CH718073A1 - Débitmètre et méthode de mesure de consommation d'eau. - Google Patents

Abstract

La présente invention décrit un débitmètre comportant un corps (10) pourvu d'une conduite centrale, d'un module bas débit (20) et d'un module de détection (40). Le module bas débit comporte un piston dont la position dépend du débit à mesurer lorsqu'il est inférieur à une certaine valeur seuil et un module de détection (40) capable de déterminer la position du piston. Dans un mode de réalisation, le débitmètre comporte en outre un module haut débit (30), disposé en aval du module bas débit (20), le module haut débit étant pourvu d'une roue à aube (31) comprenant une ou plusieurs séries de pales.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un moyen de déterminer la consommation d'un liquide en temps réel, qui soit fiable, précis et compact. En particulier, la présente invention porte sur un débitmètre permettant de mesurer des faibles débits et des débits plus élevés avec précision. Le débitmètre selon la présente invention est particulièrement indiqué pour le suivi de la consommation d'eau domestique mais il peut être utilisé pour toute autre mesure liquide dont le débit nécessite une mesure instantanée.

Etat de la technique

[0002] L'évaluation de la consommation d'eau aux différents points d'utilisation reste un enjeu majeur dans la maitrise des coûts, dans l'optimisation des réseaux de distribution, ou pour l'analyse des volumes consommés. Le document EP3652515 décrit un exemple de débitmètre adaptable aux robinets et permettant d'en mesurer les consommations.

[0003] Tous les robinets d'un appartement peuvent ainsi être équipés, de sorte à permettre des mesures précises des consommations et de leur origine. Sur chaque débitmètre, les débits les plus importants sont déterminés au moyen d'une roue à aubes, qui ne permet pas de mesurer avec précision les plus faibles débits. Les débits les plus faibles sont quant à eux déterminés en dirigeant l'eau vers un canal étroit. Ce type de débitmètre nécessite une vanne de présélection orientant l'eau vers l'un ou l'autre des canaux disponibles en fonction de son débit.

[0004] Cette vanne de présélection est susceptible de générer des fuites ou des blocages qui rendent les mesures imprécises. En outre, la présence d'une telle vanne de présélection induit une perte de charge, préjudiciable au confort d'utilisation.

[0005] Il y a donc matière à améliorer les moyens de mesure des débits de sorte à déterminer avec précision les consommations d'eau sur une large plage de débit tout en limitant les effets de perte de charge.

Bref résumé de l'invention

[0006] Un but de la présente invention est de proposer un débitmètre adapté à la mesure de faibles débits, voir à la détection de fuites, et à la mesure de hauts débits. En particulier, la présente invention propose un débitmètre adapté à la mesure d'une plage de débits étendue, comprise entre 0 et 2000 L'heure, ou entre une valeur proche de 0 et un débit élevé de l'ordre de 1800 l/heure.

[0007] Pour ce faire, le débitmètre de la présente description comporte un module bas débit pourvu d'un piston mobile dans la conduite où transite le liquide dont le débit doit être mesuré. La conduite forme une chemise ajustée au diamètre du piston et une partie élargie laissant un jeu plus important pour permettre le passage du liquide autour du piston. L'élargissement de la conduite est progressif et résulte d'au moins un évasement voir de deux évasements successifs de la conduite. En fonction du débit du liquide, le piston prend une position stable dans la conduite. Le liquide transite par l'évasement de la conduite et pousse le piston d'autant plus près de sa partie la plus large que le débit est élevé. Un module de détection permet de déterminer la position du piston entre ses positions limites. Par exemple, le piston peut comporter un ou plusieurs aimants, disposés le long de son axe longitudinal, de sorte que le module de détection puisse en déterminer sa position. Un dispositif de rappel, tel qu'un ressort de compression permet de maintenir le piston en position contre la force exercé par le liquide.

[0008] Le débitmètre peut en outre comporter en outre un module haut débit disposé en aval du module bas débit et adapté à la mesure de forts débits. Il comprend en particulier une roue à aube pouvant comprendre une ou plusieurs séries de pales disposées autour d'un moyeu. La roue à aubes comprend un dispositif de détection de sa position angulaire. Un tel dispositif peut comprendre par exemple un ou plusieurs aimants, disposés à distance de l'axe de rotation de la roue à aubes. La vitesse de rotation de la roue à aubes peut ainsi être déterminée par le module de détection.

[0009] Le module de détection peut être calibré de sorte à corriger ou compenser l'interaction des aimants du piston, dans le module bas débit, et ceux de la roue à aubes, lorsqu'elle est présente. Une telle disposition est avantageuse pour les dispositifs compacts.

