Mesureur de débit émetteur d'impulsions pour fluides conducteur s.
La présente invention est relative à la mesure de
débit de fluides conducteurs, et plus particulièrement à un
mesureur de débit équipé d'un émetteur d'impulsions électriques.
Il existe différents moyens pour transmettre à distance '
<EMI ID=1.1>
d'un mesureur de débit tel qu'un compteur de vitesse par exem-
<EMI ID=2.1>
un capteur de rotation qui peut être de type photoélectrique ou magnétique, ou encore un dispositif auto-générateur de signaux de type électromagnétique.
L'adjonction d'un tel capteur de rotation implique
de modifier le mesureur pour incorporer au rotor ou à l'équipage mobile un élément supplémentaire destiné à coopérer avec un élément fixe du détecteur de rotation, la modification étant encore plus importante dans le cas d'un auto-générateur.
L'invention vise un mesureur de fluide conducteur dont les inconvénients ci-dessus sont minimisés en mettant à profit
<EMI ID=3.1>
mouvements de rotation d'un rotor électriquement isolant.
Le mesureur, suivant l'invention, comporte :
- un rotor monté pour être entrainé par le fluide en rotation à une vitesse fonction du débit de fluide à mesurer,
- au moins une paire d'électrodes disposées au contact du liquide sur un support isolant et reliées à un circuit de traitement des signaux électriques recueillis par ces électrodes,
- un rotor auxiliaire entrainé à l'intérieur du fluide par ledit rotor, ce rotor auxiliaire étant en matériau isolant et présentant des découpures régulièrement réparties,
et il est caractérisé en ce que lesdites électrodes sont disposées l'une par rapport à l'autre pour être périodiquement masquées et démasquées au passage des découpures dudit rotor auxiliaire entre elles et recueillir les signaux de variations périodiques de la résistance électrique du fluide entre ces électrodes provoquées par la rotation du rotor auxiliaire.
Un circuit de traitement des signaux électriques re- cueillis entre les électrodes permet de convertir-les varia-
tions de résistance périodiques en impulsions qui peuvent être envoyées sur un totalisateur éloigné tout en ne nécessitant
qu'une consommation très faible de l'ordre de quelques dizaines de microampères, ce qui donne la possibilité d'utiliser une pile à longue durée rendant le mesureur autonome.
<EMI ID=4.1>
apporter au rotor du mesureur sont peu importantes dans le cas
<EMI ID=5.1>
du mesureur se bornent au montage de deux électrodes isolées, ce qui peut être réalisé sans difficultés, par exemple par perçage.
L'invention permet ainsi la réalisation d'un compteur de débit et d'un transmetteur de ses indications à distance sous une forme peu encombrante, facilement adaptable aux mesureurs existants et dont la faible consommation d'énergie électrique permet, à l'aide d'une pile, de rendre son installation autonome.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui va suivre en relation avec le dessin annexé qui représente, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin :
- la fig- 1 représente un mode d'application de l'invention à un compteur d'eau du type à turbine axiale.
- la fig. 2 est une vue en plan du rotor auxiliaire de la figure précédente.
- la fig- 3 est un exemple de circuit de traitement des signaux électriques recueillis aux bornes des électrodes.
- les fig. 4 et 5 représentent schématiquement le montage de plusieurs paires d'électrodes dans des circuits en pont.
La fig. 1 représente un mode de réalisation applicable
<EMI ID=6.1>
auxiliaire en matériau isolant dont les pales passent périodiquement entre deux électrodes. Sur cette figure, on voit dans
le corps tubulaire 20 du compteur une turbine 21 qui peut tourner autour d'un arbre 22 coaxial au corps 20 et tenue par deux pa- liers 23. Ces paliers sont montés dans deux carénages en matière isolante électriquement 24, 25 reliés au corps 20 par des nervures 26 de part et d'autre de la turbine 21. A l'intérieur du carénage amont 24 est fixé par exemple à l'extrémité de l'arbre
22 un petit rotor auxiliaire 27 à pales planes 28 en forme de secteur circulaire, par exemple au nombre de trois, comme l'indique la fig. 2 qui est une vue en plan de ce rotor 27. Deux électrodes isolées 30, 31 sont également fixées sur le carénage
24 de manière que les pales 28 du rotor 27 passent entre ces deux électrodes au cours de la rotation du rotor 27.
