FR2623105A1 - Device for measuring or controlling at least one physical characteristic of a fluid contained in a receptacle, such as its mass - Google Patents

Device for measuring or controlling at least one physical characteristic of a fluid contained in a receptacle, such as its mass Download PDF

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Abstract

Device for measuring or controlling at least one physical characteristic of a fluid contained in a receptacle, such as its mass, its density or other parameters, involved in a process to which the fluid is subjected between its entry and its draining. The fluid enters a vessel 1 provided with stirring means 2, 3 and its mass is determined from the pressure measured within the fluid by a differential sensor 9. Measurement signals are applied to a programmable digital processing system 15 which, under the control of an operator, is capable of performing particularly calculations of averages so as to determine precisely the mass of the contents and/or to deliver control signals to an abstraction instrument 8 so as to keep precisely constant the mass of the fluid stirred in the receptacle and optionally other control signals. Application to the control of, for example, a fermentation process.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour mesurer ou réguler au moins une caractéristique physique d'un fluide contenu dans un récipient, telle que sa masse par exemple.The subject of the present invention is a device for measuring or regulating at least one physical characteristic of a fluid contained in a container, such as its mass for example.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement bien adapté pour la régulation de la masse d'un liquide soumis à une certaine agitation. C'est Le cas lorsque le liquide est contenu dans une cuve ou un réservoir équipé d'un système de brassage ou bien encore de canalisations pour l'injection à une pression plus ou moins grande d'un gaz nécessaire au déroulement d'un processus de traitement de ce liquide. C'est aussi le cas lorsqu'un processus biologique, chimique ou physico-chimique en cours engendre des gaz au sein du liquide, ce qui provoque des turbulences. Il peut s'agir par exemple d'un processus continu ou discontinu de fermentation produisant de la biomasse, des produits de fermentation et/ou des enzymes, etc.The device according to the invention is particularly well suited for regulating the mass of a liquid subjected to a certain agitation. This is the case when the liquid is contained in a tank or a tank equipped with a stirring system or even pipes for the injection at a greater or lesser pressure of a gas necessary for the progress of a process. processing this liquid. This is also the case when an ongoing biological, chemical or physicochemical process generates gases within the liquid, which causes turbulence. It may, for example, be a continuous or discontinuous fermentation process producing biomass, fermentation products and / or enzymes, etc.

La méthode la plus classique de détermination de la masse d'un liquide par pesée du récipient qui le contient, n'est pas toujours commode à mettre en oeuvre ni particulièrement précise. Les moyens de pesage doivent souvent être inclus des L'origine quand la cuve ou le réservoir est installé. Si le dérouLement d'un processus nécessite l'adjonction d'appareils ou d'équipements non prévus à L'origine, on doit tenir compte de leur masse et modifier le dispositif de tarage associé à ces moyens de pesage.The most conventional method of determining the mass of a liquid by weighing the container that contains it, is not always convenient to use or particularly precise. The weighing means must often be included from the origin when the tank or tank is installed. If the progress of a process requires the addition of devices or equipment not originally provided for, we must take their mass into account and modify the taring device associated with these weighing means.

On utilise de préférence une méthode de pesage permettant de mesurer la seule masse du contenu. Pour réguler la masse d'un fluide contenu dans une cuve, on peut envisager de combiner un moyen de mesure de ladite masse avec un ensemble de régulation électronique câblé pour asservir la valeur mesurée à une valeur de consigne fixée par l'opérateur, par des corrections instantanées ou temporisées.A weighing method is preferably used to measure the mass of the contents alone. To regulate the mass of a fluid contained in a tank, it is possible to envisage combining a means of measuring said mass with an electronic regulation assembly wired to control the measured value to a set value set by the operator, by instant or delayed corrections.

Mais un tel système relativement figé se prête mal à une régulation fine qui tienne compte des changements pouvant intervenir dans les conditions opératoires ou bien encore de l'agitation du fluide au cours de certains processus.However, such a relatively fixed system does not lend itself to fine regulation which takes account of the changes that may occur in the operating conditions or even of the agitation of the fluid during certain processes.

o
Par le brevet français n 2.104.926, on connaît un procédé et un dispositif permettant de déterminer ta masse et d'autres grandeurs relatives à un liquide contenu dans une cuve, par mesure de la pression hydrostatique régnant à une profondeur précise de la cuve qui le contient. La pression mesurée est celle d'un gaz sensiblement à la pression du liquide au fond de la cuve. L'équi-pression est obtenue en augmentant la pression du gaz suffisamment pour qu'il remplisse une canalisation qui l'amène au niveau où la mesure doit être effectuée.
o
By French Patent No. 2,104,926, a process and a device are known for determining the mass and other quantities relating to a liquid contained in a tank, by measuring the hydrostatic pressure prevailing at a precise depth of the tank which contains it. The pressure measured is that of a gas substantially at the pressure of the liquid at the bottom of the tank. Equi-pressure is obtained by increasing the pressure of the gas enough to fill a pipeline which brings it to the level where the measurement is to be made.

