FR2549220A1 - Procede de mesure du debit de matiere en particules dispersee dans un courant a deux phases solides/gaz - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR LA MESURE DU DEBIT MASSIQUE DE MATIERE EN PARTICULES PENDANT TRANSFERT A TRAVERS UNE CANALISATION 102 PAR DETECTION DE VIBRATIONS PROVOQUEES PAR L'ENERGIE DE COLLISION DE LA MATIERE EN PARTICULES. ON DETECTE DANS UNE SECTION DE MESURE 101 DES VIBRATIONS APPARAISSANT A LA SURFACE DE LA CANALISATION 102; ON EXTRAIT DES VIBRATIONS DETECTEES PAR LE DETECTEUR 107 UNE PLAGE DE FREQUENCE PARTICULIERE D'ACCELERATION DE VIBRATION, SOUS FORME DE SIGNAL DE TENSION; ON CALCULE LA VALEUR EFFECTIVE DE LADITE GAMME DE FREQUENCE POUR ENGENDRER UN SIGNAL DE TENSION CORRESPONDANT; ON ENVOIE LE SIGNAL CALCULE A UN CIRCUIT DE CONVERSION ARITHMETIQUE POUR OBTENIR UN SIGNAL DE TENSION REPRESENTATIF DU DEBIT MASSIQUE DE LA MATIERE EN PARTICULES CORRESPONDANT A LADITE VALEUR EFFECTIVE D'APRES UNE CORRELATION DETERMINEE D'AVANCE EXISTANT ENTRE LEDIT DEBIT MASSIQUE ET LADITE VALEUR EFFECTIVE. APPLICATION, PAR EXEMPLE, A L'ALIMENTATION D'UN HAUT FOURNEAU EN COMBUSTIBLE PULVERISE.

Description

La présente invention a trait à un procédé pour la mesure du débit de diverses matières en particules dispersées dans un courant gazeux, ctest-å-dire un courant. à deux phases solides/gaz (simplement dit ci-après "courant à deux phases" pour plus de brièveté). Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour la mesure du débit massique de matière en particules présente dans un courant à deux phases, réalisée avec plus de facilité que précédemment sans gêner à aucun degré notable 11 écoulement du courant.

En vue d'automatiser uniment une méthode utilisant un courant à deux phases (par exemple, une technique de soufflage de charbon finement pulvérisé dans un haut fourneau; on rencontre invariablement la nécessité de mesurer précisément le débit de matière en particules. D'autre part, c'est usuellement le débit en poids de matière en particules qu'on utilise dans une méthode de transfert de courant à deux phases, de sorte que la pratique usuelle est d'avoir recours à un débitmètre de masse pour mesurer le débit du courant à deux phases.Les débitmètres de masse qu on a jusqu'S présent mis au point dans le métier se rangent en gros dans les trois catégories suivantes
(I) débitmètre de masse de type direct propre à déceler directement une quantité proportionnelle au débit massique (par exemple en utilisant la force de Coriolis proportionnelle au débit massique);
(II) débitmètre de masse de type indirect propre à mesurer le débit massique par utilisation combinée d'un vélocimètre et d'un densimètre (par exemple par méthode de corrélation comportant la mesure de la vitesse de matière en particules grâce à des fluctuations de capacité électrostatique entre deux points et la détection de densité opérée en se basant sur la valeur absolue de la capacité électrostatique); et
(III) débitmètre de masse de type indirect utilisant un débitmètre à pression différentielle (par exemple, mesurant le rapport solides/gaz et le débit de gaz à partir de la pression différentielle entre un tronçon de tuyau rectiligne et un tronçon du tuyau élargi, prévus sur le trajet d'une canalisation).

