FR3071062B1 - Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique - Google Patents
Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique Download PDFInfo
- Publication number
- FR3071062B1 FR3071062B1 FR1758485A FR1758485A FR3071062B1 FR 3071062 B1 FR3071062 B1 FR 3071062B1 FR 1758485 A FR1758485 A FR 1758485A FR 1758485 A FR1758485 A FR 1758485A FR 3071062 B1 FR3071062 B1 FR 3071062B1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- fuel
- micro
- measuring
- fluidic chip
- chip
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels, explosives
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2805—Oils, i.e. hydrocarbon liquids investigating the resistance to heat or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
Abstract
La présente invention concerne un dispositif de mesure (1) de la stabilité à l'oxydation et/ou de la stabilité thermique de tout type de carburant, y compris le diesel, par une miniaturisation du système de test grâce à la technique micro-fluidique. Les phénomènes physiques auxquelles sont soumis les carburants sont reproduits par les micro-canaux (12) de la puce micro-fluidique (7), qui comportent des moyens représentatifs de l'injection du carburant et/ou la circulation du carburant pour un système d'entraînement, par exemple un moteur à combustion interne, ou un réacteur aéronautique.
Description
La présente invention concerne le domaine de l’analyse et de la caractérisation d’un carburant, notamment d’un carburant de type Diesel, biodiesel, essence ou carburéacteur (carburant utilisé en aéronautique également appelé jet fuel mais aussi kérosène par abus de langage).
Elle concerne plus particulièrement un dispositif de caractérisation permettant la mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou la stabilité thermique du carburant.
La stabilité des carburants suscite un intérêt considérable de la part des acteurs du domaine aéronautique et du domaine des véhicules terrestres mais aussi du domaine du raffinage en raison, d’une part, de la diversification des carburants (carburants issus du pétrole brut, carburants alternatifs et biocarburants) et des procédés, et d’autre part, des évolutions technologiques.
Par exemple, dans le domaine automobile, les normes anti-pollution imposées aux véhicules incitent les industriels à développer des moteurs de plus en plus performants afin de réduire les émissions à la source, c’est à dire, dès la combustion, ce qui se traduit par une technologie actuelle des moteurs à combustion avec des conditions opératoires des systèmes d’injection diesel de plus en plus sévères, avec une augmentation des contraintes thermiques (T>150°), une augmentation de la pressicn (P>2500 bar) associées à une diminution du diamètre des trous des injecteurs.
Dans le domaine aéronautique, les cycles de montée en température et en pression imposés au carburant associés à des conditions qui se sévèrisent est critique pour maintenir un produit stable.
Dans le domaine logistique, il apparaît que la chaîne logistique devient de plus en plus complexe avec de nombreux produits différents associés à des additifs variés et nouveaux.
Ces différents points poussent à une caractérisation de la stabilité thermique du carburant très détaillée afin d’éviter des problèmes causés par la dégradation des carburants dans l’automobile, l’aéronautique et le raffinage logistique (ex. : dépôts). Actuellement, il y a une demande croissante des industriels automobiles (constructeurs automobiles, équipementiers, pétroliers, etc.), notamment en Europe, pour une caractérisation de la stabilité thermique de manière plus représentative des nouvelles contraintes subies par les carburants.
Aujourd’hui, il n’y a pas de technique certifiée pour étudier la perte de stabilité thermique et la formation de dépôts des carburants diesel en condition dynamique. Cela est lié à la complexité des différentes configurations moteurs ainsi qu’à la difficulté de trouver un test représentatif. Les caractérisations des carburants diesel sont plutôt axées sur la stabilité à l’oxydation avec par exemple les méthodes PetroOxy (selon la norme ASTM 7545) et
Ladite puce micro-fluidique comporte un circuit de micro-canaux de circulation dudit carburant, lesdits micro-canaux comportant des moyens représentatifs de l’injection et/ou de la circulation dudit carburant pour un système d’entraînement, tel qu’un moteur à combustion interne ou un réacteur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lesdits moyens représentatifs de l’injection ou de la circulation d’un carburant comprennent au moins une restriction de diamètre d’un micro-canal de circulation dudit carburant, et/ou au moins un micro-canal de dérivation dudit carburant, et/ou au moins une forme prédéterminée de micro-canal de circulation dudit carburant.
Avantageusement, les dimensions de la dite puce micro-fluidique sont comprises entre 10x20 mm et 50x100 mm.