Un moyen commode de contrôle de la pression consiste à augmenter celle-ci jusqu'à ce que des bulles de gaz s'échappent par l'orifice inférieur de la canalisation. La pression de gaz fait monter du liquide dans une colonne barométrique et un système opto-électronique disposé le long de celle-ci, détermine sa hauteur. Un calculateur est utilisé pour en déduire notamment la masse du contenu de la cuve. Ce dispositif est particulièrement adapté à la surveillance d'une masse liquide relativement calme contenue dans un réservoir.A convenient way to control the pressure is to increase the pressure until gas bubbles escape through the bottom port of the pipeline. The gas pressure causes the liquid to rise in a barometric column and an opto-electronic system placed along it determines its height. A computer is used to deduce in particular the mass of the contents of the tank. This device is particularly suitable for monitoring a relatively calm liquid mass contained in a reservoir.

Le dispositif selon l'invention permet la mesure et/ou la régulation précise d'au moins une caractéristique physique d'un fluide et principalement de sa masse, le fluide étant contenu dans un récipient comportant des moyens pour introduire ledit fluide et des moyens pour le prélever. Le dispositif comporte des moyens pour mesurer au moins une pression régnant au sein du fluide contenu dans le récipient. Il est caractérisé en ce qu'il comporte un système de traitement comprenant un ensemble d'entrée-sortie pourvu de moyens d'acquisition pour numériser des valeurs de ladite pression mesurée à intervalles de temps déterminés, des moyens de calcul programmables pour effectuer une combinaison de plusieurs mesures de la pression, successivement numérisées et déterminer au moins ladite caractéristique physique contenu du fluide dans le récipient.Le système de traitement peut comporter un ensemble d'interface contrôlé par les moyens de calcul, pour commander les moyens de prélèvement, de manière à mesurer ou réguler la caractéristique physique du fluide contenu dans le récipient (et notamment sa masse).The device according to the invention allows the precise measurement and / or regulation of at least one physical characteristic of a fluid and mainly of its mass, the fluid being contained in a container comprising means for introducing said fluid and means for collect it. The device comprises means for measuring at least one pressure prevailing within the fluid contained in the container. It is characterized in that it comprises a processing system comprising an input-output assembly provided with acquisition means for digitizing values of said pressure measured at determined time intervals, programmable calculation means for performing a combination of several pressure measurements, successively digitized and determining at least said physical characteristic content of the fluid in the container. The treatment system can comprise an interface assembly controlled by the calculation means, for controlling the sampling means, so to measure or regulate the physical characteristic of the fluid contained in the container (and in particular its mass).

Le dispositif comporte par exemple un capteur différentiel pour mesurer la différence de pression régnant entre au moins deux emplacements différents du récipient, l'un au moins de ces emplacements se trouvant au sein du fluide, les moyens de prélèvement comportent une vanne à débit modulable et les moyens de calcul sont adaptés à engendrer pour cette vanne, un signal de commande variable permettant la régulation de tadite caractéristique physique du fluide dans le récipient. Si La caractéristique physique recherchée est la masse du fluide, le second emplacement de mesure est hors du fluide.The device comprises for example a differential sensor for measuring the pressure difference prevailing between at least two different locations of the container, at least one of these locations being within the fluid, the sampling means comprise a valve with adjustable flow and the calculation means are adapted to generate for this valve, a variable control signal allowing the regulation of tadite physical characteristic of the fluid in the container. If the physical characteristic sought is the mass of the fluid, the second measurement location is outside the fluid.

S'it s'agit de sa densité, le second emplacement est aussi au sein du fluide. If it is its density, the second location is also within the fluid.

