FR2993664A1 - Dispositif pour mesurer une teneur en chlore dans un liquide - Google Patents
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Abstract
Dispositif de mesure pour mesurer des paramètres de fluide dans un canalisation comportant : - une sonde de chlore (7) comportant une microcellule dont la résistance varie en fonction de la concentration en chlore actif et une thermistance dont la résistance varie en fonction de la température du liquide, - une sonde pH (8), - un capteur de pression (14) et - un boîtier de mesure (9) reliée analogiquement à la sonde de chlore (7), à la sonde pH (8), et au capteur de pression (14), le boitier de mesure (9) étant apte à mesurer de manière précise une concentration en chlore libre et une concentration en chlore actif dans le fluide en corrigeant une mesure réalisée par la microcellule à l'aide d'une température déterminée grâce à la thermistance et en facilitant la conduction thermique entre la thermistance et le fluide à l'aide d'une résine thermoconductrice.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de chlore dans l'eau tel, par exemple, que ceux que l'on dispose sur les canalisations d'alimentation en eau potable pour mesurer les cinq paramètres suivants : la teneur en chlore actif, la teneur en chlore libre, la température du liquide la pression et le pH.
Sur les réseaux d'eau potables, il est d'usage de mesurer un certain nombre de paramètres. Ces mesures se font par l'intermédiaire de capteurs, directement implantés sur les réseaux de distribution et raccordés à des centres de dispatching. Les paramètres mesurés sont notamment les volumes délivrés et les débits qui permettent de réaliser la facturation des clients. D'autres paramètres mesurés sont la pression et la température. La pression permet de vérifier le bon fonctionnement des paramètres de pompage, mais également de mesurer les pertes de charges permettant ainsi le repérage des fuites et les ruptures de canalisations. La température sert principalement à identifier l'origine de l'eau, en effet celle-ci varie en fonction de sa provenance d'un fleuve ou d'une source.
Des paramètres mesurés sont également la teneur en chlore libre, la teneur en chlore actif et le pH. Ces paramètres sont particulièrement importants pour les consommateurs, car ils reflètent la qualité de l'eau qu'ils boivent. Toutefois, les appareil actuels présent dans les réseaux d'eau potable ne permettent pas de fournir une valeur précise des paramètres de chlore libre et de chlore actif et permettent tout au plus de mettre en évidence une discontinuité dans la mesure sans apporter de valeur précise, les erreurs constatées pouvant atteindre 100%. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un dispositif de mesure pour mesurer des paramètres de fluide dans une canalisation, le dispositif comportant : - une sonde de chlore générant un signal de chlore et un signal de résistance, - une sonde pH générant un signal de pH, - un capteur de pression générant un signal de pression, - un boîtier de mesure reliée analogiquement à la sonde de chlore, à la sonde pH, et au capteur de pression pour recevoir lesdits signal de chlore, signal de résistance, signal de pH et signal de pression, dans lequel la sonde chlore comporte un tube en acier inoxydable dans lequel est logé une carte électronique et un capteur démontable attaché de manière étanche à une extrémité du tube en acier inoxydable, le capteur démontable étant relié à la carte électronique et comportant une microcellule de mesure de chlore apte à être mise au contact du fluide, la microcellule présentant une résistivité variable en fonction de la concentration d'acide hypochloreux dans le fluide, la microcellule étant reliée à un potentiostat apte à soumettre à la microcellule un potentiel constant pour former ledit signal de mesure du chlore, dans lequel une thermistance à coefficient de température négatif est fixée sur la carte électronique et est reliée à un circuit électronique fournissant un signal de résistance représentatif de la valeur de résistance de la thermistance, la thermistance étant noyée au sein du tube en acier inoxydable dans une résine silicone thermoconductrice en contact avec le tube en acier inoxydable et dans lequel le boîtier de mesure comporte : un module de calcul de température apte à calculer une valeur de température T du fluide en fonction du signal de résistance de la thermistance à partir d'une première courbe représentant la valeur de température de la thermistance