Toutefois, les débitmètres de masse précités soulèvent des inconvénients ou problèmes inhérents respectifs. En effet, le débitmètre de type direct (I) a 11 inconvénient de manquer de précision en raison de la difficulté éprouvée à déterminer séparément les débits massiques des phases solide et gazeuse, ainsi que de rendre compliqués l'entretien et la réparation de ses sections de vibration et de détection.Pour le débitmètre de masse de type indirect (11), il existe des difficultés résidant en ce que les valeurs mesurées sont susceptibles de comporter des erreurs du fait que la constante diélectrique varie en fonction de la teneur en humidité de la matière en particules, et en ce que point-zéro du densimètre de particules subit une dérive du fait du dépôt de matière en particules sur la paroi de tuyau, ce qui rend l'entre- tien et les réparations compliqués. Le débitmètre de masse du type à pression différentielle (III), dans lequel la loi de similitude n'est établie que pour des courants à deux phases pauvres, n'est pas applicable à des courants à deux phases épais, et a en outre pour inconvénient que le tronçon de mesure et l'orifice à pression différentielle sont souvent bouchés par la matière en particules.Donc, en l'absence d'une méthode satisfaisante pour la mesure du débit du courant à deux phases, on ressent instamment le besoin d'une méthode de mesure qui permette le fonctionnement automatique régulier des matériels comportant. la mise en oeuvre du processus de transfert de courant à deux phases.

Dans ces circonstances, les présents inventeurs se sont engagés dans des recherches en vue d'établir une technologie qui permette de mesurer le débit d'un courant à deux phases avec précision par une méthode simple, et ont consé quemment découvert le fait que les vibrations de fréquences comprises dans une certaine gamme, ou vibrations d'une gamme de fréquence particulière, provoquées par collisions d'une matière en particules contre la paroi dgun tuyau au cours de la traversée du tuyau, présentent une corrélation très accusée avec le débit massique de la matière en particules.

La présente invention a pour but de proposer un procédé pour la mesure du débit massique de matière en particules présente dans un courant à deux phases solides/gaz opé rée avec précision et d'une manière facilitée grâce à la découverte sus-indiquée.

Plus particulièrement, la présente invention propose un procédé pour la mesure du débit massique de matière en particules au cours du transfert à travers une canalisation par détection de vibrations provoquées par l'énergie de collision de la matière en particules, caractérisé en ce que l'on détecte les vibrations apparaissant à la surface de la canalisation; on extrait, à partir des vibrations décelées, une gamme de fréquence particulière d'accélération de vibration sous la forme d'un signal de tension; on calcule la valeur effective de la gamme de fréquence en vue de l'obten- tion d'un signal de tension correspondant; et on transfère le signal calculé à un circuit de conversion arithmétique pour l'obtention d'un signal de tension représentatif du débit massique de la matière en particules correspondant à la valeur effective sur la base d'une corrélation déterminée d'avance entre le débit massique et la valeur effective.

Le procédé sus-indiqué, permettant de déterminer le débit massique d'après les vibrations mesurées par un vibromètre monté sur le tuyau, a l'avantage que l'on peut poser et entretenir le vibromètre sans gener à aucun degré notable 11 écoulement du courant i deux phases. Toutefois, attendu que les vibrations présentes à la surface du tuyau (et dirigées perpendiculairement à l'écoulement du courant à deux phases) sont prises en considération comme élément de mesure, on risque de voir la précision de la mesure affectée par l'effet nuisible de perturbations externe telles que vibrations dirigées transversalement au tuyau.

Par conséquent, dans une forme préférée de la présente invention, on insère au moins un organe vibrant du genre tige ou tube en travers du passage d'écoulement de la matigre en particules, en un emplacement convenable du tuyau, suivant une direction perpendiculaire à la longueur du tuyau et l'on décèle les vibrations de l'organe vibrant provoquées par choc de la matière en particules contre lui.

De préférence, on insère un organe élastique tubulaire sur les cotés d'amont et d'aval de l'organe vibrant pour protéger ainsi contre les vibrations perturbantes de la canalisation elle-même une section de mesure comportant 1'organe vibrant.

Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention, ainsi que d'autres, ressortiront de la description suivante de certaines formes de réalisation, choisies uniquement à titre d'exemples, en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue latérale partiellement arrachée d'une canalisation comportant un organe vibrant suivant la présente invention;
- la figure 2 est une représentation schématique du spectre de fréquences de signaux de tension engendrés à partir de vibrations décelées;
- la figure 3 est une courbe de corrélation entre le débit massique de la matière en particules et la valeur effective;
- les figures 4 et 5 sont des schémas synoptiques illustrant les opérations de traitement de signal pour la détermination du débit massique;;
- les figures 6(A) et 6(B), 7(A) et 7(B) et 8 à 10 sont des représentations schématiques de variantes d'organe vibrant
-la figure 11 est une représentation de détail schématique illustrant une manière de monter ltorgane vibrant;
- la figure 12 est une coupe longitudinale schématique d'une section de mesure comportant des organes élastiques suivant l'invention;
- la figure 13 est une coupe schématique suivant la ligne II-II de la figure 12;
- la figure 14 est une représentation schématique partielle arrachée illustrant à titre d'exemple un autre mode de raccordement de l'organe élastique tubulaire à la canalisation et à la section de mesure;
- la figure 15 est une coupe longitudinale schématique montrant une autre forme de réalisation de la section de mesure, isolée des vibrations, selon la présente invention; et
- les figures 16 et 17 sont des représentations schématiques de spectres de fréquence obtenus lors d'essai de chocs au marteau.

Suivant la présente invention, les vibrations présentes à la surface d'un tuyau de transfert ou d'un organe vibrant inséré dans un tel tuyau sont décelées comme indiqué précédemment. De toute façon, les signaux obtenus à partir des vibrations décelées sont traités d'une manière que l'on exposera plus loin en détail.

Par exemple, la figure 1 illustre un procédé utilisant un organe vibrant 2, du genre tige ou tube, inséré radialement en travers d'une canalisation 1 en un endroit approprié de celle-ci. Une extrémité de l'organe vibrant 2 est noyée dans un bloc de détection de vibrations 3 qui est monté sur le côté extérieur de la paroi du tuyau et muni d?un récepteur de vibrations 4 soit sur le cté avant (d'amont), soit sur le coté arrière (d'aval) pour déceler les vibrations subies par l'organe vibrant dans sa direction transversale (ou dans la direction axiale du tuyau ou direction d'écoulement de la matière en particules).

La valeur effective de l'accélération de vibration est extraite du signal de sortie du récepteur de vibrations, et le débit massique de matière en particules correspondant à la valeur effective extraite est déterminé par référence à la relation déterminée d'avance entre la valeur effective et le débit massique par la méthode que l'on exposera après en détail.

Par exemple, quand la matière en particules est transférée pneumatiquement avec un débit massique de matière en particules de 9,1 kg/mn, une vitesse de gaz de 15 m/s et un rapport solides/gaz de 3,1, Itaccélération de vibration présente le spectre de fréquence représenté sur la figure 2 situé dans une gamme de fréquence particulière (0 à 20 kHz).

D'autre part, le débit massique d'écoulement de la matière en particules pour une vitesse de gaz de 15 m/s est lié par une certaine relation à la valeur effective de l'accélération de vibration comprise dans une gamme de fréquence particulière (0 à 20 kHz) comme représenté sur la figure 3. Par conse- quent, si l'on parvient à déterminer d'avance la corrélation, avec la valeur effective, de l'accélération de vibration dans les conditions de mesure, il devint possible de contre a vec précision le débit massique de la matière en particules par simple application de la valeur effective mesurée de 1'accélération de vibration à un schéma de corrélation déterminé.

Ci-dessous sont indiquées des méthodes pratiques de traitement de signal utiles pour la détection de vibrations.

(1) Méthode d'extraction d'un signal de vibration de toute la gamme de fréquence;
(2) Méthode d'extraction seulement d'un signal de vibration de gamme de fréquence particulière ayant une forte corrélation avec le débit massique de la matière en particules; et
(3) Méthode consistant à prendre le rapport d'un signal de vibration d'une gamme de fréquence particulière, à forte corrélation avec le débit massique de la matière en particules, à un signal de vibration d'une gamme de fréquence ayant une faible variation dans le signal de sortie.Dans le cas de variations de la vitesse de la matière en particules s'écoulant dans la canalisation, exerçant des effets fâcheux sur la corrélation entre la valeur effective de l'accélération de vibration et le débit massique de la matière en particules, on peut aussi prévoir un vélocimètre sur le tuyau, suivant les méthodes (1) à (3) sus-indiquées, pour corriger par là les erreurs qui autrement s'introduiraient dans de telles conditions dans la valeur du signal de sortie.

