FR3041427A1 - Dispositif portatif pour le dosage volumetrique d'un fluide et utilisation d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif portatif pour le dosage volumétrique d'un fluide, comprenant un circuit hydraulique (20) comportant une pompe (22) reliée, d'une part à une entrée (24) destinée à être couplée à un réservoir de fluide (26), et d'autre part à une sortie (38) destinée à délivrer un volume prédéterminé de fluide, un compteur volumétrique de fluide (36) positionné entre la pompe et la sortie, et une électrovanne (40) positionnée entre le compteur volumétrique de fluide et la sortie, et un circuit électronique de commande comportant des moyens de sélection par un opérateur du volume de fluide à délivrer, ces moyens étant couplés au compteur volumétrique de fluide, et des moyens d'actionnement de l'électrovanne pour fermer celle-ci lorsque le volume de fluide sélectionné par l'opérateur est délivré. Utilisation de ce dispositif pour la préparation d'une solution d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée.

Description

Titre de l'invention

Dispositif portatif pour le dosage volumétrique d'un fluide et utilisation d'un tel dispositif

Arrière-plan de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs portatifs utilisés pour doser un volume prédéterminé de fluide. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la préparation de solutions d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée.

Les produits phytopharmaceutiques sont des pesticides qui sont utilisés notamment pour protéger les végétaux (ou produits végétaux) contre les organismes nuisibles ou pour prévenir leur action. Dans le cadre d'expérimentations conduites notamment en vue de l'obtention d'une autorisation d'une mise sur le marché pour tester l'efficacité et la sélectivité de tels produits (incluant l'évaluation d'effet non intentionnels sur la faune auxiliaire et l'évaluation des fixations des limites maximales en résidus), des essais et études sont conduits en plein champ.

Dans leur grande majorité, ces essais en plein champ consistent à épandre sous forme de spray une substance solvatée à l'eau sur des parcelles d'une culture donnée (cette parcelle pouvant être de quelques mètres carrés à quelques dizaines de milliers de mètres carrés), la quantité de substance active et/ou de préparation formulée et le volume d'eau à l'hectare étant précisément définie.

En pratique, la préparation à épandre sur les parcelles de culture est réalisée directement sur site. A cet effet, la mesure du volume d'eau dans lequel la substance à épandre est solvatée est obtenue, soit manuellement, par exemple à l'aide d'une éprouvette, soit par pesée au moyen d'une balance de précision. Cependant, les mesures d'un volume d'eau particulier par l'intermédiaire d'une éprouvette sont longues et fastidieuses et entachées à chaque mesure d'une incertitude de lecture liée à la catégorie de l'éprouvette utilisée et à l'erreur de lecture par l'opérateur. De plus, le volume limité des éprouvettes nécessite généralement un fractionnement des mesures, ce qui accentue davantage les inconvénients précités. L'usage d'une balance de précision limite les risques d'erreur de lectures du volume d'eau et les problèmes liés au fractionnement des mesures. En revanche, l'obtention de la valeur exacte du volume à obtenir conserve un caractère fastidieux et long. De plus, l'usage de ces balances de précision, qui sont généralement sensibles aux vibrations, à la poussière, à l'humidité, etc. et qui nécessitent d'être posées sur un support parfaitement plan, est peu compatible avec des essais en plein champ.

Objet et résumé de l'invention

La présente invention a donc pour but principal de proposer un dispositif portatif pour le dosage volumétrique d'un fluide qui ne présente pas les inconvénients précités.

Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un dispositif comprenant : un circuit hydraulique comportant une pompe reliée, d'une part à une entrée destinée à être couplée à un réservoir de fluide, et d'autre part à une sortie destinée à délivrer un volume prédéterminé de fluide, un compteur volumétrique de fluide positionné entre la pompe et la sortie, et une électrovanne positionnée entre le compteur volumétrique de fluide et la sortie ; et un circuit électronique de commande comportant des moyens de sélection par un opérateur du volume de fluide à délivrer, ces moyens étant couplés au compteur volumétrique de fluide, et des moyens d'actionnement de l'électrovanne pour fermer celle-ci lorsque le volume de fluide sélectionné par l'opérateur est délivré.

Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce qu'il permet de délivrer, de manière fiable, automatique, et répétable, un volume de fluide prédéterminé par l'opérateur. De plus, le dispositif selon l'invention permet d'éviter les problèmes liés à l'itinérance d'un matériel de précision embarqué dans un véhicule évoluant en zone agricole. Ainsi, dans le cas de la préparation d'une solution d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée, le dispositif selon l'invention étant portatif, il peut être aisément transporté en plein champ où les conditions d'utilisation rencontrées (poussière, humidité, etc.) n'impactent pas la mesure. L'opération de mesure étant automatique et fiable, elle s'en trouve simplifiée et écourtée significativement par rapport à des mesures manuelles ou réalisées à l'aide d'une balance.

De façon avantageuse, les moyens de sélection comprennent un programmateur électronique couplé au compteur volumétrique de fluide et programmé pour comparer une valeur d'un signal de mesure provenant du compteur volumétrique de fluide et représentatif d'un volume de fluide ayant traversé ledit compteur volumétrique de fluide avec une valeur programmée représentative du volume de fluide sélectionné par l'opérateur. Grâce à ce programmateur électronique, l'opérateur sélectionne manuellement et enregistre dans une mémoire du programmateur électronique le volume de fluide à délivrer. Le volume de fluide ayant traversé le compteur volumétrique de fluide est converti en un signal de mesure pour assurer une grande précision dans la mesure du volume (celle-ci pouvant atteindre +/-1% du volume sélectionné).

Dans ce cas, le programmateur électronique est programmé pour commander la fermeture de l'électrovanne dès que la valeur du signal de mesure atteint sensiblement la valeur programmée. Afin de tenir compte du temps de réponse de l'électrovanne et assurer une plus grande précision dans la mesure, la fermeture de celle-ci peut être commandée avec quelques millisecondes d'avance.

De plus, toujours dans ce cas, le programmateur électronique peut être programmé pour commander une ouverture de l'électrovanne dès qu'une touche de remise à zéro est actionnée.

De façon avantageuse également, le dispositif comprend en outre un circuit secondaire raccordé au circuit hydraulique entre la pompe et le compteur volumétrique et muni d'un accumulateur pneumatique destiné à fournir du fluide sous pression. L'accumulateur pneumatique sert de réserve tampon de fluide pour éviter tout fonctionnement saccadé de la pompe. De plus, cet accumulateur peut servir à délivrer via le circuit secondaire un débit de fluide destiné au rinçage/lavage du matériel d'expérimentation.

Le déclenchement et l'arrêt de la pompe peuvent être commandés par un pressostat. La présence du pressostat permet de réguler la pression de fluide dans le circuit hydraulique (typiquement à une valeur comprise par exemple entre 1 et 2,5 bars. De plus, la pression de fluide circulant dans le circuit hydraulique entre la pompe et le compteur volumétrique de fluide peut être contrôlée par un manomètre.

Le compteur volumétrique de fluide peut être un compteur à engrenage. La pompe, le compteur volumétrique de fluide, l'électrovanne et le circuit électronique de commande peuvent être destinés à être alimentés par une batterie électrique en 12 V (typiquement une batterie de véhicule).

De préférence, le circuit hydraulique comprend en outre un flexible apte à être couplé à la sortie du circuit hydraulique par l'intermédiaire d'un raccord rapide à double obturation et à être porté par une rampe coulissante. La présence de ce bras coulissant permet de faciliter le remplissage en fluide d'un récipient tout en conservant un aspect compact au dispositif. L'invention a également pour objet l'utilisation du dispositif tel que défini précédemment pour la préparation d'une solution d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - les figures IA et IB sont des vues schématiques en perspective d'un dispositif selon l'invention dans deux configurations différentes ; - la figure 2 est une vue montrant de façon schématique le circuit hydraulique du dispositif selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue montrant de façon schématique le circuit électronique de commande du dispositif selon l'invention.

Description détaillée de l'invention L'invention s'applique au dosage volumétrique de tout fluide. Elle trouve une application privilégiée (mais non limitative) à la préparation d'une solution d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée.

Dans le cas de la préparation d'une telle solution, il est nécessaire de solvater une certaine quantité de substance active et/ou de préparation formulée dans un volume bien précis d'eau.

Le dispositif selon l'invention tel que représenté sur les figures IA et IB permet d'obtenir de façon fiable et répétable le dosage d'un volume d'eau présélectionné par un opérateur.

Le dispositif 2 selon l'invention se présente sous la forme d'un boîtier 4, par exemple métallique, de forme sensiblement parallélépipédique. Le boîtier 4 comprend une face avant 4a munie d'une interface utilisateur 6, d'un écran de contrôle de la pression 8, et d'interrupteurs à bascule 10a, 10b équipés de voyants de fonctionnement 12a, 12b. Au niveau de sa face arrière, le boîtier comprend une entrée d'admission d'eau et un connecteur électrique étanche (non visibles sur les figures).