[0010] La présente description inclue une méthode fiable et précise de mesure ou de détermination d'un débit sur une plage élargie de débit, permettant notamment de mesurer les faibles débit au moyen du module faible débit décrit ici et les débit plus élevé au moyen du module haut débit.

Brève description des figures

[0011] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description et illustrés par les figures suivantes: • Figure 1: débitmètre selon l'invention, vue en coupe longitudinale de face; • Figure 2: débitmètre selon l'invention, vue en coupe longitudinale de profile; • Figures 3a, 3b, 3c, 3d: Vue en coupe longitudinal du piston en première position; dans des positions intermédiaires et dans la seconde position; • Figure 4a: Vue en coupe transversale du piston dans la conduite; • Figure 4b : vue tridimensionnelle d'un exemple de piston; • Figures 5a, 5b, 5c, 5d: vue tridimensionnelle d'exemples de roues à aubes du module haut débit; • Figure 6 : vue en coupe longitudinale d'un exemple de débitmètre selon l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0012] Le débitmètre1selon la présente description comporte un corps 10 pourvu d'un moyen de connexion11à une conduite de liquide. Une telle conduite de liquide peut être par exemple un robinet d'eau potable comportant à son extrémité un filetage, notamment destiné à visser un brisejet (non représenté). Le moyen de connexion11est par exemple une vérole filetée pouvant être vissée sur un tel filetage de robinet à la place d'un brisejet. D'autres dispositifs peuvent cependant être utilisés comme moyen de connexion11du débitmètre1, tels qu'un clip, un collier de serrage, ou un système de verrouillage quart-de-tour. Le moyen de connexion11est disposé à l'une des extrémités du corps10et permet de fixer le débitmètre à une conduite dont le débit de liquide doit être déterminé.

[0013] Le débitmètre1comporte un embout13, disposés à l'extrémité opposée du corps10par rapport au moyen de connexion11. Le moyen de connexion11et l'embout13sont ainsi disposés de part et d'autre d'une partie centrale12du corps10. Le moyen de connexion11comporte un évidement central laissant passer le liquide à travers le débitmètre1. L'évidement central du moyen de connexion11fait ainsi office de conduite d'alimentation14pour le débitmètre1. L'embout13est également évidé dans sa partie centrale et fait office de conduite de sortie15pour le débitmètre1. La partie centrale12est elle aussi évidée en son centre et forme avec la conduite d'alimentation14et la conduite de sortie une conduite unique traversant de bout en bout le débitmètre1. Cette conduite unique, ou conduite centrale, correspond donc au seul canal emprunté par le liquide. Une conduite unique s'entend ici comme ne comportant pas de bifurcation susceptible de diviser le parcours du liquide vers plusieurs voies distinctes. Cela implique également qu'il n'y a aucun dispositif de présélection visant à distribuer le flux de liquide.

[0014] Le corps12du débitmètre1comporte au moins deux zones distribuées en amont l'une de l'autre le long de la conduite centrale. Une première zone, disposée en amont, désigne un module bas débit20. Une seconde zone, en aval de la première, désigne un module haut débit30. Les termes „amont“ et „aval“ désignent ici la disposition couramment admise par rapport aux flux de liquides. Le liquide entrant dans le débitmètre1par la conduite d'alimentation14, traverse le module bas débit20, puis le module haut débit30, avant de sortir du débitmètre1par la conduite de sortie15. Le module bas débit20est de préférence directement connecté ou intégré à la conduite d'alimentation14. Le module haut débit30est quant à lui directement connecté ou intégré à une conduite de sortie15. Les modules bas débit20et le module haut débit30sont en connexion fluidique, soit directement, soit via une chambre intermédiaire24.

[0015] Le module bas débit20permet de détecter les fuites éventuelles de la canalisation à laquelle est connecté le débitmètre1. Les fuites désignent ici des écoulements résiduels non désirés, qui sont nécessairement de faible débit. Les fuites ont typiquement des débits inférieurs à environ3litres par heure. Le module bas débit20permet alors de détecter les écoulements de débits compris entre environ 3.5 et 0.5 litres par heure, ou bien compris entre 3 et 2 litres par heure.

[0016] Le module bas débit20permet en outre de mesurer le débit des écoulements de liquide de faibles débit. Typiquement, au-delà d'un débit d'environ2litres par heure ou de environ3litres par heure, la valeur du débit peut être précisément déterminée au moyen du module de faible débit20. Les faibles débits s'entendent comme étant compris entre 0 et environ 150 Litres par heure, ou entre 0 et environ 120 litres par heure. Au-delà d'une valeur maximale de débit, la mesure du débit par le module faible débit20n'est plus aussi précise, voire impossible. En deçà d'une valeur minimale de débit, seule la détection est possible mais la mesure précise de sa valeur reste difficile voir impossible. Le module faible débit20permet typiquement de mesurer précisément des débits compris entre environ2litres par heure et environ 180 Litres par heure, ou entre 3 et 120 litres par heure.