On va donner dans la suite de la description des exemples plus particuliers des trois méthodes sus-indiquées, en commençant pour la commodité de l'exposé par la méthode (2).

La figure 4 illustre sous forme de schéma symbolique l'agencement d'un circuit de traitement de signal convenant pour la méthode (2). Dans cet exemple, les vibrations provoquées par collision de la matière en particules transférée et transmises au détecteur de vibrations 4 par l'intermédiaire du bloc de détection de vibrations 3 (voir figure 1) sont constamment décelées et les signaux de détection résultants sont appliqués à un vibromètre amplificateur 6 d'un montage de traitement de signal 5. Le vibromètre amplifica teur 6 envoie les signaux de détection à un filtre passebande 7 après les avoir convertis en signaux de vibration de tension (dits ci-après simplement "signal de tension" pour plus de brièveté).Le filtre passe-bande 7 extrait seulement, des signaux de tension de la gamme de fréquence entière qui lui sont appliqués, les signaux de tension d'une gamme de fréquence particulière. La gamme de fréquence particulière i laquelle on se réfère ici est choisie d'avance, compte tenu du diamètre du tuyau 1 ainsi que du diamètre et des caractéristiques de l'organe vibrant 2, pour assurer une sensibilité appropriée aux vibrations et, telle que préfixée, elle peut couvrir une gamme arbitraire.En vue d'utiliser le spectre de fréquence existant dans la gamme de fréquence particulière en tant qu'élément de commande de mesure, on doit le transformer en une valeur de spectre effective (dite ci-aprbs sim- plement "valeur effective pour plus de brièveté) comprise dans la gamme de fréquence particulière. A cette fin, la forme d'onde de vibration de la gamme de fréquence particulière est soumise à un calcul de moyenne quadratique dans un circuit de valeur effective 8 qui porte au carré toutes les accélérations de vibration (+x) PUiS calcule une moyenne

Ainsi, l'accélération de vibration moyenne sert de valeur effective et est donnée sous la forme d'un signal d'une certaine tension.

La fréquence particulière précitée contient une région de bruit dans laquelle l'accélération de vibration ne varie pas. Par conséquent, le signal est traité dans un circuit d'ajustement de polarisation 9 en vue de l'élimination de la composante de polarisation présente dans cette région, et une valeur effective corrigée est envoyée à un circuit arithmétique 10.

Le circuit arithmétique 10 est constitué par un circuit de permutation agissant d'après un tracé de corrélation préparé à partir de données de corrélation réellement mesurées entre le débit massique de matière en particules et la valeur effective, obtenues d'après les expériences préliminaires comme illustré par la figure 3 par exemple. Donc, la valeur réelle appliquée à partir du circuit d'ajustement de polarisation 9 est soumise par le circuit arithmétique 10 au traitement de signal qu'on vient d'indiquer en vue de l'obtention d'un signal de tension, exprimant le débit massique de la matière en particules, correspondant à la valeur effective d'entrée, et de l'indication de la valeur du débit massique (kg/mn).Le débit massique auquel la matière en particules s'écoule à travers le tuyau 1 peut être confirmé par consultation d'un enregistreur-afficheur 11 qui indique constamment la valeur exacte du débit massique.

Lorsqu'on adopte la méthode de traitement de signal (1), on supprime le filtre passe-bande 7 de la figure 4 et le signal de tension de la gamme de fréquence entière, fourni par le vibromètre amplificateur 6 par conversion du signal de sortie du récepteur de vibrations 4, est appliqué au circuit de valeur effective 8 et aux étages suivants en vue de traitement du signal de la même manière que selon la méthode (2) décrite ci-dessus.Au cas où il est nécessaire de tenir compte de la vitesse de la matière en particules dans le traitement de signal, pour opérer une correction comme indiqué précédemment, on monte un vélocimètre 12 en un emplacement approprié sur le tuyau 1 comme indiqué en traits mixtes sur la figure 4, et un signal de tension correspondant à la valeur de sortie du vélocimètre 12 est appliqué au-circuit arithm6- tique 10 pour que celui-ci opère une correction permettant une mesure plus précise du débit massique de la matière en particules.

