FR2763687A1 - Device for measuring mass of flowing liquid or paste, used especially in the food industry - Google Patents

Device for measuring mass of flowing liquid or paste, used especially in the food industry Download PDF

Info

Publication number
FR2763687A1
FR2763687A1 FR9706298A FR9706298A FR2763687A1 FR 2763687 A1 FR2763687 A1 FR 2763687A1 FR 9706298 A FR9706298 A FR 9706298A FR 9706298 A FR9706298 A FR 9706298A FR 2763687 A1 FR2763687 A1 FR 2763687A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
impedance
pipe
transducer
transformer
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9706298A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2763687B1 (en
Inventor
Yves Mevel
Jean Paul Longuemard
Max Mastail
Jean Luc Vallet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER)
Original Assignee
Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER) filed Critical Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER)
Priority to FR9706298A priority Critical patent/FR2763687B1/en
Publication of FR2763687A1 publication Critical patent/FR2763687A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2763687B1 publication Critical patent/FR2763687B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/018—Impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/022—Liquids
    • G01N2291/0224—Mixtures of three or more liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02416—Solids in liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver

Abstract

The device can measure the mass of a fluid flowing through a pipe (7) on which an ultrasound emitter (8) is placed. A control module (9) commands the emitter while a receiver (10) detects the signal and transmits it to a processing module (11). A piezoelectric transducer (12) is placed inside the pipe along its axis and connected to an exterior generator (14). An impedance measuring device (15) is connected to the processing module which calculates the fluid mass.

Description

La présente invention concerne un procédé pour déterminer la masse volumique d'un produit pâteux ou liquide qui s'écoule en continu dans une conduite. The present invention relates to a method for determining the density of a pasty or liquid product which flows continuously in a pipe.

Dans la fabrication d'un grand nombre de produits alimentaires, il est bon de connaître la masse volumique du produit en cours d'élaboration pour agir en temps réel sur le processus de fabrication. Il en est ainsi notamment dans la fabrication de pâtes de poisson au moyen d'extrudeuses. On constate qu'une variation de la vitesse de rotation de la vis de l'extrudeuse entraîne une variation de la densité du produit en sortie de l'extrudeuse. Ainsi, la connaissance en continu de la masse volumique du produit dans la conduite de sortie de l'extrudeuse permettrait de régler la vitesse de rotation de la vis, afin de produire un produit homogène. In manufacturing a large number of food products, it is good to know the density of the product being developed to act in real time on the manufacturing process. This is particularly the case in the manufacture of fish pasta by means of extruders. It can be seen that a variation in the rotational speed of the screw of the extruder causes a variation in the density of the product at the outlet of the extruder. Thus, continuous knowledge of the density of the product in the output pipe of the extruder would adjust the speed of rotation of the screw, to produce a homogeneous product.

Il est déjà connu que l'on peut déterminer la masse volumique p d'un produit en émettant deux types d'ondes dans la matière, des ondes de compressions et des ondes de cisaillement. En mesurant les célérités des ondes de compression et des ondes de cisaillement, on peut obtenir, par corrélation, la masse volumique du produit. Mais ces mesures ne peuvent s'appliquer que dans un milieu poreux saturé en eau, un formage, un alliage, un béton. It is already known that the density p of a product can be determined by emitting two types of waves in the material, compression waves and shear waves. By measuring the celerities of the compressional waves and the shear waves, the density of the product can be obtained by correlation. But these measures can only be applied in a porous medium saturated with water, a forming, an alloy, a concrete.

On a également utilisé des transducteurs piézo-électriques pour détecter des changements d'état de sédiments qui peuvent se transformer en sable fluidisé. Le changement d'état de traduit par une modification franche de l'impédance acoustique du milieu, ce qui entraîne une variation de la charge mécanique appliquée sur la céramique du transducteur et une variation de l'impédance électrique ramenée à la sortie du générateur alimentant le transducteur piézoélectrique. La constatation de la variation de l'impédance électrique ramenée permet de déceler le changement d'état des sédiments. Piezoelectric transducers have also been used to detect changes in sediment conditions that can be transformed into fluidized sand. The change of state of translated by a frank change of the acoustic impedance of the medium, which causes a variation of the mechanical load applied to the ceramic of the transducer and a variation of the electrical impedance brought to the output of the generator feeding the piezoelectric transducer. The observation of the variation of the electrical impedance brought back makes it possible to detect the change of state of the sediments.

