vers une première zone de la canalisation située d'un premier côté de la position d'équilibre selon un premier sens suivant la direction 5 longitudinale ou vers une seconde zone de la canalisation située d'un deuxième côté de la position d'équilibre, opposé au premier côté, selon un deuxième sens suivant la direction longitudinale opposé au premier sens, au moins un premier détecteur étant positionné au niveau de la première zone de la canalisation et au moins un second détecteur étant positionné au niveau la deuxième zone de 10 la canalisation ; - l'élément de rappel élastique comprend deux ressorts agencés de part et d'autre de l'élément mobile selon la direction longitudinale ; - le ou les détecteurs sont configurés pour mesurer la distance entre la position courante de l'élément mobile et sa position d'équilibre, cette distance 15 permettant de déterminer un débit de l'écoulement de gaz dans la canalisation ; - la ou les ouvertures sont pratiquées longitudinalement à l'intérieur de l'élément mobile ; - l'ouverture est pratiquée au centre de l'élément mobile ; - l'ouverture présente une forme de double cône inversé dans la 20 direction longitudinale de manière à créer un effet venturi pour l'écoulement de gaz ; - l'élément mobile comprend un élément détectable par le détecteur. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 25 Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre schématiquement un système de détermination d'un 30 sens d'écoulement d'un gaz comprenant une canalisation ; 3035715 4 Les figures 2A, 2B et 2C illustrent schématiquement, en perspective, une portion dudit système de détermination d'un sens d'écoulement d'un gaz dans trois états différents ; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation 5 particulier d'une portion dudit système de détermination d'un sens d'écoulement d'un gaz ; La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2A représentant une variante de l'invention ; La figure 5A est une vue similaire à celle de la figure 2A représentant 10 une variante de l'invention ; Les figures 5B et 5C illustrent en détail un détecteur du système de la figure 5A. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 15 La figure 1 illustre schématiquement un système 1 de détermination du sens d'écoulement d'un gaz. Ce système 1 comprend une canalisation 2 ayant la forme d'un tube cylindrique et comprenant une portion P illustrée en transparence sur la figure 1. 20 Cette portion P de la canalisation est illustrée de manière plus détaillée sur les figures 2A, 2B et 2C. La portion P de la canalisation 2 du système 1 comprend : - un élément mobile 3 agencé à l'intérieur de la canalisation 2 pour se déplacer dans la canalisation 2, sous l'effet du passage de l'écoulement de gaz 25 dans la canalisation 2 ; - au moins un élément de rappel élastique 4, par exemple un ressort ; et - un détecteur 5 configuré pour détecter la position courante de l'élément mobile 3 dans la canalisation 2. La canalisation 2 et l'élément mobile 3 sont agencés pour permettre le 30 passage de l'écoulement de gaz, à travers au moins une ouverture 6, d'un côté à l'autre de l'élément mobile 3 selon une direction longitudinale L de la canalisation 2. Selon l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2A à 2C, le 3035715 5 système 1 comprend une pluralité d'ouvertures 6. La ou les ouvertures 6 sont en particulier pratiquées dans l'élément mobile 3 de manière à le traverser de part et d'autre selon la direction longitudinale L. Ainsi, en cas de passage d'un écoulement de gaz dans la canalisation 5 2, il peut traverser l'élément mobile 3 de part en part en passant par les ouvertures 6, en entraînant avec lui l'élément mobile 3 dans le sens dans lequel il s'écoule. La canalisation 2 présente, de préférence, une symétrie de révolution autour de la direction longitudinale L. 10 L'élément mobile 3 est notamment de forme cylindrique. L'élément mobile 3 est plein, à l'exception des ouvertures 6, de sorte que l'écoulement de gaz exerce une pression sur les parties de l'élément mobile dépourvues d'ouvertures 6 et entraîne l'élément mobile 3 dans son sens d'écoulement. L'élément de rappel 4 est configuré pour positionner l'élément mobile 3 15 à une position d'équilibre ZE à l'intérieur de la canalisation 2 comme illustré sur la figure 2A. L'élément de rappel 4 permet de positionner l'élément mobile 3 dans sa position d'équilibre ZE lorsque l'écoulement de gaz est nul ou quasiment nul, c'est-à-dire lorsque le débit de l'écoulement de gaz est inférieur à un seuil prédéterminé. 