en fonction de la résistance mesurée et d'une seconde courbe représentant la température du fluide en fonction de la température de la thermistance, lesdites courbes étant stockées dans une mémoire du boîtier de mesure sous la forme de deux successions de points desdites courbes, la valeur de température du fluide T étant déterminée par une première interpolation linéaire sur la première courbe suivie d'une seconde interpolation linéaire sur la seconde courbe, un module de calcul de la concentration en acide hypochloreux apte à déterminer une valeur de concentration en acide hypochloreux [HC/0] à partir dudit signal chlore en multipliant le signal chlore par un gain S déterminé par l'équation S = So(1 + k(T + To)) dans laquelle So correspond à un gain de référence à une température de référence To et k est un facteur de correction positif, un module de calcul de la concentration en chlore libre apte à déterminer une valeur de concentration en chlore libre [FAC] selon l'équation [FAC] = [HC1O] x (1 + 10PH- dans laquelle pH désigne la valeur de pH du fluide déterminée par le boitier de mesure à partir du signal de pH et pKa est déterminé par pKa 5.43 + 616.25 T+273 le boitier comportant en outre une sortie analogique apte à fournir un signal de chlore corrigé représentant la valeur de concentration en acide hypochloreux calculée [HC/0] et une sortie numérique apte à transmettre ladite valeur d'acide hypochloreux calculée [HCl O], pKa) ladite valeur de chlore libre calculée [FAL'', la valeur de température T, la valeur de pH et le signal de pression. Selon des modes de réalisation, un tel dispositif peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon des modes de réalisation, la carte électronique comporte deux potentiomètres numériques reliés au potentiostat et à un connecteur de la sonde, les potentiomètres étant aptes à régler un gain et un offset dudit potentiostat. Selon des modes de réalisation, le boîtier de mesure comporte en outre un lecteur de radio-étiquette.
Selon des modes de réalisation, la sonde chlore comporte une radio-étiquette dans laquelle est enregistrée une table de points représentatifs de la première courbe et/ou de la seconde courbe pour ladite sonde chlore, le lecteur de radio-étiquette étant apte à enregistrer ladite table de points dans la mémoire du boitier de mesure lorsque la radio-étiquette est amenée à proximité du lecteur de radio-étiquette de manière que le boitier de mesure calcule la valeur de température T en fonction des points de ladite table. Selon des modes de réalisation, une sonde PT1000 est reliée au boitier de mesure et est apte à transmettre un signal de température au boitier de mesure. Selon des modes de réalisation, le facteur de correction k est égal à 0,02. Selon des modes de réalisation, la sortie analogique du boitier est de type 4-20mA. Selon des modes de réalisation, la sortie numérique du boîtier est de type Modbus. Une idée à la base de l'invention est de mesurer de manière précise une concentration en chlore libre et une concentration en chlore actif dans un liquide d'une canalisation à l'aide d'une microcellule dont la résistance varie en fonction de la concentration en chlore actif dans le liquide et d'une thermistance dont la résistance varie en fonction de la température du liquide, la mesure réalisée par la cellule étant corrigée à l'aide d'une température déterminée grâce à la thermistance. Certains aspects de l'invention partent de l'idée d'améliorer la précision et de réduire la dispersion de mesures de l'appareil de mesure en favorisant le contact thermique entre la microcellule et le liquide à l'aide d'une résine de silicone. Certains aspects de l'invention permettent de fournir un dispositif de mesure robuste, économique, nécessitant un faible entretien et autonome en terme de capacité à communiquer avec un centre de dispatching.