Conformément à une mise en oeuvre, lesdits moyens de mesure comprennent au moins un débitmètre, et/ou au moins un capteur de pression et/ou un capteur de différentiel de pression, et/ou un spectromètre, et/ou des moyens de contrôle d’un dépôt formé dans ladite puce micro-fluidique.
De manière avantageuse, ladite puce micro-fluidique est en verre ou en métal.
De préférence, ledit carburant est un carburant de type carburéacteur, diesel, biodiesel, biocarburant, carburant alternatif, coupes de raffinage ou essence.
Selon un aspect de l’invention, ledit dispositif de mesure comprend des moyens de chauffage de ladite puce micro-fluidique.
Conformément à une caractéristique, lesdits moyens de circulation dudit carburant comprennent un pousse-seringue.
De plus, l’invention concerne un système de test d’un carburant comprenant un dispositif de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes connecté à une réserve dudit carburant.
En outre, l’invention concerne un capteur d’encrassement agencé au sein d’un moteur à combustion interne ou d’un réacteur. Le capteur d’encrassement comprend un dispositif de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes.
Présentation succincte des figures D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
La figure 1 illustre un dispositif de mesure selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 illustre un exemple de puce micro-fluidique selon un mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée de l'invention
La présente invention concerne un dispositif de mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique d’un carburant. Le dispositif selon l’invention permet notamment de mesurer les dépôts, en d’autres termes l’encrassement, issus d’un carburant dans des conditions spécifiques, qui correspondent aux conditions d’utilisation du carburant. Ainsi, le dispositif selon l’invention peut être utilisé pour analyser les problèmes de colmatage et de formation de dépôts de type vernis, gomme, laque et coke au sein d’un système d’entraînement.
On appelle stabilité à l’oxydation ou autoxydation la tendance d’un carburant à se dégrader à partir de l'oxydation de ses composés par le contact avec l’oxygène.
On appelle stabilité thermique ou thermo-oxydation la caractéristique d’un carburant à se dégrader ou à se décomposer à partir de l’exposition à des températures élevées dans un milieu avec ou sans oxygène. On peut noter que la température ayant un effet direct sur la cinétique des réactions de décomposition d’un carburant.
On appelle système d’entraînement, un système capable de convertir l’énergie chimique d’un carburant en énergie mécanique. En particulier, il peut s’agir d’un moteur à combustion interne, ou d’un réacteur aéronautique (turbine aéronautique).
Le carburant testé peut être de tout type, en particulier un diesel, un biodiesel, une essence, un biocarburant, un carburant alternatif ou un carburéacteur.
Le système selon l’invention comporte au moins : - des moyens d’alimentation en carburant à tester, il peut s’agir notamment d’une réserve de carburant, ou de moyens de connexion à un système d’alimentation en carburant, - une puce micro-fluidique, qui comprend des micro-canaux pour l’écoulement du carburant, et au sein de laquelle le carburant est dégradé et/ou forme des dépôts, - des moyens de circulation du carburant au sein de la puce micro-fluidique depuis les moyens d’alimentation, et - des moyens de mesure liés à la puce micro-fluidique, les moyens de mesures sont aptes à mesurer au moins une caractéristique du carburant circulant dans la puce micro-fluidique, et/ou une caractéristique liée au dépôt (encrassement) dans la puce micro-fluidique.
Une puce micro-fluidique est un ensemble de micro-canaux gravés ou moulés dans un matériau (par exemple verre (allant du quartz à la silice fondue en passant par les sodocalciques et borosilicates), silicium, métal ou polymère tel que le PDMS, pour PolyDiMethylSiloxane, ou les résines photosensibles comme la SU-8, ou les polymères thermoplastiques, comme le PMMA ou le PEEK). Classiquement, les micro-canaux constituant la puce micro-fluidique sont connectés entre eux de manière à réaliser une fonction voulue (mélanges, pompage, tri, contrôle de l’environnement bio-chimique, mesures, analyses chimiques). Ce réseau de micro-canaux enfermés dans la puce micro-fluidique est relié à l’extérieur par au moins une entrée et au moins une sortie percées à travers la puce, comme des interfaces entre le monde macroscopique et microscopique. Ce sont par ces trous que le carburant est injecté et évacué de la puce micro-fluidique (au travers de tubes, adaptateurs à seringue ou même de simples trous dans la puce) avec des systèmes actifs extérieurs (contrôleur de pression, pousse-seringue ou pompes péristaltiques) ou des moyens passifs (par exemple des pressions hydrostatiques). Une puce micro-fluidique peut fonctionner sous pression.