Ce procédé fonctionne en tout ou rien et permet uniquement de constater le changement d'état du milieu, mais ne fournit aucune indication sur la masse volumique. This process works in all or nothing and only allows to notice the change of state of the medium, but does not provide any indication on the density.

Ces deux procédés ne peuvent être utilisés pour mesurer la masse volumique de produits tels que les surfines de poissons, qui sont constitués d'un mélange d'eau, air, sels et particules dans lesquels les fibres croisées se gélifient avec l'air emprisonné.  These two methods can not be used to measure the density of products such as fish surfines, which consist of a mixture of water, air, salts and particles in which the crossed fibers gel with trapped air.

Le but de l'invention est de proposer un procédé simple et facile à mettre en oeuvre qui permette de déterminer avec une bonne précision la masse volumique d'un produit pâteux ou liquide qui s'écoule en continu dans une conduite, notamment au cours de l'élaboration de ce produit, afin de pouvoir réagir sur la conduite du processus de fabrication. The object of the invention is to propose a simple and easy to implement method which makes it possible to determine with a good precision the density of a pasty or liquid product which flows continuously in a pipe, in particular during the development of this product, in order to react on the conduct of the manufacturing process.

Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on détermine la célérité CL d'une onde sonore transmise dans le travers de la conduite, l'on détermine l'impédance acoustique Za du produit au moyen d'un transducteur piézo-électrique disposé dans la conduite parallèlement à l'écoulement et alimenté par un générateur électrique et on calcule la masse volumique du produit par la formule
Za = p x CL x S dans laquelle S est la surface d'émission du transducteur piézoélectrique.The method according to the invention is characterized in that it determines the celerity CL of a sound wave transmitted through the pipe, the acoustic impedance Za of the product is determined by means of a piezo transducer -electrical disposed in the pipe parallel to the flow and fed by an electric generator and the density of the product is calculated by the formula
Za = px CL x S where S is the emission surface of the piezoelectric transducer.

On détermine la célérité CL en émettant un train d'ondes par un émetteur d'ultrasons disposé d'un côté de la conduite et en mesurant le temps de retard de la réception de ce train d'ondes par un récepteur disposé de l'autre côté de la conduite. The celerity CL is determined by transmitting a wave train by an ultrasonic transmitter disposed on one side of the pipe and measuring the delay time of the reception of this wave train by a receiver disposed of the other. side of the pipe.

On détermine l'impédance acoustique Za du produit: - en mesurant l'impédance à vide Zv du transducteur à la sortie du générateur, - en mesurant l'impédance en charge Zc du transducteur à la sortie du générateur, -en calculant l'impédance à vide corrigée Zvc à l'entrée du transformateur équivalent audit transducteur par la formule
Zv x Zo
Zvc =
Zo-Zv
Zo étant l'impédance de la capacité statique Co du transducteur au primaire du transformateur, - en calculant l'impédance en charge corrigée Zcc à l'entrée du transformateur équivalent par la formule
Zc x Zo
Zcc =
Zo-Zc -en calculant l'impédance électrique ramenée Zev à l'entrée dudit transformateur équivalent et résultant de l'impédance acoustique Za du milieu, par la formule
Zev = Zcc - Zvc, - en calculant l'impédance acoustique Za par la formule
Za=ZevxN2
N étant le rapport entre le nombre de spires du secondaire dudit transformateur et le nombre de spires du primaire.The acoustic impedance Za of the product is determined by: - measuring the vacuum impedance Zv of the transducer at the output of the generator, - measuring the load impedance Zc of the transducer at the output of the generator, - by calculating the impedance Zvc corrected vacuum at the transformer input equivalent to said transducer by the formula
Zv x Zo
Zvc =
Zo-Zv
Zo being the impedance of the static capacitance Co of the transducer at the primary of the transformer, by calculating the corrected load impedance Zcc at the input of the equivalent transformer by the formula
Zc x Zo
Zcc =
Zo-Zc calculating the electrical impedance Zev brought back to the input of said equivalent transformer and resulting from the acoustic impedance Za of the medium, by the formula
Zev = Zcc - Zvc, - by calculating the acoustic impedance Za by the formula
Za = ZevxN2
N being the ratio between the number of turns of the secondary of said transformer and the number of turns of the primary.