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins : - La figure 1 est une représentation schématique d'un réseau de contrôle de canalisations d'eau potable. - La figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de mesure implanté dans le réseau de contrôle de la figure 1. - La figure 3 est un graphique représentant des mesures de température réalisées par des thermistances CTN dans un fluide en fonction de la température du fluide mesuré. - La figure 4 est une représentation schématique d'un automate permettant l'étalonnage de sondes qui peuvent être mises en place dans le dispositif de mesure de la figure 2. - La figure 5 est vue en coupe d'une sonde du dispositif de mesure de la figure 2. La figure 1 illustre l'architecture générale d'un réseau de contrôle de canalisations d'eau potable. Le réseau de contrôle comporte un organe de supervision 1 comprenant notamment une interface homme machine 2. L'organe de supervision 1 est relié des automates concentrateurs 4 eux même reliés chacun à une pluralité d'automates secondaire 5 par des connexions séries 3 de type RS485. Les automates secondaires 5 comportent notamment une carte d'entrée analogique pour réaliser l'acquisition de mesures. Les mesures sont réalisées par des dispositifs de mesure 6 adaptés pour mesurer des paramètres de l'eau circulant dans des canalisations respectives. Les automates secondaires 5 peuvent aussi être reliés à des actionneurs 7 permettant par exemple le contrôle de vannes dans les canalisations. La figure 2 illustre un dispositif de mesure 6 présent au niveau d'un automate secondaires 5 et mesurant une pluralité de paramètres de l'eau au niveau d'une canalisation 30 correspondante. Le dispositif de mesure comporte une sonde de chlore 7, une sonde pH 8 et un capteur de pression 14 qui sont reliés à un boîtier de mesure 9. La sonde chlore 7 comporte une sortie analogique 10 connectée à une première entrée analogique 11 du boîtier de correction 9. La sonde chlore 7 mesure le taux en acide 35 hypochloreux (HC1O) dans l'eau, également nommé chlore actif, et transmet un signal chlore correspondant par la sortie analogique 10 au boîtier de mesure 9. Le signal chlore est notamment produit dans la sonde chlore 7 par un capteur comportant une microcellule dont la résistivité varie en fonction de la quantité de chlore actif dans l'eau suite à une réaction électrochimique qui se produit au niveau d'une membrane de la microcellule. La microcellule est reliée à un potentiostat qui permet de maintenir la microcellule à un potentiel constant, permettant ainsi de mettre en forme un signal de la microcellule. Ainsi, le potentiostat permet d'obtenir le signal chlore I à partir d'une intensité en itA dans la microcellule dépendant de la teneur en chlore actif dans l'eau. Lors de la mise en service du capteur, il convient d'étalonner la microcellule en faisant varier le gain et l'offset b du potentiostat selon l'équation S = aV + b dans laquelle S est le gain final, V la tension délivrée par le potentiostat et b est l'offset permettant de caler le zéro. Ce réglage est réalisé en ajustant des potentiomètres numériques intégrés dans le capteur et pilotés à l'aide de fils raccordés à un connecteur de la sonde. La sonde chlore 7 incorpore également une thermistance CTN (coefficient de Température Négatif). La CTN est un composant dont la résistance diminue en fonction de la température. La CTN est relié par une connexion analogique 13 au boîtier de mesure 9. En particulier, la CTN est reliée à un circuit électronique fournissant un signal représentatif de la résistance de la CTN. Ainsi, à l'aide du signal représentatif de la résistance de la CTN, le boîtier de mesure 9 peut déterminer la température de l'eau.
La sonde pH 8 mesure le pH de l'eau dans la canalisation et transmet signal pH correspondant au boîtier de mesure 9 par une troisième connexion analogique 12. Le capteur de pression 14 est connecté par une quatrième connexion analogique 15 au boîtier de mesure 9 et transmet un signal de pression de la canalisation au boîtier de mesure 9. Le boîtier de mesure 9 peut en outre comporter une cinquième entrée analogique à laquelle peut être connectée une sonde PT1000 permettant de mesurer la température de 1' eau. Le boîtier de mesure 9 comporte un microprocesseur, qui, à partir du signal chlore, du signal pH et de la mesure de la résistance de la CTN permet d'obtenir les valeurs de concentration en chlore actif, de concentration en chlore libre, de température et de pH du fluide mesuré. En effet, en fonction du pH de l'eau, le chlore libre peut être du chlore dissout (C12), de l'acide hypochloreux (HC1O) et/ou des ions hypochlorites (C10-). Le chlore dissout est en équilibre avec l'acide hypochloreux. De la même façon, l'acide hypochloreux est en équilibre avec les ions hypochlorites. De plus, la mesure du chlore dépend de la température car l'équilibre cinétique HC10/C10- dépend de la température et la réaction électrochimique dans la membrane du capteur dépend de la température. Ainsi, le microprocesseur applique une pluralité de lois de correction pour obtenir des valeurs mesurées précises pour ces