[0017] Le module faible débit20comporte un piston21occultant la conduite interne à proximité de la conduite d'alimentation14. A proximité signifie de préférence immédiatement en aval de la conduite d'alimentation14. Le passage du liquide dans la conduite interne au débitmètre1est entravé du fait des dimensions relatives du piston20et de la chemise22, correspondant à la partie interne de la conduite centrale dans laquelle le piston21est disposé. En d'autres termes, le diamètre du piston21est déterminé pour permettre le jeu nécessaire à son glissement dans la conduite centrale en limitant toutefois le passage du liquide dans la conduite centrale à un débit proche de, ou égal à 0 litres par heure.

[0018] Un exemple de piston est représenté par les figures 4a et 4b. En l'occurrence, le piston21peut comporter une partie cylindrique212, occultant la conduite centrale. Il peut en outre comprendre une partie conique211orientée vers la conduite d'alimentation14. Le jeu entre le piston21, déterminé au diamètre de sa partie cylindrique212, avec la chemise22, est de l'ordre de 0.03 à 0.1 mm. Les figures 3a à 3d montrent la disposition du piston dans sa chemise22. La chemise22comporte une partie cylindrique en regard de la partie cylindrique du piston21. La chemise22comporte en outre une partie évasée,221,222, sur au moins une partie de sa circonférence. La partie évasée peut également être en regard de la partie cylindrique212du piston21. Le piston comporte en outre un dispositif de maintien, tel qu'un logement214dans lequel peut s'insérer un ressort23. Le logement214est ainsi disposé sur la face inférieure du piston21et selon son axe longitudinal. Le ressort23peut être de type ressort de compression. Le dispositif de maintien peut avoir alternativement la forme d'un axe pouvant être entouré d'un ressort23. Le piston21peut ainsi coulisser dans la chemise22sur une distance prédéterminée et de manière réversible grâce au ressort23. D'autres dispositifs élastiques peuvent être utilisés pour autoriser la course du piston21dans la chemise22. La chemise22comporte en outre une ou plusieurs butées220, permettant de limiter la course du piston21dans la chemise22. Le piston21vient au contact de la ou des butées220de la chemise sous l'effet du poussée du ressort23. Le contact peut s'établir par exemple au niveau d'un rebord ou d'un chanfrein210du piston21. Un tel rebord ou chanfrein peut par exemple correspondre à l'extrémité de la portion cylindrique du piston21. La course du piston21est déterminée de sorte que sa partie cylindrique212puisse se déplacer depuis la partie cylindrique de la chemise22vers sa partie évasée221,222et inversement. Le déplacement du piston21s'effectue contre la raideur du ressort23sous l'effet du liquide passant dans la conduite centrale, de telle manière que la partie cylindrique212du piston21passe progressivement de la partie cylindrique de la chemise22vers sa partie évasée221,222. La partie évasée221,222de la chemise22laisse ainsi s'écouler le liquide dans la conduite centrale du débitmètre1.

[0019] La position du piston21correspond à une position d'équilibre entre la force exercée par le liquide qui s'écoule par la partie évasée221,222de la chemise22et le ressort23. La force exercée par le liquide étant relative à son débit, le débit du liquide peut être déterminé en fonction de la position du piston21.

[0020] Selon un mode de réalisation avantageux, la position du piston21peut être déterminée précisément au moyen d'un capteur magnétique. En particulier, le piston peut être pourvu d'un ou de plusieurs aimants permanents. Un capteur magnétique disposé dans la chemise22ou à proximité du piston21permet de déterminer la position du ou des aimants permanents et par conséquent la position précise du piston dans la conduite centrale. Le débit peut ainsi être mesuré. Le capteur magnétique peut par exemple être intégré ou combiné à un module de détection40. Selon un mode de réalisation, le piston comporte2aimants disposés selon son axe longitudinal.

[0021] Une disposition inverse de l'aimant, ou des aimants, et du capteur peut bien sûr être envisagée. Un faible déplacement du piston, retenu dans la chemise avec un jeu suffisamment faible et une force de rappel suffisamment faible pour être déplacé par le frottement de l'eau, peut alors être détecté. L'un ou l'autre du mouvement du piston ou de sa position, ou bien les deux, peuvent être détectés. Une alarme peut être initiée si par exemple un débit de l'ordre de 1.0L/heure à environ 3L/minute est mesuré en continu pendant une période de temps prédéterminée grâce à la mesure de position du piston.

