FR2616909A1 - Method and device for measuring characteristic magnitudes of a two-phase flow - Google Patents

Method and device for measuring characteristic magnitudes of a two-phase flow Download PDF

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
    • G01N21/431Dip refractometers, e.g. using optical fibres

Abstract

The invention makes it possible to measure the interface area of a flow comprising a gaseous phase in the form of bubbles 42 dispersed in a liquid phase. The transit times of the bubbles 42 are measured using a double probe 21 with optical fibres 23, 24, between two reference points 28, 29 separated by a small distance d in the direction of the flow F. Summation of these transit times ti over an analysis period T, in a processing module 22, provides a value representing the interface area gamma .

Description

"Procédé et dispositif pour la mesure des grandeurs
caractéristiques d'un écoulement biphasique"
La présente invention concerne un procédé pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, notamment d'un écoulement comprenant une phase gazeuse dispersée sous forme de "bulles" dans une phase liquide, ou encore d'un écoulement. comprenant une phase liquide dispersée sous la forme de "gouttes" dans une autre phase liquide.
"Method and device for measuring quantities
characteristics of a biphasic flow "
The present invention relates to a method for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow, in particular a flow comprising a gas phase dispersed in the form of "bubbles" in a liquid phase, or a flow. comprising a liquid phase dispersed in the form of "drops" in another liquid phase.
L'invention se rapporte aussi à un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé de mesure. Le procédé et le dispositif faisant l'objet de cette invention permettent d'accéder dans de bonnes conditions à l'ensemble des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique tel que précisé plus haut, et plus particulièrement à deux variables qui sont, d'une part, le "taux de vide", et d'autre part, l"'aire interfaciale", la détermination de ces grandeurs étant importante dans la conduite de processus industriels chimiques ou physiques.The invention also relates to a device for carrying out this measurement method. The method and the device forming the subject of this invention make it possible to access in good conditions all the characteristic quantities of a biphasic flow as specified above, and more particularly to two variables which are on the one hand, the "void ratio", and on the other hand, the "interfacial area", the determination of these quantities being important in the conduct of chemical or physical industrial processes.
Parmi les grandeurs considérées, le taux de vide de l'écoulement représente le rapport du volume gazeux au volume total du mélange, dans le cas d'un écoulement comprenant une phase gazeuse dispersée dans une phase liquide ; en d'autres termes, il s'agit du taux de présence locale de la phase dispersée. La mesure du taux de vide a déjà suscité un développement considérable de diverses techniques, utilisant en particulier des sondes optiques comme on le précisera plus bas. Beaucoup d'autres grandeurs intéressent les spécialistes de ces domaines ; il s'agit notamment de l'aire interfaciale, de la répartition de taille ou de grosseur des bulles ou gouttes de la phase dispersée et de la répartition statistique des vitesses de la phase dispersée. Among the quantities considered, the void rate of the flow represents the ratio of the gas volume to the total volume of the mixture, in the case of a flow comprising a gaseous phase dispersed in a liquid phase; in other words, it is the local presence rate of the dispersed phase. Measurement of the void rate has already given rise to considerable development of various techniques, in particular using optical probes as will be specified below. Many other sizes are of interest to specialists in these fields; these include the interfacial area, the size distribution or size of the bubbles or drops of the dispersed phase and the statistical distribution of the dispersed phase velocities.
Parmi ces dernières grandeurs, l'une des plus importantes est l'aire interfaciale, grandeur locale définie comme le rapport de la surface d'échange entre les deux phases dans un volume global donné à la valeur de ce volume, rapport s'exprimant en -1 L'aire interfaciale est déterminante en génie chimique, puisqu'elle régit tous les transferts de masse et de quantité de mouvement entre les deux phases en présence. Among these latter quantities, one of the most important is the interfacial area, a local quantity defined as the ratio of the exchange surface between the two phases in a given overall volume to the value of this volume, a ratio expressed in terms of -1 The interfacial area is decisive in chemical engineering, since it governs all transfers of mass and momentum between the two phases involved.
Les dispositifs connus, utilisés pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, utilisent notamment les propriétés optiques des milieux à analyser. Ces dispositifs sont généralement des sondes optiques, comportant des fibres optiques utilisées comme guides de lumière, et utilisant la propriété de la lumière d'être réfléchie ou d'être transmise par une interface entre les deux phases, suivant la valeur des indices de réfraction de ces phases, pour une incidence bien choisie de la lumière sur l'interface. Known devices used to measure the characteristic quantities of a biphasic flow, in particular use the optical properties of the media to be analyzed. These devices are generally optical probes, comprising optical fibers used as light guides, and using the property of the light to be reflected or to be transmitted by an interface between the two phases, depending on the value of the refractive indices of these phases, for a well chosen incidence of light on the interface.
La structure d'une sonde optique simple particulière, à deux fibres optiques, connue par le brevet français N" 2 130 037, est rappelée sur la figure I du dessin schématique annexé. Cette sonde optique simple comprend une source de lumière 1 à laquelle est associé un dispositif de focalisation 2, une fibre optique 3 conduisant le flux lumineux vers une partie sensible 4, une fibre optique de retour 5 ramenant le flux lumineux sur un photorécepteur 6, et une gaine de protection 7 enveloppant les deux fibres optiques 3 et 5. La partie sensible 4 peut être réalisée sous diverses formes : fibre coudée reliant les extrémités des fibres 3 et 5, ou partie sphérique soudée sur les extrémités des fibres 3 et 5, ou encore partie avec facettes taillées soudée sur les extrémités des fibres 3 et 5. Une très bonne résolution spatiale est obtenue avec des fibres de 50 pm. The structure of a particular single optical probe, with two optical fibers, known from French Patent No. 2,130,037, is recalled in Figure 1 of the attached schematic drawing.This simple optical probe comprises a light source 1 to which is associated a focusing device 2, an optical fiber 3 leading the light flux to a sensitive portion 4, a return optical fiber 5 bringing the luminous flux to a photoreceptor 6, and a protective sheath 7 enveloping the two optical fibers 3 and 5 The sensitive part 4 can be made in various forms: bent fiber connecting the ends of the fibers 3 and 5, or spherical portion welded to the ends of the fibers 3 and 5, or part with cut facets welded to the ends of the fibers 3 and 5. Very good spatial resolution is obtained with 50 μm fibers.
Une telle sonde optique permet de déterminer une grandeur originale, décrivant l'écoulement biphasique, qui est appelée "variable caractéristique de phase". Cette variable, définie en un point et à un instant donné, prend les valeurs O-ou 1 selon que le point considéré se trouve dans une phase ou dans l'autre. I1 s'agit donc d'une fonction de phase pouvant être représentée par un signal du type "tout ou rien". La connaissance à chaque instant de cette fonction de phase permet d'accéder au taux de vide. Such an optical probe makes it possible to determine an original quantity, describing the biphasic flow, which is called a "characteristic phase variable". This variable, defined at one point and at a given moment, takes the values O-or 1 according to whether the point considered is in one phase or the other. It is therefore a phase function that can be represented by an "all or nothing" signal. The knowledge at each moment of this phase function makes it possible to access the vacuum rate.
On connaît aussi une sonde optique simple à fibre optique unique, dite "monofibre", dont le principe est rappelé par la figure 2. Dans cette sonde, le chemin optique souple est constitué par une seule fibre optique 8 à gradient ou à saut d'indice, se terminant par une pointe conique 9 et protégée par une gaine métallique 10. La pointe 9 de la fibre 8 est disposée dans un conduit 11 parcouru par l'écoulement biphasique selon la flèche F. A single optical fiber single optical probe, known as "single-fiber", is also known, the principle of which is recalled in FIG. 2. In this probe, the flexible optical path consists of a single optical fiber 8 with a gradient or a jump of index, ending in a conical tip 9 and protected by a metal sheath 10. The tip 9 of the fiber 8 is disposed in a conduit 11 traversed by the biphasic flow according to the arrow F.
Cette fibre 8 sort du conduit 11 par une traversée étanche 12, et elle se raccorde à un boîtier 13 qui renferme une source lumineuse 14, envoyant un faisceau de lumière sur l'entrée de la fibre 8 en passant par une lame semi-transparente 15 puis par un dispositif de focalisation 16.This fiber 8 emerges from the duct 11 through a leaktight passage 12, and it connects to a housing 13 which encloses a light source 14, sending a light beam onto the entrance of the fiber 8 via a semi-transparent blade 15 then by a focusing device 16.
Quand une bulle 17 est "embrochée" sur l'extrémité de la pointe 9 de la -fibre optique 8, les conditions de réflexion de cette pointe sont modifiées. Une quantité de lumière un peu plus faible sort alors de la pointe 9, et le niveau de retour de cette lumière, réfléchie par la lame semi-transparente 15 et focalisée par un dispositif à lentilles 18, est détecté par un photorécepteur 19. Le photorécepteur 19 est relié à un circuit de mise en forme 20 qui délivre un signal en tension V représentant parfaitement la variable caractéristique de phase, définie plus haut. When a bubble 17 is "plugged" on the end of the tip 9 of the optical fiber 8, the reflection conditions of this tip are modified. A slightly smaller amount of light then exits the tip 9, and the return level of this light, reflected by the semi-transparent plate 15 and focused by a lens device 18, is detected by a photoreceptor 19. The photoreceptor 19 is connected to a shaping circuit 20 which delivers a voltage signal V perfectly representing the phase characteristic variable defined above.
