Manomètre
La présente invention a pour objet un manomètre.
Dans certains buts, particulièrement pour les travaux météorologiques précis et pour les relevés topographiques, il est nécessaire de mesurer la pression atmosphérique avec une grande précision. On connaît des instruments qui mesurent la pression atmosphérique au moyen d'un élément sensible à la pression qui a la forme d'une capsule présentant une ou plusieurs parois flexibles, l'intérieur de la capsule étant vidé de son air et la capsule étant scellée ensuite, de sorte que le déplacement de la paroi flexible est une mesure de la pression atmosphérique. Un tel dispositif est dit capsule de pression .
Dans les instruments connus de ce type, le déplacement de la paroi flexible de la capsule de pression est mesuré au moyen d'un dispositif amplificateur à leviers et à roues dentées agencé pour inscrire la mesure à l'aide d'une pointe se déplaçant sur une échelle circulaire. Malheureusement, les dispositifs à levier à forte amplification de ce type peuvent être endommagés par les chocs par suite des forces d'inertie élevées qu'ils impliquent.
Le but principal de l'invention est de fournir un manomètre qui ne puisse être endommagé de cette manière.
Le manomètre faisant l'objet de l'invention, comprenant une capsule de pression, est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique présentant un élément émettant un signal lumineux ca raotéristique de l'état électrique dudit circuit, des moyens pour modifier ledit état électrique en fonc- tion du déplacement de la paroi flexible de ladite capsule de pression, de façon à rendre ce déplace- ment visible grâce au signal émis par ledit élément, et des moyens gradués agencés pour ramener ledit circuit à un état choisi comme état de référence, dans le but d'obtenir une mesure dudit déplacement.
Une forme d'exécution préférée comprend une pièce portant un contact, sollicitée par ressort et susceptible d'être déplacée par ladite capsule, une jauge micrométrique graduée pour la lecture de la pression en une unité appropriée, par exemple en millibars, et portant un contact susceptible d'être déplacé par ladite jauge relativement au premier contact mentionné, un circuit électronique comprenant un indicateur à rayons cathodiques à anode fluorescente, et un coffret logeant les organes susdits et présentant une fenêtre en regard, la fermeture et la rupture desdits contacts produisant un changement du potentiel de grille de l'indicateur d'accord pour faire varier l'image fluorescente visible à travers ladite fenêtre.
A l'aide de la jauge micrométrique, le contact porté par cette jauge peut être réglé avec une précision extrême, comme il est connu, et ainsi la position de la paroi flexible de la capsule de pression peut être également mesurée avec une très grande précision, de sorte que la pression atmosphérique est obtenue avec une précision du même ordre.
Une paroi du coffret peut permettre avantageusement de connecter une partie du coffret contenant la capsule de pression à une souroe de pression standard, dans le but de calibrer et de régler l'instrument sans qu'il soit nécessaire de prévoir une chambre d'essai complète dans laquelle il serait népessaire d'actionner le micromètre par une commande à distance. Dans les circonstanoes de fonctionnement normales, la chambre contenant la capsule de pression est en communication avec l'atmosphère.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du manomètre selon l'invention.
La fig. 1 en est une élévation latérale.
La fig. 2 est une coupe selon II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe selon III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est le schéma du circuit électrique du manomètre.
La forme d'exécution représentée constitue un baromètre anerôïde et comprend trois capsules de pression 1 reliées entre elles de manière à former une série pour ajouter leurs effets individuels. Ces capsules sont montées dans une chambre 2 constituant une partie d'un coffret 20. Les capsules de pression 1 sont supportées par deux piliers 21 et il existe une connexion rigide entre le coffret 20 et l'une des capsules à l'extrémité de la série. L'autre capsule d'extrémité porte un axe 3 portant une bille 4 fixée à son extrémité libre, l'axe 3 passant librement dans un plateau 22 fixé sur les piliers 21 qui constitue un plateau de retenue pour empêcher une dilatation excessive des capsules de pression 1.
