FR2605059A1

FR2605059A1 - FLOW MEASUREMENT AND MONITORING SYSTEM FOR POSITIVE DISPLACEMENT PUMPS AND PUMPS PROVIDED WITH SUCH SYSTEMS

Info

Publication number: FR2605059A1
Application number: FR8614088A
Authority: FR
Inventors: Paul Dancer; Jean Moncharmont
Original assignee: Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Current assignee: Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1988-04-15
Anticipated expiration: 2006-10-08
Also published as: EP0264148A1; NO874201D0; EP0264148B1; CN87106757A; CN1021129C; DE3769429D1; SU1556547A3; FR2605059B1; BR8705330A; JPS63105291A; NO874201L

Abstract

SYSTEME DE MESURE DES DEBITS DE FLUIDE EXPULSE HORS DE POMPES A DEPLACEMENTS POSITIFS ET DE SURVEILLANCE EN TEMPS REEL DE CES POMPES, CONSTITUE PAR DES CAPTEURS DE PRESSION ET DE PROXIMITE ET PAR UN MICROCALCULATEUR. LES CAPTEURS DE PRESSION TRANSMETTENT AU MICROCALCULATEUR LES FORMES DES SIGNAUX DE PRESSION A L'INTERIEUR DES CHAMBRES DE REFOULEMENT. LES CAPTEURS DE PROXIMITE FOURNISSENT UNE REFERENCE DANS LE CYCLE DE FONCTIONNEMENT DES POMPES. LE CALCULATEUR CONTROLE L'ETAT DES CAPTEURS, TRAITE LES INFORMATIONS RECUES DE CES CAPTEURS ET SURVEILLE LE BON FONCTIONNEMENT DES POMPES. IL TRANSMET LES RESULTATS A L'AIDE D'UN BUS DE COMMUNICATION SERIE. EN CAS DE MAUVAIS FONCTIONNEMENT, UNE ALARME EST TRANSMISE.SYSTEM FOR MEASURING FLUID FLOW RATES EXCLUDED FROM POSITIVE MOVEMENT PUMPS AND REAL-TIME MONITORING OF THESE PUMPS, CONSTITUTED BY PRESSURE AND PROXIMITY SENSORS AND BY A MICROCALCULATOR. THE PRESSURE SENSORS TRANSMIT TO THE MICROCALCULATOR THE FORMS OF THE PRESSURE SIGNALS INSIDE THE DISCHARGE CHAMBERS. PROXIMITY SENSORS PROVIDE A REFERENCE IN THE OPERATING CYCLE OF THE PUMPS. THE COMPUTER CHECKS THE STATE OF THE SENSORS, PROCESSES THE INFORMATION RECEIVED FROM THESE SENSORS AND MONITORS THE CORRECT OPERATION OF THE PUMPS. IT TRANSMITS THE RESULTS USING A SERIAL COMMUNICATION BUS. IN THE EVENT OF MALFUNCTIONING, AN ALARM IS TRANSMITTED.

Description

SYSTEME DE MESURE DE DEBIT ET DE SURVEILLANCE POUR POMPES AFLOW MEASUREMENT AND MONITORING SYSTEM FOR PUMPS

DEPLACEMENT POSITIF ET POHPES MUNIES DE CE SYSTEME. POSITIVE MOVEMENT AND POHPES PROVIDED WITH THIS SYSTEM.

La présente invention se rapporte à un système automatique de mesure The present invention relates to an automatic measurement system

de débit et de surveillance de pompes à déplacement positif. flow and monitoring of positive displacement pumps.

Les systèmes de mesure de débit existants sont en général bien adaptés à la mesure du débit de fluides dont au moins une des caractéristiques est conservée. Il n'existe pas de débitmètre universel qui puisse mesurer avec précision et sans recalibration, le débit de tous les types de fluide susceptible d'être pompé par une pompe à déplacement positif. En effet, les caractéristiques de ces fluides peuvent être extrêmement variées; Ils peuvent être visqueux ou fluides, conducteurs de l'électricité ou isolants, chargés de particules solides ou non chargés, liquides ou gazeux, etc... Ils peuvent s'écouler avec un écoulement laminaire ou turbulent,... De nombreux débitmètres sont bien adaptés à la mesure de fluides particuliers mais aucun ne peut Existing flow measurement systems are generally well suited for measuring the flow of fluids of which at least one of the characteristics is preserved. There is no universal flow meter that can measure accurately and without recalibration, the flow of all types of fluid capable of being pumped by a positive displacement pump. Indeed, the characteristics of these fluids can be extremely varied; They can be viscous or fluids, conductors of electricity or insulators, charged with solid or uncharged particles, liquids or gases, etc ... They can flow with a laminar or turbulent flow, ... Many flowmeters are well suited for measuring particular fluids but none can

mesurer avec précision à la fois tous ces types de fluides. accurately measure all of these types of fluids at once.

