CH445151A - Procédé de mesure d'une différence de pression et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé - Google Patents

Description

  
 



   Procédé de mesure d'une différence de   pression    et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé
 La présente invention a pour objet un procédé de mesure d'une différence de pression suivant lequel on donne au niveau d'un diélectrique liquide dans un condensateur une valeur fonction de ladite différence de pression et on charge le condensateur pendant un temps constant. Elle comprend également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé.



   L'invention vise à la conception d'un procédé et d'un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement utilisés aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils se prtent à une modification facile de leur plage de travail et s'appliquent à la régulation précise de faibles pressions différentielles, telles que celles prévues entre l'intérieur d'une boîte à gants et à l'atmosphère ambiante.



   Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le courant de charge est maintenu à une valeur constante, en ce qu'on mesure la tension résultante aux bornes du condensateur à l'issue de la charge.



   Dans un mode de mise en   oeuvre    préféré, le procédé est continu et comprend une série de cycles, répétés à fréquence constante, comportant chacun une charge du condensateur, une mesure de la tension résultante et une mise en court-circuit du condensateur pour annuler la tension à ses bornes avant reprise   d'un    nouveau cycle.



   Le dispositif suivant l'invention qui comprend un manomètre différentiel contenant dans un tube un liquide diélectrique dont la surface libre se déplace en fonction de la différence de pression à mesurer, et un condensateur dont les armatures sont fixes et plongent à -une profondeur variable avec le niveau de la surface libre, est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique qui comprend un générateur de courant constant appliquant au condensateur un courant de charge constant pendant un temps constant à intervalles de temps égaux et qui constitue avec le condensateur un générateur de dents de scie, et un appareil de mesure de la tension résultante aux bornes du condensateur à l'issue de chaque charge.



   Dans l'application du dispositif au maintien de la pression différentielle dans un intervalle déterminé, la tension résultante peut tre comparée à des tensions de référence correspondant aux limites de l'intervalle, et l'appareil de mesure peut tre associé à des moyens de variation de la pression différentielle qu'il actionne lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint l'une des tensions de référence.



   La description qui suit se rapporte à un mode de mise en   oeuvre    particulier, donné à titre d'exemple et représenté au dessin qui l'accompagne, dans lequel:
 la fig. 1 est un schéma de principe du dispositif,
 la fig. 2 est une vue de l'organe détecteur du dispositif de la fig. 1, en coupe suivant un plan vertical,
 la fig. - 3 est un diagramme représentatif du fonctionnement du dispositif.



   Le principe du fonctionnement du dispositif est le suivant: lorsqu'un condensateur à air plonge plus ou moins profondément dans un liquide diélectrique, tel que de l'huile, les variations de niveau de l'huile se traduisent par des variations de la capacité C du condensateur et on peut réaliser notamment la proportionnalité. Si ce liquide constitue le liquide manométrique d'un tube en U soumis à la pression différentielle à mesurer, la capacité du condensateur sera proportionnelle au niveau du liquide.

   Si   l'on    charge le condensateur sous un courant constant pendant un temps   déter-     miné, c'est-à-dire sous une charge déterminée Q, la
 Q tension résultante aux bornes du condensateur V =    Ç    sera inversement proportionnelle à la capacité C, dont   a    la pression différentielle P: ainsi les variations de la pression différentielle sont représentées par des variations de tension.



   Ce procédé est utilisable dans un système d'asservissement destiné à maintenir la pression différentielle P dans un intervalle donné P1 -   :    il suffit de comparer la tension V aux bornes du condensateur à des tensions de préférence   V1    et V2 qui représentent les limites supérieures et inférieures de l'intervalle. Aussi longtemps que la tension V restera comprise entre   V5    et V2, des relais associés au dispositif de mesure resteront au repos. Dans le cas contraire,   l'un    des relais sera excité pour commander un organe de variation de pression (pompe à vide ou clapet de liaison avec l'atmosphère par exemple) dans un sens tel qu'il ramène la pression différentielle P vers l'intervalle prévu.



   La fig. 1 montre schématiquement un dispositif mettant en   oeuvre    ce procédé avec une fréquence élevée de répétition de mesure. Le dispositif comprend un oscillateur haute fréquence 4 piloté par quartz fournissant un signal sinusoïdal, par exemple de fréquence 1 MHz. Cet oscillateur attaque un marqueur 6, constitué par un amplificateur à impulsions qui transforme le signal sinu  soïdal    en impulsions fines à fréquence de 1 MHz. Le marqueur 6 commande le déblocage d'un générateur de courant constant 8 qui charge le condensateur 10 sous un courant constant, pendant une microseconde si l'oscillateur travaille sur 1 MHz. A la fin de cette charge, la tension aux bornes du condensateur 10. inversement proportionnelle à la capacité C du condensateur 10, est mesurée par le détecteur 12.