L'utilisation d'un système de traitement contrôlé par des moyens de calcul programmables auxquels les signaux d'un capteur de pression sont appliqués directement, autorise une sélection des valeurs mesurées et des calculs de moyennes sur un temps plus ou moins long, d'ou il résulte une détermination très précise de la masse de fluide notamment et ceci même lorsque ce fluide est agité par brassage ou dégagement gazeux, et une régulation très fine. Le système de traitement employé est adapté en outre à une adaptation rapide et précise du dispositif à tout changement des conditions opératoires ou éventuellement à un nouveau processus. Avec le dispositif selon l'invention, on évite l'utilisation d'un moyen de mesure de pression opto-électronique d'un côut relativement élevé.On peut noter également que le système de traitement permet de gérer éventuellement plusieurs boucles de régulation différentes du fait qu'il inclut un ensemble d'acquisition et un ensemble d'entrée-sortie susceptibles de recevoir ou d'émettre plusieurs signaux de mesure ou de contrôle.The use of a processing system controlled by programmable calculation means to which the signals from a pressure sensor are applied directly, allows a selection of the measured values and averaging calculations over a more or less long time, from or it results in a very precise determination of the mass of fluid in particular and this even when this fluid is agitated by stirring or gas evolution, and very fine regulation. The treatment system used is further adapted to a rapid and precise adaptation of the device to any change in operating conditions or possibly to a new process. With the device according to the invention, the use of a relatively high cost opto-electronic pressure measurement means is avoided. It may also be noted that the processing system makes it possible to possibly manage several different regulation loops of the fact that it includes an acquisition set and an input-output set capable of receiving or emitting several measurement or control signals.

D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaitront mieux à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés où - la figure 1 montre le dispositif associé à une cuve de fermentation
par exemple, - la figure 2 montre un schéma synoptique du système de régulation, et - la figure 3 représente un exemple d'algorithme suivi pour réguler la
masse contenu dans la cuve.
Other characteristics and advantages of the device according to the invention will appear better on reading the following description of an embodiment given by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 shows the device associated with a fermentation tank
for example, - Figure 2 shows a block diagram of the regulatory system, and - Figure 3 shows an example of an algorithm followed to regulate the
mass contained in the tank.

Le dispositif est associé par exemple à une cuve de fermentation 1 pourvue de moyens de brassage comportant des pales 2 entrainées en rotation par un moteur électrique. La cuve 1 est reliée par une canalisation 4 à un réservoir 5 contenant un mélange liquide à transformer par fermentation. Il peut s'agir notamment de produire une biomasse par un processus continu ou discontinu pour en extraire différentes substances telles que des enzymes ou bien encore par exemple de produire des alcools, de l'éthanol notamment à partir de plantes sucriers ou de céréales. Un élément de contrôle d'injection 6 permet le transfert du mélange liquide dans la cuve. Des moyens de prélevement comportant une canalisation 7 connectée à la base de la cuve et fermée par un organe de prélèvement 8, une vanne de soutirage par exemple, permettent d'extraire du liquide après un temps de fermentation déterminé. Ce temps de séjour qu'il est nécessaire de connaitre par exemple pour optimiser la croissance des micro-organismes dans la cuve par fermentation, est determiné notamment par le rapport de la masse du mélange liquide dans la cuve au débit de liquide qui y est injecté.The device is associated for example with a fermentation tank 1 provided with stirring means comprising blades 2 driven in rotation by an electric motor. The tank 1 is connected by a pipe 4 to a tank 5 containing a liquid mixture to be transformed by fermentation. It may especially be a question of producing a biomass by a continuous or discontinuous process in order to extract different substances from it such as enzymes or even for example of producing alcohols, ethanol in particular from sugar plants or cereals. An injection control element 6 allows the transfer of the liquid mixture into the tank. Sampling means comprising a pipe 7 connected to the base of the tank and closed by a sampling member 8, a withdrawal valve for example, make it possible to extract the liquid after a determined fermentation time. This residence time, which it is necessary to know for example to optimize the growth of microorganisms in the tank by fermentation, is determined in particular by the ratio of the mass of the liquid mixture in the tank to the flow rate of liquid which is injected there. .

A la cuve du fermenteur, est associée un dispositif pour déterminer avec précision la masse du mélange en cours de fermentation, par le procédé connu en soi de mesure de la surpression régnant au sein dudit mélange en un emplacement déterminé dans la partie inférieure de la cuve.Associated with the fermenter tank is a device for determining precisely the mass of the mixture being fermented, by the method known per se for measuring the excess pressure prevailing within said mixture at a determined location in the lower part of the tank. .