La figure 5 illustre sous forme de schéma symbolique un exemple particulier du circuit de traitement de signal suivant la méthode sus-indiquée (3), l'agencement étant fondamentalement le même que celui selon la figure 4 sous les réserves suivantes. Du signal de tension du vibromètre amplificateur 6, le filtre passe-bande 5 du circuit (1) extrait un signal de tension d'une gamme de fréquence particulière qui subit de fortes variations d'amplitude pendant le transfert de matière en particules, et la forme d'onde de vibration est convertie en signal de courant continu, dans le circuit de valeur effective 8, par l'établissement de moyenne quadratique décrit précédemment, le signal de courant continu étant envoyé à un diviseur 18 après avoir été débarrassé d'une composante de polarisation non variable de gamme de fréquence particulière dans le circuit d'ajustement de polarisation 9.

Simultanément à l'opération de traitement de signal ci-dessus, le signal de tension émanant du vibromètre amplificateur 6, situé dans une gamme de fréquence particulière à variations d'amplitude faibles, est extrait par un filtre passe-bande 7' appartenant au circuit (2) et converti en un signal à courant continu par établissement de la moyenne quadratique de la forme d'onde de vibration dans un circuit de valeur effective 8' avant d'être envoyé à un circuit d'ajustement de limite basse 9'. Le circuit (2) est prévu afin d'éviter la saturation de la sortie du diviseur quand la valeur du dénominateur est extremement faible par rapport à la valeur du numérateur, et sert à fixer la valeur-limite basse du dénominateur.Les signaux de courant continu fournis par les circuits d'ajustement 9 et 9' sont appliqués au diviseur 18 pour division, puis au circuit arithmétique 10 et à l'indicateur-enregistreur de débit massique 11 pour l'enregistrement du débit massique opéré comme dans le cas de la figure 4.

Dans ce cas, on peut aussi améliorer la précision de la mesure en corrigeant la valeur de sortie du circuit arithmétique 10 avec un signal émanant d'un vélocimètre monté en position adéquate sur le tuyau 1.

La description qui précède traite de la structure fondamentale selon la présente invention, mais on notera qu1- on peut apporter à la forme et à l'emplacement de 11 organe vibrant 2 diverses modifications telles que celles indiquées à titre d'exemple ci-dessous. En premier lieu, les figures 6(A) et 6(B) illustrent une modification comportant deux organes vibrants 2a et 2b interposés en deux positions espacées suivant la direction d'écoulement de la matière en particules et disposés perpendiculairement l'un à l'autre, les vibrations des organes vibrants étant recueillies par des vibromb- tes 4a et 4b respectivement.Au cas où l'on utilise un seul organe vibrant 2 comme représenté sur la figure 1, le vibromètre fournit un signal de sortie d'un certain niveau quelle que soit la direction d'insertion de l'organe vibrant tant que l'écoulement de matière en particules est uniformément distribué en travers du passage d'écoulement, mais le signal de sortie du vibromètre devient irrégulier et imprécis si la distribution de la matière en particules est non uniforme.

On peut réduire sensiblement les erreurs de mesure dues à de tels écoulements localisés de la matière en particules en insérant deux organes vibrants 2a et 2b sous des angles différents comme représenté sur les figures 6(A) et 6(B) et en traitant de la manière décrite ci-dessus les valeurs moyennes de vibrations décelées par les organes vibrants 2a et 2b. On peut réduire encore cette sorte d'erreurs en utilisant trois organes vibrants 2a à 2c insérés en des positions décalées de 60 comme représenté sur les figures 7(A) et 7(B) et en faisant la moyenne des valeurs de vibrations décelées par les organes vibrants respectifs.