L'invention concerne également un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé. The invention also relates to a device for implementing the method.

Ce dispositif comporte un émetteur d'ultrasons disposé sur une paroi de la conduite, un récepteur d'ultrasons disposé en regard de l'émetteur sur la paroi opposée de la conduite, un organe de commande de l'émetteur, un transducteur piézo-électrique disposé dans un plan contenant l'axe de la conduite, un générateur électrique connecté au transducteur, un organe de mesure de l'impédance en sortie du générateur, et un organe de calcul et de commande relié à l'organe de commande de l'émetteur, au récepteur d'ultrasons, au générateur électrique et à l'organe de mesure de l'impédance. This device comprises an ultrasonic transmitter disposed on a wall of the pipe, an ultrasonic receiver arranged opposite the emitter on the opposite wall of the pipe, a control member of the transmitter, a piezoelectric transducer disposed in a plane containing the axis of the pipe, an electrical generator connected to the transducer, a device for measuring the impedance at the output of the generator, and a computing and control element connected to the control member of the transmitter, the ultrasonic receiver, the electric generator and the impedance measuring device.

Le transducteur piézo-électrique est avantageusement constitué d'un disque en céramique monté dans un anneau solidaire de la conduite. The piezoelectric transducer is advantageously constituted by a ceramic disk mounted in a ring integral with the pipe.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 montre une extrudeuse de pâte de poisson équipée du dispositif de mesure de la masse volumique de la pâte selon le procédé de l'invention;
la figure 2 montre le schéma équivalent d'un transducteur piézo-électrique à vide;
la figure 3 montre le schéma équivalent d'un transducteur piézo-électrique en charge;
la figure 4 montre les courbes comparatives de la densité de la pâte de poisson et de la variation relative de l'impédance ramenée à l'entrée du transformateur et résultant de l'impédance acoustique de la pâte de poisson dans la conduite, obtenues avec différentes vitesses de rotation en tours par minute de la vis de l'extrudeuse.Other advantages and characteristics of the invention will emerge on reading the following description given by way of example and with reference to the appended drawings in which
Figure 1 shows a fish paste extruder equipped with the device for measuring the density of the dough according to the method of the invention;
Figure 2 shows the equivalent diagram of a vacuum piezoelectric transducer;
Figure 3 shows the equivalent diagram of a piezoelectric transducer under load;
FIG. 4 shows the comparative curves of the density of the fish paste and the relative variation of the impedance brought back to the input of the transformer and resulting from the acoustic impedance of the fish paste in the pipe, obtained with different rotational speeds in revolutions per minute of the screw of the extruder.

La figure 1 montre une extrudeuse 2 qui comporte un cylindre 3 dans lequel tourne une vis 45 entraînée par un moteur 5. Les matières premières entrent dans le cylindre 3 par la goulotte d'entrée 6 et en ressortent sous forme de produits élaborés par la conduite cylindrique 7. FIG. 1 shows an extruder 2 which comprises a cylinder 3 in which a screw 45 driven by a motor 5 rotates. The raw materials enter the cylinder 3 through the inlet chute 6 and come out in the form of products produced by the pipe cylindrical 7.

Dans la paroi de la conduite 7 est montée un émetteur d'ultrasons 8 commandé par l'organe de commande 9. Sur la paroi de la conduite 7 opposée à l'émetteur sonore 8 est montée un récepteur d'ultrasons 10 qui transmet des signaux de réception à l'organe de calcul et de commande 11. Cet organe de calcul 1 1 émet des ordres d'émissions de signaux à l'organe de commande 9. L'organe de calcul 1 1 calcule le temps de retard entre la réception d'un signal par le récepteur d'ultrasons 10 et l'émission d'une onde sonore par l'émetteur 8. Connaissant le diamètre de la conduite 7, l'organe de calcul 1 1 est apte à déterminer la célérité CL de l'onde sonore à travers le produit circulant dans la conduite 7. In the wall of the pipe 7 is mounted an ultrasonic transmitter 8 controlled by the control member 9. On the wall of the pipe 7 opposite the sound transmitter 8 is mounted an ultrasonic receiver 10 which transmits signals at reception to the calculation and control unit 11. This calculation unit 11 sends commands for sending the signals to the control member 9. The calculation unit 11 calculates the delay time between the reception a signal from the ultrasound receiver 10 and the emission of a sound wave by the transmitter 8. Knowing the diameter of the pipe 7, the calculating member 1 1 is able to determine the speed of the CL of the sound wave through the product flowing in the pipe 7.