Les dispositifs connus, rappelés ci-dessus, fournissent seulement le taux de vide en intégrant, sur un certain temps d'analyse, le signal représentatif de la variable caractéristique de phase. The known devices, recalled above, provide only the vacuum rate by integrating, over a certain analysis time, the signal representative of the phase characteristic variable.
Un autre dispositif existant utilise une sonde optique à; fibre unique, avec une source lumineuse constituée par un laser. La sonde ne possède pas de pointe terminale usinée. Le taux de vide et la vitesse des bulles sont déterminés en utilisant l'effet Doppler de la lumière réfléchie par la bulle qui s'approche de l'extrémité sensible de la fibre. Another existing device uses an optical probe at; single fiber, with a light source consisting of a laser. The probe does not have a machined terminal tip. The void ratio and bubble velocity are determined using the Doppler effect of the light reflected by the bubble approaching the sensitive end of the fiber.
Ce dernier dispositif, qui ne possède pas une fibre optique avec extrémité taillée en pointe, possède une résolution spatiale moins bonne que les sondes optiques à double fibre ou à fibre unique avec pointe conique. The latter device, which does not have an optical fiber with a sharp tip end, has a lower spatial resolution than dual-fiber or single-fiber optical probes with a conical tip.
Par ailleurs, en raison des oscillations de l'interface des bulles ou gouttes de la phase dispersée, le dispositif en question ne donne pas vraiment la vitesse de la phase dispersée.Moreover, because of oscillations of the interface of the bubbles or drops of the dispersed phase, the device in question does not really give the speed of the dispersed phase.
On notera que, comme les dispositifs précédents, ce dernier dispositif ne peut fournir ni l'aire interfaciale, ni la taille des bulles ou gouttes de la phase dispersée. It will be noted that, like the preceding devices, the latter device can not provide either the interfacial area or the size of the bubbles or drops of the dispersed phase.
On connaît des méthodes chimiques et photographiques pour déterminer l'aire interfaciale. Ces méthodes de détermination sont d'une mise en oeuvre longue et coûteuse. La méthode donne seulement des informations globales (non locales) et pollue le circuit utilisé. La méthode photographique est imprécise, longue dans sa mise en oeuvre et limitée, dans ses applications, aux taux de vide faibles. Chemical and photographic methods are known for determining the interfacial area. These determination methods are long and expensive. The method only gives global (non-local) information and pollutes the circuit used. The photographic method is imprecise, long in its implementation and limited, in its applications, to low vacuum levels.
Enfin, il existe une méthode qui utilise les ultrasons. Cette méthode est délicate car le signal fourni dépend à la fois du taux de vide et de l'aire interfaciale. Finally, there is a method that uses ultrasound. This method is tricky because the signal provided depends on both the void ratio and the interfacial area.
L'invention vise à éliminer les inconvénients des dispositifs et des méthodes connus, en fournissant un procédé pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique qui, même dans sa mise en oeuvre la plus simple, permet d'obtenir simultanément le taux de vide et l'aire interfaciale de l'écoulement. The aim of the invention is to eliminate the drawbacks of known devices and methods, by providing a method for measuring the characteristic quantities of a two-phase flow which, even in its simplest implementation, makes it possible simultaneously to obtain the empty and the interfacial area of the flow.
A cet effet, le procédé selon l'invention consiste essentiellement à mesurer, entre deux points de référence situés dans l'écoulement biphasique et séparés l'un de l'autre par une distance relativement petite dans la direction de cet écoulement, les temps de parcours des bulles ou gouttes de la phase dispersée entre le premier point de référence et-le second point de référence, à sommer ces temps de parcours pendant une durée d'analyse déterminée, et à diviser la somme des temps de parcours par la durée totale d'analyse, lé résultat de cette division fournissant une valeur proportionnelle à l'aire interfaciale de l'écoulement biphasique considéré. For this purpose, the method according to the invention essentially consists in measuring, between two reference points located in the biphasic flow and separated from each other by a relatively small distance in the direction of this flow, the times of course of the bubbles or drops of the dispersed phase between the first reference point and the second reference point, summing these travel times during a determined analysis period, and dividing the sum of the travel times by the total duration of analysis, the result of this division providing a value proportional to the interfacial area of the biphasic flow considered.
Ce procédé original, fournissant directement l'aire interfaciale grâce à l'utilisation de deux points de référence, peut se justifier par les considérations suivantes
Pour chaque bulle ou goutte de la phase dispersée, qui passe au premier point de référence situé le plus en amont dans l'écoulement, puis sur le second point de référence situé le plus en aval, les fonctions de phase F1 et F2 associées à ces points ont l'allure indiquée sur la figure 3.Le temps ti séparant les deux fronts montants respectifs de ces fonctions F1 et
F2 est le temps de parcours de la bulle ou goutte de la phase dispersée d'un point de référence à l'autre. rl ett2 représentent, respectivement, les durées du niveau "haut" du signal (caractérisant la présence de la phase dispersée) au premier point de référence et au second point de référence. Si l'on désigne par d la distance séparant ces deux points de référence, la vitesse V de la phase dispersée est donnée par la formule : V = d/ti.
This original process, directly providing the interfacial area through the use of two reference points, can be justified by the following considerations
For each bubble or drop of the dispersed phase, which passes to the first reference point located furthest upstream in the flow, and then to the second most downstream reference point, the phase functions F1 and F2 associated with these points have the appearance shown in Figure 3.The time ti separating the two respective rising edges of these functions F1 and
F2 is the travel time of the bubble or drop of the dispersed phase from one reference point to another. rl ett2 represent, respectively, the durations of the "high" signal level (characterizing the presence of the dispersed phase) at the first reference point and the second reference point. If d denotes the distance separating these two reference points, the velocity V of the dispersed phase is given by the formula: V = d / ti.
Connaissant cette vitesse V, la taille D des bulles ou gouttes de la phase dispersée peut être obtenue par la formule D = t1 .V.Knowing this velocity V, the size D of the bubbles or drops of the dispersed phase can be obtained by the formula D = t1 .V.
En chacun des deux points de référence qui sont proches l'un de l'autre, et pour un écoulement ayant des caractéristiques constantes en moyenne ou lentement évolutives, le taux de vide est donné par les formules
Figure img00040001

dans lesquelles T représente la durée totale de l'analyse.
In each of the two reference points which are close to each other, and for a flow having constant characteristics on average or slowly changing, the void ratio is given by the formulas
Figure img00040001

in which T represents the total duration of the analysis.
En ce qui concerne l'aire interfaciale, moyennant un certain nombre d'hypothèses (Cf. thèse de M. VETEAU " Contribution à l'étude des techniques de mesure de l'aire interfaciale dans les écoulements à bulles". Regarding the interfacial area, with a certain number of hypotheses (see M. Verne's thesis "Contribution to the study of techniques for measuring the interfacial area in bubble flows".
Thèse d'Etat 1981, Université Scientifique et Médicale de Grenoble) pratiquement toutes vérifiées dans des écoulements biphasiques bien orientés, on démontre que l'aire interfaciale dans un volume donné peut être obtenue par l'intéRration de la quantité locale suivante
Figure img00040002

où Y désigne la fréquence d'arrivée des bulles ou gouttes de la phase dispersée sur les points de référence, tandis que e représente la moyenne des temps. de parcours mesurés ti.
State Thesis 1981, Grenoble Scientific and Medical University) practically all verified in well-oriented biphasic flows, it is shown that the interfacial area in a given volume can be obtained by the interration of the following local quantity
Figure img00040002

where Y denotes the arrival frequency of the bubbles or drops of the dispersed phase on the reference points, while e represents the average of the times. measured distances ti.
Si pratiquement il passe aux points de référence N bulles ou gouttes pendant la durée totale de mesure T, I'expression précédente de l'aire interfaciale peut se simplifier, puisque la fréquence peut s'écrire V= N/T et que la moyenne statistique des temps de parcours ti est donnée par la relation
Figure img00050001
If it practically passes at the reference points N bubbles or drops during the total measurement period T, the previous expression of the interfacial area can be simplified, since the frequency can be written V = N / T and the statistical average travel times ti is given by the relationship
Figure img00050001
On en déduit la formule très simple
Figure img00050002
We deduce the very simple formula
Figure img00050002
Ainsi, l'aire interfaciale locale peut être effectivement obtenue par sommation des temps de parcours ti, d'une façon tout-à-fait analogue à la détermination du taux de vide par sommation des temps de présence ti de la phase dispersée.Thus, the local interfacial area can be effectively obtained by summing the travel times ti, in a manner quite similar to the determination of the void ratio by summing the times of presence ti of the dispersed phase.
Cette analogie permet de déterminer simultanément et commodément le taux de vide de l'écoulement biphasique, à partir de la mesure et de la sommation, pendant une durée d'analyse déterminée, des temps de présence de la phase dispersée de cet écoulement en l'un au moins des deux points de référence, et l'aire interfaciale de cet écoulement à partir de la mesure et de la sommation, pendant la même durée d'analyse, des temps de parcours des bulles ou gouttes de la phase dispersée entre le premier point de référence et le second point de référence. This analogy makes it possible to simultaneously and conveniently determine the vacuum rate of the biphasic flow, from the measurement and the summation, during a determined analysis time, of the presence of the dispersed phase of this flow in the at least one of the two reference points, and the interfacial area of this flow from the measurement and the summation, during the same analysis time, of the travel times of the bubbles or drops of the dispersed phase between the first reference point and the second point of reference.