L'invention permet la mesure du débit de n'importe quel fluide refoulé par une pompe à déplacement oositif. La nature turbulente ou laminaire The invention allows the measurement of the flow rate of any fluid discharged by a positive displacement pump. Turbulent or laminar nature

de l'écoulement n'intervient pas dans la précision de la mesure. of the flow does not affect the accuracy of the measurement.

L'invention utilise les caractéristiques de pompage volumétrique des pompes à déplacement positif. Une technique couramment utilisée consiste à compter le nombre de coups donnés par la pompe et de multiplier ce nombre par le volume théoriquement expulsé par la pompe pendant un coup. La précision de cette technique de mesure de débit est bonne tant que la pompe et les conditions de pompage sont bonnes; Cependant, si l'un de ces deux facteurs se dégrade, 1l précision peut devenir très mauvaise. Prenons un exemple extrême et supposons que les conditions de pompage soient tellement mauvaises que le fluide à pomper n'arrive pas jusqu'à la pompe; Cela n'empêche pas la pompe de tourner comme si tout était normal. Le débitmètre indique toujours un débit proportionnel à la vitesse de la pompe bien qu'aucun fluide ne soit effectivement expulsé hors de la pompe. L'indication sera alors totalement erronnée. Ceci est un cas extrême, mais il est fréquent que les conditions de pompage soient telles que le fluide:ne remplisse pas complètement les chambres pendant la phase d'aspiration; La technique de comptage du nombre de coups de pompe est alors prise en défaut car le volume effectivement pompé est inférieur au volume théoriquement The invention uses the volumetric pumping characteristics of positive displacement pumps. A commonly used technique consists in counting the number of strokes given by the pump and multiplying this number by the volume theoretically expelled by the pump during a stroke. The accuracy of this flow measurement technique is good as long as the pump and pumping conditions are good; However, if one of these two factors deteriorates, the accuracy can become very poor. Let us take an extreme example and suppose that the pumping conditions are so bad that the fluid to be pumped does not reach the pump; This does not prevent the pump from running as if everything was normal. The flow meter always indicates a flow proportional to the speed of the pump although no fluid is actually expelled from the pump. The indication will then be totally erroneous. This is an extreme case, but it is frequent that the pumping conditions are such that the fluid: does not completely fill the chambers during the suction phase; The technique of counting the number of pump strokes is then faulted because the volume actually pumped is less than the volume theoretically

expulsé hors de la pompe.expelled from the pump.

L'invention utilise cette technique de comptage du nombre de coups donnés par la pompe et la corrige par]% mesure du volume de fluide effectivement expulsé par la pompe à chaque coup. Ainsi quelques soient les conditions de pompage et l'état de fonctionnement de la The invention uses this technique of counting the number of strokes given by the pump and corrects it by]% measurement of the volume of fluid actually expelled by the pump on each stroke. So whatever the pumping conditions and the operating state of the

pompe, la mesure du débit expulsé par la pompe est correcte. pump, the measurement of the flow rate expelled by the pump is correct.

Afin de mesurer de façon précise le volume de fluide effectivement expulsé par la pompe, il est nécessaire de connaître l'état de fonctionnement de la partie hydraulique de la pompe. Une surveillance constante des conditions de pompage et de l'état de fonctionnement de la pompe est réalisé. S'il arrive que l'un des clapets se détériore et se mette à fuir ou que l'un des ressorts de clapet casse, le système mesure la fuite et corrige la valeur du débit en conséquence. De tels système de surveillance de pompes par détection et correction de fuites au niveau des clapets ou des chemises des pistons éventuels n'existent pas à notre connaissance. Les fuites ou ruptures de ressort sont en général détectés par les opérateurs au bruit que font les pompes ou aux vibrations des lignes de circulation du fluide. Le système, réalisation de l'invention effectue une surveillance In order to accurately measure the volume of fluid actually expelled by the pump, it is necessary to know the operating state of the hydraulic part of the pump. Constant monitoring of the pumping conditions and the operating state of the pump is carried out. If one of the valves deteriorates and starts to leak or one of the valve springs breaks, the system measures the leak and corrects the flow value accordingly. To our knowledge, there is no such system for monitoring pumps by detecting and correcting leaks at valves or jackets of pistons. Leaks or ruptured springs are generally detected by operators on the noise made by the pumps or on vibrations of the fluid circulation lines. The system, embodiment of the invention performs monitoring

permanente et automatique de ces défauts. permanent and automatic of these faults.

Cette surveillance est réalisée par le ir4cro-calculateur. Si certains paramètres atteignent ou dépassent des valeurs prédéterminées, le microcalculateur effectue des calculs de vérification de bon fonctionnement de la pompe. Il controle le bon fonctionnement des capteurs puis vérifie sur plusieurs cycles la réalité du défaut. Si le défaut est confirmé, il transmet l'information et prend les mesures This monitoring is carried out by the ir4cro-calculator. If certain parameters reach or exceed predetermined values, the microcomputer performs calculations to verify that the pump is working properly. It checks the correct functioning of the sensors and then checks the reality of the fault over several cycles. If the fault is confirmed, it transmits the information and takes the measures

nécessaires de correction du débit. flow correction kits.