Par ailleurs, le boîtier 4 comprend, au niveau de sa face avant, plusieurs trappes amovibles 14 dont l'une permet de dégager l'accès à une rampe coulissante 16 (figure IB). Cette dernière comprend un flexible 18 apte à être couplé à la sortie du circuit hydraulique du dispositif de dosage et à l'extrémité duquel est fixé un dispositif 19 pour éviter la vidange par gravité dudit flexible lorsque l'électrovanne du circuit hydraulique est fermée (par exemple un aérateur de robinetterie ou un clapet anti-retour).

Le déploiement d'une telle rampe 16 équipée d'un flexible 18 permet d'amener la sortie du circuit hydraulique au-dessus d'un contenant sans avoir à déplacer le dispositif. Quant aux autres trappes, elles servent par exemple à dégager l'accès à un espace de rangement pour un autre flexible et une poire de lavage et/ou à une vanne manuelle d'un circuit secondaire décrit ultérieurement.

La figure 2 représente de façon schématique le circuit hydraulique 20 qui est logé à l'intérieur du boîtier 4 du dispositif selon l'invention.

Ce circuit hydraulique 20 comprend notamment une pompe 22, par exemple une pompe à engrenages alimentée par un moteur électrique 22a, qui est reliée en amont à une entrée du circuit 24 qui est destinée à être couplée à un réservoir d'eau 26 extérieur au boîtier. Un pré-filtre 28a et un filtre 28b peuvent être intercalés entre l'entrée du circuit 24 et la pompe 22. De même, une vis de purge 30 accessible depuis la face avant du boîtier peut être positionnée en aval de la pompe afin de faciliter l'amorçage de celle-ci.

Le circuit hydraulique 20 comprend également un pressostat 32 qui a pour fonction de contrôler la mise en service et l'arrêt de la pompe 22 de sorte à maintenir une pression dans le circuit hydraulique qui soit comprise par exemple entre 1 et 2,5 bars (afin de préserver l'intégrité de celle-ci). Le fonctionnement du pressostat 32 sera décrit ultérieurement. Un manomètre 34 dont l'affichage est visible depuis l'écran de contrôle de la pression 8 (figures IA et IB) permet à l'opérateur de contrôler la pression dans le circuit hydraulique et ainsi de vérifier le bon fonctionnement du dispositif (le manomètre 34 et l'écran de contrôle de la pression 8 ne forment ici qu'un seul et même élément).

Le circuit hydraulique 20 comprend encore un compteur volumétrique de fluide 36 qui est positionné entre la pompe 22 et la sortie du circuit 38. On pourra choisir par exemple un compteur volumétrique avec émetteur d'impulsions à effet Hall. De façon connue, ce type de compteur délivre un signal de mesure dont la fréquence est proportionnelle au débit de fluide le traversant.

Une électrovanne 40 est intercalée dans le circuit hydraulique entre le compteur volumétrique de fluide 36 et la sortie du circuit 38. Grâce à un fonctionnement décrit ultérieurement, cette électrovanne permet de fermer le circuit hydraulique dès que le volume d'eau présélectionné par l'opérateur est atteint.

De façon avantageuse, le circuit hydraulique 20 comprend en outre un circuit secondaire 20' qui est raccordé au circuit hydraulique entre la pompe 22 et le compteur volumétrique de fluide 36, et plus précisément en aval du manomètre 34 et en amont dudit compteur. Ce circuit secondaire 20' est muni d'un accumulateur pneumatique 42 (ou accumulateur de pression hydraulique) destiné à fournir de l'eau sous pression.

De façon connue, l'accumulateur pneumatique 42 est un réservoir sous pression de gaz contenant un faible volume d'eau sous pression destiné à réguler la pression dans le circuit hydraulique pour éviter tout à coup dans le fonctionnement de la pompe. Cet accumulateur est alimenté au travers d'un clapet anti-retour 44 afin d'éviter que l'ouverture de l'électrovanne 40 provoque un retour d'eau qui engendrerait des fluctuations de débit au cours de la mesure.

Grâce à une vanne manuelle 46 positionnée en sortie du circuit secondaire 20', l'accumulateur pneumatique 42 permet également à l'opérateur de disposer de la réserve d'eau pour le lavage et/ou le rinçage du matériel utilisé lors de l'expérimentation.