Avantageusement, le taux de vide de l'écoulement biphasique considéré est déterminé séparément d'une part au premier point de référence, et d'autre part au second point de référence, les valeurs du taux de vide déterminées aux deux points de référence sont comparées l'une à l'autre, et la mesure de l'aire interfaciale à partir de la mesure et de la sommation des temps de parcours est validée seulement si les valeurs du taux de vide déterminées aux deux points de référence sont sensiblement égales. Advantageously, the vacuum ratio of the biphasic flow considered is determined separately on the one hand at the first reference point and on the other hand at the second reference point, the values of the vacuum ratio determined at the two reference points are compared. one to the other, and the measurement of the interfacial area from the measurement and summation of the travel times is validated only if the values of the vacuum ratio determined at the two reference points are substantially equal.
On élimine ainsi les situations trop exceptionnelles qui rendraient la mesure de l'aire interfaciale non significative, notamment celles où chaque bulle ou goutte ne passerait pas successivement au premier point de référence puis au second point de référence, par la mesure et la comparaison des taux de vide en ces deux points. En effet, l'expérience et des aspects théoriques sur les probabilités d'apparition de signaux désordonnés montrent ue, lorsque les taux de vide aux deux points considérés différent de plus de 20%, I'on commet une erreur de t29o sur l'aire interfaciale.De plus, on conçoit que si les taux de vide aux deux points de référence sont très proches l'un de l'autre, on se trouve bien dans un cas où chaque bulle ou goutte de la phase dispersée, ayant touché le premier point de référence, a aussi atteint le second point de référence. This eliminates too exceptional situations that would make the measurement of the interfacial area insignificant, in particular those where each bubble or drop would not pass successively to the first reference point and then to the second reference point, by measuring and comparing the rates. of vacuum in these two points. In fact, experience and theoretical aspects of the probability of the appearance of disordered signals show that, when the vacuum rates at the two points considered differ by more than 20%, an error of t29o is made on the area. In addition, it is conceivable that if the vacuum levels at the two reference points are very close to each other, we find ourselves in a case where each bubble or drop of the dispersed phase, having touched the first point of reference, has also reached the second point of reference.
Les situations où il en irait différemment sont illustrés par les figures 4 à 7, qui représentent comme la figure 3 les fonctions de phase F1 et F2 aux deux points de référence (pour des bulles supposées ici plus petites que la distance séparant les deux points de référence). Dans tous les cas ici considérés, on suppose qu'une bulle est passée au premier point de référence, mais n'a pas touché le second point de référence, et l'on envisage l'arrivée de la bulle suivante
- Une première situation, illustrée par la figure 4, est celle où la bulle suivante passe "normalement" au premier point de référence puis au second point de référence.
The situations in which it would be different are illustrated by FIGS. 4 to 7, which represent, like FIG. 3, the functions of phase F1 and F2 at the two reference points (for bubbles supposed here smaller than the distance separating the two points of reference). In all the cases considered here, it is assumed that a bubble has passed to the first reference point, but has not touched the second reference point, and the arrival of the next bubble is envisaged.
- A first situation, illustrated in Figure 4, is where the next bubble passes "normally" to the first reference point and the second reference point.
- Une deuxième situation, illustrée par la figure 5, est celle où la bulle suivante évite elle aussi le second point de référence, donc est seulement détectée au premier point de référence. A second situation, illustrated in Figure 5, is where the next bubble also avoids the second reference point, so is only detected at the first reference point.
- Une troisième situation, illustrée par la figure 6, est celle où la bulle suivante échappe au premier point de référence mais passe effectivement au second point de référence. - A third situation, illustrated in Figure 6, is where the next bubble escapes the first point of reference but actually moves to the second point of reference.
- Enfin une quatrième situation, illustrée par la figure 7, est celle où la bulle suivante passe d'abord- au second point de référence, puis au premier point de référence. - Finally, a fourth situation, illustrated by Figure 7, is where the next bubble goes first to the second reference point, and then to the first point of reference.
Bien évidemment, la probabilité d'avoir les trois dernières situations est très faible. La première situation peut se rencontrer plus fréquemment. Of course, the probability of having the last three situations is very low. The first situation can meet more frequently.
Il est de toute façon possible de détecter de telles situations par des critères logiques simples et de ne pas les prendré en compte, afin de ne pas fausser la mesure des temps de parcours des bulles et la détermination de l'aire interfaciale. Ainsi, un procédé simple consiste à rejeter les situations caractérisées par deux fronts montants successifs de la fonction
Fl qui ne sont séparés temporellement par aucun front montant de la fonction F2. D'autres successions "anormales" de signaux peuvent aussi être rejetées, dans des modes de mise en oeuvre plus élaborés.
In any case, it is possible to detect such situations by simple logical criteria and not to take them into account, so as not to distort the measurement of the bubble travel times and the determination of the interfacial area. Thus, a simple method consists of rejecting situations characterized by two successive rising edges of the function
Fl which are temporally separated by no rising edge of the function F2. Other "abnormal" signal successions can also be rejected, in more elaborate modes of implementation.
Au cas où une bulle ou goutte serait plus grosse que la distance séparant les deux points de référence, les niveaux "hauts" des fonctions Fl et F2 peuvent se chevaucher comme le montre la figure 8, mais ceci n'empêche nullement la détermination du temps de parcours ti. On conçoit que la probabilité pour qu'une "grosse bulle"-touche l'un seulement des deux points de référence est plus faible encore que pour les "petites bulles, et une situation telle qu'illustrée par la figure 9 est encore bien plus improbable que les cas précédents. In case a bubble or drop is larger than the distance between the two reference points, the "high" levels of the Fl and F2 functions may overlap as shown in Figure 8, but this does not preclude the determination of the time. course ti. We can see that the probability that a "big bubble" will touch only one of the two reference points is even lower than for "small bubbles," and a situation as illustrated in Figure 9 is even more unlikely that previous cases.
L'invention a aussi pour objet un dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, spécialement destiné à la mise en oeuvre du procédé qui a été défini et commenté ci-dessus. The invention also relates to a device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow, especially intended for the implementation of the method which has been defined and commented on above.
Le dispositif en question comprend essentiellement une sonde optique double, avec deux fibres optiques dont les extrémités respectives sont prévues pour être placées dans l'écoulement biphasique à une distance relativement faible l'une de l'autre, dans la direction de cet écoulement, chaque fibre optique étant associée à un photorécepteur relié à un module de traitement des signaux fournis par les deux photorécepteurs et représentatifs de la présence ou de l'absence de la phase dispersée aux extrémités des deux fibres optiques, le module de traitement effectuant notamment, à partir de ces signaux, la détermination et la sommation des temps de parcours des bulles ou gouttes de la phase dispersée entre l'extrémité d'une fibre optique et l'extrémité de l'autre fibre optique, en vue de la détermination de l'aire interfaciale. The device in question essentially comprises a dual optical probe, with two optical fibers whose respective ends are intended to be placed in the biphasic flow at a relatively small distance from each other, in the direction of this flow, each optical fiber being associated with a photoreceptor connected to a signal processing module provided by the two photoreceptors and representative of the presence or absence of the dispersed phase at the ends of the two optical fibers, the processing module carrying out in particular, from of these signals, the determination and summation of the travel times of the bubbles or drops of the dispersed phase between the end of one optical fiber and the end of the other optical fiber, with a view to determining the area interfacial.
Le dispositif objet de l'invention utilise ainsi une sonde optique double (et non plus une sonde optique simple comme dans les dispositifs classiques), et les extrémités des fibres optiques de cette sonde double, convenablement disposées l'une en aval de l'autre dans l'écoulement, matérialisent les deux points de référence. The device according to the invention thus uses a double optical probe (and no longer a simple optical probe as in conventional devices), and the ends of the optical fibers of this double probe, suitably arranged one downstream of the other in the flow, materialize the two points of reference.
De préférence, les extrémités des deux fibres optiques de la sonde double sont conformées en pointes coniques. Avantageusement, les deux fibres optiques présentent chacune un coude, à proximité de leurs pointes terminales respectives, de telle sorte que ces pointes soient orientées sensiblement dans la direction de l'écoulement, tout en permettant aux deux fibres de traverser une paroi limitant cet écoulement, pour être raccordées à un boîtier extérieur par l'intermédiaire d'éléments de connexion optique. Preferably, the ends of the two optical fibers of the double probe are shaped conical tips. Advantageously, the two optical fibers each have a bend, near their respective terminal tips, such that these points are oriented substantially in the direction of flow, while allowing the two fibers to pass through a wall limiting this flow, to be connected to an outer housing via optical connection elements.
A l'intérieur du boîtier, peuvent être disposées deux sources de lumière, associées respectivement aux deux fibres optiques. On peut aussi prévoir une seule source de lumière commune aux deux fibres, et émettant un faisceau lumineux qui est divisé par une lame semi-réflechissante pour être dirigé sur les deux fibres optiques. Dans tous les cas, chaque fibre optique est associée à un photorécepteur qui lui est propre, puisque le procédé de l'invention exige une distinction entre les signaux résultant des conditions particulières de réflexion aux pointes terminales respectives des deux fibres matérialisant les deux points de référence. Inside the housing, two light sources can be arranged, respectively associated with the two optical fibers. It is also possible to provide a single light source common to both fibers, and emitting a light beam which is divided by a semi-reflective plate to be directed on the two optical fibers. In all cases, each optical fiber is associated with a photoreceptor of its own, since the method of the invention requires a distinction between the signals resulting from the particular reflection conditions at the respective terminal tips of the two fibers embodying the two reference points. .
