FR2651318A2

FR2651318A2 - Ensemble perfectionne de detection et de mesure de la pression et de la temperature dans un fluide sous pression.

Info

Publication number: FR2651318A2
Application number: FR8911291A
Authority: FR
Inventors: Herzog Jean-Philippe; Mall Horst
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1991-03-01
Anticipated expiration: 2009-08-23
Also published as: FR2651318B2

Abstract

Ensemble perfectionné de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte une liaison fluidique (45) entre les deux cellules de mesure (10) et (11), ouvrable et obturable sélectivement à distance par un organe (48) d'ouverture-obturation fluidique commandable à distance, ledit organe étant commandé momentanément ou périodiquement et agissant également sur l'un des conduits de liaison (8) ou (9) entre l'une ou l'autre des cellules (10) ou (11) et la conduite (5) à surveiller ou étant complété par un organe fluidique distinct (47) commandé en inverse présent dans l'un des conduits (8) ou (9). Cette invention intéresse les fabricants de capteurs et sondes sensibles à la pression ou à la température.

Description

La présente invention se rapporte à un perfectionnement à l'ensemble de détection et de mesure simultanées de la pression et de la température dans un fluide sous pression, notamment en mouvement, selon lequel on met les chambres de mesure en communication de pression pour effectuer, momentanément ou périodiquement, une mise à zéro.

Selon la première revendication du brevet principal, l'ensemble de détection et de mesure simultanées des valeurs de la pression et de la température dans un fluide sous pression, notamment en mouvement est carac terisé en ce qu'il se compose de deux cellules de mesure, en communication chacune par un conduit, avec un milieu renfermant un fluide au niveau d'un point de mesure, chaque point de mesure étant situé à un niveau de pression différent, en ce qu'il se compose de deux couples de deux fibres optiques, chaque couple comprenant deux fibres de mesure, chaque fibre de chaque couple traversant la cellule correspondante par un enroulement, et en ce que dans lesdites fibres est injecté, à l'une de leurs extrémités, un faisceau de lumière cohérente, les extrémités de chaque couple de fibres optiques étant disposées en mode interférentiel et observées par un détecteur optique constituant ainsi deux voies de détection et de mesure en vue de transmettre à un calculateur les informations opto-électroniques concernant le défilement des frangeas, lesdites franges résultant de la superposition des deux faisceaux traversant les fibres optiques de chaque couple soumises aux variations de pression et de température pour décorréler et mesurer individuellement les différences de pression et de température entre les deux points de mesure.

On observe avec l'ensemble de mesure selon le brevet principal certains effets de dérive du zéro dus à la pression statique et à d'autres causes qui se superposent telles que les dilatations thermiques de la colle et celles des parois des chambres de pression ainsi que les variations de température et de pression extérieures au niveau des fibres.

Une autre cause de dérive est l'inévitable différence de longueur entre les deux bobines de fibres d'un même couple.

Après un certain temps, les dérives deviennent trop importantes par rapport aux signaux à mesurer et il s' avère nécessaire, pour garder la fidélité et la reproductibilité des mesures, de refaire le niveau zéro du système. Ceci pouvait être obtenu jusqu'a présent en annulant le débit.

Cette méthode présentant beaucoup d'inconvé- nients, on prévoit, selon le présent perfectionnement, de réaliser cette remise à zéro de façon simple et avantageuse.

L'idée générale du présent perfectionnement consiste à effectuer, momentanément ou périodiquement, une remise à zéro du capteur en égalisant les pressions dans les deux cellules de mesure par la simple mise en communication des deux cellules.