Les informations transmises sont généralement les valeurs du débit et du volume de fluide effectivement expulsé hors de la pompe, ainsi que la valeur d'un indicateur des conditions de pompage et de l'état de fonctionnement de la pompe. Cet indicateur n'est.autre que l'efficacité volumétrique de la pompe, c'est-à-dire le rapport du volume effectivement pompé sur le volume théoriquement pompé si les conditions de pompage et l'état de fonctionnemnent de la pompe étaient parfaits. Cet indicateur se révèle très utile par exemple pour observer les réactions de la pompe à des variations de conditions de pompage. L'opérateur de la pompe peut savoir en temps réel si les conditions de pompage s'améliorent ou se dégradent en réponse à ses propres actions ou à des actions extérieures. Les fuites de clapets, de chemises, les ruptures de ressort et les mauvais fonctionnements de The information transmitted is generally the values of the flow rate and of the volume of fluid effectively expelled from the pump, as well as the value of an indicator of the pumping conditions and of the operating state of the pump. This indicator is nothing other than the volumetric efficiency of the pump, i.e. the ratio of the volume actually pumped over the volume theoretically pumped if the pumping conditions and the operating condition of the pump were perfect. . This indicator is very useful for example to observe the reactions of the pump to variations in pumping conditions. The pump operator can know in real time whether pumping conditions are improving or degrading in response to their own actions or to external actions. Leaks of valves, liners, broken springs and malfunctions of

capteurs sont aussi transmis.sensors are also transmitted.

La figure 1 représente un exemple d'interconnexion d'une réalisation FIG. 1 represents an example of interconnection of an embodiment

de l'invention.of the invention.

La figure 2 représente une coupe d'une chambre de compression d'un Figure 2 shows a section through a compression chamber of a

exemple de pompe à déplacement positif (eompe à pistons). example of a positive displacement pump (piston pump).

La figure 3 représente un schéma d'un mode de réalisation du microcalculateur. La figure 4 est un relevé de courbes obtenues sur une pompe en fonctionnement à l'aide de capteurs de pression, de déplacement et par calcul. La figure 5 montre un enregistrement de courbes de pression dans deux chambres d'une pompe triplex et les instants d'immobilisation des FIG. 3 represents a diagram of an embodiment of the microcomputer. FIG. 4 is a statement of curves obtained on a pump in operation using pressure, displacement and calculation sensors. Figure 5 shows a recording of pressure curves in two chambers of a triplex pump and the moments of immobilization of the

organes mobiles correspondants.corresponding moving parts.

Les mêmes références numériques désignent les mimes organes sur les différentes figures. Dans la figure 1, l'élément 1 représente un organe d'affichage et de controle central qui permet la surveillance en temps réel d'un ensemble de pompes à déplacement positif ainsi que l'enregistrement du déroulement des opérations de pompage. Les éléments notés 2 sont des organes de controle locaux et sont destinés plus particulièrement aux opérateurs des pompes. Les ensembles notés 3 sont des réalisations du micro-calculateur, partie de l'invention. Suivant leurs configurations, ces micro-calculateurs peuvent être connectés à une ou plusieurs pompes à déplacement positif Sur la figure 1, ils sont connectés successivement de gauche à droite sur deux pompes triplex 4, une pompe quintuplex 5 et à nouveau deux pompes triplex 4. Gràce à l'utilisation d'un bus de données série multipoint entre les éléments The same reference numerals designate the same bodies in the different figures. In FIG. 1, the element 1 represents a central display and control member which allows real-time monitoring of a set of positive displacement pumps as well as the recording of the progress of the pumping operations. The elements noted 2 are local control bodies and are intended more particularly for pump operators. The sets denoted 3 are embodiments of the microcomputer, part of the invention. Depending on their configurations, these microcomputers can be connected to one or more positive displacement pumps. In FIG. 1, they are connected successively from left to right on two triplex pumps 4, a quintuplex pump 5 and again two triplex pumps 4. Thanks to the use of a multipoint serial data bus between the elements

1 et 2, l'adjonction ou la Suppression d'un élément est très simple. 1 and 2, adding or removing an element is very simple.

Un bus du même type est utilisé entre les éléments 2 et 3; Il permet la connexion éventuelle d'autres capteurs en série avec le micro-calculateur 3 et l'utilisation d'une seule ligne vers l'organe A bus of the same type is used between elements 2 and 3; It allows the possible connection of other sensors in series with the microcomputer 3 and the use of a single line towards the organ.

de controle local 2.local control 2.

