Brevet FR3099246A1 — publié le 20210129

Description Titre de l'invention : Ensemble de comptage d'un fluide Domaine de l'invention [0001] L'invention concerne un ensemble de comptage d'un fluide comportant un compteur statique électromagnétique de fluide, en particulier d'eau. L'invention concerne plus particulièrement les compteurs statiques ayant un calibre compris entre 15mm et 40mm. Lorsque le calibre du compteur est supérieur à 40mrn, on ne parle généralement plus de compteur statique électromagnétique mais de débitmètre électromagnétique. [0002] Par compteur statique, il est entendu un compteur sans pièces mobiles pour la mesure du débit. Cela englobe les compteurs à capteur magnétique, dits compteurs électromagnétiques, les compteurs à ultra son et les compteurs fluidiques dits également à jet vibrant. La présente invention s'intéresse plus particulièrement au cas des compteurs électromagnétiques. [0003] On entendra par deux éléments sont en contact électrique dans le cadre de la présente demande lorsqu'un courant électrique peut circuler de l'un à l'autre. [0004] On entendra par chambre de mesure d'un compteur statique électromagnétique dans le cadre de la présente demande la partie du compteur statique dans laquelle circule le fluide et est générée le champ magnétique de manière à effectuer la mesure. Cette chambre de mesure est reliée en amont à une tubulure d'amenée du fluide et en aval à une tubulure de sortie du fluide. [0005] On entendra par élément faisant saillie depuis la surface interne d'une tubulure dans le cadre de la présente demande tout élément pouvant perturber l'écoulement lamellaire du fluide à travers ladite tubulure. Il est à noter que le comptage est précis du fait de l'écoulement lamellaire du fluide à travers le compteur statique. L'élément fait saillie lorsqu'il perturbe l'écoulement du fluide. Cette perturbation induite dépend du modèle de chambre de mesure du compteur statique et peut varier d'un fabricant à l'autre. Etat de l'art précédent [0006] Les compteurs statiques à capteur magnétique ou électromagnétique fonctionnent suivant le principe de Faraday. Quand un liquide conducteur s'écoule perpendiculairement à travers un champ magnétique, une différence de potentiel électrique est créée au sein du liquide. Cette différence de potentiel, captée à l'aide de deux électrodes permet, par le calcul, d'en déduire la vitesse puis le débit du fluide. [0007] Ces technologies de mesures sont sensibles aux courants électriques parasites. En effet les branchements d'eau, particulièrement ceux en métal, sont susceptibles de capter des courants électriques, qui transitent dans l'eau et viennent perturber spécifiquement la mesure de potentiel qui s'effectue au niveau des électrodes. Les courants 2 parasites peuvent être des courants continus (issus de transports en communs par exemple) ou des courants alternatifs provenant par exemple d'installations électriques privatives non conformes dont les mises à la terre sont connectées aux tuyaux d'eau. Ces courants peuvent avoir d'autres origines on peut citer entre autres les courants galvaniques, vagabonds, etc. [0008] Il faut noter cependant que les désordres engendrés ne sont pas de nature à remettre en cause la qualité globale de la métrologie de ce type d'appareil. Ces désordres ont pu être observés grâce à l'utilisation de la télérclève qui permet une fréquence de lecture pouvant mettre en évidence ce type de phénomène. Dans cc cas on observe de faibles mouvements d'index (positifs ou négatifs) lorsqu'il n'y pas de mouvement physique d'eau dans le compteur. Ce phénomène peut ainsi par exemple remettre en question la précision de la détection de compteurs bloqués (pour cause de défaillance ou d'acte malveillant). [0009] La figure 1 représente une solution selon l'état de l'art consistant à accrocher un câble de dérivation 110 à des pièces métalliques dans lesquelles transite l'eau au moyen de colliers 120, 121 qui viennent emprisonner ladite pièce métallique et le câble de dérivation 110. [0010] Cette solution requiert un temps de pose élevé, un opérateur ayant des compétences en électricité pour vérifier la conformité électrique de l'installation, nécessite du matériel, et expose à la corrosion à l'air ambiant les contacts entre le