   L'oscillateur 4. le marqueur 6 et le générateur 8 peuvent tre constitués par des circuits classiques à transistors. La tension continue V fournie par le détecteur, inversement proportionnelle à la capacité C et à la pression P. est par exemple comparée à une ou plusieurs tensions continues de référence telle que la tension   V1    fournie par un générateur 14. A chaque générateur 14 qui fournit une tension ajustable manuellement. est associé un comparateur 16 qui commande un déclencheur 18.

   Dans le cas où le procédé est appliqué au maintien de la pression différentielle P dans un intervalle donné. il est prévu deux tensions de référence V1 et   Vo:    le dépassement d'une des limites   V1    et   V    entraîne la commande d'un relais (appartenant au déclencheur correspondant), par exemple par déblocage d'un transistor.



   En d'autres termes, tant que   l'on    a   V1  < V  < V2,    les déclencheurs restent au repos. Si V sort de l'intervalle.   l'un    ou l'autre des déclencheurs suivant le cas est actionné pour alimenter un organe (pompe à vide ou clapet de liaison avec l'atmosphère) qui ramène la pression différentielle dans l'intervalle prévu.



   La fig. 2 montre, à titre d'exemple. un organe sensible destiné à la mesure de la pression différentielle entre une boîte à gants et l'atmosphère. comprenant le condensateur 10 et le manomètre différentiel à liquide qui transforme les variations de pression en variations de niveau du liquide diélectrique. Cet organe sensible est constitué par un boîtier transparent 20, en    plexiglas     par exemple, percé de deux alésages verticaux parallèles borgnes 22 et 24. Ces alésages communiquent à leur base par un perçage horizontal 26 dont la partie terminale, constituant un orifice de vidange 28, est normalement obturée par une vis 30.



   Le boîtier 20 est recouvert par une plaque d'obturation 32 fixée par des vis telles que 33, dans laquelle est monté un bouchon 34 percé d'un trou 35 de faible diamètre qui relie l'alésage 10 à l'atmosphère.   Un rac-    cord similaire 36 relie l'alésage 24 à une conduite 38 rigide, de liaison avec la boîte à gants.



   La partie inférieure du tube en U constitué par le perçage 26 et les deux alésages 22 et 24 est occupée par un liquide   diélectrique 40    tel que de l'huile. Dans l'alésage 22, constituant l'une des branches du tube en U, sont disposées les armatures du condensateur fixe 10.



  Ces armatures 42 et 44 sont constituées de tubes concentriques, appartenant en alternance à une armature et à l'autre. Deux conducteurs 46 et 48 relient   l'un    l'armature 44 à la masse et l'autre l'armature 42 au générateur de dents de scie 8. Le fond des armatures est percé d'orifices de faible dimension tels que   50.    destinés à autoriser le passage de l'huile ou de l'air tout en amortissant les oscillations de l'huile qui pourraient survenir.



   A titre d'exemple de dispositif effectivement réalisé seront donnés les paramètres correspondant à un appareil de maintien de la dépression dans une boîte à gants.



  Ce dispositif, dont le fonctionnement est schématisé sur la fig. 3, doit remplir les fonctions suivantes:
   Maintien    de la pression différentielle P entre le gaz (air ou argon en général) dans la boîte à gants et l'atmosphère entre deux valeurs   Pj    et P2, distantes de 20 mm d'eau, cet intervalle étant ajustable dans une plage s'étendant entre une dépression de 90   mm    d'eau dans la boîte à gants et une surpression de 10   mm.   



     Déclenchement    d'une alarme lorsque la pression différentielle P sort d'un intervalle plus large s'étendant de   P'    (80mm de dépression) à P'2 (équilibre avec la pression atmosphérique).



   La réalisation de ces fonctions exige l'emploi de deux déclencheurs à maximum et de deux déclencheurs à minimum associés chacun à ses organes de commande (comparateur 16 et générateur 14). Les seuils de déclenchement sont réglables indépendamment au moyen de potentiomètres. L'un des déclencheurs à maximum et l'un des déclencheurs à minimum comportent des relais de commande de moyens d'aspiration lorsque la pression différentielle dévient inférieure à la valeur P2 (dépression insuffisante) et de moyens de refoulement lorsque la pression différentielle dépasse la valeur   Pt    (dépression excessive). - Il est prévu une fourchette de maintien en fonctionnement (représentée sur la fig. 3 par des zones hachurées) entre l'ouverture et la fermeture des contacts de chaque déclencheur de façon à éviter les battements.