Le nombre de capteurs de pression 6 connectés sur le micro-calculateur 3 est égal à la somme des nombres de chambres de refoulement 7 des pompes 4 ou 5 sur lesquelles est connecté le micro-calculateur 3. Le nombre de capteurs de proximité 8 est égal au nombre de pompes 4 ou 5 connectées. En d'autres termes, il est nécessaire d'avoir un capteur de pression 6 par chambre de refoulement 7 et un capteur de proximité The number of pressure sensors 6 connected to the micro-computer 3 is equal to the sum of the numbers of delivery chambers 7 of the pumps 4 or 5 to which the micro-computer is connected 3. The number of proximity sensors 8 is equal the number of pumps 4 or 5 connected. In other words, it is necessary to have a pressure sensor 6 per delivery chamber 7 and a proximity sensor

8 par pompe 4 ou 5.8 per pump 4 or 5.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le capteur 8 détecte le passage d'une bague (B) solidaire du piston et servant de repère de position. De manière connue, la nature du repère sera choisie en fonction du capteur. Un exemple préféré sera une bague In a preferred embodiment of the invention, the sensor 8 detects the passage of a ring (B) integral with the piston and serving as a position marker. In known manner, the nature of the reference will be chosen according to the sensor. A preferred example will be a ring

en acier détectée par un capteur de proximité (8) inductif. made of steel detected by an inductive proximity sensor (8).

Un autre exemple consiste en un capteur optique associé à un repère optique sur le piston, ou encore en un capteur à effet Hall associé Another example consists of an optical sensor associated with an optical mark on the piston, or even an associated Hall effect sensor.

à un repère constitué par un aimant. to a marker constituted by a magnet.

La référence à la phase de la pompe peut aussi être obtenue, par exemple, par la détection du passage d'une dent repérée d'une roue d'entraînement d'un piston, ou organe analogue lié The reference to the phase of the pump can also be obtained, for example, by detecting the passage of a spotted tooth from a drive wheel of a piston, or similar connected member.

mécaniquement au piston, par un capteur tel que précisé ci-dessus. mechanically to the piston, by a sensor as specified above.

La figure 2 représente une coupe de chambre de refoulement 7 d'un exemple de pompe 4 ou 5 à déplacement positif. Ces pompes 4 ou 5 à déplacement positif sont caractérisées par le fait qu'un élément mobile 9 permet par un mouvement de va-et-vient le remplissage d'une chambre de refoulement 7 puis son expulsion dans un circuit de refoulement 10. Le sens de circulation du fluide est défini par le clapet 11 dit d'aspiration et le clapet 12 dit de refoulement. Le mouvement de ces clapets 11 et 12 est déterminé par l'action du ressort de clapet d'aspiration 13 et du ressort de clapet de décharge 14 ainsi que par les forces exercées par le fluide en mouvement et les pressions présentes dans le circuit de refoulement 10, la chambre de FIG. 2 represents a section of the delivery chamber 7 of an example of a positive displacement pump 4 or 5. These positive displacement pumps 4 or 5 are characterized by the fact that a movable element 9 allows by a back-and-forth movement the filling of a discharge chamber 7 and then its expulsion in a discharge circuit 10. The direction fluid circulation is defined by the valve 11 said suction and the valve 12 said discharge. The movement of these valves 11 and 12 is determined by the action of the suction valve spring 13 and the discharge valve spring 14 as well as by the forces exerted by the moving fluid and the pressures present in the discharge circuit. 10, the

refoulement 7 et le circuit d'admission 15. discharge 7 and the intake circuit 15.

De manière préférée, le capteur de pression 6 est monté sur la face intérieure de la porte P de la chambre 7. Ainsi, le capteur ne fragilise pas le corps de la pompe. Toutsfois, sous réserve de complications techniques, le capteur pourrait etre placé en Preferably, the pressure sensor 6 is mounted on the inner face of the door P of the chamber 7. Thus, the sensor does not weaken the body of the pump. However, subject to technical complications, the sensor could be placed in

affleurement sur une autre partie plane de la chambre. outcrop on another flat part of the chamber.

Le fonctionnement normal de la pompe est le suivant: Lorsque l'élément mobile 9 avance dans la chambre de refoulement 7 à partir de sa position d'immobilisation correspondant à un retrait maximal, le fluide présent dans la chambre est tout d'abord expulsé dans le circuit d'aspiration 15 jusqu'à ce que le clapet d'aspiration 11 anti-retour se ferme et ne laisse plus passer le fluide. Le fluide est alors comprimé dans la chambre de refoulement 7 jusqu'à ce que les forces exercées sur le clapet de refoulement 12 par la pression dans cette chambre 7 deviennent supérieures aux forces exercées sur ce même clapet 12 par la pression dans le circuit de refoulement 10 et le ressort 14. A ce moment, le clapet de refoulement 12 s'ouvre et le fluide est expulsé dans le circuit de refoulement. Le volume de fluide expulsé dans le circuit de refoulement 10 est égal au volume déplacé par l'élément mobile 9 lorsqu'il avance dans la chambre de refoulement 7 à partir de sa position à l'instant d'ouverture du clapet de refoulement 12 jusqu'à sa position d'immobilisation correspondant à The normal operation of the pump is as follows: When the movable element 9 advances in the discharge chamber 7 from its immobilization position corresponding to maximum withdrawal, the fluid present in the chamber is first expelled into the suction circuit 15 until the non-return suction valve 11 closes and no longer lets the fluid pass. The fluid is then compressed in the discharge chamber 7 until the forces exerted on the discharge valve 12 by the pressure in this chamber 7 become greater than the forces exerted on this same valve 12 by the pressure in the discharge circuit. 10 and the spring 14. At this time, the discharge valve 12 opens and the fluid is expelled into the discharge circuit. The volume of fluid expelled in the discharge circuit 10 is equal to the volume displaced by the movable element 9 when it advances in the discharge chamber 7 from its position at the time of opening of the discharge valve 12 until '' at its immobilized position corresponding to

son enfoncement maximal dans la chambre de refoulement 7. its maximum insertion into the discharge chamber 7.