Selon l’invention, les micro-canaux de la puce micro-fluidique comportent des moyens représentatifs de l’injection et/ou de la circulation du carburant dans un système d’entraînement (par exemple moteur à combustion interne ou réacteur). On appelle circulation du carburant, l’ensemble du système permettant de relier le réservoir de carburant au système d’entraînement au sein d’un véhicule (automobile ou aéronautique). Ainsi, il est possible de reproduire (« simuler >>) les phénomènes physiques, et de réaliser des mesures représentatives des conditions réelles d’utilisation du carburant au sein d’un système d’entraînement. De cette manière, il est possible de quantifier précisément la stabilité à l’oxydation et la stabilité thermique d’un carburant.
Pour reproduire au mieux les phénomènes physiques, les micro-canaux de la puce micro-fluidique peuvent comprendre les moyens représentatifs suivants, seuls ou en combinaison : - au moins une restriction de diamètre d’un micro-canal de circulation du carburant, une telle restriction de diamètre peut permettre notamment de représenter l’injection du carburant ou la présence d’une vanne, - au moins un micro-canal de dérivation du carburant (en d’autres termes, la séparation du carburant dans au moins deux micro-canaux parallèles), une telle dérivation peut permettre notamment de représenter une portion d’un circuit d’alimentation en carburant d’un système d’entraînement, au moins une forme prédéterminée d’un micro-canal : par exemple une courbure du micro-canal, cette forme prédéterminée peut permettre notamment de représenter une portion courbée d’un circuit d’alimentation en carburant d’un système d’entraînement.
La puce micro-fluidique présente l’avantage d’avoir des dimensions réduites, notamment par rapport aux systèmes de l’art antérieur.
Dans un but de miniaturisation du dispositif de mesure, les dimensions de la puce micro-fluidique sont comprises entre 10x20 mm et 50x100 mm. De plus, les micro-canaux peuvent avoir des diamètres compris entre 10 μιτι et 1000 μητ En outre, les micro-canaux peuvent avoir des longueurs comprises entre quelques cm et quelques m.
De préférence, les micro-canaux sont sensiblement cylindrique et de section circulaire pour limiter les pertes de charge. Toutefois, les micro-canaux peuvent avoir toute forme adaptée à la circulation du fluide : par exemple cylindrique et de section elliptique, parallélépipédique, etc.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de mesures liés à la puce micro-fluidique peuvent comprendre les éléments suivants, seuls ou en combinaison : - au moins un débitmètre, placé en aval ou en amont de la puce micro-fluidique (selon la direction d’écoulement du carburant), selon un exemple de réalisation, le dispositif de mesure peut comprendre deux débitmètres, un en amont de la puce micro-fluidique, et un en aval de la puce micro-fluidique, ce montage permet de mesurer l’évolution du débit induite par la dégradation du carburant et la formation de dépôt au sein de la puce micro-fluidique, notamment si on travaille avec une pompe à pression contrôlée (type « flowcontrol System >> de Fluigent), - au moins un capteur de pression, placé en aval, en amont, ou au sein de la puce micro-fluidique (selon la direction d’écoulement du carburant), selon un exemple de réalisation, le dispositif de mesure peut comprendre deux capteurs de pression, un en amont de la puce micro-fluidique, et un en aval de la puce micro-fluidique, ou un capteur de pression différentiel, ce montage permet de mesurer notamment l’évolution de la perte de charge induite par la dégradation du carburant ou la formation de dépôt au sein de la puce micro-fluidique, notamment si on travaille avec une pompe à débit contrôlé type pousse-seringue ou piston, - un spectromètre pour mesurer notamment le vieillissement du carburant au sein de la puce micro-fluidique, par exemple infrarouge, UV, fluorescence, etc., - des moyens de mesure en ligne de viscosité et/ou densité, - des moyens de contrôle du dépôt formé dans la puce micro-fluidique, ces moyens de contrôle du dépôt peuvent être notamment : o des moyens de mesure optiques, en temps réel (par exemple si la puce micro-fluidique est réalisée en verre) ou ex-situ, pour mesurer l’épaisseur et/ou la couleur et/ou le volume du dépôt, par exemple au moyen de l’une des méthodes suivantes : l’interférométrie ou l’éllipsométrie décrites dans la norme ASTM D3241, o des moyens de mesure de la masse du dépôt,
Les mesures de débit et/ou de pression peuvent permettre de déterminer l’existence ou non d’une oxydation, par analyse des variations du débit et/ou de la pression.