paramètres. Afin de transmettre les valeurs mesurées, le boîtier de mesure 9 présente une sortie analogique 4-20mA 30 fournissant un signal normalisé correspondant à la valeur de chlore actif déterminé par le microprocesseur. La sortie analogique 30 est galvaniquement découplée de l'alimentation du capteur. La sortie analogique 4-20mA 30 est connectée à la carte analogique de l'automate secondaire 5. Une connexion numérique Modbus 31 est également présente sur le boîtier de mesure 9 et permet de fournir à d'autres équipements la totalité des mesures, c'est-à-dire les valeurs de chlore actif, de chlore libre, de température, de pression et de pH. Cette connexion est elle aussi isolée galvaniquement de l'alimentation du capteur. Ainsi, le boîtier de mesure 9 peut être relié directement à un automate concentrateur 4 ou à l'organe de supervision 1 au travers des liaisons série RS-485 et peut communiquer selon un format numérique avec d'autres élément du réseau de contrôle, tout en étant relié par une connexion analogique 30 à un automate secondaire 5. Ces deux sorties permettent au boîtier de mesure 9 d'être adapté à l'architecture actuelle des automates secondaires 5 tout en permettant au boîtier 9 de fournir des fonctions supplémentaires au travers de sa connexion Modbus 31. Afin de déterminer la valeur précise de la concentration en acide hypochloreux [HC/0], le signal I fourni par la microcellule est multipliée par un gain S. [HC/0] = S x / Le gain S est déterminé en fonction de la température du fluide mesuré. En effet, cette détermination du gain part du constat que la température de l'eau dans laquelle est plongée la membrane du capteur à une influence importante sur la réaction électrochimique qui a lieu sur la membrane et donc sur le signal fourni par la membrane.
Ainsi, le gain utilisé pour la mesure de concentration en chlore actif à une température T est déterminé par : S So(1+ k(T + 7'0)) avec So correspondant au même gain à la température To et k un facteur de correction dont l'ordre de grandeur est environ 0,02. Une série de mesures est préalablement réalisée afin de déterminer la valeur précise de k. Le gain corrigé du capteur permet au boîtier de mesure 9 d'obtenir la valeur précise de la concentration en acide hypochloreux à partir du signal fournit depuis la microcellule. A partir de cette concentration en acide hypochloreux le boîtier de mesure 9 peut déterminer la concentration de chlore libre [FAC] par [FAC] = [HC/O] x (1 + 10"- pKa) avec pH la mesure en de pH déterminée par la seconde sonde et 616.25 pK a = 5.43 + T+273 avec Tk la température du fluide dans lequel est introduit la sonde 7 en Kelvin.
Comme il a été mis en évidence ci-dessus, la mesure de la concentration en acide hypochloreux [HC/O] et la concentration en chlore libre [FAC], impliquent de connaitre la température du fluide dans lequel la sonde 7 est introduite. Cette température est calculée par le microprocesseur du boîtier de mesure 9 à partir de la mesure de la résistance de la CTN dans la sonde chlore 7. A partir de la résistance, le boîtier de mesure 9 détermine la valeur de la température à l'aide de deux courbes de correction mémorisées dans une mémoire du boîtier de mesure. Une première courbe R=f(T) permet de déterminer la température Tr de la thermistance CTN en fonction de sa résistance. La courbe est saisie dans une mémoire du boîtier de mesure 9 de manière discrète et consiste en une série de 30 points entre 1°C et 30°C. Un exemple de série de points de la première courbe est indiqué dans le tableau 1. Tableau 1 : température de la CTN en fonction de la résistance de la CTN. Température CTN Tr (°C) Résistance (Ohms) 1 30 959 2 29 427 3 27 981 4 26 615 5 25 324 6 24 103 7 22 949 8 21 858 9 20 825 10 19 847 11 18 921 12 18 045 13 17214 14 16 426 15 15 679 16 14 970 17 14 298 18 13 660 19 13 054 20 12 478 21 11 931 22 11 411 23 10917 24 10 447 25 10 000 26 9 575 27 9 170 28 8 785 29 8 418 30 8 068 Une seconde courbe Tv=f(T) permet de déterminer la température du fluide Tv en fonction de la température de la CTN déterminée à l'aide de la série de valeur ci-dessus. En effet, l'enregistrement de cette courbe part du constat que la température mesurée au niveau de la CTN diffère de la température du fluide. Cette différence provient du fait que la CTN n'est pas directement en contact avec le fluide mais est protégée par un tube en acier inoxydable et que l'intérieur du tube est notamment soumis à l'échauffement des composant électronique du capteur.