Dans les modifications ci-dessus, on utilise plusieurs organes vibrants, tandis que les figures 8 et 9 illustrent d'autresFmodifications dans lesquelles il est prévu un organe vibrant 2 présentant un certain nombre d'ailettes radiales de façon que la matière en particules heurte l'organe vibrant en un certain nombre d'emplacements différents sur la section du tuyau 1, ceci pour supprimer les erreurs de mesure qui découleraient autrement d' irrégularités locales de la distribution de la matière en particules, comme indiqué précédemment. Donc, organe vibrant du genre tige ou tube 2 à utiliser selon la présente invention peut être composé d'un corps unitaire rectiligne ou d'un ensemble d'éléments à structure rectiligne (et même d'éléments à structure courbe dans certains cas).En principe, le bloc détecteur de vibrations 3 et le récepteur de vibrations 4 sont fixés séparément aux organes vibrants respectifs 2a à 2c. Toutefois, il est aussi possible de prévoir un seul bloc détecteur de vibrations 3 et un récepteur de vibrations 4 sur la paroi du tuyau en une position intermédiaire entre deux organes vibrants 2a et 2b comme représenté en particulier sur la figure 10, pour qu'ils recueillent la valeur intégrée de vibrations longitudinales transmises à partir des organes vibrants 2a et 2b à travers la paroi du tuyau ou en opèrent la différentiation pour observer les conditions en cours de modification.

Bien qu'il n'existe pas de restriction particulière quant au mode de montage de l'organe vibrant 2 sur le tuyau, la manière la plus générale de fixer l'organe vibrant en pla ce est celle illustrée par la figure 11. Plus particulièrement, dans l'exemple de la figure 11, deux trous 14 sont ménagés dans la paroi de tuyau en des emplacements radialement opposés, et l'organe vibrant est relié au bloc de détection de vibrations 3 par une extrémité et présente à son extrémi- té opposée un filetage 15 qui traverse un trou 14 situé à 1'- opposé du bloc de détection de vibrations 3 et est fixé en place par un écrou 16. On voit en 17 sur la figure 11 une rondelle d'étanchéité.

Bien que ce point 'ait pas été particulièrement mis en valeur dans l'exposé qui précède, une caractéristique de la présente invention réside en ce que le débitmètre est agencé pour deceler seulement les vibrations suivant la di- rection axiale du tuyau et pour éliminer la majeure partie des vibrations -transversales qui exercent un effet perturbateur nuisant i la mesure de débit.

Pour déceler les vibrations découlant de collisions de la matière en particules, on n?utilise comme élémentdeme- sure, suivant le procédé objet de l'invention, que les vibrations apparissant suivant la direction dtecoulement ayant la plus forte corrélation avec le debit massique de la matière en particules, ce qui permet d'éiter les effets perturbaS teurs des vibrations dirigées transversalement au tuyau, assurant ainsi un haut rapport signal/bruit.Par conséqent, la mesure est extrêmement fiable quant à sa précision et peut faciliter ltautomatisation de divers processus de transfert de courant a deux phases et notamment l'alimentation en combustible pulvérisé d'un haut fourneau.

Les réalisations et données expérimentales indic quées sur les figures 1 a îl sont basées sur le mode de dérection sus-indiqué (détection de vibrations apparaissant suivant la direction axiale du tuyau).

Les figures 12 et suivantes illustrent d'autres réalisations de 11 invention qui permettent d'atteindre une plus haute précision de mesure et dans lesquelles une section de mesure est interposée en un emplacement adéquat sur la longueur d'une canalisation par l'intermédiaire de deux courts organes élastiques tubulaires destinés à isoler la section de mesure des vibrations perturbatrices précitées de la canali sation elle-même.

On se réfère aux figures 12 et 13; une section de mesure 101 est insérée entre des tronçons de canalisation 102 par I'intermédiaire d'organes élastiques tubulaires 103.