[0022] La partie évasée221,222de la chemise22peut comporter un premier angle d'évasementA1de quelques degrés, de l'ordre de 1° à moins de 10° ou moins de 8° ou moins de 5° par rapport à l'axe longitudinal du débitmètre1. Le premier angle d'évasementA1permet notamment de déterminer la valeur du débit dans une première plage de débits de faibles valeurs grâce au faible élargissement221du passage autour du piston21.

[0023] La partie évasée peut comporter un second angle d'évasementA2, de l'ordre de 5° à 30°, ou de 10° à 20°, le second angle d'évasementA2 étant supérieur au premier angle d'évasementA1. Le second angle d'évasementA2permet notamment de déterminer la valeur du débit dans une seconde plage de débits de valeurs plus élevées que celles de la première plage de débits, grâce à l'élargissement222du passage plus conséquent autour du piston21.

[0024] L'homme de métier comprend qu'un seul des deux angles d'évasementA1etA2peut être ménagé dans la chemise22. Alternativement, plus de deux angles d'évasement peuvent être prévus en fonction des besoins et des plages de débits visées.

[0025] Le piston21peut en outre comporter un dispositif anti-rotation. Un tel dispositif peut comprendre par exemple une ou plusieurs ailettes211a,211b(figure 4a) destinées à en limiter la rotation du piston autour de son axe longitudinal, qui correspond également à son axe de translation. En effet, la rotation du piston21autour de son axe de translation, pourrait entacher la mesure de sa position d'une erreur. La, ou les ailettes211a,211bpeuvent coopérer avec un ou plusieurs ergots223a,223bde la chemise22. Il est entendu que la ou les ailettes peuvent alternativement être insérées dans une ou plusieurs rainures aménagées dans la chemise22pour éviter la rotation du piston21. Alternativement, les flancs du piston21peuvent être pourvus d'une ou plusieurs rainures longitudinales coopérant avec un ou plusieurs ergots saillant de la chemise22. De tels ergots peuvent correspondre aux ergots223a,223bdestinés à limiter la course du piston21. Dans ce cas, une butée adéquate est aménagée dans la ou les rainures du piston21. D'autres dispositifs anti-rotation peuvent être envisagés en fonction des circonstances pour limiter ou éviter la rotation du piston21.

[0026] Accessoirement, un ou plusieurs joints d'étanchéité peuvent être prévus. Cependant, la friction des joints d'étanchéités sur la chemise22risque de perturber le glissement du piston et de fausser la précision de la mesure de débit. Par conséquent, le piston21est de préférence libre de joint. Il est en outre constitué d'une matière à faible coefficient de friction tel que du téflon, une résine STL, ou un composé de type MoS2. Le piston21peut être composé par exemple d'un matériaux connu sous le terme de iglidur®.. La chemise22comprend également une matière limitant les forces de frictions, pouvant être la même que celle du piston ou différente.

[0027] La chemise22comporte une partie élargie224, correspondant à son diamètre maximal. La partie élargie224est disposée dans la continuité de la partie évasée221,222. Lorsque l'extrémité supérieure de la portion cylindrique212du piston21est en vis-à-vis de cette partie élargie224de la chemise22, le débit de liquide est maximal mais ne peut plus être mesuré par la position du piston21. Le jeu entre la portion cylindrique212du piston et la partie élargie de la conduite centrale peut être compris entre 0,3 mm et 0,9 mm. Il peut être par exemple de l'ordre de 0.5 mm ou de l'ordre de 0,7 mm.

[0028] Le piston21est ainsi mobile en translation entre une première position et une seconde position, la première position correspondant à l'obturation de la conduite centrale, et la seconde position correspondant à l'ouverture maximale de la conduite centrale. En d'autres termes, le diamètre de la conduite varie progressivement sur le parcours du piston21entre une valeur minimale et une valeur maximale. La première position est atteinte lorsque le piston est en contact avec la butée de fin de course220. La seconde position est atteinte est atteinte lorsque l'extrémité supérieure de la portion cylindrique212du piston21arrive en vis-à-vis de la partie élargie224de la chemise22. Une butée de fin course peut être prévue en position inférieure de sorte à limiter la course du piston lorsqu'il atteint la seconde position.

[0029] Le liquide ayant traversé le module bas débit20, transite via le module haut débit30. Le module haut débit30comporte une roue à aube31pourvue de pales310et d'un moyeu311. Le moyeu311comporte un logement central313adapté à contenir un axe315(fig. 5) sur lequel peut tourner la roue à aubes31. Le logement313peut éventuellement traverser le moyeu de la roue à aubes. L'axe de rotation315(Fig.5a) est transversal au flux du liquide, soit transversal à la conduite centrale du débitmètre1. Les pales310sont disposées autour du moyeu311sur le parcours du liquide de sorte à faire tourner la roue à aube31sous l'effet du flux de liquide. La roue à aubes31tourne d'autant plus rapidement que le flux de liquide est important.