Dans de nombreuses pompes à déplacement positif, ce calcul n'est pas suffisant. En effet, lorsque l'élément mobile 9 se retire de la chambre de refoulement 7 à partir de sa position d'immobilisation correspondant à un enfoncement maximal, le clapet de refoulement 12 n'est pas obligatoirement fermé, notamment aux grandes vitesses de fonctionnement de la pompe. Un certain vulume de fluide pénètre alors à nouveau dans la chambre de refoulement 7 jusqu'à ce que le clapet de refoulement 12 se referme. Ce volume vient en déduction du volume expulsé par la pompe dans le circuit de refoulement 10. Il est égal au volume déplacé par l'élément mobile 9 lorsqu'il se retire de la chambre de refoulement 7 à partir de sa position d'immobilisation correspondant à son enfoncement maximal jusqu'à ce que le clapet de In many positive displacement pumps, this calculation is not sufficient. In fact, when the movable element 9 withdraws from the discharge chamber 7 from its immobilization position corresponding to maximum depression, the discharge valve 12 is not necessarily closed, in particular at the high operating speeds of the pump. A certain vulume of fluid then again enters the discharge chamber 7 until the discharge valve 12 closes. This volume is deducted from the volume expelled by the pump in the discharge circuit 10. It is equal to the volume displaced by the mobile element 9 when it withdraws from the discharge chamber 7 from its corresponding immobilization position. at its maximum depression until the valve

refoulement 12 se ferme.delivery 12 closes.

La figure 3 représente un schéma bloc de l'ensemble micro-calculateur. FIG. 3 represents a block diagram of the microcomputer assembly.

L'élément 15 est un système à microprocesseur avec son horloge, ses bus et ses mémoires. Une mémoire sauvegardée 16 permet de stocker un certain nombre d'informations, notamment les valeurs de calibration caractéristiques des pompes 4 ou 5 qui sont connectées sur le microcalculateur. Ces valeurs permettent en particulier de calculer les volumes déplacés par l'élément mobile 9 entre ses positions d'immobilisation et ses positions aux moments d'ouverture et de fermeture du calpet de refoulement 12. Les éléments 17 sont les éléments de connexion sur les bus de données série multipoints. Par ailleurs les capteurs de pression 6 sont reliés au système à microprocesseur 15 au travers d'éléments adaptateurs 18. De même, les détecteurs de proximité 8 sont reliés au système à microprocesseur 15 par les éléments adaptateurs 19. Les éléments 6, 18, 8 et 19 sont en nombre suffisant pour qu'il y ait un capteur de pression 6 et un adaptateur 18 par chambre de refoulement 7 et qu'il y ait un détecteur Element 15 is a microprocessor system with its clock, its buses and its memories. A saved memory 16 makes it possible to store a certain number of information, in particular the calibration values characteristic of the pumps 4 or 5 which are connected to the microcomputer. These values make it possible in particular to calculate the volumes displaced by the movable element 9 between its immobilization positions and its positions at the opening and closing times of the discharge valve 12. The elements 17 are the connection elements on the buses multipoint serial data. Furthermore, the pressure sensors 6 are connected to the microprocessor system 15 through adapter elements 18. Similarly, the proximity detectors 8 are connected to the microprocessor system 15 by the adapter elements 19. The elements 6, 18, 8 and 19 are in sufficient number so that there is a pressure sensor 6 and an adapter 18 per delivery chamber 7 and that there is a detector

de proximité 8 et un adaptateur 19 par pompe 4 ou 5. proximity switch 8 and an adapter 19 per pump 4 or 5.