câble et l'eau et donc dégrader la performance de la dérivation des courants parasites dans le temps. [0011] Ainsi, il n'existe pas de solution adaptée aux compteurs statiques électromagnétiques permettant la réalisation simple d'un moyen de dérivation des courants parasites. Il est à noter que les compteurs statiques électromagnétiques sont déployés en masse sur des temps courts par des opérateurs aux compétences limitées à la plomberie seulement ; contrairement aux débitmètres qui sont généralement installés à petite échelle par des opérateurs qui ont des compétences en électricité. [0012] Ainsi, il existe un besoin d'une solution ne nécessitant pas : d'opération de nettoyage méticuleux, et clu-onophage des surfaces pour assurer un contact électrique entre des pièces du compteur et un moyen de dérivation des courants parasites ; d'opération de vérification de la conformité électrique du moyen de dérivation des courants parasites en effectuant des mesures électriques, au moyen de multimètre pour valider le montage ; de matériel du type : colliers pour accrocher un moyen de dérivation des courants parasites au compteur ; câble électrique, brosse métallique pour le nettoyage des surfaces, outils pour accrocher les colliers. 3 Résumé de l'invention [0013] Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à un ensemble de comptage d'un fluide comportant : un compteur statique électromagnétique du fluide, ledit compteur comportant : une chambre de mesure à travers laquelle le fluide peut s'écouler ; une tubulure d'amenée du fluide dans ladite chambre ; une tubulure de sortie du fluide de ladite chambre ; un moyen de dérivation de courant parasite comprenant : un premier élément conducteur électrique relié à la tubulure d'amenée et adapté pour être en contact électrique avec le fluide lorsqu'il s'écoule à travers la tubulure d'amenée ; - un deuxième élément conducteur électrique relié à la tubulure de sortie et adapté pour être en contact électrique avec le fluide lorsqu'il s'écoule à travers la tubulure de sortie ; - un troisième élément conducteur électrique reliant le premier élément conducteur électrique et le deuxième élément conducteur électrique. [0014] De préférence, le troisième élément conducteur électrique a une section utile su- périeure ou égale à 6mm2. Cette valeur de section utile permet d'assurer une dérivation de 100% des courants parasites et d'éviter que certains passent encore dans l'eau et viennent perturber la mesure. [0015] De préférence, le troisième élément conducteur électrique est une tresse, préféren- tiellement plate. Elle offre par nature une surface de contact plus importante, et peut s'intégrer mieux si on décide de la plaquer sur le corps du compteur de manière à la protéger plus efficacement contre les vols/attaques de rongeurs. [0016] De préférence, la tubulure d'amenée comporte un premier filetage de connexion d'une conduite d'arrivée du fluide ; le premier élément conducteur électrique comporte au moins une partie d'un premier moyen de serrage de la conduite d'arrivée du fluide au premier filetage de connexion. Ainsi l'installation du moyen de dérivation des courants parasites (le troisième élément conducteur électrique) se fait tout simplement en vissant/dévissant le premier moyen de serrage du premier filetage de connexion, opération réalisable facilement et rapidement par un opérateur, qualifié en plomberie, et amené généralement à effectuer ces opérations pour l'installation des compteurs sur le réseau. [0017] Préférentiellement, au moins une portion du premier filetage de connexion comporte un premier méplat adapté pour recevoir une première extrémité du troisième élément conducteur électrique. Ce méplat est adapté pour recevoir facilement la première extrémité du troisième élément conducteur électrique et ainsi faciliter l'installation de l'ensemble. [0018] Dc préférence, la tubulure de sortie comporte un deuxième filetage de connexion d'une conduite d'évacuation du fluide ; le deuxième élément conducteur électrique comporte au moins une partie d'un deuxième moyen de serrage de la conduite d'évacuation du fluide au deuxième filetage de connexion. Ainsi l'installation du moyen de dérivation des courants parasites (le troisième élément conducteur électrique) se fait tout