La seconde courbe est enregistrée de manière discrète dans la mémoire du boîtier de mesure 9 sous la forme d'une série de 10 valeurs entre 0°C et 30°C mesurées à un pas de température régulier. Un exemple de série de 10 valeurs est indiqué dans le tableau 2. Tableau 2 : Température mesurée par la CTN 0 en fonction de la température du liquide Tv Tv liquide (°C) 0 CTN avec résine (°C) 0 3,1 3 5,3 6 7,7 9 10,3 12 12,9 15,6 18 18,1 21 20,6 24 23,3 27 25,6 30 27,5 15 Ainsi, à partir d'une mesure de résistance de la CTN, le boîtier de mesure 9 réalise une interpolation linéaire à partir des points enregistrés pour déterminer la température de CTN correspondante 0. Avec la température de CTN 0 ainsi déterminée, le microprocesseur du boîtier de mesure 9 détermine la température du fluide en réalisant une interpolation linéaire sur la seconde courbe entre les deux valeurs de température CTN du tableau 2 00 et 01 encadrant la température de la CTN déterminée 0 (00 < 0 < 01). Ainsi, la température du fluide T, pour une température CTN 8 est déterminée par Tv = 2;0 + (0 - 00) x ((Tin - Tv0)/(01 - 00)) avec 7',0 la température du liquide pour la température de la CTN 00, Tin la température du liquide pour la température de la CTN 01. Le boîtier de mesure 9 comporte en outre un lecteur de radio-étiquette 22 et un écran d'affichage 32 permettant de suivre les valeurs mesurées. Le lecteur de radio-étiquette 22 permet par exemple l'enregistrement de l'identité des opérateurs de maintenance ayant effectué une opération sur le dispositif, la date de l'opération et/ou le type d'opération réalisée. Cet enregistrement est réalisé par la mise en contact d'une carte comportant une radio-étiquette avec le lecteur. Ainsi, il est par exemple possible de suivre l'usure d'une pièce d'usure du dispositif au travers de la date de remplacement de cet élément stockée dans le lecteur de radio-étiquette. Les informations stockées dans le lecteur de radio-étiquette de cette manière peuvent ainsi être gérée au travers d'un système de gestion de maintenance assisté par ordinateur (GMAO) par exemple au travers du connecteur Modbus 31.