Les électrodes 30, 31 sont reliées par des f ils isolés passant à travers le corps 20 à un circuit de traitement 32 extérieur au compteur, et détectent les variations de résistance introduites périodiquement par le passage des pales du rotor 27 entre elles.
Quoique ce montage nécessite l'adjonction d'un élément supplémentaire sur l'équipage mobile du compteur, il a l'avantage de fournir des variations relatives de résistance importantes, de l'ordre de 30 %, en raison du masquage complet des électrodes l'une par rapport à l'autre par les pales du rotor auxiliaire.
Si la paroi supportant les électrodes n'est pas elle-même isolante, on peut utiliser un élément porte-électrode en matériau isolant électriquement en forme de U, les électrodes se faisant face sur les branches respectives du U entre lesquelles passe le rotor auxiliaire.
La fig. 3 montre un exemple de circuit électrique utilisable pour traiter les signaux de détection de rotation recueillis aux bornes d'une paire d'électrodes et les convertir en impulsions de comptage. Ce circuit de traitement 40 se compose
d'un oscillateur 41 fournissant des oscillations par exemple
à une fréquence de 1000 Hz, d'un amplificateur opérationnel 42 dans le circuit duquel sont branchées les deux électrodes A, B entre lesquelles existe la résistance variable 43 de liquide conducteur, d'un circuit redresseur à double alternance 44 et d'un circuit d'amplification et de mise en forme 45 fournissant à sa sortie des impulsions de comptage, ces circuits 44 et 45 étant de conception habituelle et ne nécessitant pas de description particulière.
La sortie de l'oscillateur 41 est reliée à l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur 42 dont le rôle est de fournir dans un circuit de contreréaction comportant la résistance 43 un courant approximativement constant. L'amplificateur 42 comporte plusieurs liaisons de contreréaction : entre sa sortie et son entrée inverseuse, une première liaison comporte une résistance habituelle 46, et une seconde liaison comprend, outre la résistance 43, de préférence deux condensateurs 47, 48 montés
de part et d'autre de cette résistance 43 et destinés à arrêter la composante à courant continu qui, autrement, polluerait les électrodes A, B et tendrait à les endommager, ainsi qu'une autre résistance 49. Une troisième liaison de contreréaction comprenant une résistance réglable 50 et une autre résistance 51, relie la borne commune aux éléments 48, 49 à l'entrée non-inverseuse de
<EMI ID=7.1>
tion est agencé pour que la résistance variable 43 existant entre les électrodes A, B dans le liquide conducteur soit parcourue par un courant quasi-constant. La résistance 50 permet d'ajuster le gain de l'amplification.
On recueille ainsi à la sortie de l'amplificateur 42 une tension 51 sensiblement proportionnelle et bien représentative de la résistance variable 43 entre les électrodes A, B, cette tension étant modulée sur la porteuse à 1 kHz fournie
par l'oscillateur 41. Le circuit de redressement à double alter-nance 44 supprime l'oscillation porteuse et produit à sa sortie des oscillations basses fréquence 52 - proportionnelle à la vitesse du rotor mesurée - qui sont ensuite converties dans le circuit 45 en impulsions aptes à être totalisées dans un dispositif d'affichage, par exemple à cristaux liquides, qui peut être éloigné du circuit 40 et sur lequel on lit le débit ou la consommation de liquide mesuré. Le circuit 40 est avantageusement réalisé sous forme de micro-circuit incorporé dans le boîtier du compteur de liquide considéré.
D'autres modes de mise en oeuvre de l'invention peuvent encore consister en l'utilisation de deux paires d'électrodes diamétralement disposées par rapport à l'axe du rotor du mesureur considéré, et alternativement masquées et démasquées l'une visà-vis de l'autre par les pales d'un rotor isolant.