simplement en vissant/dévissant le premier moyen de serrage du premier filetage de connexion, opération réalisable facilement et rapidement par un opérateur, qualifié en plomberie, et amené généralement à effectuer ces opérations pour l'installation des compteurs sur le réseau. [0019] Préférentiellement, au moins une portion du deuxième filetage de connexion comporte un deuxième méplat adapté pour recevoir une deuxième extrémité du troisième élément conducteur électrique. Ce méplat est adapté pour recevoir facilement la deuxième extrémité du troisième élément conducteur électrique et ainsi faciliter l'installation de l'ensemble. [0020] Dc préférence, le premier élément conducteur électrique comporte au moins une première partie faisant saillie à partir d'une surface interne de la tubulure d'amenée ; et au moins une deuxième partie en contact avec une surface externe de la tubulure d'amenée et en contact électrique avec la première partie. Ainsi, dans cc mode de réalisation, le premier élément conducteur électrique est directement intégré au compteur statique ce qui facilite l'installation de l'ensemble. [0021] De préférence, le deuxième élément conducteur électrique comporte au moins une troisième partie faisant saillie à partir d'une surface interne de la tubulure de sortie ; au moins une quatrième partie en contact avec une surface externe de la tubulure de sortie et en contact électrique avec la troisième partie. [0022] Par exemple, la distance entre l'axe central du compteur statique et le premier élément conducteur électrique est supérieure ou égale à cinq fois le diamètre nominal de la chambre de mesure. L'axe central du compteur statique est défini comme la médiane entre l'extrémité de la tubulure d'amenée à l'opposé de la chambre de mesure, et l'extrémité de la tubulure de sortie à l'opposé de la chambre de mesure. Cela permet d'éviter, lorsque le premier élément conducteur électrique fait saillie à partir d'une surface interne de la tubulure d'amenée qu'il perturbe l'écoulement du fluide dans une zone proche de la zone de mesure électromagnétique. [0023] Par exemple, la distance entre l'axe du compteur et le deuxième élément conducteur électrique est supérieure ou égale à trois fois le diamètre nominal de la chambre de mesure. Cela permet d'éviter, lorsque le deuxième élément conducteur électrique fait saillie à partir d'une surface interne de la tubulure de sortie qu'il perturbe l'écoulement du fluide dans une zone proche de la zone de mesure électromagnétique. Liste des figures [0024] D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titrc d'exemple et non limitative qui suit, faite au regard de dessins annexés qui représentent: [Fig.1] un exemple d'ensemble de comptage d'un fluide selon l'état de l'art ; [Fig. 2] un exemple d'ensemble de comptage d'un fluide selon un ensemble de modes de réalisation de l'invention ; [Fig. 3], [Fig. 4] et [Fig. 5] un exemple d'étapes de réalisation d'un ensemble de comptage d'un fluide, dans un ensemble de modes de réalisation de l'invention ; [Fig. 6] représente un prototype d'un compteur de fluide selon un ensemble de modes de réalisation de l'invention sur un banc de test. Description détaillée [0025] Dans la suite, un exemple de réalisation, représenté en figure 2, va être décrit dans lequel l'idée directrice consiste à créer le pont électrique à partir des éléments de serrage métalliques, qui sont en contact avec l'eau, et ce de chaque côté du compteur. Ces pièces présentent un contact direct. [0026] Dans cet exemple, le compteur statique électromagnétique 200 comporte : - une chambre de mesure 210 ; - une tubulure d'amenée 220 comportant un premier filetage de connexion (non visible sur la figure 2) d'une conduite d'arrivée du fluide (non visible sur la figure 2) au compteur. Lc premier élément conducteur électrique 230 est constitué par le premier moyen de serrage de la conduite d'arrivée du fluide, ici un écrou. Un premier méplat (non visible sur la figure 2) est formé sur une surface externe du premier filetage de connexion de manière à pouvoir accueillir et positionner une première extrémité du troisième élément conducteur, ici une tresse en cuivre plate ; - une tubulure de sortie 240 comportant un deuxième filetage de connexion (non visible sur la figure 2) d'une conduite d'évacuation du fluide (non visible sur la figure 2) du compteur. Le deuxième élément conducteur électrique 250 est constitué par le deuxième moyen de serrage de la conduite d'arrivée du fluide. Un deuxième méplat (non visible sur la figure 2) est formé sur une surface externe du deuxième filetage de connexion de manière à pouvoir accueillir et positionner une deuxième extrémité du troisième élément conducteur 260, ici une tresse en cuivre plate. 