Egalement de façon avantageuse, le circuit hydraulique 20 comprend en outre un raccord rapide à double obturation 48 permettant à l'opérateur de coupler la sortie du circuit 38 au flexible 18 de la rampe coulissante 16 du boîtier.

En liaison avec la figure 3, on décrira maintenant le circuit électronique de commande 50 du dispositif selon l'invention.

Le circuit électronique 50 comprend notamment une source d'alimentation électrique 52 externe au boîtier, de préférence une batterie électrique en 12 V de type batterie de véhicule, qui est destinée à être raccordée au boîtier par l'intermédiaire du connecteur étanche situé sur la face arrière du boîtier.

Cette source d'alimentation électrique 52 délivre une tension nominale de 12V qui alimente directement le moteur électrique 22a de la pompe du circuit hydraulique (ce moteur peut être protégé par un fusible). La mise sous tension du moteur électrique de la pompe est commandée par l'opérateur au moyen de l'interrupteur à bascule 10a monté en façade du boîtier. Le voyant de fonctionnement 12a signale à l'opérateur la mise sous tension. Une fois le circuit sous tension, le déclenchement et l'arrêt de la pompe sont pilotés par le pressostat 32.

La source d'alimentation électrique 52 délivre une tension nominale de 12V qui alimente également le compteur volumétrique de fluide 36 et l'électrovanne 40. Plus précisément, la mise sous tension de ces éléments est commandée par l'opérateur au moyen de l'interrupteur à bascule 10b monté en façade du boîtier. Le voyant de fonctionnement 12b signale à l'opérateur la mise sous tension comme décrit ultérieurement.

De préférence, un stabilisateur de tension 54 est positionné en amont du compteur volumétrique de fluide 36, du programmateur électronique 56 et de l'électrovanne 40 afin d'assurer une tension constante aux bornes de ces éléments, et ce malgré les variations pouvant être engendrées par la mise en route de la pompe, du niveau de charge de la batterie ou de l'éventuelle mise en services d'équipements électriques sur le véhicule. Ce stabilisateur de tension permet également d'assurer un circuit de masse indépendant de celle du véhicule, réduisant ainsi les risques de courant parasite.

Comme indiqué précédemment, en fonctionnement, le compteur volumétrique de fluide 36 délivre un signal de mesure dont la fréquence est proportionnelle au débit de fluide le traversant. La valeur de mesure VM de ce signal est fournie à un programmateur électronique 56 qui est couplé à l'interface utilisateur 6 du boîtier et qui est programmé pour comparer la valeur de ce signal de mesure avec une valeur programmée VP qui est représentative du volume de fluide sélectionné par l'opérateur (à noter que l'interface utilisateur 6 et le programmateur électronique ne forment qu'un seul et même élément).

Sur validation du volume sélectionné par l'opérateur via l'interface utilisateur 6, le programmateur électronique 56 ouvre, via un relais intégré, l'alimentation de l'électrovanne 40. Lorsque la valeur VM du signal de mesure atteint sensiblement la valeur programmée VP correspondant au volume sélectionné par l'opérateur, le programmateur électronique coupe, via le relais intégré, l'alimentation de l'électrovanne 40. Cette dernière se ferme, ce qui coupe le circuit hydraulique.

Afin de prendre en compte le phénomène du temps de réponse de fermeture de l'électrovanne (de l'ordre de quelques millisecondes), il peut être avantageusement prévu que le relais intégré du programmateur électronique coupe l'alimentation de l'électrovanne quand la valeur VM du signal de mesure atteint une valeur légèrement inférieure à la valeur programmée VP. Ainsi, la précision du dosage s'en trouve améliorée.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention découle de manière évidente de ce qui précède.

Dans un premier temps, une fois sur site, l'opérateur raccorde la source externe d'alimentation électrique 52 (typiquement la batterie de son véhicule) au connecteur électrique étanche situé sur la face arrière du boîtier. Le circuit de la pompe 22 est alors mis sous tension en basculant l'interrupteur à bascule 10a dédié et le voyant correspondant 12a s'allume. La pompe entre en fonctionnement selon les conditions d'asservissement fixées par le réglage du pressostat 32. L'accumulateur pneumatique 42 se remplit en eau de sorte que l'opérateur dispose, via la vanne manuelle 46 positionnée en sortie du circuit secondaire 20', d'une source d'eau sous pression pour le lavage et/ou rinçage de son matériel d'expérimentation.

