"Appareil de mesure du débit ou de la vitesse d'un courant gazeux" .
La présente invention concerne un appareil
de mesure du débit ou de la vitesse d'un courant gazeux, par conversion d'une mesure de potentiel électrique, comprenant
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à une source de tension électrique, destinées à être traversées par le courant gazeux, et formant avec une électrode commune, deux champs électriques disposés en série, ainsi qu'une source ionique disposée dans l'une des électrodes, et l'électrode commune étant reliée à un circuit
de mesure sensible au potentiel de cette électrode.
Un appareil de ce type a été décrit dans
le brevet belge n[deg.] 797751, au nom du demandeur. Dans cet appareil connu, l'électrode commune est constituée par une tige s'étendant axialement à travers les deux électrodes externes, disposées coaxialement, à une distance l'une
de l'autre.
Cette réalisation connue présente notamment l'inconvénient qu'un champ électrostatique parasite s'établit entre les électrodes externes.
Une réalisation plus récente du demandeur,
qui fait l'objet du brevet belge n[deg.] 841944, propose une géométrie différente des électrodes, permettant d'éviter
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en utilisant une source de basse tension combinée à un circuit de mesure électronique, de diminuer considérablement les dimensions de l'appareil :t de convenir pour des mesures de faibles vitesses d'écoulement gazeux,de l'ordre du millimètre à la seconde. Suivant la géométrie de cette réalisation, les électrodes externes sont concentriques, l'une d'elles ayant une longueur supérieure à l'autre.
La présente invention a pour objet de proposer un appareil du type énoncé, permettant la mesure avec une grande précision, de faibles débits gazeux, en assurant un écoulement sans perturbations, du courant gazeux. L'appareil selon la présente invention envisage notamment de réaliser une sensibilité de 1 V par 5 1/h entre 1 et 10 1/h. Au lieu ou en plus du débit, l'appa-
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Les deux indications sont extrapolées de la valeur du potentiel de l'électrode commune.
La présente invention a également pour objet de proposer un appareil du type énoncé, qui soit d'une construction très simple et d'un faible coût de revient.
La présente invention a en outre pour objet de proposer un appareil de faibles dimensions, aisé à manipuler et utilisant une source de basse tension, supprimant ainsi tout problème de sécurité.
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invention, les deux électrodes externes sont disposées de part et d'autre et à distance, par rapport à l'électrode commune, laquelle est également tubulaire.
Suivant une forme de réalisation préférée
de l'invention, les trois électrodes sont coaxiales et présentent un diamètre sensiblement égal.
Suivant une forme de réalisation également préférée de l'invention, la source ionique est disposée
à l'intérieur de l'électrode commune.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif,d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention,avec référence à la figure annexée qui représente une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un appareil de mesure du débit d'un courant gazeux, selon l'invention.
L'appareil selon l'invention comprend deux électrodes tubulaires externes 1, 2 raccordées, par des conducteurs 3, respectivement à la masse et au pôle positif d'une source de basse tension, de 5 à 15V de préférence.
Entre les électrodes externes 1, 2 est disposée l'électrode commune 4, également tubulaire,raccordée par un conducteur 5 à un circuit électronique de mesure comprenant un amplificateur opérationnel 6 et une unité de traitement de l'information amplifiée, 7.
Les trois électrodes 1, 4, 2 sont cylindriques et coaxiales.
Elles sont disposées dans une gaine 8 réalisée en un matériau isolant, dans laquelle elles sont soutenues par des anneaux de fixation 9. Les conducteurs 3, 5, sont tirés à travers des garnitures d'isolation 10.
La source ionique,constituée par exemple par une pastille 11, est fixée dans l'électrode commune 4.
Elle est,de préférence,constituée en la matière connue
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La géométrie décrit- crée deux champs électriques en série, l'un entre les électrodes 1, 4 et l'autre entre les électrodes 4, 2 ainsi que deux chambres d'ionisation, l'une à l'intérieur de l'électrode 1, l'autre à l'intérieur de l'électrode 2, pour les ions créés, par les particules rayonnées par la source 11, à partir des atomes du gaz amené à s'écouler, en direction de la flèche 12, longitudinalement, à l'intérieur des trois électrodes.
Le potentiel de l'électrode commune 4 est une fonction directe des impédances (ce terme étant compris dans sa signification large, électronique, suivant laquelle elle désigne la résistance que présente un circuit au passage du courant) des chambres, elle-même fonction de la
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de la chambre formée par l'électrode 1 vers la chambre formée par l'électrode 2.
<EMI ID=7.1> 1'' appareil est branché sur une source de 5 à 15 V, les dimensions optimales sont dans l'ordre des suivantes :
- longueur des électrodes 1,2 = 4 cm.
- longueur de l'électrode 4 = 1 cm.
- diamètre des électrodes 1, 2, 4 = 1,3 cm.
- épaisseur de la paroi des électrodes 1, 2, 4 = 1 mm.
- distance entre les électrodes 1, 4 et 4, 2 = 1, 5 cm.