20 Dans l'exemple représenté sur la figure 2B, le gaz s'écoule selon un premier sens 100 parallèlement à la direction longitudinale L. L'écoulement de gaz entraîne alors l'élément mobile 3 à l'intérieur de la canalisation 2 selon ce premier sens 100, l'élément de rappel 4 autorisant ce déplacement. L'élément mobile 3 se trouve alors positionné dans une première zone Z1 de la 25 canalisation 2 située d'un premier côté de la position d'équilibre ZE selon le premier sens 100. Dans cet exemple, le détecteur 5 positionné au niveau de la première zone Z1 (détecteur 5 grisé) détecte la position courante de l'élément mobile 3. Dans l'exemple représenté sur la figure 2C, le gaz s'écoule selon un 30 deuxième sens 110 (opposé au premier sens 100) parallèlement à la direction longitudinale L. L'écoulement de gaz entraîne alors l'élément mobile 3 à l'intérieur de la canalisation 2 selon le deuxième sens 110, l'élément de rappel 4 3035715 6 autorisant ce déplacement. L'élément mobile 3 se trouve alors positionné dans une deuxième zone Z2 de la canalisation 2 située d'un deuxième côté de la position d'équilibre ZE selon le deuxième sens 110. Dans cet exemple, le détecteur 5 positionné au niveau de la deuxième zone Z2 (détecteur 5 grisé) 5 détecte la position courante de l'élément mobile 3. Sur l'exemple illustré aux figures 2A, 2B et 2C, le système 1 comprend des premier et second détecteurs 5. Ils sont agencés au niveau des première et deuxième zones Z1, Z2 respectivement de manière à identifier la présence de l'élément mobile 3 dans ces zones Z1 et Z2. Les premier et second détecteurs 5 10 sont, par exemple, des capteurs de proximité et/ou des capteurs photoélectriques. En fonction de la position de l'élément mobile 3 dans la canalisation 2, le système 1 peut déterminer le sens de l'écoulement de gaz. Le système 1 comprend, pour cela, une unité de calcul 13 recevant, notamment, les mesures 15 réalisées par le ou les détecteurs 5. L'unité de calcul 13 peut être fixée au niveau de la canalisation 2 ou être déportée par rapport à la canalisation 2. L'unité de calcul 13 peut notamment transmettre l'information du sens de l'écoulement de gaz à un utilisateur. Dans un mode de réalisation préféré, le ou les détecteurs 5 sont 20 également configurés pour mesurer la distance entre la position courante de l'élément mobile 3 et sa position d'équilibre ZE, c'est-à-dire que les détecteurs 5 permettent de déterminer une distance séparant l'élément mobile 3 de sa position d'équilibre ZE, mesurée selon la direction longitudinale L. Grâce à la détermination de cette distance d'éloignement, le système 1 (notamment via 25 l'unité de calcul 13) permet de déterminer un débit de l'écoulement de gaz. En particulier, le débit de l'écoulement de gaz peut être proportionnel à la distance entre la position courante de l'élément mobile 3 et sa position d'équilibre ZE. Ainsi, plus le débit est important, plus l'élément mobile 3 est entraîné loin de sa position d'équilibre et plus la distance entre lui et sa position d'équilibre est 30 importante, et inversement. En plus de déterminer le sens de l'écoulement de gaz, l'unité de calcul 13 permet ainsi de déterminer également le débit de l'écoulement de gaz. 3035715 7 Selon une variante de l'invention illustrée à la figure 3, l'ouverture 6 est formée au centre de l'élément mobile 3. Elle prend la forme d'un double cône inversé de manière à créer un effet venturi afin d'améliorer le débit de l'écoulement de gaz et limiter l'impact du système 1 sur l'écoulement de gaz. 5 Le système 1 comprend, par exemple, de nombreux détecteurs 5, permettant de détecter la position exacte de l'élément mobile 3 dans la canalisation 2 et en particulier la distance entre la position de l'élément mobile 3 et sa position d'équilibre ZE de manière à déterminer le débit de l'écoulement de gaz. 10 L'élément mobile 3 comprend, par exemple, un élément 12 détectable par le détecteur 5 de manière à améliorer la détermination du positionnement de l'élément mobile 3. Cet élément 12 détectable est, par exemple, une pièce métallique. Dans ce cas, l'élément de rappel 4 n'est pas métallique, afin de ne par perturber la détection de l'élément 12 par le détecteur 5. 15 Selon une variante de l'invention illustrée à la figure 4, le détecteur 5 est un capteur optique. L'élément 12 détectable est un code barre 7 qui peut être lu par le capteur optique. La canalisation 2 est par exemple transparente afin de permettre au capteur optique de lire le code barre 7. Le code barre 7 est positionné longitudinalement sur l'élément mobile 3. Le barre code 7 comprend 20 des barres configurées pour identifier la position courante de l'élément mobile 3. Un seul détecteur 5 permet alors de déterminer la position de l'élément mobile 3 et la distance le séparant de sa position d'équilibre ZE, en fonction des barres du code barre 7. Selon une variante de l'invention illustrée à la figure 5A, le détecteur 5 25 comprend un circuit électrique 8 dont la résistance varie en fonction de la position de l'élément mobile 3. Dans ce cas, le circuit électrique 8 comprend deux barres 9 reliées entre elles par un élément métallique 10 de manière à fermer le circuit 8. L'élément métallique 10 est solidaire de l'élément mobile 3 et mobile par rapport aux deux 30 barres 9. Le détecteur 5 comprend un ohmmètre 11 mesurant la résistance du circuit 8. Ainsi, quand la position de l'élément mobile 3 varie, le circuit électrique 8 s'agrandit ou se réduit