FR1465823A - Dispositif de mesure de débit avec correction de pression et de température - Google Patents

Description

Dispositif de mesure de débit avec correction de pression et de température.

La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de débit avec correction de pression et/ou de température d'après le procédé de mesure par la pression efficace avec compensateur de force transformant la valeur de mesure de débit en une intensité de courant électrique, ce compensateur étant constitué par un organe de mesure supporté d'une façon mobile sous l'action d'une force de mesure variant avec la pression efficace et un détecteur de position coopérant avec cet organe mohile, une source de courant commandée par ce détecteur et un générateur de force électrodynamique, commandé par cette source de courant et constitué par une bobine mobile et une bobine d'excitation, qui agit sur l'organe de mesure et éq, uilibre l'ac- tion de la force de mesure, dispositif dans lequel, dans le circuit électrique du générateur de force de compensation, deux résistances variables mécaniquement au moyen d'un curseur déplaçable en fonction des valeurs de mesure de la pression et de la température, respectivement, sont disposées dans un montage différentiel qui commande un courant traversant les enroulements du générateur de force de compensation par l'intermédiaire d'un amplificateur placé après le montage différentiel de façon à corriger l'influence de la pression et de la température.

Pour la correction de pression et de température, il est connu, dans les dispositifs analogues, dans lesquels les enroulements de bobine mobile et de bobine d'excitation d'un électro-aimant servant de générateur de force de compensation sont montés en série, de monter en parallèle sur ces enroulements du générateur de force des résistances, variables avec la pression et la température, qui commandent le courant traversant les enroulements et ainsi la force de compensation dans le sens voulu pour effectuer la correction. De tels dispositifs ne permettent pas une correction théoriquement exacte et techniquement utilisable de la valeur du débit.

On sait en outre, lorsqu'on utilise un montage en série de l'enroulement mobile et de l'enroulement d'excitation de l'électro-aimant, placer en série avec ces enroulements un montage de pont, alimenté par le courant de compensation, qui comprend des résistances variables avec la pression et la température.

La tension d'erreur du pont est amplifiée au moyen d'un amplificateur de mesure et un courant continu correspondant est appliqué à un enroulement spécial de l'éleetro-aimant de telle sorte que ce courant ajoute son effet magnétique aux effets magnétiques du courant qui traversent la bobine mobile et la bobine d'excitation.

De telles dispositions souffrent du défaut que le réglage du domaine de mesure du dispositif de correction de pression et de température n'est pas possible sans action réciproque, car, dans le montage de pont, des rapports particuliers de résistance doivent être maintenus et, si l'on modifie une des résistances du pont, toutes les autres doivent être modifiées d'une manière correspondante.

Les dispositifs mentionnés et les dispositifs semblables présentent aussi l'inconvénient général que les curseurs des résistances de correction déplacés par les valeurs de mesure de la pression et de la température du gaz interviennent avec leurs résistances de contact variables dans le résultat de la mesure, ce qui contribue à fausser les mesures d'une façon notable.

En conséquence, il est aussi connu de disposer les résistances de correction avec leurs curseurs dans un montage de diviseur de courant dont la résistance est traversée par un courant électrique continu appliqué. Dans de tels dispositifs, les variations de la résistance de contact des curseurs n'interviennent plus dans la mesure.

Cependant, un inconvénient des dispositifs connus avec compensateur de force est qu'il n'est pas possi ble avec eux de disposer les deux résistances dans un montage diviseur de courant. Cela n'est possible que pour la résistance relative à l'influence de la pression ou pour la résistance relative à l'influence de la température, et c'est pourquoi il est aussi connu de prévoir, avec le compensateur de force électromécanique, un deuxième compensateur de force qui, servant de calculatrice analogique, corrige le signal de sortie, qui est proportionnel à la valeur de mesure non corrigée, du premier compensateur de force. Dans de tels dispositifs, on peut placer les deux résistances dans des montages diviseurs de courant traversés par des courants continus appliqués. Cependant, l'appareillage nécessaire est alors considérable et coûteux.

L'invention a pour but en conséquence, d'améliorer les dispositifs du genre mentionné au début de telle sorte que les deux résistances de correction puissent être disposées dans un montage diviseur de courant.