Un levier coudé 5 à deux bras est monté sur une douille 23 montée elle-même au moyen de paliers à rubis 24 sur un axe 7 de manière à tourner librement sur ce dernier, un ressort en spirale 6 ayant une de ses extrémités fixée sur le coffret 20 et son autre extrémité fixée au levier 5 de manière que ce dernier soit toujours en contact avec la bille 4. La construction du levier 5 est symétrique et un bras porte une pièce de contact plate isolée 8, tandis que l'autre bras porte un poids réglable 25. Le contact 8 est connecté à une borne 26 sur le côté opposé du levier 5 et cette borne 26 est connectée par un conducteur souple 9 à une borne d'entrée 10 montée sur la paroi de la chambre 2 de manière étanche à la pression. Une extrémité de la borne 10 fait saillie dans une chambre 1 1 formant la seconde partie du coffret 20.
Une broche micrométrique 12 passe à travers le coffret 20 et la paroi de la chambre 2. Cette broche porte à son extrémité une bille 13 susceptible d'appuyer contre la pièce 8. La broche 12 est encerclée par un joint flexible 14 assurant l'étan chéité à la pression quand la broche est déplacée dans la direction de son axe pendant le fonctionnement de l'instrument. Un tambour micrométrique 16 est monté tournant par rapport à un corps micrométrique 15 fixé dans le coffret 20, de manière que la rotation du tambour 16 assure un déplacement de la bille 13.
Le tambour 16 et le corps 15 portant des graduations disposées de la manière usuelle.
Un plateau terminal 17 ferme l'extrémité de la chambre 2 de manière étanche à la pression et un raccord 18 est monté sur la paroi de la chambre 2 pour permettre d'établir une connexion entre la chambre 2 et une source de pression dans un but qui sera exposé plus loin.
La paroi qui divise le coffret 20 en deux chambres 2 et 1 1 (fig. 3) porte oertains des organes de l'instrument et la chambre 1 1 loge les organes électriques nécessaires à la mesure du point de contact entre la bille 13 et la pièce 8, la bille 13 étant misse à la terre. Ces organes électriques comprennent des batteries sèches pour l'alimentation en haute et basse tension (seule la batterie basse tension 27 étant représentée), un indicateur 28 à rayons cathodiques qui est visible de l'extérieur à travers une fenêtre transparente 29 dans le coffret 20, des résistances (non représentées) et un interrupteur à bouton 30 d'enclenchement et de déclenchement.
Le schéma du circuit est représenté à la fig. 4. On voit que si la bille 13 et la pièce 8 sont en contact, le potentiel de la grille de commande de l'indicateur d'accord 28 est modifié. On sait qu'un indicateur à rayons cathodiques comprend un écran fluorescent qui est illuminé en fonction du potentiel de la grille de commande, ce dispositif est bien connu de sorte qu'il est inutile de le décrire ici. Les organes électriques dans la chambre 1 1 peuvent être favilement retirés pour le réglage ou le remplacement en retirant un plateau terminal amovible 31.
Le coffret 20 comprend une bride de montage 32 dont la construction dépend évidemment de la position de montage précise de l'instrument. Le coffret porte aussi une plaque d'instruction 33 adjacente à la fenêtre 29 indiquant dans quelle direction le tambour micrométrique 16 doit être tourné pour régler l'instrument comme il va être décrit.
L'instrument fonctionne de la manière suivante:
Supposons que la bille 13 et la pièce 8 soient en contact pour une certaine valeur particulière de la pression atmosphérique, de manière qu'une certaine tension connue soit appliquée à la grille de commande de l'indicateur 28 et qu'une certaine image soit visible à travers la fenêtre 29. Si la pression atmosphérique baisse, les capsules de pression 1 se dilatent et font tourner le levier 5 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe 7 (en regardant la fig. 2), de sorte que la pièce 8 s'éloigne de la bille 13. Comme décrit précédemment, il se produit alors un brusque changement du potentiel de la grille de commande de l'indicateur 28 et l'image change et conserve sa nouvelle forme aussi longtemps que le contact n'est pas rétabli.