Sur la fig. 4, deux paires d'électrodes 71 et 72 sont respectivement montées en face l'une de l'autre sur les branches de deux supports en forme d'étrier 73, 74.Le rotor 75 dont les pales planes passent alternativement au cours de leur rotation entre les électrodes de chaque paire 71, 72 est un rotor isolant du genre de celui de la fig. 3, à nombre de pales impair. Les résistances entre ces deux paires d'électrodes sont branchées dans les bras d'un circuit en pont 76 avec deux autres résistances fixes 77, 78 extérieures au liquide 70, par exemple un pont de
<EMI ID=8.1>
source de courant alternatif 79, et les signaux de détection
de rotation sont recueillis aux bornes de l'autre diagonale du pont. La résistance du liquide étant alors maximale entre la
paire d'électrodes masquées alors qu'elle est minimale entre
la paire d'électrodes démasquées, on obtient de cette manière
une profondeur de modulation de l'onde porteuse alternative sensiblement double de celle fournie par une paire d'électrodes seule.
Sur le montage représenté à la fig. 5, on utilise une première paire d'électrodes 81, 82, ces électrodes étant disposées de préférence symétriquement de part et d'autre d'un rotor isolant 83, calé comme précédemment sur l'arbre du mesureur, mais non à proximité immédiate des pales à ce rotor, par exemple à une distance de l'ordre du centimètre. Chaque électrode
81, 82 est en fait une électrode double, c'est-à-dire portée à un même potentiel, mais constituée de deux électrodes ponctuelles 811, 812 et 821, 822 séparées par une gaine isolante 84,85 respectivement. A proximité immédiate du rotor 83, c'est-à-dire à une distance de l'ordre du millimètre, sont disposées deux autres électrodes 86,87 de part et d'autre des pales de ce rotor, par exemple, mais pas nécessairement, alignées à peu près avec les électrodes 811, 821 et 812, 822 dans le liquide
80. Les électrodes 81 et 82 sont comme dans le cas précédent, reliées à une source de potentiel alternatif 88, et les résistances suivantes, à l'intérieur du liquide 80 :
Ri (fixe) entre les électrodes 811 et 86
R2 (fixe) entre les électrodes 822 et 87
R3 (variable) entre les électrodes 812 et 87
R4 (variable) entre les électrodes 821 et 86
constituent un pont de résistances "liquides" dont les électrodes 86, 87 f orment les bornes de la diagonale de sortie. Le montage est tel que le pont est déséquilibré en permanence. Le rotor 83 possède dans ce cas un nombre de pales pair de manière que les résistances variables avec le passage des pales du rotor varient en phase.
Il est à remarquer que si au lieu de disposer les électrodes 86, 87 de part et d'autre du rotor 83, on les dispose d'un même côté de ce rotor, par exemple, à la partie supérieure, il convient alors d'utiliser un rotor à nombre de pales impair <EMI ID=9.1>
nue, et vice versa.
Dans les deux cas, on obtient un pont de résistance dans lequel les résistances "liquides" étant toujours proportionnelles à la résistivité du liquide, le signal recueilli à la sortie est ainsi beaucoup moins dépendant de la résistivité du liquide conducteur.
Le rotor auxiliaire peut prendre d'autres formes que celle à pales planes indiquée à la fig. 2 et peut être par exemple réalisé sous la forme d'une cloche cylindrique crénelée suivant la place disponible existante dans le mesureur, ou toute autre forme de révolution présentant des découpures (dentelures ou orifices.� régulièrement réparties pour passer entre deux électrodes.
REVENDICATIONS'
.-.._._.-_m.�.a.-_.-.......-
1.- Mesureur de débit émetteur d'impulsions électriques pour fluide électriquement conducteur, comportant :
- un rotor monté pour être entrainé par le fluide en rotation à une vitesse fonction du débit de fluide à mesurer,
- au moins une paire d'électrodes disposées au contact du liquide sur un support isolant et reliées à un circuit
de traitement des signaux électriques recueillis par ces électrodes,
- un rotor auxiliaire entrainé à l'intérieur du fluide par ledit rotor, ce rotor auxiliaire étant en matériau isolant
et présentant des découpures régulièrement réparties, caractérisé en ce que lesdites électrodes sont disposées l'une
par rapport à l'autre pour être périodiquement masquées et démasquées au passage des découpures dudit rotor auxiliaire entre
elles et recueillir les signaux de variations périodiques de la résistance électrique du fluide entre ces électrodes provoquées
par la rotation du rotor auxiliaire.