La figure 4 représente troW_ courbes en fonction du temps. La courbe 21 représente la variation du signal de sortie d'un capteur de déplacement qui mesure la position d'un clapet de refoulement 12. A l'instant d'origine, le clapet 12 repose sur son siège; la courbe est à son maximum. Lorsque la courbe commence à décroître, cela signifie que le clapet 12 s'éloigne de son siège. Le fluide commence alors à être refoulé dans le circuit refoulement 10. Connaissant l'instant d'origine o l'élément mobile 9 est à sa position d'immobilisation correspondant à son retrait maximal de la chambre de refoulement 7 et l'instant o le clapet 12 commence à s'éloigner de san siège, il est possible de calculer le volume déplacé par l'élément mobile 9 entre ces deux instants. La courbe 22 représente le signal issu d'un capteur de pression 6 placé dans la chambre de refoulement 7 qui correspond au clapet de refoulement 12 dont la position est observée. La courbe 23 est la dérivée par rapport au temps de la courbe 22. Il a été découvert selon l'invention que l'utilisation de la courbe dérivée apportait des améliorations technologiques. Une partie de l'invention consiste à utiliser un capteur de pression 6 au lieu d'un capteur de déplacement pour détecter l'ouverture et la fermeture des clapets de lo refoulement 12. En effet, il n'est pas toujours adapté d'utiliser un capteur de déplacement pour mesurer le déplacement du clapet 12 à l'intérieur de la pompe. Un capteur de pression ne présente pas de partie mobile et résiste aux pressions développées par les pompes. Par ailleurs le capteur de pression 6 donne un plus grand nombre d'informations sur l'état de fonctionnement de la pompe que ne le ferait un capteur de déplacement mesurant le déplacement du clapet de refoulement 12. Le maximum de la courbe 23 correspond exactement à l'instant d'ouverture du clapet 12. Cette propriété est mise en oeuvre dans les logiciels du micro-calculateur 3 pour déterminer l'instant d'ouverture du clapet 12 à partir de la forme du signal de pression dans la chambre. L'instant de fermeture du clapet de refoulement 12 Figure 4 shows troW_ curves as a function of time. The curve 21 represents the variation of the output signal of a displacement sensor which measures the position of a discharge valve 12. At the original instant, the valve 12 rests on its seat; the curve is at its maximum. When the curve begins to decrease, this means that the valve 12 moves away from its seat. The fluid then begins to be discharged into the discharge circuit 10. Knowing the instant of origin o the mobile element 9 is in its immobilization position corresponding to its maximum withdrawal from the discharge chamber 7 and the instant o valve 12 begins to move away from san seat, it is possible to calculate the volume moved by the movable element 9 between these two instants. Curve 22 represents the signal from a pressure sensor 6 placed in the discharge chamber 7 which corresponds to the discharge valve 12 whose position is observed. Curve 23 is the derivative with respect to time of curve 22. It has been discovered according to the invention that the use of the derived curve brings technological improvements. Part of the invention consists in using a pressure sensor 6 instead of a displacement sensor to detect the opening and closing of the discharge valves 12. In fact, it is not always suitable to use a displacement sensor for measuring the displacement of the valve 12 inside the pump. A pressure sensor has no moving part and resists the pressures developed by the pumps. Furthermore, the pressure sensor 6 gives a greater number of information on the operating state of the pump than a displacement sensor would measure the displacement of the discharge valve 12. The maximum of the curve 23 corresponds exactly to the instant of opening of the valve 12. This property is implemented in the software of the microcomputer 3 to determine the instant of opening of the valve 12 from the form of the pressure signal in the chamber. The instant of closing of the discharge valve 12

est calculé de façon similaire.is calculated similarly.

Une autre technique employée dans une autre réalisation de l'invention pour déterminer les instants d'ouverture et de fermeture des clapets de refoulement 12 utilise une comparaison entre les signaux d'un capteur de pression 6 situé dans la chambre de refoulement 7 et un capteur de pression du même type situé dans le circuit de refoulement 10. Lorsque ces deux signaux sont égaux, cela signifie que le clapet de refoulement 12 est ouvert. Si la pression dans la chambre de refoulement 7 est inférieure à la pression dans le circuit de refoulement 10, cela signifie que le clapet de refoulement 12 est fermé. Cette technique présente cependant quelques difficultés car elle nécessite l'utilisation de capteurs de pression suffisamment précis pour qu'il soit possible de les comparer. L'utilisation d'algorithmes de corrélation permet de corriger et de comparer en temps réel les signaux de ces capteurs mêmes s'ils ne présentent pas de bonnes caractéristiques de précision. Cependant la mise en oeuvre de ces algorithmes peut être trop longu. vis-à-vis des exigences de Another technique used in another embodiment of the invention to determine the instants of opening and closing of the discharge valves 12 uses a comparison between the signals of a pressure sensor 6 located in the discharge chamber 7 and a sensor pressure valve of the same type located in the discharge circuit 10. When these two signals are equal, this means that the discharge valve 12 is open. If the pressure in the discharge chamber 7 is lower than the pressure in the discharge circuit 10, this means that the discharge valve 12 is closed. However, this technique presents some difficulties because it requires the use of pressure sensors which are sufficiently precise for it to be possible to compare them. The use of correlation algorithms makes it possible to correct and compare the signals from these sensors in real time even if they do not have good accuracy characteristics. However, the implementation of these algorithms may be too long. vis-à-vis the requirements of

temps réel de l'application.real-time application.

