Brevet FR3135123A1 — publié le 20231103

Procédé de surveillance d’une électrovanne (22), comportant des phases de surveillance répétées régulièrement et comprenant chacune les étapes de : - piloter le moteur électrique (24) de l’électrovanne pour modifier la position courante de son organe mobile (26) ; - évaluer une grandeur de surveillance représentative d’un courant d’appel du moteur électrique au cours de l’étape de pilotage ; - comparer la grandeur de surveillance avec au moins un premier seuil prédéterminé et, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, mettre en œuvre au moins une action corrective pour éviter un blocage de l’électrovanne. FIGURE DE L’ABREGE: Fig.1 Surveillance d’une électrovanne L’invention concerne le domaine des électrovannes utilisées pour contrôler le débit de tout type de fluide s’écoulant dans un conduit. Une telle électrovanne est possiblement – mais pas nécessairement – intégrée dans un compteur de fluide. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Un compteur de fluide à ultrasons comporte très classiquement un conduit dans lequel circule le fluide, et un dispositif de mesure ultrasonique comprenant un transducteur amont (côté réseau) et un transducteur aval (côté installation de l’abonné). Chaque transducteur joue successivement le rôle d’un émetteur et d’un récepteur de signaux ultrasonores. Le transducteur amont émet ainsi un signal ultrasonore dans le conduit, qui est reçu par le transducteur aval après avoir parcouru dans le fluide un chemin prédéfini (de longueur parfaitement maîtrisée). Puis, le transducteur aval émet à son tour un signal ultrasonore, qui est reçu par le transducteur amont après avoir parcouru dans le fluide le chemin prédéfini (dans l’autre sens). Le dispositif de mesure ultrasonique évalue alors le débit du fluide à partir des temps de vol des signaux ultrasonores entre les transducteurs. L’estimation du débit du fluide permet d’évaluer et de facturer la quantité de fluide consommée. Dans certains pays, les compteurs doivent être capables de limiter, réguler, et de couper le débit du fluide. Par exemple, dans certains pays et dans le cas d’une facture d’eau impayée, le distributeur d’eau doit assurer au client final « mauvais payeur » un débit minimal durant un certain nombre de jours avant de lui couper totalement l’accès à l’eau. Ce débit minimal peut varier en fonction du pays et du client, et il est donc nécessaire d’avoir la possibilité de réguler le débit « à la demande » : le débit doit être adapté en fonction d’une consigne de débit. On a envisagé, pour réaliser la régulation du débit, d’intégrer dans le conduit du compteur une électrovanne, par exemple une électrovanne à bille. La position angulaire de la bille peut être commandée à distance pour réguler le débit. Cependant, il existe un risque non négligeable de blocage de la bille de l’électrovanne, et notamment : en présence d’impuretés dans le fluide, par exemple du calcaire ou du sable dans l’eau, ou bien de la poussière dans l’air ou dans le gaz ; lorsque la bille reste pendant une longue période dans une position statique, ce qui entraîne l’accumulation d’impuretés dans la zone de contact entre la bille et le siège. Ce phénomène dépend aussi des matériaux utilisés pour fabriquer la bille et le siège. Le siège est classiquement fabriqué en Téflon, et le frottement de la bille sur le Téflon dépend du matériau utilisé pour fabriquer la bille (inox, laiton, etc.). Pour résoudre ce problème de blocage de la bille, il a été envisagé d’intégrer dans le conduit un transducteur piézoélectrique de puissance à proximité immédiate de l’électrovanne. Le transducteur produit une onde à basse fréquence dont résulte une dépression qui génère une cavitation. L’implosion des bulles de cavitation permet d’éliminer l’encrassement. Cette solution est cependant complexe à mettre en œuvre et coûteuse, car elle nécessite d’intégrer dans le compteur non seulement ledit transducteur piézoélectrique pour générer la cavitation, mais aussi une source d’énergie importante pour exciter ledit transducteur. Par ailleurs, cette solution est problématique car la présence des bulles de cavitation autour de la bille tend à perturber la mesure du débit via les ultrasons, dans le cas où la bille et le générateur de cavitation se trouvent entre les deux transducteurs dédiés aux mesures de débit. OBJET DE L’INVENTION L’invention a pour objet de détecter, de manière efficace, simple, peu coûteuse, et sans perturber la mesure du débit, un blocage ou un futur blocage de l’organe mobile d’une électrovanne, et d’agir contre ce blocage ou futur blocage. En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de surveillance d’une électrovanne qui comporte : un organe mobile, qui s’étend dans un conduit et dont une position courante peut être commandée pour contrôler un débit courant d’un fluide pouvant s’écouler dans le conduit ; un moteur électrique agencé pour entraîner en mouvement l’organe mobile de manière à lui conférer sa position courante ; le procédé de surveillance comportant des phases de surveillance répétées régulièrement et comprenant chacune les étapes de : piloter le moteur électrique pour modifier la position courante de l’organe mobile ; évaluer une grandeur de surveillance représentative d’un courant d’appel du moteur électrique au cours de l’étape de pilotage ; comparer la grandeur de surveillance avec au moins un premier seuil prédéterminé et, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, mettre en œuvre au moins une action corrective pour éviter un blocage de l’électrovanne. La mise en mouvement de l’organe mobile de l’électrovanne par le moteur électrique nécessite un certain courant d’appel. Ce courant d’appel varie en fonction du niveau d’encrassement présent à l’interface entre l’organe mobile et la partie immobile de l’électrovanne. Le procédé de surveillance évalue donc l’encrassement à partir de la grandeur de surveillance, et déclenche de manière anticipée une action corrective avant que le niveau d’encrassement devienne problématique et risque de bloquer l’électrovanne. Le procédé de surveillance est très efficace et sa mise en œuvre est à la fois simple et peu coûteuse, puisqu’elle ne nécessite pas de composant dédié. Dans le cas où l’électrovanne est intégrée dans un compteur, on peut assurer que la mesure du débit n’est pas perturbée par la mise en œuvre du procédé de surveillance en mettant en œuvre les phases de surveillance uniquement à débit nul. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, dans lequel la au moins une action corrective comprend une première action corrective consistant à augmenter une fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, dans lequel la au moins une action corrective comprend une deuxième action corrective consistant à augmenter une tension d’alimentation du moteur électrique de l’électrovanne. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, dans lequel chaque phase de surveillance comprend l’étape, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, de comparer avec un seuil de fréquence prédéterminé la fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance, et l’étape de : - si ladite fréquence de mise en œuvre est inférieure au seuil de fréquence prédéterminé, mettre en œuvre la première action corrective, ou - si ladite fréquence de mise en œuvre est supérieure au seuil de fréquence prédéterminé, mettre en œuvre la deuxième action corrective. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, dans lequel chaque phase de surveillance comprend en outre les étapes, si la grandeur de surveillance est inférieure audit premier seuil prédéterminé, de comparer la grandeur de surveillance avec un deuxième seuil prédéterminé inférieur au premier seuil prédéterminé et, si la grandeur de surveillance est inférieure audit deuxième seuil prédéterminé, de réduire une fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, comprenant en outre l’étape d’acquérir des mesures d’un débit courant du fluide dans le conduit, les phases de surveillance étant mises en œuvre uniquement lorsque le débit courant est nul. On propose de plus un procédé de surveillance tel que précédemment décrit, dans lequel la grandeur de surveillance est égale à un rapport entre le courant d’appel et un courant nominal du moteur électrique au cours de l’étape de pilotage. On propose de plus un système de contrôle de débit comprenant une électrovanne, un capteur de courant agencé pour mesurer un courant électrique fourni au moteur électrique, et un circuit de traitement dans lequel est mis en œuvre le procédé de surveillance tel que précédemment décrit. On propose de plus un système de contrôle de débit tel que précédemment décrit, comprenant en outre un composant d’alimentation agencé pour alimenter le circuit de traitement et le moteur électrique de l’électrovanne, le capteur de courant étant un shunt monté en parallèle de deux sorties du composant d’alimentation. On propose de plus un système de contrôle de débit tel que précédemment décrit, dans lequel l’électrovanne est une vanne à bille. On propose de plus un compteur de fluide comprenant un dispositif de mesure de débit et un système de contrôle de débit tel que précédemment décrit. On propose de plus un compteur de fluide tel que précédemment décrit, le dispositif de mesure de débit étant un dispositif de mesure ultrasonique comprenant deux transducteurs agencés pour émettre et recevoir des signaux ultrasonores dans le conduit, le dispositif de mesure ultrasonique étant agencé pour évaluer un débit courant du fluide à partir de temps de vol des signaux ultrasonores entre les transducteurs. On propose de plus un compteur de fluide tel que précédemment décrit, l’électrovanne étant positionnée, selon une longueur du conduit, entre les deux transducteurs. On propose de plus un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le circuit de traitement du système tel que précédemment décrit à exécuter les étapes du procédé de surveillance tel que précédemment décrit. On propose de plus un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur tel que précédemment décrit. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d’un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : la représente un compteur comprenant un conduit, une électrovanne, un dispositif de mesure ultrasonique et un circuit de traitement ; la représente schématiquement le compteur de la ainsi que différents composants du circuit de traitement ; la représente un graphique comprenant une courbe du courant électrique fourni au moteur de l’électrovanne ; la représente un graphique comprenant une courbe du courant électrique avant encrassement, et une courbe du courant électrique après encrassement ; la représente un graphique comprenant une courbe du courant électrique lorsque le moteur est alimenté en 3,6V, et une courbe du courant électrique lorsque le moteur est alimenté en 5V ; la représente des étapes du procédé de surveillance selon l’invention. Procédé de surveillance d’une électrovanne (22) qui comporte : - un organe mobile (26), qui s’étend dans un conduit (4) et dont une position courante peut être commandée pour contrôler un débit courant d’un fluide pouvant s’écouler dans le conduit ; - un moteur électrique (24) agencé pour entraîner en mouvement l’organe mobile de manière à lui conférer sa position courante ; le procédé de surveillance comportant des phases de surveillance répétées régulièrement et comprenant chacune les étapes de : - piloter le moteur électrique pour modifier la position courante de l’organe mobile ; - évaluer une grandeur de surveillance représentative d’un courant d’appel (Ia) du moteur électrique au cours de l’étape de pilotage ; - comparer la grandeur de surveillance avec au moins un premier seuil prédéterminé (S1) et, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, mettre en œuvre au moins une action corrective pour éviter un blocage de l’électrovanne. Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel la au moins une action corrective comprend une première action corrective consistant à augmenter une fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance. Procédé de surveillance selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la au moins une action corrective comprend une deuxième action corrective consistant à augmenter une tension d’alimentation du moteur électrique (24) de l’électrovanne (22). Procédé de surveillance selon les revendications 2 et 3, dans lequel chaque phase de surveillance comprend l’étape, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, de comparer avec un seuil de fréquence prédéterminé (Sf) la fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance, et l’étape de : - si ladite fréquence de mise en œuvre est inférieure au seuil de fréquence prédéterminé, mettre en œuvre la première action corrective, ou - si ladite fréquence de mise en œuvre est supérieure au seuil de fréquence prédéterminé, mettre en œuvre la deuxième action corrective. Procédé de surveillance selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque phase de surveillance comprend en outre les étapes, si la grandeur de surveillance est inférieure audit premier seuil prédéterminé, de comparer la grandeur de surveillance avec un deuxième seuil prédéterminé (S2) inférieur au premier seuil prédéterminé et, si la grandeur de surveillance est inférieure audit deuxième seuil prédéterminé, de réduire une fréquence de mise en œuvre des phases de surveillance. Procédé de surveillance selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre l’étape d’acquérir des mesures d’un débit courant du fluide dans le conduit (4), les phases de surveillance étant mises en œuvre uniquement lorsque le débit courant est nul. Procédé de surveillance selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la grandeur de surveillance est égale à un rapport entre le courant d’appel et un courant nominal du moteur électrique (24) au cours de l’étape de pilotage. Système de contrôle de débit comprenant une électrovanne (22), un capteur de courant (29) agencé pour mesurer un courant électrique fourni au moteur électrique, et un circuit de traitement (5) dans lequel est mis en œuvre le procédé de surveillance selon l’une des revendications précédentes. Système de contrôle de débit selon la revendication 8, comprenant en outre un composant d’alimentation (8) agencé pour alimenter le circuit de traitement (5) et le moteur électrique (24) de l’électrovanne, le capteur de courant étant un shunt monté en parallèle de deux sorties du composant d’alimentation. Système de contrôle de débit selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel l’électrovanne est une vanne à bille. Compteur de fluide comprenant un dispositif de mesure de débit (17) et un système de contrôle de débit selon l’une des revendications 8 à 10. Compteur de fluide selon la revendication 11, le dispositif de mesure de débit (17) étant un dispositif de mesure ultrasonique comprenant deux transducteurs (18a, 18b) agencés pour émettre et recevoir des signaux ultrasonores dans le conduit, le dispositif de mesure ultrasonique étant agencé pour évaluer un débit courant du fluide à partir de temps de vol des signaux ultrasonores entre les transducteurs. Compteur de fluide selon l’une des revendications 11 ou 12, l’électrovanne (22) étant positionnée, selon une longueur du conduit, entre les deux transducteurs. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le circuit de traitement du système selon l’une des revendications 8 à 10 à exécuter les étapes du procédé de surveillance selon l’une des revendications 1 à 7. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication 14.