Les caractéristiques techniques de l'invention et d'autres avantages sont consignés dans la description qui suit effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue schématique du montage expli
catif de base selon le présent perfectionnement appli
qué à la figure 1 du brevet principal la figure 2 est un schéma d'application du montage
d'utilisation de base mettant en oeuvre un organe
unique d'obturation-ouverture fluidique ;; la figure 3 est une représentation schématique d'un
organe fluidique unique à double effet la figure 4 est un schéma d'un montage à un seul
couple de fibres la figure 5 est un schéma d'un troisième montage d'u
tilisation permettant une application à un réseau de
plusieurs capteurs extensible à un grand nombre de
capteurs
les , figures 6 sont regroupées sous la forme d'une
suite de diagrammes représentant les dérives dans le
temps à partir des commandes de l'organe d'obturation:
- figure 6a : dérive des franges du premier couple
- figure 6b : dérive des franges du deuxième couple
- figure 6c : commande de l'organe d'obturation.

L'idée générale inventive du présent perfectionnement consiste à prévoir une liaison fluidique obturable et ouvrable sur commande à distance entre les deux cellules de mesure et une action inverse d'ouvertureobturation sur au moins une liaison entre une des cellules et la conduite à surveiller en vue d'établir instantanément une différence de pression nulle entre les deux cellules de mesure.

Les moyens généraux employés concernent une liaison fluidique entre les deux cellules de mesure, dans laquelle est insérée une électrovanne. Au moins une autre électrovanne commandée en inverse est prévue dans l'une ou l'autre liaison de communication entre chaque cellule et la conduite où s'écoule le fluide à surveiller.

Avantageusement, des actions inverses exercées sur les deux liaisons fluidiques seront effectuées par un organe unique de commutation fluidique à double effet dont l'élément mobile pourra réaliser simultanément une ouverture par l'une de ses extrémités et une fermeture par son extrémité opposée respectivement dans la liaison fluidique intercellule et dans la liaison fluidique entre l'une ou l'autre cellule et la conduite à surveiller.

Pour des raisons de commodité, on adoptera ci-après et dans les dessins, pour les mêmes éléments, les mêmes références que celles existant dans le brevet principal.

Plus précisément, en référence aux figures, on prévoit une liaison fluidique 45 entre les cellules 10 et 11 de mesure reliées chacune respectivement par les conduits 8 et 9 aux points de mesure 2 et 3 dans le milieu 1. On mesure, par exemple, la différence de pression et de température entre les deux points 2 et 3 dans le fluide 4 sous pression en écoulement dans la conduite 5.

Selon l'invention, la liaison fluidique 45 entre les cellules est équipée d'un organe fluidique d'obturation et d'ouverture séquentielles tel que 46, par exemple une électrovanne commandable à distance. Au moins un des conduits 8 ou 9 comporte également un organe fluidique d'obturation-ouverture tel que 47, fonctionnant ou commandé en inverse à l'électrovanne 46.

De façon avantageuse, il s'avère possible, comme représenté schématiquement sur la figure 3, de réaliser les fonctions d'ouverture-obturation par un seul organe 48 de commutation fluidique en ouverture-obturation. Cet organe possède un élément mobile 49 d'ouvertureobturation dont une extrémité 50 agit au niveau de la liaison 45 et dont une autre extrémité 51 obture ou libère un des conduits 8 ou 9 de liaison entre l'une ou l'autre des cellules et la conduite à surveiller 5.

Cet élément mobile 49 fonctionne à la manière d'un va et vient entre deux sièges 52 et 53 tel un double clapet 54 et permet donc de remplir la double fonction d'ouverture-obturation à deux niveaux différents, c'est-à-dire sur deux voies différentes.

On retrouve les mêmes éléments de mesure et d'analyse du brevet principal, à savoir : un laser 22 dont le faisceau émis est injecté dans chaque couple de fibres optiques 16 ou 17 des deux fibres 18, 19 et 20, 21 dont les extrémités sont regroupées par le dispositif d'orientation 34 et observées par le détecteur optique 27, par exemple à une seule barette d'éléments photosensibles ponctuels.

Ce montage est complété par une horloge 55 en liaison avec le calculateur et l'unité de commande 23, en vue de la commande séquentielle de l'organe fluidique unique 48 ou des organes fluidiques 46 et 47 d'ouverture-obturation.