Le dispositif comporte un ensemble capteur de pression différentiel 9 (un capteur à membrane métallique par exemple) connecté à une première canalisation 10 plongeant dans le mélange liquide. Son extrêmité inférieure ouverte se trouve sensiblement au niveau du fond de la cuve. Le capteur 9 est également connecté à une seconde canalisation débouchant dans la partie haute de la cuve bien au-dessus du niveau du liquide.Le capteur de pression différentielle 9 mesure donc la pression exercée par une colonne de liquide de hauteur H (distance entre l'extrémité inférieure de la canalisation 10 et la surface du liquide) et de densité d et le traduit- sous la forme d'un signal êlectrique. La masse du mélange est directement proportionnelle à la différence de pression mesurée par le capteur, le coefficient de proportionnalité dépendant de la section de la cuve 1.The device comprises a differential pressure sensor assembly 9 (a metal membrane sensor for example) connected to a first pipe 10 immersed in the liquid mixture. Its open lower end is located substantially at the bottom of the tank. The sensor 9 is also connected to a second pipe opening into the upper part of the tank well above the liquid level. The differential pressure sensor 9 therefore measures the pressure exerted by a column of liquid of height H (distance between l the lower end of the pipe 10 and the surface of the liquid) and of density d and translates it into the form of an electrical signal. The mass of the mixture is directly proportional to the pressure difference measured by the sensor, the proportionality coefficient depending on the section of the tank 1.

La différence de pression est mesurée par la méthode dite du "bullage", Une source de gaz sous une pression variable 12 est reliée à la canalisation 10 par une canalisation 13 portant un débitmètre 14.The pressure difference is measured by the so-called "bubbling" method. A source of gas under variable pressure 12 is connected to the pipe 10 by a pipe 13 carrying a flow meter 14.

Du gaz est- injecté dans La canalisation 13 et l'on augmente sa pression d'injection suffisamment pour que des bulles s'échappent dans le mélange liquide par l'extrêmité inférieure de la canalisation 10.Gas is injected into the line 13 and its injection pressure is increased enough for bubbles to escape into the liquid mixture through the lower end of the line 10.

Le faible débit de gaz est mesuré par le débitmètre 14. Le capteur de pression différentiel mesure donc la pression d'un gaz sensiblement en équi-pression avec le liquide au fond de la cuve. La canalisation 11 est facultative si la pression au-dessus du liquide est constamment égale à la pression atmosphérique du fait par exemple que la partie supérieure de la cuve communique avec l'extérieur. Les signaux de mesure délivrés par le capteur sont soit une tension électrique soit un courant électrique proportionnel à la surpression mesurée.The low gas flow is measured by the flow meter 14. The differential pressure sensor therefore measures the pressure of a gas substantially in equi-pressure with the liquid at the bottom of the tank. Line 11 is optional if the pressure above the liquid is constantly equal to atmospheric pressure, for example because the upper part of the tank communicates with the outside. The measurement signals delivered by the sensor are either an electric voltage or an electric current proportional to the measured overpressure.

Le dispositif comporte également un système de traitement 15 assurant notamment le contrôle de la masse totale du mélange liquide dans la cuve à partir des signaux délivrés par le capteur de pression différentiel 9 et par le débitmètre 14.The device also includes a processing system 15 ensuring in particular the control of the total mass of the liquid mixture in the tank from the signals delivered by the differential pressure sensor 9 and by the flow meter 14.

Le système de traitement 15 comporte (fig.2) un calculateur 16 à microprocesseur communiquant avec un faisceau de conducteurs 17 que l'on désigne habituellement par bus. Par l'intermédiaire de celui-ci, il communique avec un bloc de mémorisation 18, avec un clavier de commande 19 par l'intermédiaire d'une carte ou interface 20 de gestion du clavier et avec un ensemble d'entrée- sortie 21. Cet ensemble comporte un multiplexeur 22 aux entrées duquel sont appliqués les signaux délivrés par les capteurs. Il s'agit de courants et/ou de tensions électriques traduisant chaque différence de pression mesurée par l'ensemble capteur différentiel 9. Le signal analogique issu du multiplexeur 22, est appliqué à un convertisseur analogique-numérique 23 connecté au bus 17.L'ensemble 21 comporte également une carte d'interface 24 permettant l'interconnexion du bus 17 à un organe d'affichage alpha-numérique 25. Une carte de sortie (ou port) 26 communiquant avec le bus 17, comporte des voies de sortie pour les signaux de régulation engendrés par le calculateur 16 en réponse aux signaux de mesure de pression. Une première sortie 1 communique avec un bloc d'amplification 27. Celui-ci délivre un courant électrique de commande de la vanne de soutirage 8 (fig.1) en fonction du signal présent à la sortie 01. Un élément de temporisation 28, tel qu'un monostable, est interposé entre la sortie 01 et le bloc d'amplification 27, pour limiter la durée maximale du signal de commande appliqué à la vanne de soutirage. The processing system 15 comprises (FIG. 2) a computer 16 with a microprocessor communicating with a bundle of conductors 17 which is usually designated by bus. By means of this, it communicates with a storage block 18, with a control keyboard 19 by means of a card or interface 20 for managing the keyboard and with an input-output assembly 21. This assembly comprises a multiplexer 22 at the inputs of which the signals delivered by the sensors are applied. These are electric currents and / or voltages translating each pressure difference measured by the differential sensor assembly 9. The analog signal from the multiplexer 22 is applied to an analog-digital converter 23 connected to the bus 17. assembly 21 also includes an interface card 24 allowing the interconnection of the bus 17 to an alpha-digital display member 25. An output card (or port) 26 communicating with the bus 17, includes output channels for the regulation signals generated by the computer 16 in response to the pressure measurement signals. A first output 1 communicates with an amplification block 27. The latter delivers an electric current for controlling the withdrawal valve 8 (FIG. 1) as a function of the signal present at the output 01. A timer element 28, such that a monostable, is interposed between the output 01 and the amplification block 27, to limit the maximum duration of the control signal applied to the draw-off valve.