La référence 12 représente un transducteur piézo-électrique, réalisé sous la forme d'un disque en céramique mince monté dans un anneau ou une plaque montée solidaire de la conduite 7. Ce transducteur 12 est disposé sensiblement dans l'axe de la conduite 7. The reference 12 represents a piezoelectric transducer, made in the form of a thin ceramic disc mounted in a ring or a plate integral with the pipe 7. This transducer 12 is disposed substantially in the axis of the pipe 7.

I1 est relié électriquement à un générateur électrique 14 disposé à l'extérieur de l'extrudeuse 2. La référence 15 désigne un organe de mesure de l'impédance Z à la sortie du générateur 14. L'organe de mesure de l'impédance Z 15 et le générateur 14 sont reliés à l'organe de calcul 11, afin que ce dernier reçoive en continu la valeur de l'impédance Z mesurée et commande le générateur, afin que ce dernier émette des signaux à la fréquence de résonance du transducteur. It is electrically connected to an electric generator 14 disposed outside the extruder 2. The reference 15 designates a device for measuring the impedance Z at the output of the generator 14. The measuring device for the impedance Z 15 and the generator 14 are connected to the computing unit 11, so that the latter continuously receives the value of the measured impedance Z and controls the generator, so that the latter emits signals at the resonant frequency of the transducer.

Comme cela sera expliqué plus en détail plus loin, l'organe de calcul 1 1 détermine l'impédance acoustique Za du milieu dans la conduite 7 en fonction de la valeur de l'impédance Z fournie par l'organe de mesure d'impédance 15. As will be explained in more detail below, the calculator 1 1 determines the acoustic impedance Za of the medium in the pipe 7 as a function of the value of the impedance Z supplied by the impedance measuring member 15. .

Connaissant la célérité CL des ondes sonores dans le produit élaboré circulant dans la conduite 7 et l'impédance acoustique Za, l'organe de calcul 1 1 est apte à calculer en continu la valeur de la masse volumique g de ce produit. L'organe de calcul 11 peut agir sur un dispositif de réglage 16 de la vitesse de rotation du moteur 5, selon des consignes préétablies, afin de faire en sorte que le produit en sortie de l'extrudeuse 7 soit de qualité homogène. Knowing the celerity CL sound waves in the product developed flowing in the pipe 7 and the acoustic impedance Za, the calculating member 1 1 is able to continuously calculate the value of the density g of this product. The calculating member 11 can act on a device 16 for adjusting the speed of rotation of the motor 5, according to pre-established instructions, so as to ensure that the product output from the extruder 7 is of uniform quality.

Ainsi que cela est connu, l'impédance acoustique Za du milieu dans lequel se trouve le transducteur piézo-électrique 12 est égale, par une unité de surface active du transducteur 12, au produit de la masse volumique p par la célérité CL. As is known, the acoustic impedance Za of the medium in which the piezoelectric transducer 12 is located is equal, by an active surface unit of the transducer 12, to the product of the density p by the celerity CL.

Cette impédance acoustique Za provoque une charge mécanique sur le transducteur qui se traduit par une impédance électrique ramenée Zev à l'entrée du primaire du transformateur équivalent au transducteur. Cette impédance électrique ramenée dépend donc de la masse volumique du produit dans lequel circulent les ondes sonores. This acoustic impedance Za causes a mechanical load on the transducer which results in an electrical impedance Zev brought to the input of the transformer primary equivalent to the transducer. This reduced electrical impedance therefore depends on the density of the product in which the sound waves circulate.

L'impédance Z à la sortie du générateur 14 est donc fonction de l'impédance de la céramique utilisée, de l'impédance liante de couplage et de l'impédance acoustique du milieu contrôlé. Pour un liant de faible épaisseur se comportant comme une lame mince, l'impédance Z comprend essentiellement deux composantes: l'impédance de la céramique et l'impédance du milieu concerné. The impedance Z at the output of the generator 14 is therefore a function of the impedance of the ceramic used, the coupling coupling impedance and the acoustic impedance of the controlled medium. For a thin binder acting as a thin film, the impedance Z essentially comprises two components: the impedance of the ceramic and the impedance of the medium concerned.