Selon l'invention, pour atteindre ce but dans les dispositifs mentionnés, le courant commandé par le détecteur de position du compensateur de force traverse l'enroulement de bobine mobile ou l'enroulement de bobine d'excitation du générateur de force de compensation ainsi qu'une résistance de division de courant disposée en série avec cet enroulement et commandée par les valeurs de mesure de la température, tandis que la résistance de division de courant commandée par la pression, disposée en série, respectivement, avec l'enroulement de bobine d'excitation ou de bobine mobile du générateur de force de compensation, est traversée par un courant commandé par ledit amplificateur, et la différence des chutes de pression dans les deux résistances de division de courant commandent l'amplificateur.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée pratiquement.

La figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention.

La figure 2 est un schéma pratique du montage différentiel.

Le dispositif représenté sur les dessins se distingue essentiellement par le fait que les résistances de correction variables mécaniquement par déplacement des curseurs sont disposées dans des montages diviseurs de courant dans lesquels elles sont traversées chacune par un courant continu amené par son curseur.

Dans les dispositifs selon l'invention, la correction de la valeur de mesure du débit est théoriquement exacte, et l'on peut effectuer un réglage sans action réciproque du domaine de correction ou du domaine de mesure du dispositif.

Un tuyau 1 est traversé, par exemple, par un gaz chaud conduit à un four de recuit. Pour mesurer le débit, un écran d'étranglement ou une tuyère 3 est disposé dans le tuyau. On sait que le débit de gaz Q est proportionnel à la racine carrée de la chute de pression (pression efficace h) à la traversée de l'étranglement. Pour connaître exactement le débit Q, iI faut tenir compte de la pression P et de la température T du gaz, et l'on sait que le débit corrigé est donné par la formule

Pour tenir compte des deux paramètres de correction P et T, on dispose dans la conduite 1 un poste de mesure de pression 3 et un poste de mesure de température 4. La chute de pression à travers l'étranglement 2 est mesurée au moyen d'un appareil de mesure à membrane 5 et transformée en une force de mesure fonction de la différence de pression. La force de mesure est perçue sur une tige poussoir 6 et transmise à l'un des bras d'un levier à deux bras 8 pivotant autour du point d'appui 7. Le levier 8 fait partie d'un compensateur de force électromécanique utilisé pour transformer la racine carrée de la force de mesure F en une intensité de courant électrique continu.

En outre, le levier 8 est pourvu d'un détecteur de position inductif 9 constitué par un transformateur différentiel. Celui-ci se compose de deux bobines fixes 10 et 11 qui sont traversées par des courants alternatifs de même fréquence mais de phases opposées. Au levier 8 est accouplé mécaniquement une bobine 12, mobile dans le champ des deux bobines 10 et 11, qui, pour une position de zéro du levier 8, n'applique aucune tension alternative à l'entrée d', un amplificateur 13. Si, sous l'action de la force de mesure F, le levier 8 s'écarte de cette position de zéro, une tension altern-ative, dont l'amplitude dépend de la grandeur de la déviation et dont l'angle de phase, qui peut changer de 1800, dépend du sens de la déviation, est induite. Cette tension est amplifiée et redressée à la sortie de l'amplificateur 13. Un courant électrique correspondant traverse le conducteur 14, dans lequel est monté l'enroulement de bobine mobile 15 d'un éleetro-ai- mant 16. L'enroulement 15 est solidaire du levier 8 et il est mobile dans le champ de l'enroulement de bobine d'excitation 17 de l'électro-aimant. De la manière connue, l'électro-aimant 16 produit sur le levier 8 une force de compensation F' dont le couple équilibre celui qui résulte de la force de mesure.

Les valeurs de mesure aux postes 3 et 4 de la conduite 1 sont transformées au moyen de convertisseurs de mesure appropriés 20 et 21 en grandeurs électriques qui actionnent dans une commande en cascade, deux moteurs électriques 22 et 23 de telle sorte que les arbres des deux moteurs

Claims (3)