Selon un aspect de l’invention, les mesures de débit et de pression peuvent être réalisées en temps réel.
Selon une mise en oeuvre de l’invention, la puce micro-fluidique peut être réalisée en verre, car ce matériau est compatible avec les carburants et les conditions d’utilisation. De plus, ce matériau permet de faciliter les mesures, en particulier les mesures optiques.
Alternativement, la puce micro-fluidique peut être réalisée en métal, car ce matériau est compatible avec les carburants et les conditions d’utilisation. En outre, le métal correspondant aux matériaux utilisés dans les systèmes d’entraînement, la réalisation de la puce micro-fluidique en métal permet d’assurer une bonne représentativité de la mesure.
Conformément à un aspect de l’invention, le dispositif de mesure comprend des moyens de chauffage de la puce micro-fluidique, par exemple sous forme d’au moins une résistance électrique. Les moyens de chauffage permettent de chauffer le carburant circulant dans la puce micro-fluidique, afin de rendre plus sévères les conditions de circulation du carburant dans la puce micro-fluidique. Ainsi, la mesure de la stabilité à l’oxydation et particulièrement la stabilité thermique sont déterminées précisément.
Par exemple, les moyens de chauffage permettent de chauffer la puce micro-fluidique à des températures comprises entre 25 et 300 °C, depréférence entre 50 et 200 °C.
Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, le dispositif de mesure peut comprendre une pluralité de puces micro-fluidiques. Ainsi, il est possible de réaliser des mesures pour différentes conditions de fluide. En particulier, chaque puce micro-fluidique peut avoir un moyen de chauffage réglé à une température différente.
Rancimat (selon la norme EN15751). Dans le cas de l’industrie aéronautique, la stabilité thermique des carburéacteurs est contrôlée et mesurée à travers le test JFTOT ™ (Jet Fuel Thermal Oxidation Tester, pour test d’oxydation thermique des carburéacteurs). Un exemple de cette méthode est décrit dans le brevet US 5293218 et dans la méthode standard ASTM D3241-14be1. Le test JFTOT ™ consiste à faire circuler un carburéacteur autour d’un tube chauffé. Cependant, un test du type JFTOT ™ dédié au carburant diesel est actuellement inexistant dans la norme et dans la spécification carburant. De plus, cet équipement présente les inconvénients d’être encombrant, d’avoir une interprétation difficile. Il peut être ajouté que les résultats obtenus par cette méthode ne sont pas représentatifs de ce qu’on retrouve sur le système réel, notamment par le choix des matériaux. En outre, le test de type JFTOT nécessite une quantité de carburant importante et un environnement sécurisé.
Afin de réduire l’encombrement, certains moyens de test de carburant utilisent des puces micro-fluidiques. Un exemple d’un tel moyen de test d’oxydation de carburant est décrit dans la demande de brevet BR PI 1002057-8 A2. Le test spécifique décrit dans ce document concerne une oxydation accélérée au moyen d’injection d’ozone. Toutefois, le dispositif décrit dans cette demande de brevet est complexe, car il nécessite l’injection d’ozone dans le carburant. En outre, la cellule micro-fluidique qui présente un schéma unique ne permet pas de reproduire les phénomènes physiques auxquelles sont soumis les carburants dans la réalité.
Pour pallier ces inconvénients, la présente invention concerne un dispositif de mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique de tout type de carburant, y compris le diesel, par une miniaturisation du système de test grâce à la technique micro-fluidique. Les phénomènes physiques auxquelles sont soumis les carburants sont reproduits par les micro-canaux de la puce micro-fluidique, qui comportent des moyens représentatifs de l’injection du carburant et/ou la circulation du carburant pour un système d’entraînement, par exemple un moteur à combustion interne, ou un réacteur aéronautique.