Un autre montage représenté sur la figure 4 procède du même principe, mais concerne un montage simplifié qui met en oeuvre seulement un couple d'une seule fibre permettant aussi, grâce à la mise en communication périodique des deux cellules, de s'affranchir des variations de la température et des dérives. En raison de l'existence d'un seul couple d'enroulements 56 et 57 de fibres, il ne nécessite qu'un seul montage inter féromêtrique de mesure.

La figure 5 représente un montage plus général permettant de surveiller et de mesurer successivement et périodiquement les variations de température et de pression dans plusieurs conduites.

Il suffit de monter les enroulements en série et l'organe fluidique de chaque couple de cellules de mesure sera commandé séquentiellement et périodiquement à partir d'une horloge unique multivoies 58 en liaison avec l'unité 23.

Ce montage peut être étendu à un nombre important de couples de cellules de mesure formant un capteur et de conduites à surveiller, sa seule limite étant celle de la capacité de gestion et de contrôle de l'unité 23.

On a représenté sur la figure 5 une suite indéfinie de A,B...N d'ensembles capteurs-conduites afin d'illustrer les grandes possibilités d'extension du système.

On peut se rendre compte des dérives des franges correspondant aux cellules en se référant aux figures 6.

Afin de s'affranchir des dérives du zéro dans le temps, dans l'une et l'autre des cellules de mesure, on effectue périodiquement une remise à zéro des pressions dans les deux cellules en les mettant en communication fluidique.

Les figures 6 ont pour but de visualiser dans le temps (variable "t") les dérives des franges et du zéro dans l'une et l'autre cellule à partir d'une commande periodique CP de l'organe fluidique d'ouvertureobturation.

Les amplitudes des dérives des franges dans les première et deuxième cellules dR1 et dR2 sont représentées par des flèches verticales tandis que les dérives du zéro sont représentées par des lignes pointillées et des flèches courbes illustrant l'angle de dérive par rapport à l'horizontale.

La dérive des franges, due aux effets précédemment mentionnés, peut donc, selon le présent perfectionnement, être compensée périodiquement pour une plus grande justesse et précision des mesures.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un passage fluidique (45) entre les deux cellules de mesure (10) et (11), ouvrable et obturable sélectivement à distance par un organe d'ouverture-obturation fluidique commandable à distance, ledit organe étant commandé momentanément ou périodiquement et agissant également sur l'un des conduits de liaison (8) ou (9) entre l'une ou l'autre des cellules (10) ou (11) et la conduite (5) à surveiller ou étant complété par un organe fluidique distinct (47) commandé en inverse.

2. Ensemble de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les organes d'obturation fluidique est ou sont une ou des électrovannes.

3. Ensemble de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe d'obturation fluidique est unique (48).

4. Ensemble de detection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (49) d'obturation-ouverture de l'électrovanne est commun au passage fluidique (45) entre les deux cellules et à l'un des conduits (8) ou (9) entre l'une ou l'autre des cellules et la conduite à surveiller (5).

5. Ensemble de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une des extrémités de l'élément d'obturation-ouverture (49) de l'électrovanne obture le passage fluidique (45) tandis que son autre extrémité ouvre le conduit entre l'une ou l'autre des cellules (10) ou (11) et la conduite (5) à surveiller ou inversement.

6. Ensemble selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'organe fluidique est commandé par une horloge (55) en liaison avec une unité de calcul et de commande (23).

7. Ensemble de détection et de mesure de la pression et de la température dans un fluide sous pression selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que chaque capteur formé de deux cellules de mesure ne comporte qu'un seul couple de deux fibres.

8. Ensemble selon la revendication 6 caractérise en ce que les capteurs sont individuels en une suite linéaire, traversés par des enroulements en série et exploités par une seule unité (23), lesdits organes fluidiques étant commandés successivement par une horloge unique (56)