Dans certaines application*, le pompage se fait de manière très régulière. L'évolution éventuelle de l'efficacité volumétrique des pompes est lente vis-à-vis des vitesses de fonctionnement de la pompe et des calculs effectués par le micro-calculateur 3. Dans ces cas, on constate souvent que l'efficacité volumétrique de la pompe ne varie pas pendant plusieurs cycles des pompes. Il est alors possible de ne faire les calculs d'efficacité que tous les n cycles et de connecter plusieurs pompes sur le même micro-calculateur 3. Le micro-calculateur 3 calcule l'efficacité volumétrique de chaque pompe, chacune à leur tour et utilise cette valeur d'efficacité volumétrique gardée en mémoire pour calculer aussi souvent qu'il le faut, à chaque seconde par exemple, le débit de chaque pompe à partir de sa vitesse de fonctionnement et de cette valeur d'efficacité volumétrique supposée In some applications *, pumping is done very regularly. The possible evolution of the volumetric efficiency of the pumps is slow vis-à-vis the operating speeds of the pump and the calculations performed by the microcomputer 3. In these cases, it is often found that the volumetric efficiency of the pump does not vary during several pump cycles. It is then possible to do the efficiency calculations only every n cycles and to connect several pumps to the same micro-computer 3. The micro-computer 3 calculates the volumetric efficiency of each pump, each in turn and uses this volumetric efficiency value kept in memory to calculate as often as necessary, every second for example, the flow rate of each pump from its operating speed and from this assumed volumetric efficiency value

constante depuis son dernier calcul. constant since its last calculation.

La figure 5 présente les signaux 24 et 25 de deux capteurs de pression 6 situés dans deux chambres de refoulement 7. Le capteur de pression 6 dont le signal est représenté par la courbe 24 est situé dans une chambre 7 dont le clapet de refoulement 12 est en bon état de fonctionnement. Par contre, le capteur de pression 6 dont le signal est représenté par la courbe 25 est situé dans une chambre.de refoulement 7 dont le clapet de refoulement 12 est dégradé de telle sorte qu'il existe une fuite du circuit de refoulement 10 vers la chambre de refoulement 7 lorsque le clapet de refoulement 12 repose sur son siège; La pression du circuit de refoulement 10 est supérieure à la pression du circuit d'aspiration 15. Les traits verticaux représentent les instants d'immobilisation des éléments mobiles 9 FIG. 5 shows the signals 24 and 25 from two pressure sensors 6 located in two discharge chambers 7. The pressure sensor 6, the signal of which is represented by the curve 24 is located in a chamber 7, the discharge valve 12 of which is in good working order. On the other hand, the pressure sensor 6, the signal of which is represented by the curve 25, is located in a discharge chamber 7, the discharge valve 12 of which is degraded so that there is a leak from the discharge circuit 10 towards the discharge chamber 7 when the discharge valve 12 rests on its seat; The pressure of the discharge circuit 10 is greater than the pressure of the suction circuit 15. The vertical lines represent the moments of immobilization of the mobile elements 9

correspondants à chacune deu chambres de refoulement considérées. corresponding to each of the two delivery chambers considered.

L'invention repose en partie sur l'observation que alors que la courbe 24 montre que la pression dans la chambre de refoulement 7 n'augmente pas avant l'immobilisation de l'élément mobile 9, cette pression dans la chambre de refoulement 7 dont le clapet de refoulement 12 est The invention is based in part on the observation that while the curve 24 shows that the pressure in the discharge chamber 7 does not increase before the moving element 9 is immobilized, this pressure in the discharge chamber 7 whose the discharge valve 12 is

dégradé augmente avant l'immobilisation de l'élément mobile 9. degraded increases before immobilization of the movable element 9.

Une observation du même type peut être faite pour des dégradations qui peuvent apparaître au niveau des clapets d'aspiration 11, des chemises des pistons éventuels ou des ruptures de ressort 13 et 14. Ces observations sont mises à profit par le logiciel du micro-calculateur 3 afin de déterminer les états des clapets, des chemises des pistons An observation of the same type can be made for degradations which can appear at the level of the suction valves 11, of the jackets of the possible pistons or of ruptured springs 13 and 14. These observations are taken advantage of by the software of the microcomputer. 3 in order to determine the states of the valves, the liners of the pistons

éventuels et des ressorts.and springs.

Lorsqu'une fuite a été détectée et si la pression de refoulement est suffisamment élevée, il est possible de mesurer la quantité de fluide qui passe à travers la fuite en analysant l'évolution de la courbe de When a leak has been detected and if the discharge pressure is high enough, it is possible to measure the quantity of fluid which passes through the leak by analyzing the evolution of the curve of

croissance de la pression dans la chambre de refoulement 7. pressure increase in the discharge chamber 7.

Lorsque le système fonctionne, le microprocesseur exécute un programme en mémoire caractérisé en ce qu'il comporte un certain nombre de taches qui peuvent être par exemple et dans un ordre éventuellement différent: Initialisation du système à microproceiseur 15 à la suite de la mise When the system is operating, the microprocessor executes a program in memory, characterized in that it includes a certain number of tasks which can be for example and in a possibly different order: Initialization of the microprocessor system 15 following the setting

sous tension de l'appareil.power on the device.

- Acquisition des données fournies par les capteurs de pression 6 et - Data acquisition provided by the pressure sensors 6 and

les détecteurs de proximité L9.proximity sensors L9.

- Calcul des instants d'ouverture et de fermeture des clapets de refoulement 12 de chaque chambre de refoulement 7 par une des méthodes - Calculation of the instants of opening and closing of the discharge valves 12 of each discharge chamber 7 by one of the methods

indiquées ci-dessus.indicated above.