La matière en particules transférée dans le sens des flèches heurte et fait vibrer un organe vibrant 104, du genre tige ou tube, inséré radialement sensiblement au milieu de la section de mesure 1. Les vibrations de l'organe vibrant 104 se transmettent à un récepteur de vibration 106 par l'intermédiaire d'un bloc de détection de vibrations 107 de la même manière que dans les formes de réalisations précédentes, et sont converties dans un montage de traitement de signaux 107 en signaux de tension conformes aux vibrations décelées. Les signaux de tension sont aussi traités de la même manière que dans les réalisations précédentes, manière qu'on s'abstiendra-de décrire pour éviter des répétitions.La réalisation des figures 12 et 13 a trait à une structure particulière de section de mesure isolée qui échappe aux vibrations perturbantes des tronçons de canalisation 102 lors du recueil des vibrations à convertir en les signaux de tension sus-indiqués. Ainsi qutil est clair d'après ces figures1 la section de mesure 101 est reliée aux sections de canalisation 102 par l'intermédiaire d'organes tubulaires élastiques 103, de sorte que les vibrations des tronçons de canalisation 102, absorbées en majeure partie par les organes élastiques 103, ne se transmettent pas à un degré notable à la section de mesure 101.Par conséquent, le récepteur de vibrations 106 ne décèle sensiblement que les vibrations découlant de collisions de la matière en particules s'écoulant à travers la section de mesure 101, c'est-à-dire exclusivement les vibrations qui sont liées au débit massique de matière en particules, et exemptes de perturbations précitées.Comme représenté sur les dessins, le moyen de détection de vibrations peut comporter l'organe vibrant qui est inséré en travers du passage d'écoulement pour déceler les vibrations provoquées par des chocs de la matière en particules contre ce dernier (par exemple (1) pour déceler toutes les vibrations longitudinales et transversales de la section de mesure et en extraire une plage de fréquence de vibration particulière dotée de la plus forte corrélation avec le débit massique, ou (2) pour déceler seulement les vibrations apparaissant transversalement à l'organe vibrant ou dans le sens d'écoulement, éliminant les vibrations dirigées perpendiculairement à la direction d'écoulement qui n'ont qu'une faible corrélation avec le débit massique de la matière en particules), ou peut comporter le récepteur de vibrations directement monté sur la paroi de tuyau de la section de mesure de la manière précédemment décrite pour déceler les vibrations provoquées par chocs de la matière en particules contre la section de mesure. On peut utiliser tout autre moyen pourvu qu'il soit apte à déceler les vibrations découlant de l'énergie de choc de la matière en particules. De toute manière, les vibrations de la section de mesure sont isolées des vibrations perturbantes des sections de tuyau d'amont et d'aval 102 en vue d'assurer une précision de mesure extrêmement élevée. C'est un tuyau en caoutchouc tubulaire qui sert d'organe élastique 103 dans la réalisation de la figure 12, mais on peut lui substituer un tube à soufflet ou toute autre structure élastique.De plus, les organes élastiques 103 sont représentés sur la figure 12 comme étant reliés à la section de mesure 101 et aux tronçons de canalisation 102 par l'intermédiaire d'un joint à poser par poussée, muni de saillies d'obturateur (et d'un collier de serrage indiqué en 8), mais il est possible d'avoir recours à d'autres modes de raccordement, par exemple à un mode tel qu'indiqué sur la figure 14.Plus particulièrement, dans l'exemple selon la figure 14, la canalisation 102 et la section de mesure 101 sont munies, à leurs ex trémies en regard à réunir, de brides 102a et lOla respectivement, fixées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un organe élastique 103 au moyen d'un certain nombre d'ensembles boulon-écrou 109.
On se réfère maintenant à la figure 15, qui représente une autre réalisation de 1' invention fondamentalement semblable à celle représentée sur la figure 12 par la structure, de sorte que les memes pièces constitutives sont désignées par les mêmes références numériques.Dans la réalisation de la figure 15, les tronçons de canalisation 102 sont réunis avec les organes élastiques 103 par l'intermédiaire d'adaptateurs de raccordement 110 présentant chacun une bride de grand diamètre, et la section de mesure 101 comportant les organes élastiques 103 est entièrement logée dans un couvercle tubulaire 111 de grand diamètre qui est posé autour de la section de mesure 101. Les extrémités opposées du couvercle tubulaire 111 sont fixés aux tronçons marginaux périphériques des brides des adaptateurs de raccordement 110 par des boulons hexagonaux 112.Le couvercle tubulaire 111 présente à un emplacement approprié un connecteur 113 de sorte qu' - un signal de tension émanant d'un montage de traitement de signal de vibration 107 incorporé à la section de mesure 101 peut être acheminé à l'extérieur à partir du connecteur 113 par un fil conducteur 114.

Avec cette structure, les tuyaux de canalisation 102 sont rigidement accouplés l'un avec l'autre par l'intermédiaire du couvercle tubulaire 111 pour éviter qu'il ne s'y applique des efforts perturbants inutiles et offre conjointement l'avantage qu'en s'opposant à la pénétration de poussie- res ou autres corps étrangers, on facilite l'entretien et les réparations de la section de mesure dans son ensemble.