   Les deux autres déclencheurs provoquent simplement le fonctionnement d'un système d'alarme lorsque la pression différentielle P sort de l'intervalle des pressions réglables   P'1    et P'2, correspondant à des tensions réglables au moyen de potentiomètre.
 



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de mesure d'une différence de pression, suivant lequel on donne au niveau d'un diélectrique liquide dans un condensateur une valeur fonction de ladite différence de pression et on charge le condensateur pendant un temps constant, caractérisé en ce que le courant de charge est maintenu à une valeur cons 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. miné, c'est-à-dire sous une charge déterminée Q, la Q tension résultante aux bornes du condensateur V = Ç sera inversement proportionnelle à la capacité C, dont a la pression différentielle P: ainsi les variations de la pression différentielle sont représentées par des variations de tension.

   Ce procédé est utilisable dans un système d'asservissement destiné à maintenir la pression différentielle P dans un intervalle donné P1 - : il suffit de comparer la tension V aux bornes du condensateur à des tensions de préférence V1 et V2 qui représentent les limites supérieures et inférieures de l'intervalle. Aussi longtemps que la tension V restera comprise entre V5 et V2, des relais associés au dispositif de mesure resteront au repos. Dans le cas contraire, l'un des relais sera excité pour commander un organe de variation de pression (pompe à vide ou clapet de liaison avec l'atmosphère par exemple) dans un sens tel qu'il ramène la pression différentielle P vers l'intervalle prévu.

   La fig. 1 montre schématiquement un dispositif mettant en oeuvre ce procédé avec une fréquence élevée de répétition de mesure. Le dispositif comprend un oscillateur haute fréquence 4 piloté par quartz fournissant un signal sinusoïdal, par exemple de fréquence 1 MHz. Cet oscillateur attaque un marqueur 6, constitué par un amplificateur à impulsions qui transforme le signal sinu soïdal en impulsions fines à fréquence de 1 MHz. Le marqueur 6 commande le déblocage d'un générateur de courant constant 8 qui charge le condensateur 10 sous un courant constant, pendant une microseconde si l'oscillateur travaille sur 1 MHz. A la fin de cette charge, la tension aux bornes du condensateur 10. inversement proportionnelle à la capacité C du condensateur 10, est mesurée par le détecteur 12.

   L'oscillateur 4. le marqueur 6 et le générateur 8 peuvent tre constitués par des circuits classiques à transistors. La tension continue V fournie par le détecteur, inversement proportionnelle à la capacité C et à la pression P. est par exemple comparée à une ou plusieurs tensions continues de référence telle que la tension V1 fournie par un générateur 14. A chaque générateur 14 qui fournit une tension ajustable manuellement. est associé un comparateur 16 qui commande un déclencheur 18.

   Dans le cas où le procédé est appliqué au maintien de la pression différentielle P dans un intervalle donné. il est prévu deux tensions de référence V1 et Vo: le dépassement d'une des limites V1 et V entraîne la commande d'un relais (appartenant au déclencheur correspondant), par exemple par déblocage d'un transistor.

   En d'autres termes, tant que l'on a V1 < V < V2, les déclencheurs restent au repos. Si V sort de l'intervalle. l'un ou l'autre des déclencheurs suivant le cas est actionné pour alimenter un organe (pompe à vide ou clapet de liaison avec l'atmosphère) qui ramène la pression différentielle dans l'intervalle prévu.

   La fig. 2 montre, à titre d'exemple. un organe sensible destiné à la mesure de la pression différentielle entre une boîte à gants et l'atmosphère. comprenant le condensateur 10 et le manomètre différentiel à liquide qui transforme les variations de pression en variations de niveau du liquide diélectrique. Cet organe sensible est constitué par un boîtier transparent 20, en plexiglas par exemple, percé de deux alésages verticaux parallèles borgnes 22 et 24. Ces alésages communiquent à leur base par un perçage horizontal 26 dont la partie terminale, constituant un orifice de vidange 28, est normalement obturée par une vis 30.

   Le boîtier 20 est recouvert par une plaque d'obturation 32 fixée par des vis telles que 33, dans laquelle est monté un bouchon 34 percé d'un trou 35 de faible diamètre qui relie l'alésage 10 à l'atmosphère. Un rac- cord similaire 36 relie l'alésage 24 à une conduite 38 rigide, de liaison avec la boîte à gants.