[0030] Le module haut débit30peut être séparé du module bas débit20par une paroi transversale240à la conduite centrale et obturant la conduite centrale sur une proportion comprise entre environ 10% et 80% de sa section, ou entre 40 et 60% de sa section, ou de l'ordre de 50% de sa section de sorte à ménager un passage241permettant le flux du liquide vers le module haut débit30. Le passage241est de préférence excentré par rapport à l'axe longitudinal de la conduite centrale de sorte à orienter le flux de liquide sur les pales de la roue à aube31. La partie élargie224peut ainsi former une chambre intermédiaire24entre le module bas débit20et le module haut débit30. L'homme de métier comprend que d'autres dispositions peuvent être utilisées. Par exemple, la conduite centrale peut rester rectiligne de sorte à maintenir le flux de liquide dans son axe longitudinal et la roue à aube31peut être excentrée de sorte à présenter les pales310dans le flux du liquide.

[0031] Un ergot ou pivot230peut être prévu pour maintenir le ressort23en position vertical, dans l'axe longitudinal du piston21. En outre, une butée ou plusieurs inférieures231peut être prévue à proximité de l'ergot230pour limiter la course du piston21.

[0032] Le moyeu311de la roue à aubes31comporte un ou plusieurs logements314a,314bpermettant par exemple de fixer des aimants. Les logements314a,314bsont de préférence distants du logement central313de sorte à facilement déterminer la variation de leur position angulaire au moyen d'un module de détection40.

[0033] La conduite centrale peut être élargie à l'endroit de la roue à aubes31, comme illustré à la figure 2 ou à la figure 6. Un tel élargissement peut former une cavité adaptée à la rotation de la roue à aube31. Le rayon de la roue à aubes31détermine en partie la précision des mesures de débits. D'autres paramètres tels que la longueur des pales310, ou leur forme, ou leur largeur, peuvent également influencer la précision de mesure. Plusieurs exemples de roues à aubes31sont illustrés par les figures 5a à 5c. Le jeu350ménagé entre les pales310de la roue à aubes30et la paroi de la conduite centrale peut faire l'objet d'ajustements. Il peut être par exemple limité à une valeur minimale telle qu'entre environ 0.03 mm et 0,1 mm, de sorte à ce qu'un maximum du liquide passant sur les pales310produise une force de rotation de la roue à aubes 31. Alternativement, le jeu350peut être supérieur à 0,1 mm, par exemple comprise entre 0,2 et 0,5 mm ou même supérieur à 1 mm, de sorte à laisser suffisamment d'échappement au liquide. La roue à aube31reste ainsi sans effet sur le débit du liquide.

[0034] La forme de la cavité comprenant la roue à aubes31peut être adaptée en fonction des utilisations. En particulier, le jeu de fonctionnement350peut être régulier sur toute la circonférence de la roue à aubes31. Alternativement, le jeu350peut varier de sorte à limiter une éventuelle remontée du liquide du fait de la rotation de la roue à aubes31. En particulier, le jeu350peut être maximal à l'endroit du passage prévu pour l'écoulement du liquide et minimal, c'est-à-dire, immédiatement sous le passage241. Le jeu diamétralement opposé peut être réduit de sorte à limiter ou interdire la remontée du liquide.

[0035] La roue à aubes31comporte de préférence 2 aimants diamétralement opposés, bien que plus de 2 aimants puissent être prévus. Le diamètre du moyeu311conditionne en partie l'espacement des logements latéraux314a,314boù sont disposés les aimants. Le moyeu311peut avantageusement représenter un tiers, ou la moitié ou les deux tiers du diamètre de la roue à aubes31. Alternativement ou en plus, le rapport entre le rayon du moyeu311et la longueur des pales310peut être de 1/1 ou de 1⁄2 ou de 2/1, ou prendre d'autres valeurs en fonction des besoins.

[0036] Bien que les logements latéraux314a,314bsoient ici disposés dans le moyeu311, cela n'exclut pas de fixer les aimants sur deux pales diamétralement opposées. La distance séparant les aimants peut ainsi être significativement augmentée. Notons que la roue à aubes31doit rester relativement équilibrée de sorte à tourner à vitesse constante. Les aimants ont donc de préférence la même masse.