Les figures 2 et 3 montrent les schémas équivalents d'un transducteur piézo-électrique respectivement à vide et en charge. Le transducteur 12 est principalement un transformateur électromagnétique chargé par un circuit RLC. I1 est schématisé par un transformateur électrique dont le rapport de spires entre le secondaire et le primaire est N. Une capacité statique Co est disposée entre les bornes du primaire du transformateur. Figures 2 and 3 show the equivalent diagrams of a piezoelectric transducer respectively vacuum and load. The transducer 12 is mainly an electromagnetic transformer charged by an RLC circuit. I1 is shown schematically by an electrical transformer whose secondary / primary turns ratio is N. A static capacitance Co is arranged between the primary terminals of the transformer.

L'impédance caractéristique du transducteur 14 piézo-électrique est définie par l'inductance motionnelle Lm, la capacité motionnelle
Cm et la résistance motionnelle Rm. Les valeurs peuvent être fournies par le constructeur ou établies expérimentalement.The characteristic impedance of the piezoelectric transducer 14 is defined by the motional inductance Lm, the emotional capacity
Cm and the emotional resistance Rm. The values can be provided by the manufacturer or established experimentally.

Zv et Zc sont respectivement les impédances à vide et en charge du transducteur 14 mesurées par l'organe de mesure 15 à la sortie du générateur 14 aux fréquences de résonances.  Zv and Zc are respectively the impedances at no load and in load of the transducer 14 measured by the measuring element 15 at the output of the generator 14 at the resonance frequencies.

Zve et Zcc sont les impédances à l'entrée du primaire du transformateur qui se calculent à partir des impédances Zv et Zc en tenant compte de l'impédance Zo par les formules zv x zo
Zvc = Zo-Zv ZcxZo et Zcc = ---------
Zo-Zc
La différence Zcc - Zvc est l'impédance Zev ramenée au primaire du transformateur, induite par l'impédance acoustique Za du milieu.Zve and Zcc are the impedances at the input of the primary of the transformer which are calculated from the impedances Zv and Zc taking into account the impedance Zo by the formulas zv x zo
Zvc = Zo-Zv ZcxZo and Zcc = ---------
Zo-Zc
The difference Zcc - Zvc is the impedance Zev brought back to the primary of the transformer, induced by the acoustic impedance Za of the medium.

Or, Za = Zev x N2. Le calcul de Zev permet donc de connaître la valeur de Za qui est elle-même égale à p x CL x S en milieu infini,
S étant la surface active du transducteur.Now Za = Zev x N2. The calculation of Zev thus makes it possible to know the value of Za which is itself equal to px CL x S in infinite medium,
S being the active surface of the transducer.

L'organe de calcul 11 est ainsi apte à mesurer la masse volumique du produit circulant dans la conduite 7. The computing device 11 is thus able to measure the density of the product flowing in the pipe 7.

Des mesures réalisées sur un extrudeur durant la fabrication de pâtes à base de poisson, ont permis d'obtenir une bonne corrélation entre: - un paramètre de conduite du procédé de fabrication, soit la vitesse de rotation de la vis, - la densité p de la pâte, - la variation relative de l'impédance ramenée Zev de la pâte de poisson. Measurements made on an extruder during the production of fish-based pasta, made it possible to obtain a good correlation between: - a driving parameter of the manufacturing process, namely the speed of rotation of the screw, - the density p of the dough, - the relative variation of the impedance brought Zev of the fish paste.

La figure 4 montre les courbes (p) et (Zev) en fonction de la vitesse de rotation de la vis. Pour la commodité de la présentation, l'impédance ramenée Zev à 150 t/mn est prise comme référence. Cette impédance était égale à 15,2 ohms. Figure 4 shows the curves (p) and (Zev) as a function of the speed of rotation of the screw. For the sake of presentation, the impedance reduced to 150 rpm Zev is taken as a reference. This impedance was equal to 15.2 ohms.

Nous constatons qu'il existe un bon parallélisme entre les variations de la masse volumique et de l'impédance ramenée Zev. We find that there is a good parallelism between the variations of the density and the reduced impedance Zev.