On évite ainsi le blocage de celle-ci en position d'ouverture (pouvant conduire éventuellement à un vidage de la cuve 1 (Fig.1), à la suite d'une anomalie quelconque de fonctionnement du système de regulation).This prevents it from blocking in the open position (possibly leading to emptying of the tank 1 (Fig.1), following any abnormality in the operation of the regulation system).

Une seconde sortie 02 délivre un courant électrique pour un témoin lumineux 29 indicateur de l'ouverture de l'organe de prélèvement 8.A second output 02 delivers an electric current for an indicator light 29 indicating the opening of the sampling member 8.

L'ensemble 21 comporte aussi un convertisseur numérique/analogique 30 connecté au bus 17. Les mots numériques traduisant par exemple les données de masse calculées par le calculateur 16, sont convertis en signaux analogiques pour un dispositif d'enregistrement graphique 31.The assembly 21 also includes a digital / analog converter 30 connected to the bus 17. The digital words translating for example the mass data calculated by the computer 16, are converted into analog signals for a graphic recording device 31.

Le microprocesseur est programmé pour - commander la numérisation des signaux analogiques issus des moyens capteurs 9 avec une période d'échantillonnage déterminée et mémoriser les valeurs des échantillons de signaux successivement numérisés ; et - calculer une valeur moyenne sur un intervalle de temps fixé par l'opérateur.The microprocessor is programmed to - control the digitization of the analog signals from the sensor means 9 with a determined sampling period and store the values of the samples of signals successively digitized; and - calculate an average value over a time interval fixed by the operator.

Il élabore des signaux de régulation et les transmet par le bus 17 à la carte de sortie 26 et le bloc d'amplification 27 de manière à commander l'ouverture de l'organe de prélèvement 8. On choisit par exemple une vanne du type tout-ou-rien dont le débit moyen ne dépend que de sa durée d'ouverture. Le microprocesseur régule La masse liquide contenue dans la cuve 1 en adaptant la durée de soutirage de l'électrovanne, à la fois aux caractéristiques de celle-ci à la cadence de mesure imposée par l'opérateur, et au débit d'introduction du mélange liquide dans la cuve. Il applique un signal en créneau de durée appropriée et de période de répétition constante, ou bien de durée constante mais avec une période de répétition variable, ou bien encore un signal combiné ou durée et période de répétition sont ajustables. La durée minimale est fixée par exemple à 0,5 seconde.It develops regulation signals and transmits them by the bus 17 to the output card 26 and the amplification block 27 so as to control the opening of the sampling member 8. We choose for example a valve of the all type -or-nothing, the average flow rate of which only depends on its duration of opening. The microprocessor regulates the liquid mass contained in the tank 1 by adapting the duration of withdrawal of the solenoid valve, both to the characteristics of the latter to the measurement rate imposed by the operator, and to the rate of introduction of the mixture. liquid in the tank. It applies a time slot signal of appropriate duration and constant repetition period, or of constant duration but with a variable repetition period, or else a combined signal or duration and repetition period are adjustable. The minimum duration is fixed for example at 0.5 seconds.