[0037] La roue à aubes31peut ne comporter qu'une série de pales310. Les pales peuvent être toutes identiques ou bien avoir des longueurs ou des formes différentes. Par exemple, une alternance de pales courtes et longues peut être prévue pour éviter de limiter le débit du liquide tout en en assurant une bonne rotation de la roue à aubes31. Alternativement, la roue à aube31comporte plusieurs séries de pales310, soit deux séries de pales ou au moins deux séries de pales disposées côte à côte sur le même moyeu311. La figure 5a montre un exemple de roue à aubes31comportant trois séries de pales. Les pales contiguës de deux séries de pales peuvent être disposées dans un même plan, comme illustré à la figure 5a, ou bien être décalées les unes par rapport aux autres, comme illustrée à la figure 5d. D'autres configurations peuvent être envisagées en fonction des besoins. Un espace312peut être ménagé entre les séries de pales310. Un tel espace peut être avantageux pour la construction de la roue à aubes31, en particulier pour son moulage, qui peut être effectuée en plusieurs parties. En outre ou alternativement, il peut être nécessaire au passage du flux de liquide. En l'absence d'un tel passage, la roue à aubes31pourrait trop obturer le conduit et limiter le flux de liquide de façon indésirable. La formes des pales de deux séries contiguës peut être la même ou bien différer de l'une à l'autre. Par exemple, les pales310d'une série disposée au centre du moyeu311peuvent être plus longues et plus symétriques que les pales310de séries latérales, proche de la paroi de la conduite centrale.

[0038] La roue à aubes31permet de mesurer les plus forts débits. Les faibles vitesses de rotation, correspondant aux faibles débits, n'autorisent pas de mesures suffisamment précises. Cependant, à partir d'un débit moyen, de l'ordre de120litres par heure, ou 180 litres par heure, la mesure du débit peut être effectuée grâce à la rotation de la roue à aubes31. Les débits allant jusqu'à environ 1500 litres par heure, ou 1300 litres par heure, peuvent être déterminé grâce à la roue à aubes31.

[0039] Le piston21et la roue à aubes31sont dimensionnés de sorte à pouvoir déterminer des valeurs de débit sur des plages qui se chevauchent. Un chevauchement de plages peut être prévu par exemple pour des débits compris entre environ 0,5 L/minute et environ 3L/minute. D'autres valeurs peuvent être prévues en fonction des besoins.

[0040] Le débitmètre1selon la présente description peut comporter un détecteur ou un ensemble de détecteurs permettant de détecter à la fois la position du piston21et la position de la roue à aubes31. De préférence le détecteur permet en outre de corriger la mesure de la position du piston21en fonction de la position de la roue à aubes31. En effet, du fait de la compacité du débitmètre1, les aimants de la roue à aubes31et du piston21peuvent interagir et perturber les mesures.

[0041] Un module de détection40est disposé latéralement à la conduite centrale du débitmètre1de sorte à déterminer instantanément ou à intervalles réguliers la position des aimants contenus ou associés au piston21et à la roue à aubes31. De préférence, un seul détecteur permet la détection simultanée des positions du piston21et de la roue à aubes b. De préférence, le module de détection40permet une correction automatique de la position du piston21en fonction de la position de la roue à aubes31.

[0042] Les aimants fixés ou intégrés au piston21et à la roue à aubes31peuvent être directement en contact avec le flux de liquide. Il convient d'utiliser des matériaux non oxydables. Les aimants sont de préférence exempts de Néodyme, trop susceptible de s'oxyder. Ils sont de préférence sélectionnés parmi l'AINiCo ou la ferrite. Les aimants disposés dans la roue à aubes31, dans les logements314aet314b, prévus à cet effet, sont placés de manière antiparallèle. Lorsqu'il y a deux aimants, le pôle positif de l'un des deux aimants et le pôle négatif de l'autre aimant sont orientés vers l'extérieur du moyeu311.

[0043] Le module de détection40est de préférence intégré à la partie intermédiaire12du corps10. Le module de détection40est calibré de sorte à pouvoir déterminer un débit en fonction de la position du piston instantanée21, de la vitesse de rotation instantanée de la roue31, ou de la combinaison de la position instantanée du piston21et de la vitesse de rotation instantanée de la roue31. En considérant la position du piston21et la vitesse de rotation de la roue3, le module de détection40est en mesure de corriger une éventuelle interaction entre le piston21et la roue31de sorte à limiter ou supprimer les erreurs de mesure.

[0044] Le module de détection40détermine la position instantanée de la roue à aubes31et du piston21à intervalles de temps prédéterminés. L'intervalle de temps définit une fréquence qui peut être de l'ordre de 100 à 2000 Hz en fonction des besoins. En particulier, une fréquence de l'ordre de 400 Hz à 600 Hz, typiquement 500 Hz, peut être tout à fait adaptée. Une telle fréquence permet de déterminer le nombre de cycle de rotation de la roue à aubes31, grâce à la fluctuation du champ magnétique des aimants disposés dans les logements latéraux314a,314b. Une position de veille peut être prévue de sorte à limiter la consommation énergétique. En position de veille, une fréquence de l'ordre de 1 à 10 Hz peut être programmée pour maintenir une détection résiduelle, qui peut être utile notamment pour la détection de fuites.