Bien que distinctes du fait du principe même de l'invention, les deux fibres optiques peuvent comporter un trajet commun et être, dans ce cas, entourées sur une certaine longueur par une gaine de protection générale, commune à ces deux fibres qui comportent en outre, chacune, leur propre gaine de protection. Le détail des trajets des deux fibres optiques, notamment vers les extrémités de celles-ci, sera précisé plus loin en référence à divers exemples de réalisation. Although distinct because of the very principle of the invention, the two optical fibers may comprise a common path and be, in this case, surrounded over a certain length by a general protective sheath common to these two fibers which furthermore comprise , each, their own protective sheath. The details of the paths of the two optical fibers, particularly towards the ends thereof, will be explained below with reference to various embodiments.
Quant au module de traitement des signaux fournis par les deux photorécepteurs associés respectivement aux deux fibres optiques, celui-ci comprend en combinaison, dans une forme de réalisation particulière:
- des moyens de mise en forme des signaux fournis par les deux photorécepteurs
- un premier compteur-accumulateur associé à une horloge, recevant le signal mis en forme issu de l'un des photorécepteurs et représentatif de la présence ou de l'absence de la phase dispersée à l'extrémité de la première fibre optique, pour déterminer le taux de vide à cette extrémité
- un deuxième compteur accumulateur associé à une horloge, recevant le signal mis en forme issu de l'autre photorécepteur et représentatif de la présence ou de l'absence de la phase dispersée à l'extrémité de la seconde fibre optique, pour déterminer aussi le taux de vide à cette extrémité
- des moyens d'affichage du taux de vide, reliés à l'un au moins des deux précédents compteurs-accu-mulateurs
- un troisième compteur-accumulateur associé à une horloge, recevant les signaux mis en forme issus des deux photorécepteurs, et effectuant une mesure et une totalisation des temps de parcours des bulles ou gouttes de la phase dispersée entre les extrémités des deux fibres optiques
- des moyens d'affichage de l'aire interfaciale, reliés au troisième compteur-accumulateur
- un comparateur relié aux deux premiers compteurs-accumulateurs,
ainsi qu'aux moyens d'affichage de l'aire interfaciale, pour comparer les deux taux de vide déterminés et valider l'affichage de l'aire interfaciale
seulement si les deux valeurs comparées sont sensiblement égales.
As for the signal processing module provided by the two photoreceptors associated respectively with the two optical fibers, the latter comprises in combination, in a particular embodiment:
means for shaping the signals supplied by the two photoreceptors
a first accumulator counter associated with a clock, receiving the shaped signal coming from one of the photoreceptors and representative of the presence or absence of the dispersed phase at the end of the first optical fiber, to determine the vacuum rate at this end
a second accumulator counter associated with a clock, receiving the shaped signal coming from the other photoreceptor and representative of the presence or absence of the dispersed phase at the end of the second optical fiber, to also determine the vacuum rate at this end
vacuum rate display means connected to at least one of the two preceding accumulator-accumulator meters
a third accumulator counter associated with a clock, receiving the shaped signals originating from the two photoreceptors, and measuring and totalizing the travel times of the bubbles or drops of the dispersed phase between the ends of the two optical fibers;
interfacial area display means connected to the third accumulator counter
a comparator connected to the first two accumulator counters,
as well as the means of displaying the interfacial area, to compare the two determined void rates and to validate the display of the interfacial area
only if the two values compared are substantially equal.
Le module de traitement, faisant appel à des composants électroniques, peut être encore plus élaboré notamment pour analyser les
successions de signaux reçus en éliminant les successions "anormales", et
aussi pour fournir par comptage ou calcul d'autres grandeurs
caractéristiques de l'écoulement biphasique et effectuer tous traitements,
stockages et présentations des informations.
The processing module, using electronic components, can be even more elaborate, in particular to analyze the
successions of signals received by eliminating "abnormal" successions, and
also to provide by counting or calculation of other quantities
characteristics of biphasic flow and perform all treatments,
storage and presentation of information.
De toute façon, I'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide de la description qui
suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de ce dispositif pour
la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique::
Figure 10 est un schéma synoptique du dispositif complet
Figure 11 est une vue schématique montrant la sonde optique double du dispositif avec son boîtier, dans un mode de réalisation particulier
utilisant une seule source lumineuse
Figure 12 est une vue schématique montrant la sonde optique double -du dispositif avec son boîtier, dans un autre mode de réalisation utilisant deux sources lumineuses
Figure 13 est une vue de côté d'une réalisation particulière de la sonde double, avec fibres optiques coudées
Figure 14 est une vue en bout de la sonde de figure 13
Figures 15 et 16 sont des vues de détail, à échelle agrandie,
montrant les extrémités des fibres optique s de la sonde de figure 13, respectivement en vue de côté et en vue par dessus
Figure 17 est une vue de côté d'une autre réalisation particulière de la sonde double, avec fibres optiques coudées
Figure 18 est une vue de détail, à échelle agrandie, montrant les extrémités des fibres optiques de la sonde de figure 17, en vue de côté
Figure 19 est une vue de côté relative à une réalisation particulière de la sonde double, avec fibres optiques rectilignes
Figure 20 est une vue de détail, à - échelle agrandie, montrant les extrémités des fibres optiques de la sonde de figure 19, en vue de côté
Figure 21 est une vue de côté d'une dernière réalisation particulière de la sonde optique double
Figures 22 et 23 sont des vues de détail, à échelle agrandie, montrant les extrémités des fibres optiques de la sonde de figure 21, respectivement en vue de côté et en vue par dessus.
In any case, the invention will be better understood, and other features will be highlighted, using the description which
follows, with reference to the attached schematic drawing showing, by way of non-limiting examples, some embodiments of this device for
the measurement of the characteristic quantities of a biphasic flow ::
Figure 10 is a block diagram of the complete device
Figure 11 is a schematic view showing the dual optical probe of the device with its housing, in a particular embodiment
using a single light source
Figure 12 is a schematic view showing the dual optical probe of the device with its housing, in another embodiment using two light sources
Figure 13 is a side view of a particular embodiment of the dual probe, with angled optical fibers
Figure 14 is an end view of the probe of Figure 13
Figures 15 and 16 are detail views, on an enlarged scale,
showing the ends of the optical fibers of the probe of Figure 13, respectively in side view and in view from above
FIG. 17 is a side view of another particular embodiment of the double probe, with angled optical fibers
Figure 18 is a detail view, on an enlarged scale, showing the ends of the optical fibers of the probe of Figure 17, in side view
FIG. 19 is a side view relating to a particular embodiment of the double probe, with rectilinear optical fibers
FIG. 20 is an enlarged detail view showing the ends of the optical fibers of the probe of FIG. 19 in side view.
Figure 21 is a side view of a last particular embodiment of the dual optical probe
Figures 22 and 23 are detail views, on an enlarged scale, showing the ends of the optical fibers of the probe of Figure 21, respectively in side view and in view from above.
On notera que toutes ces figures sont schématiques, et ne respectent pas rigoureusement une échelle. En particulier, compte tenu des progrès récents dans le domaine des composants optiques, les diamètres réels des fibres optiques et des connecteurs optiques peuvent être inférieurs aux grosseurs apparaissant sur le dessin. It will be noted that all these figures are schematic, and do not strictly respect a scale. In particular, in view of recent advances in the field of optical components, the actual diameters of optical fibers and optical connectors may be smaller than the sizes shown in the drawing.
Comme le montre la figure 10, le dispositif comprend, d'une façon générale, une sonde optique double 21, constituant le capteur de mesure proprement dit, et - un module de traitement électronique 22. On décrira d'abord la sonde optique double 21, dans son principe et dans divers modes de réalisation, puis le module de traitement 22. As shown in FIG. 10, the device comprises, in a general manner, a double optical probe 21, constituting the actual measurement sensor, and an electronic processing module 22. The double optical probe 21 will first be described. , in principle and in various embodiments, and then the processing module 22.
Comme le montrent les figures 11 et 12, la sonde optique 21 comporte deux fibres optiques 23 et 24, raccordées par des connecteurs optiques respectifs 25 et 26 à un boîtier 27. Chaque fibre optique 23 ou 24 possède une extrémité en forme de pointe, respectivement 28,29, du côté éloigné du boîtier 27. D es gaines de protection, respectivement 30,31, entourent individuellement les deux fibres optiques 23,24. As shown in FIGS. 11 and 12, the optical probe 21 comprises two optical fibers 23 and 24, connected by respective optical connectors 25 and 26 to a housing 27. Each optical fiber 23 or 24 has a tip-shaped end, respectively 28,29, on the remote side of the housing 27. D 'protective sheaths, respectively 30,31, individually surround the two optical fibers 23,24.
La figure 11 montre une sonde optique 21 dont le boîtier 27 renferme une source de lumière unique 32, placée en regard du départ de la seconde fibre optique 24. use lame semi-réfléchissante 33 dévie une partie du flux lumineux émis par la source 32, et un miroir 34 dirige le flux ainsi dévié vers le départ de la première fibre optique 23. FIG. 11 shows an optical probe 21 whose housing 27 encloses a single light source 32 placed opposite the departure of the second optical fiber 24. uses a semi-reflecting plate 33 deviates a part of the luminous flux emitted by the source 32, and a mirror 34 directs the flow thus deflected towards the departure of the first optical fiber 23.