Dans ces conditions, l'on obtient une sensibilité de 1 V par 5 1/h de débit, entre 1 à 10 1/h,
en employant un niveau de tension à très faible consommation, de l'ordre du pA.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des variantes peuvent y être apportées sans sortir du
cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1. Appareil de mesure du débit ou de la vitesse d'un courant gazeux, par conversion d'une mesure
de potentiel électrique, comprenant une paire d'électrodes, dites externes, tubulaires, reliées à une source de tension électrique, destinées à être traversées par le courant gazeux, et formant avec une électrode commune, deux champs électriques disposés en série, ainsi qu'une source ionique disposée dans l'une des électrodes, et l'électrode commune étant reliée à un circuit de mesure sensible au potentiel
de cette électrode, caractérisé en ce que les deux électrodes externes sont disposées de part et d'autre et à distance, par rapport à l'électrode commune, laquelle est également tubulaire.
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"Apparatus for measuring the flow or velocity of a gas stream".
The present invention relates to an apparatus
for measuring the flow rate or speed of a gas current, by converting an electrical potential measurement, comprising
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to an electric voltage source, intended to be traversed by the gas current, and forming with a common electrode, two electric fields arranged in series, as well as an ionic source arranged in one of the electrodes, and the common electrode being connected to a circuit
measuring device sensitive to the potential of this electrode.
An apparatus of this type has been described in
Belgian patent n [deg.] 797751, in the name of the applicant. In this known apparatus, the common electrode is constituted by a rod extending axially through the two outer electrodes, arranged coaxially, at a distance one
the other.
This known embodiment in particular has the drawback that a parasitic electrostatic field is established between the external electrodes.
A more recent achievement by the applicant,
which is the subject of Belgian patent n [deg.] 841944, proposes a different geometry of the electrodes, making it possible to avoid
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by using a low voltage source combined with an electronic measuring circuit, to considerably reduce the dimensions of the apparatus: t to be suitable for measurements of low gas flow speeds, of the order of a millimeter per second. Depending on the geometry of this embodiment, the external electrodes are concentric, one of them having a length greater than the other.
The object of the present invention is to provide an apparatus of the type enunciated, allowing measurement with great precision of low gas flow rates, while ensuring a flow without disturbances of the gas stream. The apparatus according to the present invention particularly envisages achieving a sensitivity of 1 V per 5 1 / h between 1 and 10 1 / h. Instead of or in addition to the flow, the device
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The two indications are extrapolated from the value of the potential of the common electrode.
Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described, which is of a very simple construction and of low cost.
A further object of the present invention is to provide a device of small dimensions, easy to handle and using a low voltage source, thus eliminating any safety problem.
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invention, the two external electrodes are arranged on either side and at a distance from the common electrode, which is also tubular.
According to a preferred embodiment
of the invention, the three electrodes are coaxial and have a substantially equal diameter.
According to an equally preferred embodiment of the invention, the ion source is arranged
inside the common electrode.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below without limitation, of an example of implementation of the invention, with reference to the appended figure which shows a schematic view, in section. longitudinal, of an apparatus for measuring the flow rate of a gas stream, according to the invention.
The apparatus according to the invention comprises two external tubular electrodes 1, 2 connected, by conductors 3, respectively to the ground and to the positive pole of a low voltage source, preferably 5 to 15V.
Between the external electrodes 1, 2 is arranged the common electrode 4, also tubular, connected by a conductor 5 to an electronic measurement circuit comprising an operational amplifier 6 and an amplified information processing unit, 7.
The three electrodes 1, 4, 2 are cylindrical and coaxial.
They are arranged in a sheath 8 made of an insulating material, in which they are supported by fixing rings 9. The conductors 3, 5 are pulled through the insulating gaskets 10.
The ion source, constituted for example by a pellet 11, is fixed in the common electrode 4.
It is preferably made of the known material
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The geometry described - creates two electric fields in series, one between electrodes 1, 4 and the other between electrodes 4, 2 as well as two ionization chambers, one inside electrode 1 , the other inside the electrode 2, for the ions created, by the particles radiated by the source 11, from the atoms of the gas caused to flow, in the direction of the arrow 12, longitudinally, at inside the three electrodes.
The potential of the common electrode 4 is a direct function of the impedances (this term being understood in its broad, electronic meaning, according to which it designates the resistance that a circuit presents to the passage of current) of the chambers, itself a function of the
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from the chamber formed by electrode 1 to the chamber formed by electrode 2.
<EMI ID = 7.1> 1 '' device is connected to a 5 to 15 V source, the optimal dimensions are in the following order:
- length of the electrodes 1,2 = 4 cm.
- length of electrode 4 = 1 cm.
- diameter of electrodes 1, 2, 4 = 1.3 cm.
- wall thickness of electrodes 1, 2, 4 = 1 mm.
- distance between electrodes 1, 4 and 4, 2 = 1, 5 cm.
Under these conditions, a sensitivity of 1 V per 5 1 / h flow rate is obtained, between 1 to 10 1 / h,
by using a voltage level with very low consumption, of the order of pA.
It should be understood that the invention is not limited to the embodiment described and that many variants can be made without departing from the scope.
framework of this patent.
CLAIMS.
1. Apparatus for measuring the flow or velocity of a gas stream, by converting a measurement
of electric potential, comprising a pair of electrodes, called external, tubular, connected to an electric voltage source, intended to be traversed by the gas current, and forming with a common electrode, two electric fields arranged in series, as well as an ion source disposed in one of the electrodes, and the common electrode being connected to a potential sensitive measuring circuit
of this electrode, characterized in that the two external electrodes are arranged on either side and at a distance from the common electrode, which is also tubular.
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