[0045] La position instantanée du piston21peut être moyennée sur plusieurs mesures consécutives de sorte à augmenter la précision.

[0046] La valeur du débit déterminée par le module de détection40peut en outre prendre en considération la position du piston21, qu'elle soit plus proche de sa première position de fermeture du conduite ou bien de sa seconde position d'ouverture maximale, et la vitesse de la rotation de la roue à aubes31, pour déterminer s'il s'agit d'un faible débit, devant être mesuré par le module de faible débit20, ou d'un débit plus fort devant être déterminé par le module haut débit30. La valeur ainsi mesurée peut pondérée en fonction de la position du piston21relativement é la vitesse de rotation de la roue à aubes31.

[0047] Le module de détection40peut être programmé pour déclencher les mesures dès lors qu'une brusque augmentation de débit est détectée.

[0048] Le module de détection40peut en outre comprendre un dispositif d'enregistrement des données et un dispositif de traitement des données enregistrées. Il permet ainsi de cumuler les débits mesurés et de déterminer un volume de liquide consommé pour une période donnée. La période d'observation peut être préprogrammée ou bien requise à la demande. Elle peut correspondre à une journée, ou une semaine, ou un ou plusieurs mois, ou une année.

[0049] Le module de détection40peut comporter ou être associé à un dispositif de communication adapté à transmettre les données mesurées ou une partie des données, ou des résultats de leur traitement. Les débits mesurés ou les volumes consommés peuvent être ainsi transmis à distance sur un serveur ou un terminal. Une telle communication peut être effectuée via un mode de type bluetooth, ou bien par WiFi, ou comporter un enregistrement de type RFID que l'on peut interroger au moyen d'un dispositif adapté.

[0050] Le débitmètre1peut en outre comporter un capteur de température. Un tel capteur de température peut être une sonde, en contact direct avec le liquide passant dans la conduite centrale. Alternativement, le capteur de température peut être une thermistance soudée sur la paroi de la conduite centrale de sorte à déterminer la température ou la variation de température de cette paroi sous l'effet du passage du liquide. Le capteur de température peut être connecté au module de détection40. Alternativement ou en plus, le capteur de température peut être connecté à un dispositif thermique de sorte à pouvoir réguler la température du liquide de façon instantanée.

[0051] Le débitmètre1peut en outre comporter un capteur de conductivité du liquide, lequel peut être connecté au module de détection40.

[0052] Le débitmètre1selon la présente description peut être conçu de sorte que sa partie intermédiaire10comporte à la fois le module bas débit20et le module haut débit30. L'ensemble peut ainsi être moulé d'une seule pièce et assurer une compacité optimale. Alternativement, le débitmètre1peut être modulaire. En d'autres termes, le module bas débit20peut être utilisé indépendamment du module haut débit30. Dans ce cas, un système de connexion permet de combiner le module haut débit30au module bas débit20. Le module de détection40peut également être interchangeable à la demande, en fonction notamment de la configuration du débitmètre1et de ses équipements. La configuration du débitmètre1est relative à la présence du seul module bas débit20, ou à la présence d'un module haut débit30ajouté au module bas débit20, ou à un corps intégrant à la fois le module bas débit20et le module haut débit30. Les équipements sont quant à eux relatifs à la présence ou non de capteurs de température ou de conductivité, et/ou des éventuels moyens de communication et de stockage de données.

[0053] La présente invention couvre également une méthode de détermination du débit d'un fluide en circulation au moyen du débitmètre décrit ici. La méthode comporte en particulier la détermination d'un faible débit au moyen du module bas débit, notamment lorsque le débit est compris dans une plage allant de 1 l/heure à 400 l/heure environ.

[0054] La méthode peut comprendre en outre la détermination d'un débit plus élevé, notamment compris entre une plage de 300 l/heure à 1800 l/heure environ. La détermination d'un tel débit est effectuée au moyen d'un module haut débit30tel que décrit plus haut.

[0055] La méthode permet en outre de déterminer le débit d'un liquide sur une plage élargie avec une grande précision, à la fois pour les faibles débits, typiquement inférieurs à 400 l/heure ou 200 l/heure, ou 100 l/heure, et pour les débits élevés compris dans une plage de l'ordre 100 à 2000 l/heure, ou dans une plage de l'ordre de 200 à 1800 l/heure. Une telle mesure sur une plage élargie est rendue possible grâce à la combinaison des modules faible débit20et haut débit30décrit ci-dessus et au module de détection40qui permet notamment de pondérer les valeurs mesurées au moyen des modules faible débit20et haut débit30.

[0056] Le débit s'entend ici comme une valeur instantanée. La valeur peut cependant être moyennée dans le temps. La présente méthode comprend en outre une étape de traitement des valeurs mesurées de sorte à produire des valeurs exploitables telles qu'un volume de liquide consommé sur une période donnée.