Le boîtier 27 renferme encore deux photorécepteurs 35 et 36, associés respectivement aux deux fibres optiques 23 et 24. Ces photorécepteurs sont disposés de telle sorte que la même lame semi-réfléchissante 33, déjà mentionnée, renvoie vers le premier photorécepteur 35 le flux lumineux réfléchi transmis par la première fibre optique 23, et renvoie vers le second photorécepteur 36 le flux lumineux réfléchi transmis par la seconde fibre optique 24. The housing 27 also contains two photoreceptors 35 and 36, respectively associated with the two optical fibers 23 and 24. These photoreceptors are arranged in such a way that the same semi-reflecting plate 33, already mentioned, returns to the first photoreceptor 35 the reflected light flux. transmitted by the first optical fiber 23, and sends back to the second photoreceptor 36 the reflected light flux transmitted by the second optical fiber 24.
La figure 12 montre une sonde optique 21 dont le boîtier 27 renferme deux sources de lumière 37 et 38, placées respectivement en regard des départs des deux fibres optiques 23 et 24. Le boîtier 27 renferme, ici également, deux photorécepteurs 35 et 36 associés respectivement aux deux fibres optiques 23 et 24. Une première lame semi-transparente 39 est disposée de manière à'renvoyer vers le photorécepteur 35 le flux lumineux réfléchi transmis par la première fibre optique 23. Une seconde lame semi-transparente 40 est disposée de manière à renvoyer vers l'autre photorécepteur 36 le flux lumineux réfléchi transmis par la seconde fibre optique 24. FIG. 12 shows an optical probe 21, the housing 27 of which encloses two light sources 37 and 38, respectively placed opposite the outlets of the two optical fibers 23 and 24. The housing 27 also contains here two photoreceptors 35 and 36 respectively associated with each other. to the two optical fibers 23 and 24. A first semi-transparent plate 39 is arranged to return to the photoreceptor 35 the reflected light flux transmitted by the first optical fiber 23. A second semi-transparent plate 40 is arranged so as to returning to the other photoreceptor 36 the reflected light flux transmitted by the second optical fiber 24.
La source lumineuse unique 32, ou les deux sources lumineuses 37 et 38, peuvent être soit des diodes photo-émissives, soit des diodes lasers, soit des petits lasers. Selon les applications, les photorécepteurs 35 et 36 peuvent être des photo-détecteurs classiques miniaturisés, ou des photo-multiplicateurs. Des dispositifs de focalisation classiques, non représentés, peuvent être associés à la ou à chaque source lumineuse et aux photo récepteurs. The single light source 32, or the two light sources 37 and 38, can be either light-emitting diodes, or laser diodes, or small lasers. Depending on the applications, the photoreceptors 35 and 36 may be miniaturized conventional photodetectors, or photomultipliers. Conventional focusing devices, not shown, may be associated with the or each light source and the photo receivers.
Les pointes terminales respectives 28 et 29 des deux fibres optiques 23 et 24 sont prévues, comme le montre la figure 11, pour être placées dans un conduit 41 parcouru par un écoulement biphasique, dont le sens de déplacement est indiqué par une flèche F, I'écoulement considéré comprenant une phase gazeuse ou liquide, sous forme de bulles ou de gouttes 42, dispersée dans une phase liquide 43. The respective terminal tips 28 and 29 of the two optical fibers 23 and 24 are provided, as shown in FIG. 11, to be placed in a duct 41 traversed by a biphasic flow whose direction of movement is indicated by an arrow F, I considered flow comprising a gaseous or liquid phase, in the form of bubbles or drops 42, dispersed in a liquid phase 43.
Plus particulièrement, les pointes 23 et 24 des deux fibres optiques 23 et 24 sont disposées sur une même ligne de courant 44 de l'écoulement, la pointe 28 de la première fibre 23 étant par exemple située plus en amont et la pointe 29 de la seconde fibre 24 étant située plus en aval (par référence au sens de l'écoulement selon la flèche F). Les deux pointes 28 et 29 sont séparées l'une de l'autre, dans la direction de l'écoulement, par une distance relativement faible d, qui doit être comprise entre 0,5 mm et 5 mm, et de préférence entre 2 et 3 mm. More particularly, the tips 23 and 24 of the two optical fibers 23 and 24 are arranged on the same stream line 44 of the flow, the tip 28 of the first fiber 23 being for example located further upstream and the tip 29 of the second fiber 24 being located further downstream (with reference to the direction of flow according to the arrow F). The two points 28 and 29 are separated from each other, in the direction of flow, by a relatively small distance d, which must be between 0.5 mm and 5 mm, and preferably between 2 and 3 mm.
Les figures 13 à 23 illustrent diverses configurations des deux fibres optiques 23 et 24, et notamment des parties terminales de ces fibres, permettant de placer leurs pointes respectives 28 et 29 dans la disposition (relativement à l'écoulement) dont le principe vient d'être indiqué. FIGS. 13 to 23 illustrate various configurations of the two optical fibers 23 and 24, and in particular the end portions of these fibers, making it possible to place their respective tips 28 and 29 in the arrangement (relative to the flow) whose principle comes from to be indicated.
Les figures 13 à 16 montrent une sonde optique 21 avec deux fibres optiques 23 et 24 qui, à la sortie du boîtier 27, suivent d'abord un trajet commun rectiligne. Sur leur trajet commun, les deux fibres 23 et 24, protégées chacune par une gaine individuelle 30, 31, sont entourées encore par une gaine de protection générale 45 enveloppant ces deux fibres 23,24 et leurs gaines propres 30,31. Ce trajet commun des deux fibres optiques 23 et 24 est perpendiculaire à la direction générale de l'écoulement étudié. Figures 13 to 16 show an optical probe 21 with two optical fibers 23 and 24 which, at the output of the housing 27, first follow a rectilinear common path. In their common path, the two fibers 23 and 24, each protected by an individual sheath 30, 31, are surrounded again by a general protective sheath 45 enveloping these two fibers 23,24 and their own sheaths 30,31. This common path of the two optical fibers 23 and 24 is perpendicular to the general direction of the flow studied.
Les extrémités des deux fibres 23, 24 et de leurs gaines respectives 30,31 sont coudées, pour amener les pointes 28,29 dans une direction sensiblement parallèle à celle de l'écoulement. Dans l'exemple ici considéré, et comme le montre notamment la figure 15, les coudes des deux fibres 23 et 24 ne sont pas à angle droit et suivent des trajets distincts, de telle sorte que les extrémités des fibres 23 et 24 forment, avec un axe 44 parallèle à la direction de l'écoulement, des angles respectifs ot' et émet o(" compris entre 10 et 30 degrés, de préférence d'environ 15 degrés. The ends of the two fibers 23, 24 and their respective sheaths 30, 31 are bent to bring the tips 28, 29 in a direction substantially parallel to that of the flow. In the example considered here, and as shown in particular in Figure 15, the bends of the two fibers 23 and 24 are not at right angles and follow separate paths, so that the ends of the fibers 23 and 24 form, with an axis 44 parallel to the direction of the flow, respective angles ot 'and emits o "(" between 10 and 30 degrees, preferably about 15 degrees.
Les figures 17 et 18 illustrent une variante de la réalisation précédente, dans laquelle les parties terminales des deux fibres optiques 23 et 24 sont coudées exactement à angle droit, et selon un trajet commun. La gaine de protection générale 45 enveloppe ici les parties coudées des deux fibres optiques 23 et 24. Les extrémités de ces deux fibres 23 et 24 sont parallèles, et sont séparées l'une de l'autre par un espacement e qui est petit par rapport à la distance d. Cette disposition procure une résolution spatiale des bulles ou gouttes détectées moins bonne que la disposition précédente, mais convenable pour certaines applications. Figures 17 and 18 illustrate a variant of the previous embodiment, wherein the end portions of the two optical fibers 23 and 24 are bent exactly at right angles, and in a common path. The general protection sheath 45 envelops here the bent portions of the two optical fibers 23 and 24. The ends of these two fibers 23 and 24 are parallel, and are separated from each other by a spacing e which is small relative to at distance d. This arrangement provides a spatial resolution of bubbles or drops detected less than the previous provision, but suitable for some applications.
Les figures 19 et 20 représentent une sonde optique 21 avec deux fibres optiques 23 et 24 rectilignes sur toute leur longueur, y compris à leurs extrémités qui sont parallèles et légèrement espacées comme dans la réalisation précédente. Cette disposition très simple est particulièrement adaptée pour les mesures à effectuer dans un coude de l'écoulement. Figures 19 and 20 show an optical probe 21 with two optical fibers 23 and 24 rectilinear along their entire length, including their ends which are parallel and slightly spaced as in the previous embodiment. This very simple arrangement is particularly suitable for measurements to be made in a bend of the flow.
Enfin, les figures 21 à 23 représentent une variante de la disposition précédente. Les deux fibres optiques 23 et 24 suivent, sur la plus grande partie de leur longueur, un trajet commun rectiligne. Vers leurs extrémités, les deux fibres optiques 23 et 24 décrivent toutefois des trajets légèrement incurvés, qui s'écartent l'un de l'autre et sont tels que les pointes respectives 28 et 29 des fibres 23 et 24 soient placées exactement sur le même axe 44, parallèle à la direction générale de ces fibres dans leur partie rectiligne. Finally, Figures 21 to 23 show a variant of the previous provision. The two optical fibers 23 and 24 follow, over most of their length, a rectilinear common path. At their ends, the two optical fibers 23 and 24, however, describe slightly curved paths, which deviate from one another and are such that the respective tips 28 and 29 of the fibers 23 and 24 are placed exactly on the same surface. axis 44, parallel to the general direction of these fibers in their rectilinear part.