Le circuit spécifique au compteur volumétrique de fluide 36 est ensuite mis sous tension par basculement de l'interrupteur à bascule 10b dédié (le voyant correspondant 12b s'allume). Cette action entraîne également l'allumage de l'interface utilisateur 6 couplée au programmateur électronique 56.

Par l'intermédiaire de cette interface utilisateur, l'opérateur sélectionne la valeur du volume d'eau à délivrer (par exemple 2.850 I). Une fois cette valeur validée par l'opérateur et enregistrée dans une mémoire du programmateur électronique 56, celui-ci ouvre l'alimentation de l'électrovanne 40, ce qui entraîne l'ouverture du circuit hydraulique et donc une sortie d'eau au niveau de la sortie 38 du circuit hydraulique.

Au cours de cette phase d'ouverture du circuit hydraulique, la pression dans celui-ci est stabilisée (typiquement entre 1 et 2,5 bars) grâce au pressostat 32. De plus, toujours au cours de cette phase d'ouverture, la valeur VM du signal de mesure délivré par le compteur volumétrique de fluide 36 est comparée à la valeur programmé VP correspondant au volume sélectionné par l'opérateur. Dès que la valeur VM de ce signal de mesure atteint la valeur programmée VP (ou une valeur légèrement inférieure à celle-ci), le programmateur électronique 56 coupe l'électrovanne, entraînant une fermeture du circuit hydraulique et donc un arrêt de la sortie d'eau.

De préférence, l'interface utilisateur 6 comprend une touche de remise à zéro 58 qui permet, lorsqu'elle est actionnée par l'opérateur, de recommander l'ouverture de l'électrovanne et donc l'ouverture du circuit hydraulique avec la valeur programmée VP préalablement enregistrée en mémoire.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (2) portatif pour le dosage volumétrique d'un fluide, comprenant : un circuit hydraulique (20) comportant une pompe (22) reliée, d'une part à une entrée (24) destinée à être couplée à un réservoir de fluide (26), et d'autre part à une sortie (38) destinée à délivrer un volume prédéterminé de fluide, un compteur volumétrique de fluide (36) positionné entre la pompe et la sortie, et une électrovanne (40) positionnée entre le compteur volumétrique de fluide et la sortie ; et un circuit électronique de commande (50) comportant des moyens de sélection par un opérateur du volume de fluide à délivrer, ces moyens étant couplés au compteur volumétrique de fluide, et des moyens d'actionnement de l'électrovanne pour fermer celle-ci lorsque le volume de fluide sélectionné par l'opérateur est délivré.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de sélection comprennent un programmateur électronique (56) couplé au compteur volumétrique de fluide (36) et programmé pour comparer une valeur (VM) d'un signal de mesure provenant du compteur volumétrique de fluide et représentatif d'un volume de fluide ayant traversé ledit compteur volumétrique de fluide avec une valeur programmée (VP) représentative du volume de fluide sélectionné par l'opérateur.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le programmateur électronique (56) est programmé pour commander la fermeture de l'électrovanne (40) dès que la valeur (VM) du signal de mesure atteint sensiblement la valeur programmée (VP).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le programmateur électronique (56) est programmé pour commander une ouverture de l'électrovanne (40) dès qu'une touche de remise à zéro (58) est actionnée.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un circuit secondaire (200 raccordé au circuit hydraulique (20) entre la pompe et le compteur volumétrique et muni d'un accumulateur pneumatique (42) destiné à fournir du fluide sous pression.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le déclenchement et l'arrêt de la pompe (22) sont commandés par un pressostat (32).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la pression de fluide circulant dans le circuit hydraulique (20) entre la pompe et le compteur volumétrique de fluide est contrôlée par un manomètre (34).
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le compteur volumétrique de fluide (36) est un compteur à engrenage.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la pompe, le compteur volumétrique de fluide, l'électrovanne et le circuit électronique de commande sont destinés à être alimentés par une batterie électrique (52) en 12 V.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le circuit hydraulique (20) comprend en outre un flexible (18) apte à être couplé à la sortie (38) du circuit hydraulique par l'intermédiaire d'un raccord rapide à double obturation (48) et à être porté par une rampe coulissante (16).
11. 11. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour la préparation d'une solution d'expérimentation renfermant des substances phytopharmaceutiques à épandre sur des parcelles d'une culture donnée.