prennent chacun une position qui dépend de la valeur de mesure de la grandeur qui le commande. Les moteurs 22 et 23 sont accouplés avec les curseurs 24 et 25 de deux résistances 26 et 27 respectivement. Ces deux résistances sont montées dif férentiellement sur l'entrée d'un amplificateur de courant continu 29. L'amplificateur 29 alimente par l'intermédiaire du conducteur 30 l'enroulement 17 de l'électro-aimant 16. L'enroulement 17 est relié d'autre part par le conducteur 31 au curseur 24, de sorte que le courant délivré par l'amplificateur 29 retourne à cet amplificateur, avec une forte contre-réaction, par les conducteurs 30 et 31, la résistance 26 et le conducteur 32. Le courant continu 1y qui traverse l'enroulement 15 de l'électro-aimant 16 retourne en passant par le curseur 25, la résistance 27 et un conducteur 33 à la sortie de l'amplificateur 13. Dans le conducteur 33 est monté un instrument de mesure 34 ou autre dispositif commandé par la valeur de mesure du débit. Le dispositif décrit fonctionne comme suit Dans l'état immobile du compensateur de force, e'est à-dire dans le cas où les forces qui agissent sur le levier 8 sont en équilibre, le conducteur 14 est traversé par un courant qui produit dans la résistance 27 une chute de potentiel R iy, si l'on désigne par R la résistance entre le curseur 25 et le point de jonction A. On suppose alors que le courant qui traverse la résistance d'entrée, considérée comme suffisamment grande, de l'amplifica- teur 29 est négligeable. L'amplificateur 29 commande, par l'intermédiaire des conducteurs 30 et 31, un courant i1 qui produit dans la résistance 26 entre le curseur 24 et le point de jonction B une chute de tension i1 Rl en appelant R1 la résistance traversée par le courant i1. Une tension de commande, correspondant à la différence des deux tensions ci-dessus, à l'entrée de l'amplificateur 29 a pour effet, avec une amplification suffisamment grande, que les deux tensions sont égales dans l'état d'équilibre, de sorte que le courant iy varie suivant la relation c'est-à-dire que, avec un choix approprié des résistances Rl et R, le courant iy peut être corrigé à la manière connue d'après la pression et la température du gaz. La figure 2 montre une réalisation pratique du montage différentiel 28. Pour l'adaptation au domaine de mesure désiré, deux résistances variables 50 et 51 sont montées en parallèle, respectivement, sur les résistances 26 et 27 et, en série avec ces montages, sont montées des résistances variables ou fixes 52 et 53. L'amplificateur 29 est de préférence un amplificateur à modulateur et présente à son en- trée un rupteur mécanique, un modulateur à diodes, à pont de diodes ou à transistors. Les particularités de l'invention sont indiquées sommairement, d'une manière non limitative, dans le résumé qui suit. RÉSUMÉ La présente invention a pour objet

1" Un dispositif de mesure de débit avec correction de pression et ou de température d'après le procédé de mesure par la pression efficace, avec compensateur de force transformant la valeur de mesure de débit en une intensité de courant électrique, ce compensateur étant constitué par un organe de mesure supporté d'une façon mobile sous l'action d'une force de mesure variant avec la pression efficace et un détecteur de position coopérant avec cet organe mobile, une source de courant commandée par ce détecteur et un générateur de force électrodynamique, commandé par cette source de courant et constitué par une bobine mobile et une bobine d'excitation, qui agit sur l'organe de mesure et équilibre l'action de la force de mesure, dispositif dans lequel, dans le circuit électrique du générateur de force de compensation, deux résistances variables mécaniquement au moyen d'un curseur déplaçable en fonction des valeurs de mesure de la pression et de la température respectivement sont disposées dans un montage différentiel qui commande un courant traversant les enroulements du générateur de force de compensation par l'intermédiaire d'un amplifieatour placé après le montage différentiel de façon à corriger l'influence de la pression et de la température, caractérisé par le fait que le courant commandé par le détecteur de position du compensateur de force traverse l'enroulement de bobine mobile ou l'enroulement de bobine d'excitation du générateur de force de compensation ainsi qu'une résistance de division de courant disposée en série avec cet enroulement et commandée par les valeurs de mesure de la température, tandis que la résistance de division de courant commandée par la pression, disposée en série, respectivement. avec l'enroulement de bobine d'excitation ou de bobine mobile du générateur de force de compensation, est traversée par un courant commandé par ledit amplificateur, et la différence des chutes de pression dans les deux résistances de division de cou- rant est appliquée à l'entrée de l'amplificateur;

2" Un dispositif tel que spécifié ci-dessus, dans lequel des résistances variables de réglage sont montées en parallèle sur les résistances variables de cor rection;

3 Un dispositif tel que spécifié sous 2", dans lequel des résistances variables ou fixes sont mon tées en série avec les groupes de résistances en parallèle;

40 Un dispositif tel que spécifié dans l'un quelconque des paragraphes 1 à 3 , dans lequel l'amplificateur qui suit le montage différentiel est un amplificateur à modulateur.