FR2588083A1 - Dispositif pour la mesure en continu de la viscosite d'un fluide en mouvement - Google Patents

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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
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Abstract

DISPOSITIF POUR LA MESURE EN CONTINU DE LA VISCOSITE D'UN FLUIDE EN MOUVEMENT QUI COMPORTE UN CAPTEUR 10 MAINTENU IMMOBILE DANS LE FLUIDE PAR UNE BOBINE 7 DONT LE COURANT D'EXCITATION EST COMMANDE PAR UN MOYEN DE CONTROLE 15 DE LA POSITION DU CAPTEUR.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure en continu de la viscosité d'un fluide en mouvement.
Le principe de la mesure de la viscosité d'un fluide a fait l'objet de nombreuses réalisations, mais peu d'entre elles autorisent la mesure en continu d'un fluide en mouvement. La réalisation la plus connue pour une mesure en continue met en oeuvre la mesure de l'énergie nécessaire pour compenser le couple résistant d'une masse mise en rotation dans le fluide. Un tel dispositif est encombrant et délicat à réaliser car il nécessite de placer une masse tournante dans la canalisation où circule le fluide et aussi de disposer d'un moteur d'entrainement de cette masse tournante.
On a aussi proposé dans le brevet US nO 4 027 516 de faire une mesure en mesurant la vitesse de déplacement d'un plongeur, cette vitesse étant mesurée grâce à deux capteurs électromagnétiques. Le brevet US 4 027 516 procure donc un système qui met en oeuvre le système classique des viscosimètres, mais dans une mesure semi-continue puisqu'elle se fait selon une alternance de phases de descente et remontée du plongeur. En outre, ce système nécessite un dispositif de commande séquentielle de ces phases.
Au contraire, la présente invention a pour but un dispositif qui permette une mesure en continu de la viscosité d'un fluide en mouvement, ce dispositif étant simple et permettant une mesure sans interruption.
Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif qui puisse fournir un signal qui soit directement utilisable dans un systme de régulation.
Pour cela, le dispositif selon l'invention, comporte un capteur maintenu immobile dans le fluide, de préférence par l'intermédiaire d'un moyen électronique constitué par exemple par au moins une bobine dont le courant d'excitation est commande par un moyen de contrôle de la position du capteur.
Selon un mode particulier de réalisation, ce moyen de contrôle est constitué par une jauge à effet Hall placée dans un champ magnétique généré par un aimant permanent solidaire dudit capteur. De façon préférentielle, la jauge a effet Hall est associée à une électronique d'amplification qui fournit un courant de sortie proportionnel au courant de sortie de la jauge, ledit courant de sortie de l'électronique d'amplification constituant le courant d'excitation de la bobine.
Selon une réalisation préférentielle, le mouvement du fluide est un mouvement linéaire selon l'axe d'une tubulure à l'intérieur de laquelle est placé le capteur, ledit capteur comportant au moins une première partie située à l'intérieur d'une bobine d'excitation entourant ladite tubulure et comportant aussi une seconde partie située en vis-à-vis d'une jauge à effet Hall. Cette seconde partie comprend alors un aimant permanent qui constitue la source de champ magnétique pour la jauge à effet Hall.
Un tel dispositif trouve une application particulièrement intéressante dans les installations de régulation, car il permet d'utiliser le courant de sortie de l'électronique d'amplification proportionnel à celui de la jauge à effet Hall, qui constitue le courant d'excitation de la bobine, comme entrée d'une installation de commande.
En particulier, ce dispositif peut être utilisé dans une installation de contrôle de l'injection du fioul lourd dans une chaudière à brûleur classique ou mettant en oeuvre toute sorte de brûleur. Il permet en effet d'asservir la température du fioul à sa viscosité, pour obtenir une pulvérisation stable, quelles que soient les caractéristiques initiales du fioul.
Mais l'invention et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description, faite d'une manière illustrative et nullement limitative, en référence à la figure unique annexée.
La figure représente un viscosimètre qui est placé sur une canalisation (1) reliant le brûleur et le réchauffeur d'une chaudière à fioul lourd, le fioul circulant dans la canalisation (1) selon les flèches (20).