Dans tous les cas, les deux fibres optiques 23 et 24 associées aux photorécepteurs 35 et 36 permettent de détecter, à chaque instant, si leurs pointes respectives 28 et 29 sont environnées par l'une ou l'autre des deux phases de l'écoulement, autrement dit si une bulle ou une goutte 42 de la phase dispersée est présente sur l'une ou l'autre des pointes 28 et 29. In all cases, the two optical fibers 23 and 24 associated with the photoreceptors 35 and 36 make it possible to detect, at each moment, whether their respective points 28 and 29 are surrounded by one or the other of the two phases of the flow. that is, if a bubble or drop 42 of the dispersed phase is present on either of the tips 28 and 29.
Compte tenu de la disposition de ces pointes dans l'écoulement, une bulle ou goutte 42 qui touche la première pointe 28 atteint ensuite la seconde pointe 29 après avoir parcouru en un temps ti la distance d séparant ces deux pointes (en faisant ici abstraction des situations "anormales" discutées plus haut). Ainsi, à chaque passage d'une bulle ou goutte 42 touchant les pointes 28 et 29, qui matérialisent dans l'écoulement deux points de référence, le premier photorécepteur 35 émet un signal électrique particulier SI présent pendant une brève durée 21, puis le second photorécepteur 36 émet, avec un retard ti, un signal électrique particulier S2 présent pendant une brève durée 1:2. Given the arrangement of these points in the flow, a bubble or drop 42 which touches the first point 28 then reaches the second point 29 after having traveled in a time ti the distance d between these two points (here excluding the "abnormal" situations discussed above). Thus, with each passage of a bubble or drop 42 touching the tips 28 and 29, which materialize in the flow two reference points, the first photoreceptor 35 emits a particular electrical signal SI present for a short time 21, then the second photoreceptor 36 emits, with a delay ti, a particular electrical signal S2 present for a brief duration 1: 2.
Les signaux S1 et S2 sont transmis au module électronique de traitement 22, qui sera maintenant décrit en se référant à la figure 10. The signals S1 and S2 are transmitted to the electronic processing module 22, which will now be described with reference to FIG.
Le module de traitement 22 comporte des entrées recevant les deux signaux S1 et S2 fournis respectivement par les photorécepteurs 35 et 36. The processing module 22 has inputs receiving the two signals S1 and S2 provided respectively by the photoreceptors 35 and 36.
Un premier circuit de mise en forme 46 convertit le signal brut SI en une fonction de phase F1 exploitable, et un second circuit de mise en forme 47 convertit le signal brut S2 en une fonction de phase F2 exploitable.A first shaping circuit 46 converts the raw signal S1 into an operable phase function F1, and a second shaping circuit 47 converts the raw signal S2 into an operable phase function F2.
Le signal F1 est amené à un premier compteur-accumulateur 48, et le signal F2 est amené à un deuxième compteur-accumulateur 49. Un troisième compteur-accumulateur 50 reçoit les signaux F1 et F2. Les trois compteurs-accumulateurs 48,49 et 50 sont associés à une horloge 51, indiquée à l'extérieur de ces compteurs-accumulateurs mais pouvant être incorporée dans chacun de ceux-ci. The signal F1 is fed to a first accumulator counter 48, and the signal F2 is fed to a second accumulator counter 49. A third accumulator counter 50 receives the signals F1 and F2. The three accumulator counters 48, 49 and 50 are associated with a clock 51, indicated outside these accumulator counters but which can be incorporated in each of them.
Le premier compteur-accumulateur 48 totalise les durées rl de présence de la phase dispersée à la pointe 28 de la première fibre optique 23 ; il fournit ainsi une indication du taux de vide os sur cette pointe 28, donné par la
Figure img00130001
The first accumulator counter 48 totals the times R1 of presence of the dispersed phase at the tip 28 of the first optical fiber 23; it thus provides an indication of the rate of void os on this point 28, given by the
Figure img00130001
<tb> formule
<tb> <SEP> T
<tb> dans laquelle T désigne la durée totale de l'analyse. Le premier compteur-accumulateur 48 est relié à un afficheur 52 sur lequel s'inscrit le taux de vide oc.
<tb> formula
<tb><SEP> T
<tb> where T is the total duration of the analysis. The first accumulator counter 48 is connected to a display 52 on which the void rate oc is written.
D'une manière similaire, le deuxième compteur-accumulateur 49 totalise les durées T2 de présence de la phase dispersée à la pointe 29 de la seconde fibre optique 24 ; il fournit ainsi une indication du taux de vide sur cette pointe 29. In a similar manner, the second accumulator counter 49 totals the duration T2 of presence of the dispersed phase at the tip 29 of the second optical fiber 24; it thus provides an indication of the degree of vacuum on this point 29.
L'indication de taux de vide fournie par le deuxième compteur-accumulateur 49 n'est pas affichée, mais elle est comparée dans un comparateur 53 à
J'indication de taux de vide fournie par le premier compteur-accumulateur 48.
The vacuum rate indication provided by the second accumulator counter 49 is not displayed, but is compared in a comparator 53 to
I indicate vacuum rate provided by the first accumulator-counter 48.
Le troisième compteur-accumulateur 50 totalise, à partir des signaux
Fl et F2, les temps de parcours ti des bulles ou gouttes 42 de la phase dispersée entre la pointe 28 de la première fibre optique 23 et la pointe 29 de la seconde fibre optique 24. Ainsi, ce dernier compteur-accumulateur 50 fournit une indication de l'aire interfaciale , selon la formule simplifiée
Figure img00140001
The third accumulator counter 50 totals, from the signals
Fl and F2, the travel times ti bubbles or drops 42 of the dispersed phase between the tip 28 of the first optical fiber 23 and the tip 29 of the second optical fiber 24. Thus, the latter accumulator-counter 50 provides an indication of the interfacial area, according to the simplified formula
Figure img00140001
Un afficheur 54, relié au troisième compteur-accumulateur 50, permet de faire apparaître la valeur de l'aire interfaciale b . L'afficheur 54 est aussi en relation avec le comparateur 53, lequel valide la mesure et l'affichage de l'aire interfaciale seulement si les deux valeurs comparées du taux de vide sont sensiblement égales (un faible écart étant-toléré entre les valeurs fournies par les deux compteurs-accumulateurs 48 et 49). A display 54 connected to the third accumulator counter 50 makes it possible to display the value of the interfacial area b. The display 54 is also in relation with the comparator 53, which validates the measurement and display of the interfacial area only if the two compared values of the void ratio are substantially equal (a small difference being-tolerated between the values provided by the two accumulator counters 48 and 49).
Des moyens indiqués en 55 permettent l'entrée ou la sélection de la durée totale d'analyse T et de la distance d, qui interviennent dans les formules précédemment rappelées donnant le taux de vide o( et l'aire interfaciale % .  Means indicated at 55 allow entry or selection of the total analysis time T and distance d, which occur in the previously recalled formulas giving the void ratio o (and the interfacial area%.
Le dispositif objet de l'invention, et plus particulièrement son module de traitement 22, ont été décrits jusqu'ici dans la version la plus simple, donnant simultanément le taux de vide et l'aire interfaciale d'un écoulement biphasique. Une version plus élaborée permet de déterminer, en outre:
- les vitesses V des bulles ou gouttes 42 de la phase dispersée, données par la formule : V = d/ti
- la taille D des bulles ou gouttes de cette phase dispersée, obtenue à partir de la relation D = t1. V.,et d'effectuer un traitement statistique des classements de vitesse et de taille de la phase dispersée.
The device which is the subject of the invention, and more particularly its processing module 22, has hitherto been described in the simplest version, simultaneously giving the void ratio and the interfacial area of a biphasic flow. A more elaborate version allows to determine, in addition:
the velocities V of the bubbles or drops 42 of the dispersed phase, given by the formula: V = d / ti
the size D of the bubbles or drops of this dispersed phase, obtained from the relationship D = t1. V., and perform statistical processing of the rankings of speed and size of the dispersed phase.
A titre indicatif, sont énoncées ci-après quelques caractéristiques et fonctions d'une telle version plus élaborée
Une première fonction du module de traitement, découlant de la description précédente, est la détection du passage des bulles ou gouttes de la phase dispersée aux pointes respectives 28 et 29 des deux fibres optiques 23 et 24, et le contrôle des compteurs-accumulateurs 48,49 et 50.
As an indication, some of the features and functions of such a more elaborate version are set out below.
A first function of the processing module, resulting from the preceding description, is the detection of the passage of the bubbles or drops of the dispersed phase at the respective tips 28 and 29 of the two optical fibers 23 and 24, and the control of the accumulator counters 48, 49 and 50.
Une deuxième fonction est la détection et la rejection des successions "anormales" de signaux (telles qu'illustrées aux figures 4 à 7), rendant impossible une mesure correcte. Ceci est réalisable au moyen d'une "logique câblée" ou de tous autres moyens équivalents. A second function is the detection and rejection of "abnormal" signal successions (as illustrated in FIGS. 4-7), rendering impossible a correct measurement. This is achievable by means of "wired logic" or any other equivalent means.