- Détection de l'état de la pompe: En fonctionnement ou arrêtée et - Detection of the pump state: In operation or stopped and

calcul éventuel de sa vitesse de fonctionnement. possible calculation of its operating speed.

- Calcul des instants d'immobilisation des éléments mobiles 9 de chaque chambre de refoulement 7 par l'analyse des signaux fournis par - Calculation of the moments of immobilization of the mobile elements 9 of each delivery chamber 7 by the analysis of the signals supplied by

les capteurs de proximité 8.proximity sensors 8.

- Calcul des volumes de fluide effectivement expulses et des volumes - Calculation of the volumes of fluid actually expelled and the volumes

réintroduits dans chaque chambre de refoulement 7. reintroduced into each delivery chamber 7.

- Comparaison des valeurs calculées avec des valeurs déterminées afin d'initier certains calculs de vérification du bon état de fonctionnement des différents organes et calcul des fuites éventuelles. - Comparison of the calculated values with determined values in order to initiate certain calculations for verifying the good working order of the various organs and calculation of possible leaks.

- Calcul de l'efficacité volumétrique de chaque pompe. - Calculation of the volumetric efficiency of each pump.

- Calcul du débit et du volume cumulé de chaque pompe. - Calculation of the flow and the cumulative volume of each pump.

- Transmission des informations sur le bus de données. - Transmission of information on the data bus.

- En cas d'appel par un organe de controle local 2, exécution de programmes de test ou de programmes spéciaux pour la calibration, la - In the event of a call by a local control body 2, execution of test programs or special programs for calibration, the

mise en mémoire permanente ou la communication de certains paramètres. permanent storage or communication of certain parameters.

De nombreux autres calculs ou programmes peuvent être effectués par le micro-calculateur 3. Ceux présentés ci-dessus le sont principalement à Many other calculations or programs can be carried out by the micro-computer 3. Those presented above are mainly done at

titre d'exemple.as an example.

Le système, objet de l'invention a été conçu de manière suffisamment souple pour pouvoir être adapté sur différents types de pompes à The system which is the subject of the invention has been designed to be flexible enough to be able to be adapted to different types of

déplacement positif.positive displacement.

La figure 6 annexée représente le panneau d'affichage de l'appareil selon l'invention. On pourra ainsi mieux apprécier le progrès réalisé puisque, outre une mesure précise et juste du débit et du volume, l'invention permet une lecture directe de l'efficacité volumétrique et une visualisation des défauts de fonctionnement: Ainsi, la fenêtre "chambre" munie de diodes LED signale la chambre ou le défaut apparait, ainsi que le clapet tn cause. L'opérateur peut ainsi réagir immédiatement et à bon escient ce qui est impossible actuellement. Figure 6 attached shows the display panel of the device according to the invention. We will thus be able to better appreciate the progress made since, in addition to a precise and fair measurement of the flow rate and the volume, the invention allows a direct reading of the volumetric efficiency and a visualization of the operating faults: Thus, the window "room" provided LEDs indicate the room where the fault appears, as well as the cause valve. The operator can react immediately and wisely which is currently impossible.

_ dS;-_ dS; -

Claims

1) Positive displacement pump and free valves, characterized in that it comprises a system for detecting the opening and closing of at least one discharge valve by observation of at least one pressure of the discharge chamber d '' a piston and / or delivery circuit of the pump, in combination with a position detection system of at least one movable member mechanically linked to the displacement of the pistons or else is connected to a

such system.

2) Pump according to claim 1, characterized in that the system

detects the opening and closing of all the discharge valves.

3) Pump according to claim 1 or 2 characterized in that the opening and closing of the outlet valve (s) is detected by comparing the pressures of the outlet chamber

and the pressure of the pump discharge circuit.

4) Pump according to claim 1 or 2 characterized in that one detects the opening and closing of the outlet valve (s)

by observing the pressures in the delivery chambers.

) Pump according to any one of claims 1 to 4, characterized

in that said position detection system consists of a 4-Arepere integral with the piston and the passage of which is detected by an appropriate detector, for example steel ring / inductive sensor,

optical mark / optical sensor, or magnet / Hall effect sensor.

6) Pump according to any one of claims 1 to 5 characterized

in that the sensor measuring the pressure in a room of a

piston is mounted on the underside of the chamber door.

7) System for detecting the opening and closing of at least one discharge valve by observation of at least one pressure of a piston discharge chamber and / or of the pump discharge circuit, in combination with a position detection system of at least one movable member mechanically linked to the

displacement of pistons.

8) System according to claim 7, characterized in that one detects

opening and closing of all discharge valves.

9) System according to claim 7 or 8 characterized in that it detects the opening and closing of the discharge valve (s) by comparing the pressures of the discharge chamber and the

pressure of the pump discharge circuit.

O10) System according to claim 7 or 8 characterized in that it detects the opening and closing of the outlet valve (s) by

observation of pressures in the discharge chambers.