Pour mesurer maintenant cette pression atmosphérique abaissée, on fait tourner le tambour 16 dans le sens nécessaire pour que la bille 13 vienne en contact avec la pièce 8 et produise un brusque changement de l'image visible à travers la fenêtre 29. La division de l'échelle pour laquelle le contact est rétabli entre la bille 13 et la pièce 8 donne une indication de la pression atmosphérique qui peut ainsi être mesurée sur le tambour micrométrique 16 dans une unité appropriée.
Si la pression augmente au lieu de diminuer, il est nécessaire de faire tourner le tambour 16 pour séparer la bille 13 de la pièce 8, et de rétablir à nou veau le contact pour mesurer la pression atmosphérique.
Lors de l'étalonnage de l'instrument, au lieu de placer ce dernier dans une chambre de pression comprenant des moyens pour régler le tambour mi crométrique 16 et pour permettre de voir la fenêtre 29, il suffit de connecter une source de pression étalon à l'aide du raccord 18 alors s que le reste de l'instrument, c'est-à-dire la partie extérieure à la chambre 2, est soumis à la pression atmosphérique normale. Lors de l'emploi, le raccord 18 est ouvert afin de mettre la chambre 2 à la pression atmosphérique.
Manometer
The present invention relates to a pressure gauge.
For some purposes, particularly for precise meteorological work and for topographical surveys, it is necessary to measure atmospheric pressure with great precision. Instruments are known which measure atmospheric pressure by means of a pressure sensitive element which has the shape of a capsule having one or more flexible walls, the interior of the capsule being emptied of its air and the capsule being sealed. then, so that the displacement of the flexible wall is a measure of atmospheric pressure. Such a device is called a pressure capsule.
In known instruments of this type, the displacement of the flexible wall of the pressure capsule is measured by means of an amplifying device with levers and toothed wheels arranged to record the measurement using a tip moving on a circular scale. Unfortunately, high amplification lever devices of this type can be damaged by impact due to the high inertia forces involved.
The main object of the invention is to provide a pressure gauge which cannot be damaged in this way.
The manometer forming the object of the invention, comprising a pressure capsule, is characterized in that it comprises an electronic circuit having an element emitting a light signal characteristic of the electrical state of said circuit, means for modifying said circuit. electrical state as a function of the displacement of the flexible wall of said pressure capsule, so as to make this displacement visible thanks to the signal emitted by said element, and graduated means arranged to return said circuit to a state chosen as state reference, in order to obtain a measurement of said displacement.
A preferred embodiment comprises a part carrying a contact, biased by spring and capable of being moved by said capsule, a graduated micrometric gauge for reading the pressure in an appropriate unit, for example in millibars, and carrying a contact capable of being moved by said gauge relative to the first contact mentioned, an electronic circuit comprising a cathode ray indicator with fluorescent anode, and a box housing the aforesaid members and having a facing window, the closing and breaking of said contacts producing a changing the gate potential of the tuning indicator to vary the fluorescent image visible through said window.
With the help of the micrometric gauge, the contact carried by this gauge can be adjusted with extreme precision, as is known, and thus the position of the flexible wall of the pressure capsule can also be measured with very high precision. , so that the atmospheric pressure is obtained with a precision of the same order.
A wall of the cabinet can advantageously allow a part of the cabinet containing the pressure capsule to be connected to a standard pressure source, in order to calibrate and adjust the instrument without it being necessary to provide a complete test chamber. in which it would be necessary to operate the micrometer by a remote control. Under normal operating conditions, the chamber containing the pressure capsule is in communication with the atmosphere.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the pressure gauge according to the invention.
Fig. 1 is a side elevation.
Fig. 2 is a section on II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a section along III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is the electrical circuit diagram of the pressure gauge.
The embodiment shown constitutes an aneroid barometer and comprises three pressure capsules 1 connected together so as to form a series to add their individual effects. These capsules are mounted in a chamber 2 constituting part of a box 20. The pressure capsules 1 are supported by two pillars 21 and there is a rigid connection between the box 20 and one of the capsules at the end of the series. The other end cap carries a pin 3 carrying a ball 4 fixed at its free end, the pin 3 passing freely through a plate 22 fixed on the pillars 21 which constitutes a retaining plate to prevent excessive expansion of the capsules. pressure 1.