[0057] Méthode où la perte de charge est inférieure ou égale à environ 0.34 bar pour un débit de l'ordre de 15 l/heure, ou inférieure ou égale à 1 bar pour un débit de l'ordre 25 I/minute, ou inférieure ou égale à 1,4 bar pour un débit de l'ordre 30 l/minute.

[0058] Les termes „supérieur“ et „inférieur“ ou équivalent désignent ici les orientations ou les positions couramment utilisées. Ils s'appliquent notamment pour le débitmètre de la présente invention lorsqu'il est en position utile, c'est-à-dire en position de mesure un débit ors du passage du liquide. La partie la plus supérieure du débitmètre correspond à ce titre à la portion la plus en amont du flux de liquide, et la partie la plus inférieure du débitmètre correspond à sa partie la plus en aval du flux du liquide. De préférence, le débitmètre est disposé en position verticale, c'est-à-dire que son axe longitudinal T est en position substantiellement verticale.

Numéros de référence employés sur les figures

[0059] 1 Débitmètre 10 Corps 11 Moyen de connexion 12 Partie intermédiaire 13 Embout 14 Conduite d'alimentation 15 Conduite de sortie 20 Module bas débit 21 Piston 210 rebord 211a, 221b Ailettes 212 Portion cylindrique 211 Portion conique 214 logement 22 Chemise 220 Butées 221 Première partie évasée 222 Seconde partie évasée 223a, 223b Ergots 224 Partie élargie 23 Ressort 230 Pivot 231 Butée inférieure 24 Chambre intermédiaire 240 Paroi transversale 241 Passage 25 Guide Piston 25a Ergot 30 Module haut débit 31 Roue à aubes 310 pales 311 Moyeu 313 Logement central 314a, 314b Logements 315 Axe 350 Jeu de roue 40 Module de détection T Axe longitudinal A1 Premier angle d'évasement A2 Second angle d'évasement

Claims (10)

1. Débitmètre (1) comportant un corps (10) pourvu d'une conduite centrale, d'un module bas débit (20), et d'un module de détection (40), caractérisé en ce que le module bas débit comporte un piston (21) comprenant une portion cylindrique (212), en ce que la conduite centrale forme une chemise (22) comportant une portion cylindrique ajustée au diamètre de la portion cylindrique du piston (21) et une partie élargie (224) résultant d'au moins un évasement (221, 222) de la conduite, et en ce que le piston (21) peut prendre une position stable dans la chemise (22) entre une première position, où la partie cylindrique (212) du piston est au moins partiellement incluse dans la partie cylindrique de la chemise (22) et une seconde position où la partie cylindrique (212) du piston (21) est en vis-à-vis de la partie élargie de la conduite, le débitmètre (1) comportant un module de détection (40) capable de déterminer la position du piston (21) entre les première et seconde position.

2. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (21) comporte au moins un aimant, de préférence deux aimants disposés le long de son axe longitudinal, et en ce que le module de détection (40) mesure le champ magnétique de l'un ou de l'ensemble des aimants de sorte à déterminer la position du piston (21).

3. Débitmètre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston (21) comporte ou est associé à un dispositif de rappel exerçant une force opposée à la force exercée sur le piston par le débit du liquide, et en ce que la position stable du piston (21) correspond à l'équilibre entre la force de rappel et la force exercée sur le piston (21) par le flux de liquide.

4. Débitmètre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif anti-rotation.

5. Débitmètre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il comporte en outre un module haut débit (30), disposé en aval du module bas débit (20), le module haut débit étant pourvu d'une roue à aube (31) comprenant une ou plusieurs séries de pales (310) disposées autour d'un moyeu (311), et au moins un aimant, de préférence deux aimants, disposés à distance de l'axe de rotation de la roue à aubes (31).

6. Débitmètre selon la revendication 5, caractérisée en ce que la vitesse de rotation de la roue à aubes (31) est déterminée par le module de détection (40).

7. Débitmètre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module de détection (40) est calibré de sorte à corriger ou compenser l'interaction des aimants du piston (21) et ceux de la roue à aubes (31) lorsqu'elle est présente.

8. Débitmètre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ou plusieurs capteurs tels qu'une sonde thermique ou un conductimètre.

9. Débitmètre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs moyens de communication permettant de transmettre les données collectées ou traitées par le module de détection (40).

10. Méthode de détermination du débit d'un fluide en circulation, comprenant : – La détermination d'un faible débit au moyen du module bas débit, lorsque le débit est compris dans une plage allant de 1 l/heure à 400 l/heure, – La détermination d'un fort débit au moyen du module haut débit lorsque le débit est compris dans une plage de 300 l/heure à 1800 l/heure.