Le dispositif selon l’invention L’invention concerne un dispositif de mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique d’un carburant, ledit système de mesure comprenant des moyens d’alimentation en carburant, une puce micro-fluidique, des moyens de circulation dudit carburant au sein de ladite puce micro-fluidique depuis lesdits moyens d’alimentation en carburant, et des moyens de mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique dudit carburant, lesdits moyens de mesure étant liés à ladite puce micro-fluidique.
Selon un exemple de réalisation, les puces micro-fluidiques peuvent être associées en parallèle. Alternativement, les puces micro-fluidiques peuvent être associées en série. Cette configuration permet de limiter l’encombrement du dispositif de mesure.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de circulation du fluide dans la puce micro-fluidique peuvent être aptes à réguler le débit de carburant circulant dans la puce micro-fluidique.
Afin de réguler le débit de circulation du fluide dans la puce micro-fluidique, les moyens de circulation de carburant peuvent être un pousse-seringue (avec un volume compris entre 10 pL et 50 ml_), qui est adapté aux faibles volumes et débits mis en oeuvre par le dispositif selon l’invention.
En variante, les moyens de circulation de carburant peuvent être une pompe, par exemple une pompe péristaltique, ou une pompe à pression contrôlée (type « flow control System >> de Fluigent).
Avantageusement, le dispositif de mesure peut comprendre en outre au moins l’un des équipements suivants : - un réservoir d’échantillon du carburant à tester, - un filtre pour éviter le transport du dépôt, et pouvant servir à la mesure du dépôt collecté par le filtre, - des moyens d’automatisation de la mesure pour contrôler notamment les moyens de circulation du carburant et les moyens de mesure, et - un circuit de flush pour nettoyer le dispositif entre deux mesures, - un module d’analyse permettant de regrouper les mesures, etc.
Avantageusement, il est possible d’utiliser un carburant de type diesel, notamment en raison des matériaux utilisés pour la puce micro-fluidique, des températures de la mesure, et l’utilisation d’éventuels filtres.
La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un dispositif de mesure 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif de mesure 1 comporte une entrée de carburant 2 (par exemple une réserve de carburant), qui alimente une pompe seringue 3 au moyen d’une vanne trois voies 4 . Puis, par poussée de la pompe seringue 3, le carburant est conduit jusqu’à la puce micro-fluidique 7 au moyen de conduites 16, différents tronçons de conduites 16 sont reliés ensemble au moyen de connecteurs 10. Les connecteurs 10 permettent une adaptation aux différents diamètres des conduites. La puce micro-fluidique 7 est montée sur un support 6. La puce micro-fluidique peut avoir un diamètre d’entrée du carburant de 500 pm), et une sortie du carburant de 100 pm, par exemple une restriction de diamètre (non représentée) étant prévue entre l’entrée et la sortie de la puce micro-fluidique. Le support 6 peut comprendre des moyens de chauffage (non représentés) pour chauffer le carburant circulant au sein de la puce micro-fluidique 7. Pour les moyens de mesure, il est prévu deux débitmètres 5 et 8 ainsi qu’un capteur de pression différentiel 11 de part et d’autre de la puce. En amont de la puce micro-fluidique 7, le premier débitmètre 5 mesure le débit du carburant.. De plus, en aval de la puce micro-fluidique 7 est le deuxième débitmètre 8. Ainsi, il est possible de mesurer la différence de débit entre l’entrée et la sortie de la puce micro-fluidique 7 pour s’assurer de l’absence de fuite et de suivre l’évolution de la perte de charge via le capteur de pression différentiel 11. Le dispositif de mesure 1 comporte également une sortie 9 du carburant qui collecte le carburant testé. Selon un mode de réalisation de l’invention, il est possible de travailler en boucle fermée en assurant une recirculation du fluide entre les réservoirs de sortie 9 et d’entrée 2 en utilisant par exemple une pompe péristaltique.
La figure 2, illustre schématiquement et de manière non limitative, une puce micro-fluidique selon un mode de réalisation de l’invention. La puce micro-fluidique 7 représentée comporte un unique micro-canal rectiligne 12. Le micro-canal 12 comporte une entrée de carburant 13, une restriction de diamètre 14 et une sortie de carburant 15, le diamètre de la sortie 15 étant inférieur au diamètre d’entrée 13. La puce micro-fluidique illustrée peut permettre de représenter l’injection de carburant (par exemple diesel) dans un moteur à combustion interne ou un réacteur.