Le lecteur de radio-étiquette permet en outre d'identifier un capteur comportant une radio-étiquette et qui serait destiné à être relié au boîtier de mesure 9. Par exemple, l'identification du capteur permettrait d'implanter dans la mémoire du boîtier 9 des données et paramètres correspondant au capteur identifié au travers de sa radio-étiquette. Ainsi, la radio-étiquette d'une sonde peut par exemple comporter les valeurs caractéristiques de la courbe de correction de température de la sonde. La sonde chlore 7 est illustrée dans la figure 5. Celle-ci comporte une coque de la forme d'un tube en acier inoxydable 40 de 40cm de long dans lequel est logée une carte électronique 41. Le capteur 42 est fixé de manière étanche au bout du tube en acier inoxydable 42 et est relié à la carte électronique 41. La CTN 43 est fixée sur la carte électronique de manière qu'un espace la sépare du tube en acier inoxydable (40). Afin de produire des mesures de température fiable, la CTN est noyée à l'intérieur du tube de la sonde dans une résine silicone hautement thermoconductrice et isolante électriquement 44. Ainsi, la conduction thermique est facilitée entre l'acier inoxydable de la coque au contact du fluide et la CTN (43). L'avantage d'un tel agencement est visible sur la figure 3 qui illustre les températures du liquide mesurée par des sondes en fonction de la température réelle du liquide pour des sondes présentant une résine thermoconductrice et par des sondes présentant aucune résine thermoconductrice. Dans le cas des sondes dans lesquelles la résine thermoconductrice 44 est absente, une lame d'air de 4mm est présente entre le tube en acier inoxydable et la CTN. Les courbes 15, 16 et 17 correspondent aux sondes présentant une résine thermoconductrice 44. Les courbes 18, 19 et 20 correspondent aux sondes ne présentant pas une résine thermoconductrice. La courbe 21 représente quant à elle la température du liquide. On remarque une dispersion de la mesure très importante entre les courbes 18, 19 et 20 et on peut observer que cette dispersion est considérablement réduite par la présence de la résine thermoconductrice 44. De plus on remarque en comparant les courbes 15, 16 et 17 aux courbes 18, 19 et 20 que l'écart de température entre la CTN et le liquide est considérablement atténué par la présence de la résine thermoconductrice. Les sondes chlore 7 nécessitent toutefois un étalonnage périodique pour corriger la dérive de la microcellule. Cet étalonnage peut être réalisé en atelier par un automate programmable 23 qui comporte une interface électronique adaptée à être reliée au connecteur de la sonde. Un tel automate programmable est présenté dans la figure 4. Plus précisément, l'interface électronique permet de connecter l'automate programmable aux potentiomètres servant à régler le potentiostat de la sonde 7. L'interface présente une isolation galvanique et peut en outre corriger le signal de sortie de la sonde 7 en fonction de la température afin de permettre un étalonnage précis. L'automate programmable 23 présente un banc d'étalonnage 24. Une pluralité de sondes 7 sont immergées dans une solution du banc d'étalonnage 24. Le banc d'étalonnage 24 est instrumenté pour mesurer le pH ainsi que la température de la solution. Des moyens de circulation permettent une circulation régulière de la solution dans le banc d'étalonnage le long des sondes 7. Dans un premier temps, la solution est filtrée pour que celle-ci ne présente pas de chlore. Pour chaque sonde 7, l'automate programmable 23 ajuste le zéro au travers des potentiomètres en fonction du signal mesuré par la sonde 7.
Dans un deuxième temps, les sondes 7 sont soumises à une solution dans laquelle la concentration en chlore est connue. L'automate programmable 23 corrige la valeur du signal produit par chaque sonde en fonction de la température et du pH et vérifie si la valeur du signal correspond valeur attendue pour ladite concentration. L'automate ajuste les potentiomètres en conséquence pour obtenir la valeur du signal de mesure attendue pour ladite concentration. L'utilisation d'un tel automate programmable permet notamment de réaliser rapidement l'étalonnage et donc d'éviter toute problématique due à la variation de la concentration en chlore en fonction du temps qui peut être provoquée par l'action combinée de l'agitation par les moyens de circulation et de la lumière. L'automate 23 réalise ensuite une vérification des sondes lorsque les potentiomètres sont réglés. Cette vérification consiste en une série de mesure à concentration de chlore connue croissante en partant d'une concentration nulle. Pour chaque sonde 7, si le signal de mesure est situé dans un niveau de tolérance, l'étalonnage est validé.