6 [0027] Cc montage ne modifie en rien l'hydraulique du compteur et par conséquent il ne présente pas le risque de perturber la mesure. Il n'altère pas la résistance mécanique du compteur, ni des pièces métalliques qui l'enserrent. Il ne génère pas de risque sur l'étanchéité du compteur. Enfin l'emplacement retenu fait que l'installation ne se fera pas sur des parties privées du branchement (cas de la France notamment). [0028] Cette solution s'impose face à deux autres options envisageables : L'intégration de bornes à l'intérieur du compteur qui risquent de perturber la mesure hydrauliquement ; La réalisation du pont sur, c'est-à-dire par l'extérieur des pièces métalliques qui rendrait le montage plus difficile et génèrerait des pertes de temps. [0029] Le troisième élément conducteur 260 électrique utilisé est préférentiellement une tresse cuivre qui doit correspondre à un câble de terre d'une section équivalente de 6 mm2 ou supérieur. Elle a été choisie car elle est plate (épaisseur préférentiellement de 1,5 mm) et permettra d'assurer une surface de contact maximum avec les éléments métalliques. En effet la largeur de la tresse ainsi que la souplesse du matériau permet sa déformation, facilite l'opération de vissage et donne une surface de contact maximum sur le pas de vis de l'écrou. [0030] Les figures 3, 4 et 5 ci-après illustrent les étapes de réalisation d'un ensemble de comptage d'un fluide tel que décrit précédemment. [0031] La figure 3 illustre une étape de création d'un méplat 310 sur la portée du compteur. Les premier et deuxième filetages de connexion ont été limés en laissant les 2 premiers filets intacts. L'idée est de créer un espace dans lequel on peut insérer l'extrémité de la tresse, servant de troisième élément conducteur 260, pour permettre à l'écrou, servant de moyen de serrage, de venir ensuite la recouvrir, et ceci sans nuire à l'étanchéité, aussi bien de l'eau vers l'extérieur que de l'air ambiant vers le contact électrique, du compteur. [0032] La figure 4 illustre l'intégration de la tresse 260 sur un des filetages de connexion en position de manière à pouvoir être enserrée par un moyen de serrage comme illustré sur la figure 5. [0033] Sur la figure 5, la tresse 260 se place dans le logement créé et l'écrou vient ensuite l'emprisonner en créant le contact électrique et donc en assurant un moyen de dérivation des courants parasites. [0034] Différents avantages sont obtenus : la tresse 260 a pour effet technique de dévier les courants parasites. Elle est intégrée au compteur, il suffit juste de monter le compteur de façon tout à fait ordinaire ; Le fait d'insérer la tresse dans un logement entre l'écrou et la portée du compteur permet d'éviter la corrosion externe au niveau du contact car cette 7 zone de mise en contact ne subit pas l'influence de l'air ambiant. Ainsi, on évite la phase de nettoyage ; il n'y a pas différence de temps d'opération sur des opérations démontage/ montage entre un compteur non protégé et un compteur protégé intégré dans l'ensemble de comptage intégrant un moyen de dérivation des courants parasites ; la solution est industrialisable facilement : un même type de tresse peut être utilisé pour tous les types de compteurs. En particulier, une même tresse est applicable quel que soit le diamètre des écrous, et tubulures d'amenée et de sortie. Le modèle de tresse est donc applicable à tous les compteurs existants, cc qui permet d'industrialiser la solution aisément. [0035] La figure 6 représente un prototype d'un compteur de fluide selon un ensemble de modes de réalisation de l'invention sur un banc dc test. [0036] La vignette 610 représente une photographie d'une vue générale du compteur de fluide sur le banc de test, et les vignettes 620 et 630 deux zooms, respectivement sur l'interface entre la