Un autre niveau de traitement est la mesure ou le comptage des temps par prélèvement statistique, à périodicité réglable, ce qui concerne (toujours avec les notations précédentes) les temps ?l, ti et T
- le temps t1 est représentatif du diamètre des bulles ou gouttes de la phase dispersée
- le temps ti est l'image de la vitesse de ces bulles ou gouttes
- le temps T représente le temps effectif de la mesure.
Another level of processing is the measurement or the counting of the times by statistical sampling, with adjustable periodicity, which concerns (always with the preceding notations) the times? L, ti and T
the time t1 is representative of the diameter of the bubbles or drops of the dispersed phase
- the time ti is the image of the speed of these bubbles or drops
the time T represents the actual time of the measurement.
Les valeurs ainsi détectées sont stockées en temps réel dans une mémoire. The values thus detected are stored in real time in a memory.
A partir des mesures faites et mises en mémoire, les grandeurs caractéristiques de l'écoulement biphasique sont calculées et traitées sur le plan statistique, au moyen d'un micro-processeur programmé. From the measurements made and stored, the characteristic quantities of the biphasic flow are computed and processed statistically by means of a programmed microprocessor.
Les résultats des calculs sont édités sur une imprimante et/ou visualisés localement, ou encore transmis à distance vers un ordinateur superviseur. The results of the calculations are edited on a printer and / or viewed locally, or transmitted remotely to a supervisor computer.
Le procédé et le dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, objets de ltinvention, trouvent des applications dans le pilotage et la surveillance d'appareils et d'installations, dans les domaines suivants : chimie, pétrole, agro-alimentaire, réacteurs gaz-liquide, lavage des gaz, synthèse pétrochimique, préparation de produits purs par absorption d'un gaz, etc. The method and the device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow, objects of the invention, find applications in the control and monitoring of apparatus and installations, in the following fields: chemistry, petroleum, agri-food gas-liquid reactors, gas washing, petrochemical synthesis, preparation of pure products by absorption of a gas, etc.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications ou adaptations constructives permises par les techniques relatives aux fibres optiques, notamment en remplaçant chacune des deux fibres optiques 23 et 24 de la sonde double par deux fibres optiques, ou encore en utilisant un coupleur optique à entrées et sorties multiples, à la place des connecteurs optiques simples 25 et 26 associés respectivement aux deux fibres 23 et 24.  It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments of this device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow which have been described above, by way of examples; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. In particular, one would not depart from the scope of the invention by constructive modifications or adaptations allowed by the optical fiber techniques, in particular by replacing each of the two optical fibers 23 and 24 of the double probe with two fibers. optical, or by using an optical coupler with multiple inputs and outputs, in place of the single optical connectors 25 and 26 associated respectively with the two fibers 23 and 24.

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, plus particulièrement pour la mesure de l'aire interfaciale d'un écoulement comprenant une phase gazeuse dispersée sous forme de "bulles" dans une phase liquide, ou encore d'un écoulement comprenant une phase liquide dispersée sous la forme de "gouttes" dans une autre phase liquide, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mesurer, entre deux points de référence (28,29) situés dans l'écoulement biphasique et séparés l'un de l'autre par une distance relativement petite (d) dans la direction de cet écoulement, les temps de parcours (ti) des bulles ou gouttes (42) de la phase dispersée entre le premier point de référence (28) et le second point de référence (29), à sommer ces temps de parcours (ti) pendant une durée d'analyse déterminée (T), et à diviser la somme des temps de parcours (ti) par la durée totale d'analyse (T), le résultat de cette division fournissant une valeur proportionnelle à l'aire interfaciale (1S) de l'écoulement biphasique considéré. A method for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow, more particularly for measuring the interfacial area of a flow comprising a dispersed gas phase in the form of "bubbles" in a liquid phase, or a flow comprising a liquid phase dispersed in the form of "drops" in another liquid phase, characterized in that it essentially consists in measuring, between two reference points (28, 29) located in the two-phase flow and separated, from each other by a relatively small distance (d) in the direction of this flow, the travel times (ti) of bubbles or drops (42) of the dispersed phase between the first reference point (28) and the second reference point (29), summing these travel times (ti) during a determined analysis period (T), and dividing the sum of the travel times (ti) by the total analysis time (T), the result of this division providing a value proportional to the interfacial area (1S) of the biphasic flow considered.
2. Procédé pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon Ia- revendication I, caractérisé en ce que l'on détermine simultanément le taux de vide (o() de l'écoulement biphasique, à partir de la mesure et de la Sommation, pendant une durée d'analyse déterminée (T), des temps de présence (21 ou t2) de la phase dispersée de cet écoulement en l'un au moins des deux points de référence (28,29), et l'aire interfaciale (b) de cet écoulement à partir de la mesure et de la sommation, -pendant la même durée d'analyse (T), des temps de parcours (ti) des bulles ou gouttes (42) de la phase dispersée entre le premier point de référence (28) et le second point de référence (29). 2. A method for measuring the characteristic quantities of a two-phase flow according to claim 1, characterized in that the void fraction (o () of the biphasic flow is simultaneously determined from the measurement and summing, for a determined analysis duration (T), the presence times (21 or t2) of the dispersed phase of this flow in at least one of the two reference points (28, 29), and the interfacial area (b) of this flow from the measurement and the summation, over the same analysis time (T), of the travel times (ti) of the bubbles or drops (42) of the dispersed phase between the first reference point (28) and the second reference point (29).
3. Procédé pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le taux de vide (oc) de l'écoulement biphasique est déterminé séparément d'une part au premier point de référence (28), et d'autre part au second point de référence (29), en ce que les valeurs du taux de vide (oc) déterminées aux deux points de référence (28,29) sont comparées l'une à l'autre, et en ce que la mesure de l'aire interfaciale () à partir de la mesure et de la sommation des temps de parcours (ti) est validée seulement si les valeurs du taux de vide (oc) déterminées aux deux points de référence (28, 29) sont sensiblement égales. 3. A method for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 2, characterized in that the void fraction (oc) of the two-phase flow is determined separately on the one hand at the first reference point (28). , and secondly at the second reference point (29), in that the values of the void ratio (oc) determined at the two reference points (28, 29) are compared with one another, and the measurement of the interfacial area () from the measurement and summation of the travel times (ti) is validated only if the values of the void ratio (oc) determined at the two reference points (28, 29 ) are substantially equal.
4. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce qu il comprend essentiellement une sonde optique double (21), avec deux fibres optiques (23,24) dont les extrémités respectives (28,29) sont prévues pour être placées dans l'écoulement biphasique à une distance relativement faible (d) l'une de l'autre, dans la direction de cet écoulement, chaque fibre optique (2-3,24) étant associée à un photorécepteur (35,36) relié à un module de traitement (22) des signaux (S 1,52) fournis par les deux photorécepteurs (35,36) et représentatifss de la présence ou de l'absence de la phase dispersée aux extrémités (28,29) des deux fibres optiques (23,24), le module de traitement (22) effectuant notamment, à partir de ces signaux (Sl,S2), la détermination et la sommation dès temps de parcours (ti) des bulles ou gouttes (42) de la phase dispersée entre l'extrémité (28) d'une fibre optique (23) et l'extrémité (29) de l'autre fibre optique (24), en vue de la détermination de l'aire interfaciale ().  4. Device for measuring the characteristic quantities of a two-phase flow intended for carrying out the method according to any one of claims I to 3, characterized in that it essentially comprises a double optical probe (21), with two optical fibers (23,24) whose respective ends (28,29) are arranged to be placed in the biphasic flow at a relatively small distance (d) from each other, in the direction of this flow, each optical fiber (2-3,24) being associated with a photoreceptor (35,36) connected to a processing module (22) of the signals (S 1,52) provided by the two photoreceptors (35,36) and representative of the presence or absence of the dispersed phase at the ends (28,29) of the two optical fibers (23,24), the processing module (22) performing in particular, from these signals (S1, S2), the determination and summation of travel time (ti) bubbles or drops (42) of the p hase dispersed between the end (28) of one optical fiber (23) and the end (29) of the other optical fiber (24), for the purpose of determining the interfacial area ().
5. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les extrémités des deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) sont conformées en pointes coniques (28,29). 5. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 4, characterized in that the ends of the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) are shaped conical points (28,29). ).
6. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pointes respectives (28,29) des deux fibres optiques (23,24) sont séparées l'une de l'autre, dans la direction de l'écoulement, par une distance (d) comprise entre 0,5 mm et 5 mm, et de préférence entre 2 et 3 mm. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 5, characterized in that the respective peaks (28, 29) of the two optical fibers (23, 24) are separated from one another, in the direction of the flow, by a distance (d) between 0.5 mm and 5 mm, and preferably between 2 and 3 mm.
7. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) sont raccordées, par l'intermédiaire d'éléments de connexion optique (25,26), à un boîtier (27) à l'intérieur duquel sont disposées deux sources de lumière (37,38) associées respectivement aux deux fibres optiques (23,24), le boîtier (27) renfermant aussi les deux photorécepteurs (35,36). 7. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) are connected, by means of intermediate optical connection elements (25,26) to a housing (27) within which two light sources (37,38) associated with the two optical fibers (23,24) are respectively arranged, the housing (27) also enclosing the two photoreceptors (35,36).
8. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux sources de lumière (37,38) sont placées respectivement en regard des départs des deux fibres optiques (23,24), en ce qu'une première lame semi-transparente (39) est disposée de manière à renvoyer vers l'un des photorécepteurs (35) le flux lumineux réfléchi transmis par la première fibre optique (23), et en ce qu'une seconde lame semi-transparente (4ru) est disposée de manière à renvoyer vers l'autre photorécepteur (36) le flux lumineux réfléchi transmis par la seconde fibre optique (24). 8. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 7, characterized in that the two light sources (37,38) are respectively placed opposite the outlets of the two optical fibers (23,24), in that a first semi-transparent plate (39) is arranged to return to one of the photoreceptors (35) the reflected light flux transmitted by the first optical fiber (23), and that a second blade semitransparent (4ru) is arranged to return to the other photoreceptor (36) the reflected light flux transmitted by the second optical fiber (24).
9. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) sont raccordées, par l'intermédiaire d'éléments de connexion optique (25,26), à un boîtier (27) à l'intérieur duquel est prévue une seule source de lumière (32) émettant un faisceau lumineux qui est divisé par une lame semï-réfléchissante (33) pour être dirigé sur les deux fibres optiques (23,24), le boîtier (27) renfermant aussi les deux photorécepteurs (35,36-). 9. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) are connected, by means of intermediate of optical connection elements (25,26) to a housing (27) within which there is provided a single light source (32) emitting a light beam which is divided by a semi-reflective plate (33). ) to be directed on the two optical fibers (23,24), the housing (27) also enclosing the two photoreceptors (35,36-).
10. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la source de lumière unique (32) est placée en regard du départ de l'une des fibres optiques (24), en ce qu'une partie du flux lumineux émis par cette source (32) est déviée par la lame semi-transparente précitée (33) et dirigée par un miroir (34) vers le départ de l'autre fibre optique (23), et en ce que les deux photorécepteurs (35,36) sont disposés de telle sorte que la même lame semi-réfléchissante (33) renvoie vers l'un des photorécepteurs (35) le flux lumineux réfléchi transmis par la première fibre optique (23), et renvoie vers l'autre photorécepteur (36) le flux lumineux réfléchi transmis par la seconde fibre optique (24). 10. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 9, characterized in that the single light source (32) is placed opposite the departure of one of the optical fibers (24), in that a part of the luminous flux emitted by this source (32) is deflected by the aforementioned semi-transparent plate (33) and directed by a mirror (34) towards the departure of the other optical fiber (23), and in this respect that the two photoreceptors (35, 36) are arranged in such a way that the same semi-reflecting plate (33) sends back to one of the photoreceptors (35) the reflected light flux transmitted by the first optical fiber (23), and sends back to the other photoreceptor (36) the reflected light flux transmitted by the second optical fiber (24).
11. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) présentent chacune un coude, à proximité de leurs pointes terminales respectives (28,29), de telle sorte que ces pointes (28,29) soient orientées sensiblement dans la direction (F) de l'écoulement, tout en permettant aux deux fibres (23,24) de traverser une paroi (41) limitant cet écoulement. 11. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 5 or 6, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) each have a bend, close to their respective tip ends (28,29) so that these tips (28,29) are oriented substantially in the direction (F) of the flow, while allowing the two fibers (23,24) to pass through a wall ( 41) limiting this flow.
12. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication Il, caractérisé en ce que les coudes des deux fibres optiques (23,24) ne sont pas à angle droit et suivent des trajets distincts, de telle sorte que les extrémités des fibres (23,24) forment, avec un axe (44) parallèle à la direction de l'écoulement, des angles respectifs (oc, 0 < ") compris, de préférence, entre 10 et 30 degrés. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 11, characterized in that the bends of the two optical fibers (23, 24) are not at right angles and follow distinct paths, so that the ends of the fibers (23,24) form, with an axis (44) parallel to the direction of the flow, respective angles (α, θ), preferably between 10 and 30 degrees.
13. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parties terminales des deux fibres optiques (23,24) sont coudées exactement à angle droit, et selon un trajet commun, les extrémités des deux fibres (23,24) étant parallèles et séparées l'une de l'autre par un espacement (e) qui est petit par rapport à la distance (d) séparant ces extrémités dans la direction de l'écoulement.  13. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to claim 11, characterized in that the end portions of the two optical fibers (23,24) are bent exactly at right angles, and in a common path, the ends the two fibers (23,24) being parallel and spaced from one another by a spacing (e) which is small relative to the distance (d) separating these ends in the direction of flow.
14. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) sont rectilignes sur toute leur longueur, y compris à leurs extrémités qui sont parallèles et légèrement espacées. 14. Device for measuring the characteristic quantities of a two-phase flow according to any one of claims 4 to 10, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) are rectilinear over their entire length. length, including at their ends which are parallel and slightly spaced.
15. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) sont rectilignes sur la plus grande partie de leur longueur, les extrémités des deux fibres (23,24) décrivant toutefois des trajets légèrement incurvés et distincts, tels que leurs pointes respectives (28,29) soient placées exactement sur un même axe (44) parallèle à la direction générale de ces fibres (23,24) dans leur partie rectiligne. 15. Device for measuring the characteristic quantities of a two-phase flow according to claim 5 or 6, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) are rectilinear over most of their length, the ends of the two fibers (23,24) however describing slightly curved and distinct paths, such that their respective points (28,29) are placed exactly on the same axis (44) parallel to the general direction of these fibers ( 23,24) in their rectilinear part.
16. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon l'une quelconque des revendications .11 à 15, caractérisé en ce que les deux fibres optiques (23,24) de la sonde double (21) comportent un trajet commun et sont entourées sur une certaine longueur par une gaine de protection générale (45), commune à ces deux fibres (23,24) qui comportent en outre, chacune, leur propre gaine de protection (30,31). 16. A device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to any one of claims 11 to 15, characterized in that the two optical fibers (23,24) of the double probe (21) comprise a common path and are surrounded over a length by a general protective sheath (45), common to these two fibers (23,24) which further comprise, each, their own protective sheath (30,31).
17. Dispositif pour la mesure des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique selon l'une . quelconque des revendications 4 à 16, caractérisé en ce que le module de traitement (22) des signaux (S1,S2) fournis par les deux photorécepteurs (35,36) comprend, en combinaison  17. Device for measuring the characteristic quantities of a biphasic flow according to one. any of claims 4 to 16, characterized in that the processing module (22) of the signals (S1, S2) provided by the two photoreceptors (35,36) comprises, in combination
- des moyens de mise en forme (46,47) des signaux (S 1,S2) fournis par les deux photorécepteurs (35,36) means for shaping (46, 47) the signals (S1, S2) supplied by the two photoreceptors (35, 36)
- un premier compteur-accumulateur (48) associé à une horloge (51), recevant le signal mis en forme (F1) issu de l'un des photorécepteurs (35) et représentatif de la présence ou de l'absence de la phase dispersée à l'extrémité (28) de la première fibre optique (23), pour déterminer le taux de vide à cette extrémité (28) a first accumulator counter (48) associated with a clock (51), receiving the shaped signal (F1) originating from one of the photoreceptors (35) and representative of the presence or absence of the dispersed phase; at the end (28) of the first optical fiber (23), to determine the vacuum ratio at that end (28)
- un deuxième compteur accumulateur (49) associé à une horloge (51), recevant le signal mis en forme (F2) issu de l'autre photorécepteur (35) et représentatif de la présence ou de l'absence de la phase dispersée à l'extrémité (29) de la seconde fibre optique (24), pour déterminer aussi le taux de vide à cette extrémité (29) a second accumulator counter (49) associated with a clock (51), receiving the shaped signal (F2) originating from the other photoreceptor (35) and representative of the presence or absence of the dispersed phase at the end (29) of the second optical fiber (24) to also determine the vacuum ratio at this end (29)
- des moyens d'affichage (52) du taux de vide (OC), reliés à l'un au moins des deux précédents compteurs-accumulateurs (48,-49)  - display means (52) of the vacuum ratio (OC), connected to at least one of the two previous accumulator counters (48, -49)
- un troisième compteur-accumulateur (50) associé à une- horloge (51), recevant les signaux mis en forme (F1,F2) issus des deux photorécepteurs (35,36), et effectuant une mesure et une totalisation des temps de parcours (ti) des bulles ou gouttés (42) de la phase dispersée entre les extrémités (28,29) des deux fibres optiques (23,24) a third accumulator counter (50) associated with a clock (51), receiving the shaped signals (F1, F2) originating from the two photoreceptors (35, 36), and measuring and totalizing the travel times (ti) bubbles or drips (42) of the dispersed phase between the ends (28,29) of the two optical fibers (23,24)
- des moyens d'affichage (54) de l'aire interfaciale ( t), reliés au troisième compteur-accumulateur (50) - display means (54) of the interfacial area (t), connected to the third accumulator counter (50)
- un comparateur (53) relié aux deux premiers compteurs-accumulateurs (48,49), ainsi qu'aux moyens d'affichage (54) de l'aire interfaciale (w), pour comparer les deux taux de vide déterminés et valider l'affichage de l'aire interfaciale (W) seulement si les deux valeurs comparées sont sensiblement égales.  a comparator (53) connected to the first two accumulator counters (48, 49) and to the display means (54) of the interfacial area (w) for comparing the two determined void rates and validating the displaying the interfacial area (W) only if the two values being compared are substantially equal.
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