La concentration de chlore dans le banc peut être connue grâce à deux capteurs pré étalonnés, nommé capteurs étalons. L'utilisation de deux capteurs étalons indépendants permet de vérifier la validité de la mesure de ceux-ci. En effet, si les mesures de ces deux capteurs diffèrent de manière trop importante, l'étalonnage est abandonné.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe «comporter», «comprendre» ou «inclure» et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou «une» pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure pour mesurer des paramètres de fluide dans une canalisation, le dispositif comportant : - une sonde de chlore (7) générant un signal de chlore et un signal de résistance, - une sonde pH (8) générant un signal de pH, - un capteur de pression (14) générant un signal de pression, - un boîtier de mesure (9) reliée analogiquement à la sonde de chlore (7), à la sonde pH (8), et au capteur de pression (14) pour recevoir lesdits signal de chlore, signal de résistance, signal de pH et signal de pression, dans lequel la sonde chlore (7) comporte un tube en acier inoxydable (40) dans lequel est logé une carte électronique (41) et un capteur démontable (42) attaché de manière étanche à une extrémité du tube en acier inoxydable, le capteur démontable étant relié à la carte électronique (41) et comportant une microcellule de mesure de chlore apte à être mise au contact du fluide, la microcellule présentant une résistivité variable en fonction de la concentration d'acide hypochloreux dans le fluide, la microcellule étant reliée à un potentiostat apte à soumettre à la microcellule un potentiel constant pour former ledit signal de mesure du chlore, dans lequel une thermistance à coefficient de température négatif (43) est fixée sur la carte électronique (41) et est reliée à un circuit électronique fournissant un signal de résistance représentatif de la valeur de résistance de la thermistance, la thermistance étant noyée au sein du tube en acier inoxydable (41) dans une résine silicone thermoconductrice (44) en contact avec le tube en acier inoxydable et dans lequel le boîtier de mesure (9) comporte : un module de calcul de température apte à calculer une valeur de température T du fluide en fonction du signal de résistance de la thermistance à partir d'une première courbe représentant la valeur de température de la thermistance en fonction de la résistance mesurée et d'une seconde courbe représentant la température du fluide en fonction de la température de la thermistance, lesdites courbes étant stockées dans une mémoire du boîtier de mesure sous la forme de deux successions de points desdites courbes, la valeur de température du fluide T étant déterminée par une première interpolation linéaire sur la première courbe suivie d'une seconde interpolation linéaire sur la seconde courbe, un module de calcul de la concentration en acide hypochloreux apte à déterminer une valeur de concentration en acide hypochloreux [HCIO] à partir dudit signal chlore en multipliant le signal chlore par un gain S déterminé par l'équationS = So(1 + k (T + To )) dans laquelle SO correspond à un gain de référence à une température de référence To et k est un facteur de correction positif, un module de calcul de la concentration en chlore libre apte à déterminer une valeur de concentration en chlore libre [FAC] selon l'équation [FAC] = [HCIO] x (1 + 10PH-pKa) dans laquelle pH désigne la valeur de pH du fluide déterminée par le boitier de mesure (9) à partir du signal de pH et pKa est déterminé par pKa = 5.43 + 616.25 T+273 le boitier comportant en outre une sortie analogique (30) apte à fournir un signal de chlore corrigé représentant la valeur de concentration en acide hypochloreux calculée [HC1O] et une sortie numérique (31) apte à transmettre ladite valeur d'acide hypochloreux calculée [HC1O], ladite valeur de chlore libre calculée [FAC], la valeur de température T, la valeur de pH et le signal de pression.
- 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, dans lequel la carte électronique (41) comporte deux potentiomètres numériques reliés au potentiostat et à un connecteur de la sonde, les potentiomètres étant aptes à régler un gain et un offset dudit potentiostat.
- 3. Dispositif de mesure selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le boîtier de mesure comporte en outre un lecteur de radio-étiquette (22).
- 4. Dispositif de mesure selon la revendication 3, dans lequel la sonde chlore comporte une radio-étiquette dans laquelle est enregistrée une table de points représentatifs de la première courbe et/ou de la seconde courbe pour ladite sonde chlore (7), le lecteur de radio-étiquette étant apte à enregistrer ladite table de points dans la mémoire du boitier de mesure (9) lorsque la radio-étiquette est amenée à proximité du lecteur de radio-étiquette (22) de manière que le boitier de mesure (9) calcule la valeur de température T en fonction des points de ladite table.
- 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, comportant en outre une sonde de type PT1000 reliée au boitier de mesure (9) et apte à transmettre un signal de température au boîtier de mesure (9).
- 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le facteur de correction k est égal à 0,02.
- 7. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la sortie analogique du boitier (30) est de type 4-20mA.
- 8. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la sortie numérique (31) du boîtier est de type Modbus.5
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CN110702735A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-17 | 重庆远通电子技术开发有限公司 | 余氯电极校准方法及水质检测仪表 |
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2012
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