La présente invention concerne également un système de test de carburant comprenant un dispositif de mesure selon une des variantes décrites précédemment (ou d’une combinaison de variantes décrites précédemment). Le système de test de carburant peut être connecté à une réserve de carburant.
Ainsi, le dispositif de mesure peut servir de test, par exemple pour le choix d’un carburant en fonction de conditions d’utilisation.
En outre, la présente invention concerne un capteur d’encrassement comprenant un dispositif de mesure selon l’une des variantes décrites précédemment (ou d’une combinaison de variantes décrites précédemment). Le capteur d’encrassement peut être agencé au sein d’un système d’entraînement, tel qu’un moteur à combustion interne ou un réacteur (ou turbine aéronautique). De plus, le capteur d’encrassement peut être embarqué au sein d’un véhicule (par exemple terrestre ou aéronautique).
Ainsi, le capteur d’encrassement permet de détecter l’encrassement du système d’entraînement, suite à la détection d’un dépôt dans le dispositif de mesure. L’installation au sein d’un système d’entraînement est rendue possible du fait des dimensions de la puce micro-fluidique.
Claims (10)
- Revendications 1) Dispositif de mesure de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique d’un carburant, ledit système de mesure (1) comprenant des moyens d’alimentation en carburant (2), une puce micro-fluidique (7), des moyens de circulation (3) dudit carburant au sein de ladite puce micro-fluidique (7) depuis lesdits moyens d’alimentation en carburant (2), et des moyens de mesure (5, 8, 11) de la stabilité à l’oxydation et/ou de la stabilité thermique dudit carburant, lesdits moyens de mesure (5, 8, 11) étant liés à ladite puce micro-fluidique (7), caractérisé en ce que ladite puce micro-fluidique (7) comporte un circuit de micro-canaux (12) de circulation dudit carburant, lesdits micro-canaux (12) comportant des moyens représentatifs (14) de l’injection et/ou de la circulation dudit carburant pour un système d’entraînement, tel qu’un moteur à combustion interne ou un réacteur.
- 2) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens représentatifs de l’injection ou de la circulation d’un carburant comprennent au moins une restriction de diamètre (14) d’un micro-canal de circulation dudit carburant, et/ou au moins un micro-canal de dérivation dudit carburant, et/ou au moins une forme prédéterminée de micro-canal de circulation dudit carburant.
- 3) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les dimensions de la dite puce micro-fluidique (7) sont comprises entre 10x20 mm et 50x100 mm.
- 4) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de mesure comprennent au moins un débitmètre (5, 8), et/ou au moins un capteur de pression et/ou un capteur de différentiel de pression (11), et/ou un spectromètre, et/ou des moyens de contrôle d’un dépôt formé dans ladite puce micro-fluidique.
- 5) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite puce micro-fluidique (7) est en verre ou en métal.
- 6) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit carburant est un carburant de type carburéacteur, diesel, biodiesel, biocarburant, carburant alternatif, coupes de raffinage ou essence.
- 7) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de mesure (1) comprend des moyens de chauffage de ladite puce micro-fluidique (7).
- 8) Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de circulation dudit carburant comprennent un pousse-seringue (3).
- 9) Système de test d’un carburant comprenant un dispositif de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes connecté à une réserve dudit carburant.