An angled lever 5 with two arms is mounted on a sleeve 23 itself mounted by means of ruby bearings 24 on an axis 7 so as to rotate freely on the latter, a spiral spring 6 having one of its ends fixed on the shaft. box 20 and its other end fixed to lever 5 so that the latter is always in contact with ball 4. The construction of lever 5 is symmetrical and one arm carries an insulated flat contact piece 8, while the other arm carries an adjustable weight 25. The contact 8 is connected to a terminal 26 on the opposite side of the lever 5 and this terminal 26 is connected by a flexible conductor 9 to an input terminal 10 mounted on the wall of the chamber 2 in a sealed manner with pressure. One end of terminal 10 protrudes into a chamber 11 forming the second part of the box 20.
A micrometric pin 12 passes through the box 20 and the wall of the chamber 2. This pin carries at its end a ball 13 capable of pressing against the part 8. The pin 12 is encircled by a flexible seal 14 ensuring the seal. ity to pressure when the spindle is moved in the direction of its axis during operation of the instrument. A micrometric drum 16 is rotatably mounted relative to a micrometric body 15 fixed in the box 20, so that the rotation of the drum 16 ensures a displacement of the ball 13.
The drum 16 and the body 15 carrying graduations arranged in the usual manner.
A terminal plate 17 closes the end of the chamber 2 in a pressure-tight manner and a fitting 18 is mounted on the wall of the chamber 2 to enable a connection to be made between the chamber 2 and a pressure source for the purpose. which will be explained later.
The wall which divides the box 20 into two chambers 2 and 11 (Fig. 3) carries some of the parts of the instrument and the chamber 11 houses the electrical parts necessary for measuring the point of contact between the ball 13 and the piece 8, the ball 13 being grounded. These electrical components include dry batteries for the high and low voltage supply (only the low voltage battery 27 being shown), a cathode ray indicator 28 which is visible from the outside through a transparent window 29 in the box 20. , resistors (not shown) and a switch with a switch on and off.
The circuit diagram is shown in fig. 4. It can be seen that if the ball 13 and the part 8 are in contact, the potential of the control gate of the tuning indicator 28 is modified. It is known that a cathode ray indicator comprises a fluorescent screen which is illuminated as a function of the potential of the control grid, this device is well known so that it is unnecessary to describe it here. The electrical components in the chamber 1 1 can be favorably removed for adjustment or replacement by removing a removable end plate 31.
The cabinet 20 includes a mounting flange 32, the construction of which obviously depends on the precise mounting position of the instrument. The cabinet also carries an instruction plate 33 adjacent to window 29 indicating in which direction micrometer drum 16 is to be rotated to adjust the instrument as will be described.
The instrument works as follows:
Suppose that the ball 13 and the part 8 are in contact for a certain particular value of atmospheric pressure, so that a certain known voltage is applied to the control grid of the indicator 28 and that a certain image is visible. through window 29. If the atmospheric pressure drops, the pressure capsules 1 expand and rotate lever 5 clockwise around axis 7 (looking at fig. 2), so that the part 8 moves away from the ball 13. As previously described, there then occurs a sudden change in the potential of the control gate of the indicator 28 and the image changes and retains its new shape as long as the indicator. contact is not restored.
To now measure this lowered atmospheric pressure, the drum 16 is rotated in the necessary direction so that the ball 13 comes into contact with the part 8 and produces a sudden change in the image visible through the window 29. The division of l The scale for which contact is reestablished between the ball 13 and the part 8 gives an indication of the atmospheric pressure which can thus be measured on the micrometric drum 16 in an appropriate unit.
If the pressure increases instead of decreasing, it is necessary to rotate the drum 16 to separate the ball 13 from the part 8, and to reestablish contact to measure the atmospheric pressure.
During the calibration of the instrument, instead of placing the latter in a pressure chamber comprising means for adjusting the micrometric drum 16 and for allowing the window 29 to be seen, it suffices to connect a source of standard pressure to using the connection 18 while the rest of the instrument, that is to say the part outside the chamber 2, is subjected to normal atmospheric pressure. During use, the connection 18 is opened in order to bring the chamber 2 to atmospheric pressure.