Les signaux de régulation dépendent d'une- valeur moyenne de la surpression mesurée sur un intervalle de temps qui peut être choisi plus ou moins long suivant les conditions du processus à contrôler. On constate en effet que l'agitation à laquelle le mélange liquide est soumis par les moyens de brassage de la cuve, crée des surpressions instantanées non significatives d'une augmentation de la masse.The regulation signals depend on an average value of the overpressure measured over a time interval which can be chosen to be shorter or longer depending on the conditions of the process to be controlled. It is found in fact that the agitation to which the liquid mixture is subjected by the means of stirring the tank, creates instantaneous overpressures that are not significant of an increase in mass.

Le calculateur 16 effectue donc un tri parmi les échantillons de signaux délivrés par le convertisseur 23 (C.A.N), pour éliminer ceux dont l'écart par rapport à la tension moyenne est trop important. Par l'intermédiaire du clavier de commande 19, l'opérateur fixe les paramètres à suivre pour effectuer le tri, il impose par exemple - la valeur de consigne à laquelle on veut maintenir la différence de pression mesurée ; - la plage de régulation fixée en pourcentage par rapport à la valeur de consigne entre les limites de laquelle on tolère une variation de la différence de pression ; - les seuils d'écrêtage haut et bas au-dessus ou en-dessous desquels les échantillons de pression sont rejetés comme non significatifs ; et - l'intervalle de temps durant lequel la moyenne des valeurs d'échantillons significatifs doit être effectuée.The computer 16 therefore performs a sorting among the samples of signals delivered by the converter 23 (C.A.N), to eliminate those whose deviation from the average voltage is too large. Via the control keyboard 19, the operator sets the parameters to be followed in order to perform the sorting, for example it imposes - the setpoint at which it is desired to maintain the measured pressure difference; - the regulation range set as a percentage relative to the setpoint between the limits of which a variation in the pressure difference is tolerated; - the high and low clipping thresholds above or below which the pressure samples are rejected as not significant; and - the time interval during which the average of the values of significant samples must be taken.

En outre, l'opérateur détermine l'échelle de mesure de pression en fonction du capteur différentiel utilisé et de sa sensibilité qui peut varier selon les cas dans la gamme de O à 1 mV pour les variations fines ou dans une gamme beaucoup plus large (de O à plusieurs bars éventuellement) pour les très grandes cuves. Il commande le multiplexeur 22 de manière à choisir la nature du signal traduisant la différence de pression soit une tension ( de O à 10 v) soit un courant électrique (de 4 à 20 mA par exemple). L'algorithme suivant lequel sont conduits par exemple les opérations de régulation est représenté à la figure 3.In addition, the operator determines the pressure measurement scale according to the differential sensor used and its sensitivity which can vary depending on the case in the range from 0 to 1 mV for fine variations or in a much wider range ( from O to several bars if necessary) for very large tanks. It controls the multiplexer 22 so as to choose the nature of the signal translating the pressure difference either a voltage (from 0 to 10 v) or an electric current (from 4 to 20 mA for example). The algorithm according to which the control operations are carried out, for example, is shown in FIG. 3.

Avec le dispositif selon l'invention et en dépit de l'agitation à laquelle le liquide est soumis, on arrive à réguler sa masse avec une précision pouvant atteindre 0,1% du fait des tris et des traitements numériques divers éventuels opérés sur les échantillons de signaux de pression.With the device according to the invention and despite the agitation to which the liquid is subjected, it is possible to regulate its mass with an accuracy of up to 0.1% due to the sorting and possible various digital processing carried out on the samples. pressure signals.

L'emploi d'un système de traitement contrôlé par un calculateur programmable, permet une adaptation rapide et précise du dispositif à tout changement des conditions opératoires : modification de la masse liquide (et donc des valeurs de consigne) ou des tolérances de régulation, injection de gaz à une pression plus ou moins forte intervenant dans certains types de processus et qui rend nécessaire une modification des paramètres etc. Le dispositif selon l'invention peut donc être facilement adapté à toute installation existante.The use of a treatment system controlled by a programmable computer allows rapid and precise adaptation of the device to any change in operating conditions: modification of the liquid mass (and therefore of the set values) or of the regulation tolerances, injection of gas at a more or less high pressure intervening in certain types of process and which makes it necessary to modify the parameters etc. The device according to the invention can therefore be easily adapted to any existing installation.