tresse 260 et les écrous, au niveau de la tubulure d'amenée et dc la tubulure de sortie. Les mêmes références numériques que pour la figure 2 ont été utilisées. [0037] Dans cet exemple, deux tests ont été réalisés : Test d'étanchéité à 3,5 bars ; Test de conductivité mesuré à la surface des écrous qui enserrent le compteur. [0038] Les tests d'étanchéité sont bons, comme en attestent les photos représentées en figure 6, aucun écoulement d'eau n'est constaté, l'étanchéité originale du compteur est conservée. [0039] Les mesures de conductivité donnent REVENDICATIONS[Revendication 1] Ensemble de comptage d'un fluide comportant : - un compteur statique électromagnétique (200) du fluide, ledit compteur comportant : - une chambre de mesure (210) à travers laquelle le fluide peut s'écouler ; - une tubulure d'amenée (220) du fluide dans ladite chambre ; - une tubulure de sortie (240) du fluide de ladite chambre ; un moyen de dérivation de courant parasite comprenant : un premier élément conducteur électrique (230) relié à la tubulure d'amenée et adapté pour être en contact électrique avec le fluide lorsqu'il s'écoule à travers la tubulure d'amenée ; un deuxième élément conducteur électrique (250) relié à la tubulure de sortie et adapté pour être en contact électrique avec le fluide lorsqu'il s'écoule à travers la tubulure de sortie ; un troisième élément conducteur électrique (260) reliant le premier élément conducteur électrique et le deuxième élément conducteur électrique. [Revendication 2] Ensemble de comptage d'un fluide selon la revendication 1, dans lequel le troisième élément conducteur électrique a une section utile supérieure ou égale à 6mm2. [Revendication 3] Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le troisième élément conducteur électrique est une tresse, préférentiellement plate. [Revendication 4] Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel : la tubulure d'amenée comporte un premier filetage de connexion d'une conduite d'arrivée du fluide ; le premier élément conducteur électrique comporte au moins une partie d'un premier moyen de serrage de la conduite d'arrivée du fluide au premier filetage de connexion. 9 [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] Ensemble de comptage d'un fluide selon la revendication 4, dans lequel au moins une portion du premier filetage de connexion comporte un premier méplat (310) adapté pour recevoir une première extrémité du troisième élément conducteur électrique. Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel : b tubulure de sortie comporte un deuxième filetage de connexion d'une conduite d'évacuation du fluide ; le deuxième élément conducteur électrique comporte au moins une partie d'un deuxième moyen de serrage de la conduite d'évacuation du fluide au deuxième filetage de connexion. Ensemble de comptage d'un fluide selon la revendication 6, dans lequel au moins une portion du deuxième filetage de connexion comporte un deuxième méplat (310) adapté pour recevoir une deuxième extrémité du troisième élément conducteur électrique. Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel : le premier élément conducteur électrique comporte au moins une première partie faisant saillie à partir d'une surface interne de la tubulure d'amenée ; au moins une deuxième partie en contact avec une surface externe de la tubulure d'amenée et en contact électrique avec la première partie. [Revendication 9] Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième élément conducteur électrique comporte au moins une troisième partie faisant saillie à partir d'une surface interne de la tubulure de sortie ; au moins une quatrième partie en contact avec une surface externe de la tubulure de sortie et en contact électrique avec la troisième partie. [Revendication 10] Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 9, 10 [Revendication 11] dans lequel la distance entre l'axe central du compteur statique et le premier élément conducteur électrique est supérieure ou égale à cinq fois le diamètre nominal de la chambre de mesure. Ensemble de comptage d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la distance entre l'axe du compteur et le deuxième élément conducteur électrique est supérieure ou égale à trois fois le diamètre nominal de la chambre de mesure.