Les résultats obtenus sur une extrudeuse ont été complétés par des mesures sur du glycérol et de l'alcool. Les données acquises et répertoriées sur le tableau figurant ci-dessous confirment le bien fondé de la méthode de mesure proposée par l'invention.

Figure img00070001
The results obtained on an extruder were supplemented by measurements on glycerol and alcohol. The data acquired and listed in the table below confirm the validity of the measurement method proposed by the invention.
Figure img00070001

<tb> Masse <SEP> volumique <SEP> Masse <SEP> volurnique <SEP> Z <SEP> électrique <SEP> CL <SEP> acoustique
<tb> <SEP> calculée <SEP> d'après <SEP> réelle <SEP> mesurée <SEP> mesurée
<tb> <SEP> les <SEP> mesures
<tb> <SEP> acoustiques
<tb> <SEP> 1363 <SEP> 1259 <SEP> 2391-fl <SEP> 898 <SEP> mus <SEP>
<tb> <SEP> 800,8 <SEP> 809 <SEP> 601-fl <SEP> 1 <SEP> 217 <SEP> mus <SEP>
<tb> <tb> Mass <SEP> volume <SEP> Mass <SEP> voluminal <SEP> Z <SEP> electrical <SEP> CL <SEP> acoustic
<tb><SEP> calculated <SEP> based on <SEP> measured <SEP> measured <SEP> measured
<tb><SEP> the <SEP> measures
<tb><SEP> acoustics
<tb><SEP> 1363 <SEP> 1259 <SEP> 2391-fl <SEP> 898 <SEP> mus <SEP>
<tb><SEP> 800.8 <SE> 809 <SE> 601-fl <SEP> 1 <SEP> 217 <SEP> mus <SEP>
<Tb>

En conclusion, le bon parallélisme entre les variations de la densité et de l'impédance acoustique, les résultats obtenus avec le glycérol et l'alcool indiquent que l'impédance acoustique ramenée sur une ligne de production permet de calculer la densité, si la célérité CL des ondes de compression du milieu a été préalablement mesurée. In conclusion, the good parallelism between the variations of the density and the acoustic impedance, the results obtained with the glycerol and the alcohol indicate that the acoustic impedance brought back on a line of production makes it possible to calculate the density, if the celerity CL compression waves of the medium was previously measured.

Ce procédé selon l'invention, simple dans son principe, est à même d'être utilisé en temps réel et donc de fait partie d'une chaîne d'asservissement. This method according to the invention, simple in principle, is able to be used in real time and therefore part of a servo chain.

I1 est certain que des efforts technologiques sont encore à accomplir pour gagner en précision avec certains produits.  It is certain that technological efforts are still to be made to gain precision with certain products.

Claims (5)