L'ensemble d'acquisition peut comporter des entrées pour d'autres signaux. On peut utiliser par exemple un débitmètre 14 (Fig.1) délivrant un signal proportionnel à son débit et échantillonner ce signal. L'opérateur a la faculté d'imposer également une valeur de cpnsigne et des paramètres de régulation au calculateur 16 qui engendre aussi un signal de commande, convenablement mis en forme par l'ensemble d'interface 21, pour contrôler la pression délivrée par la source de gaz sous pression 12. La pression à l'extrêmité inférieure de la canalisation 10 peut ainsi être maintenue sensiblement égale à la pression du mélange liquide au bas de la cuve.The acquisition set can include inputs for other signals. One can use for example a flowmeter 14 (Fig.1) delivering a signal proportional to its flow and sample this signal. The operator is also able to impose a value of cpnsigne and regulation parameters on the computer 16 which also generates a control signal, suitably shaped by the interface assembly 21, to control the pressure delivered by the pressurized gas source 12. The pressure at the lower end of the pipe 10 can thus be maintained substantially equal to the pressure of the liquid mixture at the bottom of the tank.

On ne sortirait pas du cadre de l'invention en appliquant à l'ensemble d'acquisition d'autres signaux traduisant d'autres variables. L'une d'entre elles peut être par exemple la différence de pression mesurée entre deux emplacements immergés situés à deux profondeurs différentes dont l'écart h (Fig.1) est connu avec précision, de manière à calculer la densité du mélange liquide et ses variations au cours du processus en cours, en effectuant les pondérations et moyennes déjà décrites.We would not go beyond the scope of the invention by applying to the acquisition set other signals translating other variables. One of them may be, for example, the pressure difference measured between two submerged locations located at two different depths, the difference h (Fig. 1) is known with precision, so as to calculate the density of the liquid mixture and its variations during the current process, using the weights and averages already described.

D'autres signaux peuvent traduire notamment une variation du niveau de la substance dans la cuve et servir, au moyen du système de régulation programmable déjà décrit, à réguler divers paramètres du processus en cours.Other signals can in particular translate a variation in the level of the substance in the tank and serve, by means of the programmable regulation system already described, to regulate various parameters of the process in progress.