et sa résistance varie également. Les figures 5A, 5B et 3035715 8 5C illustrent trois positions différentes de l'élément métallique 10, les figures 5B et 5C montrant uniquement le circuit électrique 8. Le détecteur 5 peut ainsi détecter la position de l'élément mobile 3 dans la canalisation 2, puis en déduire le sens et le débit de l'écoulement de gaz. 5 Ce système 1 peut être inséré dans un dispositif de drainage de fuel d'aéronef faisant partie d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur de l'aéronef, prévu entre une aile et le moteur. Lorsqu'un utilisateur reçoit par l'intermédiaire de l'unité de calcul 13 le sens de l'écoulement de gaz et éventuellement son débit, il peut ainsi agir sur la canalisation, par exemple en la 10 fermant. REVENDICATIONS1. Système de détermination d'un sens d'écoulement d'un gaz dans une canalisation (2), ledit système (1) comprenant au moins : - une canalisation (2) ayant la forme d'un tube cylindrique ; - un élément mobile (3) agencé à l'intérieur de la canalisation (2) de manière à permettre le passage de l'écoulement de gaz, à travers au moins une ouverture (6), d'un côté à l'autre de l'élément mobile (3) dans une direction longitudinale (L) de la canalisation (2), ledit élément mobile (3) étant en outre agencé pour se déplacer, sous l'effet du passage de l'écoulement de gaz, à l'intérieur de la canalisation (2) selon la direction longitudinale (L) de la canalisation (2) ; - au moins un élément de rappel élastique (4) configuré pour positionner ledit élément mobile (3) dans une position d'équilibre (ZE) à l'intérieur de ladite canalisation (2) en l'absence d'écoulement de gaz ; - au moins un détecteur (5) configuré pour détecter la position courante de l'élément mobile (3) dans la canalisation (2) ; et - une unité de calcul (13) configurée pour déterminer le sens de l'écoulement de gaz à partir du positionnement de la position courante de l'élément mobile (3) par rapport à la position d'équilibre (ZE). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le détecteur (5) est un capteur optique. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'élément mobile (3) comprend au moins un code barre (7) apte à être lu par le capteur optique. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le détecteur (5) comprend un circuit électrique (8) dont la résistance varie en fonction de la position de l'élément mobile (3) dans la canalisation (2). 303 5 7 1 5 10 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le circuit électrique (8) comprend deux barres (9) reliées entre elles par un élément métallique (10) de manière à fermer le circuit électrique (8), l'élément métallique (10) étant solidaire de l'élément mobile (3) et mobile par rapport aux deux barres (9), le détecteur 5 (5) comprenant un ohmmètre (11) mesurant la résistance du circuit électrique (8), ladite résistance variant en fonction de la position de l'élément métallique (10) sur les deux barres (9). 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 ledit système (1) comprenant une pluralité de détecteurs (5). 7. Système selon la revendication 6, dans lequel les détecteurs (5) sont choisis au moins parmi : - des capteurs de proximité ; 15 - des capteurs photoélectriques. 8. Système selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l'élément mobile (3) est configuré pour se déplacer, en fonction du sens (100, 110) de l'écoulement de gaz, vers une première zone (Z1) de la canalisation (2) située 20 d'un premier côté de la position d'équilibre (ZE) selon un premier sens (100) suivant la direction longitudinale (L) ou vers une seconde zone (Z2) de la canalisation (2) située d'un deuxième côté de la position d'équilibre (ZE), opposé au premier côté, selon un deuxième sens (110) suivant la direction longitudinale (L) opposé au premier sens (100), au moins un premier détecteur 25 (5) étant positionné au niveau de la première zone (Z1) de la canalisation (2) et au moins un second détecteur (5) étant positionné au niveau de la deuxième zone (Z2) de la canalisation (2). 9 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 dans lequel le ou les détecteurs (5) sont configurés pour mesurer la distance entre la position courante de l'élément mobile (3) et sa position d'équilibre (ZE), cette distance permettant de déterminer un débit de l'écoulement de gaz. 3035715 11 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les ouvertures (6) sont pratiquées longitudinalement à l'intérieur de l'élément mobile (3). 5 11. Système selon la revendication 10, dans lequel l'ouverture (6) est pratiquée au centre de l'élément mobile (3). 12. Système selon la revendication 11, dans lequel l'ouverture (6) 10 présente une forme de double cône inversé dans la direction longitudinale (L) de manière à créer un effet venturi pour l'écoulement de gaz. 13. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément de rappel élastique (4) comprend deux ressorts agencés 15 de part et d'autre de l'élément mobile (3) selon la direction longitudinale (L).