REVENDICATIONS Za = p x CL x S dans laquelle S est la surface d'émission du transducteur piézoélectrique. Za = p x CL x S where S is the emission surface of the piezoelectric transducer. - on calcule la masse volumique du produit par la formule the density of the product is calculated by the formula - on détermine l'impédance acoustique Za du produit au moyen d'un transducteur piézo-électrique disposé dans la conduite parallèlement à l'écoulement et alimenté par un générateur électrique et the acoustic impedance Za of the product is determined by means of a piezoelectric transducer arranged in the pipe parallel to the flow and fed by an electric generator and - on détermine la célérité CL d'une onde ultrasonore transmise dans le travers de la conduite; the celerity CL of an ultrasonic wave transmitted through the pipe is determined; Procédé pour déterminer la masse volumique d'un produit pâteux ou liquide, qui s'écoule en continu dans une conduite, caractérisé par le fait que: Process for determining the density of a pasty or liquid product, which flows continuously in a pipe, characterized in that: 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine la célérité CL en émettant un train d'ondes par un émetteur d'ultrasons disposé d'un côté de la conduite et en mesurant le temps de retard de la réception de ce train d'ondes par un récepteur disposé de l'autre côté de la conduite.2. Method according to claim 1, characterized in that the celerity CL is determined by emitting a wave train by an ultrasonic transmitter disposed on one side of the pipe and measuring the delay time of the reception. of this wave train by a receiver disposed on the other side of the pipe. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on détermine l'impédance acoustique Za du produit: - en mesurant l'impédance à vide Zv du transducteur à la sortie du générateur, - en mesurant l'impédance en charge Zc du transducteur à la sortie du générateur, - en calculant l'impédance à vide corrigée Zvc à l'entrée du transformateur équivalent audit transducteur par la formule3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic impedance Za of the product is determined: by measuring the vacuum impedance Zv of the transducer at the output of the generator, by measuring the impedance load Zc of the transducer at the output of the generator, - calculating the corrected vacuum impedance Zvc at the transformer input equivalent to said transducer by the formula Zv x Zo Zv x Zo Zvc = Zvc = Zo-Zv Zo-Zv Zo étant l'impédance de la capacité statique Co du transducteur au primaire du transformateur, - en calculant l'impédance en charge corrigée Zcc à l'entrée du transformateur équivalent par la formule zc x zo  Zo being the impedance of the static capacitance Co of the transducer at the primary of the transformer, by calculating the corrected load impedance Zcc at the input of the equivalent transformer by the formula zc x zo Zcc = Zcc = Zo-Zc - en calculant l'impédance électrique ramenée Zev à l'entrée dudit transformateur équivalent et résultant de l'impédance acoustique Za du milieu, par la formule Zo-Zc - by calculating the electrical impedance Zev brought back to the input of said equivalent transformer and resulting from the acoustic impedance Za of the medium, by the formula Zev = Zcc - Zvc, - en calculant l'impédance acoustique Za par la formule Zev = Zcc - Zvc, - by calculating the acoustic impedance Za by the formula Za = Zev x N2 Za = Zev x N2 N étant le rapport entre le nombre de spires du secondaire dudit transformateur et le nombre de spires du primaire. N being the ratio between the number of turns of the secondary of said transformer and the number of turns of the primary. 4. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur d'ultrasons disposé sur une paroi de la conduite, un récepteur d'ultrasons disposé en regard de l'émetteur sur la paroi opposée de la conduite, un organe de commande de l'émetteur, un transducteur piézo-électrique disposé dans un plan contenant l'axe de la conduite, un générateur électrique connecté au transducteur, un organe de mesure de l'impédance en sortie du générateur, et un organe de calcul et de commande relié à l'organe de commande de l'émetteur, au récepteur d'ultrasons, au générateur électrique et à l'organe de mesure de l'impédance.4. Device for implementing the method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises an ultrasonic transmitter disposed on a wall of the pipe, an ultrasonic receiver arranged opposite the emitter on the opposite wall of the pipe, a control member of the transmitter, a piezoelectric transducer disposed in a plane containing the axis of the pipe, an electric generator connected to the transducer, a measuring member of the impedance at the output of the generator, and a computing and control element connected to the transmitter control member, to the ultrasonic receiver, to the electric generator and to the impedance measuring member. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le transducteur piézo-électrique comporte un disque céramique monté dans un anneau solidaire de la conduite. 5. Device according to claim 4, characterized in that the piezoelectric transducer comprises a ceramic disk mounted in a ring integral with the pipe.
FR9706298A 1997-05-23 1997-05-23 MEASUREMENT OF THE DENSITY OF A PASTE OR LIQUID PRODUCT Expired - Fee Related FR2763687B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9706298A FR2763687B1 (en) 1997-05-23 1997-05-23 MEASUREMENT OF THE DENSITY OF A PASTE OR LIQUID PRODUCT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9706298A FR2763687B1 (en) 1997-05-23 1997-05-23 MEASUREMENT OF THE DENSITY OF A PASTE OR LIQUID PRODUCT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2763687A1 true FR2763687A1 (en) 1998-11-27
FR2763687B1 FR2763687B1 (en) 1999-08-13

Family

ID=9507153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9706298A Expired - Fee Related FR2763687B1 (en) 1997-05-23 1997-05-23 MEASUREMENT OF THE DENSITY OF A PASTE OR LIQUID PRODUCT