On resterait aussi dans le cadre de l'invention en utilisant un organe de prélèvement à débit continu ajustable tel qu'une vanne pneumatique, une pompe, etc. Le micro-processeur est adapté selon le cas à engendrer un signal analogique ou un signal impulsionnel à cadence variable pour commander le débit de l'organe de prélèvement. We would also remain within the scope of the invention by using a sampling device with adjustable continuous flow rate such as a pneumatic valve, a pump, etc. The microprocessor is adapted, depending on the case, to generate an analog signal or a pulse signal at variable rate to control the flow rate of the sampling device.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour mesurer ou réguler au moins une caractéristique physique d'un fluide contenu dans un récipient (1), telle que sa masse, le récipient étant pourvu de moyens (4-6) pour introduire ledit fluide et de moyens (7-8) pour le prélever, le dispositif comprenant des moyens capteurs (9) pour mesurer au moins une pression régnant au sein du fluide contenu dans le récipient et étant caractérisé en ce qutil comporte un système de traitement (1-5) comprenant un ensemble d'entrée-sortie (21) pourvu de moyens d'acquisition (22-23) pour numériser des valeurs de ladite pression mesurées à intervalles de temps déterminés, des moyens de calcul programmables (16-17) pour effectuer une combinaison de plusieurs mesures de ladite pression successivement numérisées et déterminer ladite caractéristique physique du fluide contenu dans le récipient.1 - Device for measuring or regulating at least one physical characteristic of a fluid contained in a container (1), such as its mass, the container being provided with means (4-6) for introducing said fluid and means (7- 8) for sampling, the device comprising sensor means (9) for measuring at least one pressure prevailing in the fluid contained in the container and being characterized in that it comprises a treatment system (1-5) comprising a set of input-output (21) provided with acquisition means (22-23) for digitizing values of said pressure measured at determined time intervals, programmable calculation means (16-17) for performing a combination of several measurements of said pressure successively digitized and determine said physical characteristic of the fluid contained in the container. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de traitement (15) comporte un ensemble d'interface (26-27) contrôlé par les moyens de calcul pour commander les moyens de prélèvement (7-8) de manière à réguler Ladite caractéristique physique du fluide contenu dans le récipient.2 - Device according to claim 1, characterized in that the processing system (15) comprises an interface assembly (26-27) controlled by the calculation means for controlling the sampling means (7-8) so as to regulate said physical characteristic of the fluid contained in the container. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens capteurs (9) comportent au moins un capteur différentiel pour mesurer la différence de pression régnant entre au moins deux emplacements différentes du récipient, l'un au moins de ces emplacements se trouvant au sein du fluide, les moyens de prélèvement (7-8) comportent une vanne à débit modulable et Les moyens de calcul (16) sont adaptés à engendrer pour Ladite vanne, un signal de commande variabLe, permettant la régulation de Ladite caractéristique physique du fluide dans Le récipient. 3 - Device according to claim 2, characterized in that the sensor means (9) comprise at least one differential sensor for measuring the pressure difference prevailing between at least two different locations of the container, at least one of these locations being within the fluid, the withdrawal means (7-8) comprise a valve with adjustable flow and the calculation means (16) are adapted to generate for said valve, a variable control signal, allowing the regulation of said physical characteristic of the fluid in the container. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, comportant une source de gaz (12) délivrant du gaz au sein du fluide à une pression suffisante pour assurer un débit faible et un élément de mesure (14) du débit de gaz, caractérisé en ce que l'élément de mesure du débit comprend un débitmètre produisant un signal dépendant du débit mesuré et des moyens pour appliquer ledit signal aux moyens d'acquisition (22-23), les moyens de calcul programmables (16-17) étant adaptés à engendrer un signal permettant de réguler la pression délivrée par la source de gaz à une valeur sensiblement égale à la valeur mesurée au sein du fluide dans le récipient.4 - Device according to claim 2 or 3, comprising a gas source (12) delivering gas within the fluid at a pressure sufficient to ensure a low flow and a measuring element (14) of the gas flow, characterized in that that the flow measurement element comprises a flow meter producing a signal dependent on the measured flow and means for applying said signal to the acquisition means (22-23), the programmable calculation means (16-17) being adapted to generate a signal for regulating the pressure delivered by the gas source to a value substantially equal to the value measured within the fluid in the container. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens capteurs (9) comportent deux capteurs différentiels pour mesurer au moins deux pressions en deux emplacements distincts du récipient (1) au sein dudit fluide, les signaux traduisant la différence entre les deux pressions étant appliqué auxdits moyens d'acquisition (22-23), de manière à mesurer ou réguler la densité dudit fluide.5 - Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor means (9) comprise two differential sensors for measuring at least two pressures at two separate locations of the container (1) within said fluid, the signals translating the difference between the two pressures being applied to said acquisition means (22-23), so as to measure or regulate the density of said fluid. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens capteurs (9) comportent au moins un capteur différentiel pour mesurer la différence de pression régnant entre au moins deux emplacements différents du récipient, les moyens d'acquisition (22-23) comportant plusieurs entrées, l'une au moins d'entre elles étant connectée aux moyens capteurs (9), l'ensemble d'entrée-sortie (21) incluant également un convertisseur numérique- analogique (30) pour la conversion en signaux analogiques de valeurs déterminées par les moyens de calcul (16-17), ledit convertisseur numérique-analogique étant pourvu d'au moins une sortie pour un élément d'enregistrement (31) et un élément d'interface (24) pour des moyens d'affichage (25).6 - Device according to claim 1, characterized in that the sensor means (9) comprise at least one differential sensor for measuring the pressure difference prevailing between at least two different locations of the container, the acquisition means (22-23) comprising several inputs, at least one of them being connected to the sensor means (9), the input-output assembly (21) also including a digital-analog converter (30) for the conversion into analog signals of values determined by the calculation means (16-17), said digital-analog converter being provided with at least one output for a recording element (31) and an interface element (24) for display means (25). 7 - Dispositif selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que le système de régulation (15), comporte en outre des moyens (19-20) pour l'introduction d'instructions par un opérateur. 7 - Device according to claims 2 and 6, characterized in that the regulation system (15), further comprises means (19-20) for the introduction of instructions by an operator. 8 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que8 - Device according to claim 2, characterized in that L'ensemble d'interface (26-27) comporte un élément de sécurité (28) pour limiter la durée maximale d'application aux moyens de prélèvement, des signaux de commande engendrés par les moyens de calcul (16-17).The interface assembly (26-27) comprises a security element (28) for limiting the maximum duration of application to the sampling means, control signals generated by the calculation means (16-17). 9 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (22-23) comportent plusieurs entrées, L'une au moins de celles-ci étant connectée à un élément de mesure d'un autre paramètre.9 - Device according to claim 1 or 2 characterized in that the acquisition means (22-23) comprise several inputs, at least one of these being connected to a measurement element of another parameter. 10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit élément de mesure est un débitmètre (14). 10- Device according to claim 9, characterized in that said measuring element is a flow meter (14).
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