Il est clair d'après la description qui précède qu'on peut améliorer à un degré considérable la précision de mesure en prévoyant les organes élastiques tubulaires qui évitent l'application à la section de mesure des vibrations perturbatrices de la canalisation elle-même lors de la mesure du débit massique de matières en particules au moyen de vibrations causées par des collisions de la matière en particules.

Si l'on considère maintenant les figures 16 et 17, on y voit des spectres de fréquence obtenus lors d'essais de chocs au marteau en utilisant les organes élastiques tels que représentés sur la figure 15, la figure 16 étant une représentation schématique des résultats d'un essai de chocs au marteau opéré sur la section de mesure 101 et la figure 17, les résultats d'un essai de chocs au marteau opéré sur la canalisation 102 avec la même force que dans le cas de la figure 16. On voit que dans le cas de la figure 16, les vibrations communiquées à la section de mesure sont décelées avec netteté, alors que dans le cas de la figure 17, les vibrations sont presque indécelables parce qu'absorbées par les organes élastiques. On peut donc, suivant la présente invention, supprimer à un degré important la perturbation par les vibrations de la canalisation, de sorte qu'il devient possible de déceler avec précision seulement les vibrations apparaissant dans la section de mesure.

On s'est référé pour décrire l'invention à des modes de réalisation particuliers, mais il est bien entendu qu'on pourra adopter d'autres formes de l'invention sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

REVENDICATIONS.

1. Procédé de mesure du débit massique de matière en particules au cours du transfert à travers une canalisation (1; 102) par détection de vibrations provoquées par 1'énergie de collision de ladite matière en particules, caractérisé en ce que

l'on détecte les vibrations apparaissant dans une section de mesure déterminée (101) de la canalisation;

on extrait, å partir des vibrations décelées, une gamme de fréquence particulière d'accélération de vibration sous la forme d'un signal de tension;

on calcule la valeur effective de ladite gamme de fréquence et la production d'un signal ayant la valeur effective calculée;;

et on transfère le signal calculé a un circuit de conversion arithmétique pour obtenir un signal de tension re présentatif du débit massique -de la matière en particules correspondant à ladite valeur effective d'après une corrélation déterminée d'avance entre le débit massique et la valeur effective.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'opération de détection de vibrations apparaissant a la surface de la canalisation (1; 102) suivant une direction perpendiculaire à la direction d'écoulement de la matière en particules.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations d'insertion d'au moins un organe vibrant (2; 2a, 2b; 2a, 2b, 2c; 104) en travers du passage d'écoulement dans la section de mesure (101) de la canalisation et de détection des vibrations subies par l'orga- ne vibrant suivant la direction axiale de la canalisation (1; 102).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe vibrant (2) est composé d'une structure du genre tige unitaire.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe vibrant est composé d'une structure tubulaire unitaire.

6. Procédé selon les revendications 3 à 5, caract6- risé en ce qu'un certain nombre d'organes vibrants (2a, 2b; 2a, 2b, 2c) sont insérés dans le passage d'écoulement de la section de mesure (101) à des emplacements différents et selon des angles différents les uns par rapport aux autres.

7 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que organe vibrant (2) présente un certain nombre d'ailettes s'étendant radialement (figures 8 et 9).

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à prévoir la section de mesure (101) séparément et à insérer cette section de mesure à un emplacement convenable sur la longueur de la canalisation (102) avec présence d'organes tubulaires élastiques (103) placés aux extrémités opposées de la section de mesure pour l'isoler quant aux vibrations de la canalisation (102).

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques sont en matière du genre caoutchouc.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques (103) sont constitués chacun par un tube à soufflet (figure 14).

11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques (103) sont à la canalisation (102) et à la section de mesure (101) par emmanchement à la presse.

12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques (103) sont fixés à la canalisation (102) et i la section de mesure (101) au moyen de boulons et écrous (1Q9).

13. Procédé selon les revendications 8 i 12, carac taris en ce que la section de mesure (101) est logée dans un couvercle tubulaire (111).