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2763687B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006067357A2 (en) 2004-12-21 2006-06-29 Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer Device for measuring the mechanical load exerted by a fluid using an electromechanical transducer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987002770A1 (en) * 1985-10-29 1987-05-07 Acumet Precision Instruments Limited Measurement of specific gravity
DE3825422A1 (en) * 1988-07-27 1990-02-01 Wolf Juergen Prof Dipl Becker Device for measuring the density of fluids by means of acoustic signals
DE19533303A1 (en) * 1995-09-08 1997-03-13 Siemens Ag Transformer cooling circuit inhomogeneity detection system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987002770A1 (en) * 1985-10-29 1987-05-07 Acumet Precision Instruments Limited Measurement of specific gravity
DE3825422A1 (en) * 1988-07-27 1990-02-01 Wolf Juergen Prof Dipl Becker Device for measuring the density of fluids by means of acoustic signals
DE19533303A1 (en) * 1995-09-08 1997-03-13 Siemens Ag Transformer cooling circuit inhomogeneity detection system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GLITZA O ET AL: "MODELLIERUNG UND SIMULATION DER DICHTEMESSUNG VON FLUESSIGKEITEN MIT ULTRASCHALL", TECHNISCHES MESSEN TM, vol. 63, no. 12, December 1996 (1996-12-01), pages 471 - 477, XP000680454 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006067357A2 (en) 2004-12-21 2006-06-29 Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer Device for measuring the mechanical load exerted by a fluid using an electromechanical transducer
WO2006067357A3 (en) * 2004-12-21 2006-08-31 Mer Inst Francais De Rech Pour Device for measuring the mechanical load exerted by a fluid using an electromechanical transducer
US7698953B2 (en) 2004-12-21 2010-04-20 Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer Device for measuring the mechanical load exerted by a fluid using an electromechanical transducer

Also Published As

Publication number Publication date
FR2763687B1 (en) 1999-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2153192C (en) Velocity logging apparatus and method for use in a multiple-phase flow
EP1097354B1 (en) Crossed measurements of flowmeter sound signals
EP0138935B1 (en) Ultrasonic apparatus and method for the control and measurement of the time evolution of physical-chemical, biological or bacteriological phenomena
FR2721398A1 (en) Method and device for periodically monitoring a flow of particles in a conduit
FR2932887A1 (en) ACOUSTIC MEASUREMENT DEVICE FOR LOCALIZED AND NON-CONTACT MEASUREMENT OF ELASTIC AND DISSIPATIVE NON-LINEARITIES AND VISCOELASTICITY
CA2543130C (en) Method and device for characterizing a fluid
FR2599503A1 (en) METHOD FOR MEASURING THE PARAMETERS OF THE SOLID PHASE OF A SUSPENSION AND DEVICE USING THE SAME
EP0348289B1 (en) Device for detecting and measuring particles precipitating in a liquid by the use of echography
FR2784182A1 (en) Velocity determining method for fluid in pipe, involves transmitting multiple frequency ultrasonic frequencies into fluid
FR2763687A1 (en) Device for measuring mass of flowing liquid or paste, used especially in the food industry
EP1600031A2 (en) Device having matched accoustical impedance and method
US6035696A (en) Scan assembly and method for calibrating the width of an input pulse to an ultrasonic transducer of the scan assembly
FR2693271A1 (en) Apparatus and method for detecting phase change and characterization of the phase of a liquid, gelled or solid product
EP1092149B1 (en) Device and method for determining a propagation velocity of a sound wave in a diphasic mixture
Almqvist et al. Characterization of air-coupled ultrasound transducers in the frequency range 40 kHz–2 MHz using light diffraction tomography
FR3027946A1 (en) INSPECTION TOOL FOR A HIGH FREQUENCY UNDERGROUND ENVIRONMENT
JP2007309850A (en) Method for measuring property value of soft thin film, and apparatus for the same
EP0236175B1 (en) Measurement of the thickness of coatings using ultrasonic interference
JP2007309850A5 (en)
FR2858099A1 (en) Ultrasonic wave focusing process for e.g. medical application, involves fixing transducers on reverberating solid object that provokes multiple reflections of ultrasonic excitation wave
FR2482732A1 (en) DYNAMIC FOCUSING AND SECTOR SCANNING ECHOGRAPHIC DEVICE
Perdrix et al. Impulse responses of piezoelectric discs: application to the measurement of their constants and to the calibration of receiving transducers
FR3065106B1 (en) METHOD FOR CONTROLLING AN ULTRASOUND MEASURING APPARATUS OF THE FLOW RATE IN A MEASUREMENT CHANNEL
FR2578319A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THICKNESSES USING ULTRASOUND.
WO1999031498A1 (en) Method and device for monitoring phase transitions

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20120131