   La partie inférieure du tube en U constitué par le perçage 26 et les deux alésages 22 et 24 est occupée par un liquide diélectrique 40 tel que de l'huile. Dans l'alésage 22, constituant l'une des branches du tube en U, sont disposées les armatures du condensateur fixe 10.

   Ces armatures 42 et 44 sont constituées de tubes concentriques, appartenant en alternance à une armature et à l'autre. Deux conducteurs 46 et 48 relient l'un l'armature 44 à la masse et l'autre l'armature 42 au générateur de dents de scie 8. Le fond des armatures est percé d'orifices de faible dimension tels que 50. destinés à autoriser le passage de l'huile ou de l'air tout en amortissant les oscillations de l'huile qui pourraient survenir.

   A titre d'exemple de dispositif effectivement réalisé seront donnés les paramètres correspondant à un appareil de maintien de la dépression dans une boîte à gants.

   Ce dispositif, dont le fonctionnement est schématisé sur la fig. 3, doit remplir les fonctions suivantes: Maintien de la pression différentielle P entre le gaz (air ou argon en général) dans la boîte à gants et l'atmosphère entre deux valeurs Pj et P2, distantes de 20 mm d'eau, cet intervalle étant ajustable dans une plage s'étendant entre une dépression de 90 mm d'eau dans la boîte à gants et une surpression de 10 mm.

   Déclenchement d'une alarme lorsque la pression différentielle P sort d'un intervalle plus large s'étendant de P' (80mm de dépression) à P'2 (équilibre avec la pression atmosphérique).

   La réalisation de ces fonctions exige l'emploi de deux déclencheurs à maximum et de deux déclencheurs à minimum associés chacun à ses organes de commande (comparateur 16 et générateur 14). Les seuils de déclenchement sont réglables indépendamment au moyen de potentiomètres. L'un des déclencheurs à maximum et l'un des déclencheurs à minimum comportent des relais de commande de moyens d'aspiration lorsque la pression différentielle dévient inférieure à la valeur P2 (dépression insuffisante) et de moyens de refoulement lorsque la pression différentielle dépasse la valeur Pt (dépression excessive). - Il est prévu une fourchette de maintien en fonctionnement (représentée sur la fig. 3 par des zones hachurées) entre l'ouverture et la fermeture des contacts de chaque déclencheur de façon à éviter les battements.

   Les deux autres déclencheurs provoquent simplement le fonctionnement d'un système d'alarme lorsque la pression différentielle P sort de l'intervalle des pressions réglables P'1 et P'2, correspondant à des tensions réglables au moyen de potentiomètre.

   REVENDICATIONS I. Procédé de mesure d'une différence de pression, suivant lequel on donne au niveau d'un diélectrique liquide dans un condensateur une valeur fonction de ladite différence de pression et on charge le condensateur pendant un temps constant, caractérisé en ce que le courant de charge est maintenu à une valeur cons tante, et en ce qu'on mesure la tension résultante aux bornes du condensateur à l'issue de la charge.

   II. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant un manomètre différentiel contenant dans un tube un liquide diélectrique dont la surface libre se déplace en fonction de la différence de pression à mesurer et un condensateur dont les armatures sont fixes et plongent à une profondeur variable avec le niveau de la surface libre, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique qui comprend un générateur de courant constant appliquait au condensateur un courant de charge constant pendant un temps constant, à intervalles de temps égaux et qui constitue avec le condensateur un générateur de dents de scie. et un appareil de mesure de la tension résultante aux bornes du condensateur à l'issue de chaque charge.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé par une série de cycles successifs répétés à fréquence constante, comportant chacun une charge du condensateur, une mesure de la tension résultante et une mise en court-circuit du condensateur pour annuler la tension à ses bornes avant reprise d'un nouveau cycle.

   2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on compare la tension résultante aux bornes du condensateur à deux tensions de référence représentant les limites d'un intervalle dans lequel la différence de pression doit tre maintenue, et en ce qu'on commande des moyens de variation de ladite pression différentielle dans un sens visant à ramener la pression dans ledit intervalle lorsque la tension aux bornes du condensateur sort du domaine compris entre lesdites tensions de référence.

   3. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de comparaison de ladite tension résultante à des tensions de référence correspondant aux limites d'un intervalle, dans lequel ladite différence de pression doit tre maintenue, et des moyens de variation de ladite différence de pression lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint l'une des tensions de référence.