Le viscosimètre comporte une tubulure de dérivation qui comporte une partie linéaire (3), dans laquelle le fioul circule selon les flèches (4). En amont de la partie linéaire (3), le dispositif comporte une pompe volumétrique (5) qui permet d'assurer un débit constant dans la tubulure (3) quel que soit le débit dans la canalisation (1). La partie linéaire (3) comporte une cavité (6) de plus grand diamètre dans laquelle est placée une bobine d'excitation (7) dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre de la canalisation (3). Le capteur (10) est constitué par un barreau cylindrique dont la partie (11) constitué en un matériau magnétique est placée en vis-à-vis de la bobine (7).
En aval du capteur (10), la tubulure (3) comporte une tubulure (12) de raccordement vers la canalisation principale (1), cette tubulure (12) présentant au moins une paroi (13) orientée perpendiculairement à l'axe (14) de la tubulure (3), axe selon lequel s'étend aussi le plongeur.
Sur cette paroi (13), est fixée une jauge à effet
Hall (15) constituée d'une manière classique par un semi-conducteur. Le champ magnétique dans lequel est placée la jauge (15) est créé par l'aimant permanent (16) solidarisé de l'extrémité aval du capteur (10) e Le courant de sortie de la jauge (15) est amplifié par une électronique d'amplification (17), puis envoyé d'une part vers la bobine (7) et vers un dispositif (25) de commande du préchauffeur.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
Lorsque le fioul circule dans la canalisation (3), le capteur (10) est entraîné vers la partie aval de la canalisation (3) avec une force qui est fonction de la viscosité du fioul. Le capteur a donc tendance à reculer et de ce fait, l:intensité du champ magnétique généré par l'aimant (16) dans la jauge (15) va augmenter, ce qui va entraîner une augmentation du courant de sortie de la jauge. Le courant de sortie de la jauge constituant, après amplification, aussi le courant d'alimentation de la bobine (7), le champ électromagnétique créé par celle-ci va augmenter et ramener le capteur (10) à sa position initiale. Le système est donc équilibré avec un courant d'une certaine intensité. Si la viscosité du fluide varie, le capteur va avoir tendance à se déplacer et l'équilibre sera retrouvé avec un courant d'une intensité différente.
Le courant appliqué à la bobine (7) est donc une représentation de la viscosité du fioul.
Les éléments du dispositif sont dimensionnes de façon à ce que le courant appliqué à la bobine soit compris entre 4 et 20 mA et donc utilisable directement comme variable d'entrée pour le dispositif de commande (25).
On réalise donc que ce dispositif permet un montage très simple et se prête bien en particulier à la miniaturisation. Son fonctionnement est stable, car il est statique.
Ce dispositif peut en outre être appliqué à une large échelle de viscosité, même si cela nécessite un échange du capteur (10) ou de la bobine.
Mais l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, elle en englobe au contraire toutes les variantes.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 - Dispositif pour la mesure en continu de la viscosité
d'un fluide en mouvement caractérisé en ce qu'il
comporte un capteur maintenu immobile dans ledit
fluide.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce
qu'il comporte un moyen électro-magnétique pour
maintenir le capteur immobile.
3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce
que ledit moyen électro-magnétique comporte au moins
une bobine dont l'intensité du courant d'excitation est
commandée par un moyen de contrôle de la position du
capteur.
4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce
que ledit moyen de contrôle est constitue par une jauge
à effet Hall placée dans un champ magnétique généré par
un aimant permanent solidaire dudit capteur.
5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce
que le courant de sortie de la jauge à effet Hall
constitue le courant d'excitation de la bobine.
6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce
qu'il comporte un amplificateur pour amplifier le
courant de sortie de la jauge à effet Hall.
7 - Dispositif selon la révendication 6, caractérisé en ce
qu'il comporte des moyens de mesure dudit courant.
8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce
que le mouvement du fluide est un mouvement linéaire
selon l'axe d'une tubulure.
9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce
que ledit capteur est placé dans la tubulure et
comporte au moins une première partie située à
l'intérieur d'une bobine d'excitation entourant ladite
tubulure et au moins une seconde partie située en
vis-d-vis d'une jauge à effet Hall, ladite seconde
partie comprenant au moins un aimant permanent.
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