- 10) Capteur d’encrassement agencé au sein d’un moteur à combustion interne ou d’un réacteur, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de mesure (1) selon l’une des revendications 1 à 8.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1758485A FR3071062B1 (fr) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique |
| EP18758895.9A EP3682233A1 (fr) | 2017-09-13 | 2018-08-30 | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique |
| US16/646,795 US11598761B2 (en) | 2017-09-13 | 2018-08-30 | Device for measuring the oxidation stability and/or the thermal stability of a fuel by means of a microfluidic chip |
| PCT/EP2018/073335 WO2019052826A1 (fr) | 2017-09-13 | 2018-08-30 | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1758485 | 2017-09-13 | ||
| FR1758485A FR3071062B1 (fr) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3071062A1 FR3071062A1 (fr) | 2019-03-15 |
| FR3071062B1 true FR3071062B1 (fr) | 2019-08-30 |
Family
ID=60020213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1758485A Active FR3071062B1 (fr) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11598761B2 (fr) |
| EP (1) | EP3682233A1 (fr) |
| FR (1) | FR3071062B1 (fr) |
| WO (1) | WO2019052826A1 (fr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3102249B1 (fr) | 2019-10-21 | 2021-10-08 | Ifp Energies Now | Dispositif de mesure de la stabilité d’un carburant au moyen de mesures de variation de la capacité thermique et de la fluorescence |
| CA3116337A1 (fr) * | 2020-04-27 | 2021-10-27 | Grand Valley State University | Appareil et methode de microenvironnement pour un relais de reference air-sol |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3670561A (en) * | 1970-01-30 | 1972-06-20 | Alf Hundere | Apparatus for determining the thermal stability of fluids |
| US4595824A (en) * | 1984-09-19 | 1986-06-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Heater block assembly for use in thermal oxidation testing of jet fuel |
| US4842410A (en) * | 1986-10-24 | 1989-06-27 | Geo-Centers, Inc. | Apparatus and method utilizing interference fringes to determine the thermal stability of a liquid |
| US4832857A (en) * | 1988-08-18 | 1989-05-23 | Amoco Corporation | Process for the preparation of overbased molybdenum alkaline earth metal and alkali metal dispersions |
| US5337599A (en) * | 1990-04-20 | 1994-08-16 | Alcor, Inc. | Apparatus and method for determining the thermal stability of fluids |
| US5101658A (en) * | 1990-11-26 | 1992-04-07 | Alcor, Inc. | Apparatus for determining the thermal stability of fluids |
| US5299449A (en) * | 1992-04-30 | 1994-04-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Liquid flow reactor and method of using |
| US5293218A (en) | 1992-06-30 | 1994-03-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Interferometric JFTOT tube deposit measuring device |
| US5287731A (en) * | 1993-06-11 | 1994-02-22 | Chrysler Corporation | Thermo-oxidation engine oil simulation testing |
| WO1995002821A1 (fr) * | 1993-07-14 | 1995-01-26 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Procede et appareil de test de la stabilite thermique d'un carburant d'aviation |
| US6370946B1 (en) * | 2000-05-02 | 2002-04-16 | Southwest Research Institute | High temperature diesel deposit tester |
| US7290441B2 (en) * | 2001-10-31 | 2007-11-06 | Rheosense, Inc. | Micro slit viscometer with monolithically integrated pressure sensors |
| US7770436B2 (en) * | 2001-10-31 | 2010-08-10 | Rheosense, Inc. | Micro rheometer for measuring flow viscosity and elasticity for micron sample volumes |
| US7297963B2 (en) * | 2005-05-02 | 2007-11-20 | Southwest Research Institute | Method for determination of fuel thermal stability |
| WO2008126242A1 (fr) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Kawasaki Plant Systems Kabushiki Kaisha | Appareil de surveillance et procédé de détection de substance semblable à la gomme et équipement de turbine à gaz |
| US20090233817A1 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Kriegel Robert M | Methods for Testing the Effect of Polymer Additives on Wax Deposition from Crude Oils and Reducing Wax Deposition from Crude Oil During Pipeline Transmission |
| BRPI1002057A2 (pt) | 2010-06-22 | 2012-03-27 | Inst Nac De Tecnologia Nordeste Int Ne Mct | cámara de ionização, ozonizador, aparelho utilizando ozonizador e metodologia de determinação da estabilidade oxidativa de óleos e combustìveis utilizando oxidação acelerada com ozÈnio |
| GB2485965A (en) * | 2010-08-03 | 2012-06-06 | Univ Manchester | Rheometry apparatus for measuring the viscosity and elasticity of liquids |
| US10413901B2 (en) | 2014-08-29 | 2019-09-17 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Methods, devices, and systems for microfluidic stress emulation |
| US10800988B2 (en) * | 2014-09-30 | 2020-10-13 | Sicpa Holding Sa | Method for liquid authentication by detection of flavonoid derivatives |
| US10677701B2 (en) * | 2017-11-29 | 2020-06-09 | AD Systems S.A.S. | Jet fuel thermal oxidation test equipment |
-
2017
- 2017-09-13 FR FR1758485A patent/FR3071062B1/fr active Active
-
2018
- 2018-08-30 WO PCT/EP2018/073335 patent/WO2019052826A1/fr unknown
- 2018-08-30 US US16/646,795 patent/US11598761B2/en active Active
- 2018-08-30 EP EP18758895.9A patent/EP3682233A1/fr active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019052826A1 (fr) | 2019-03-21 |
| EP3682233A1 (fr) | 2020-07-22 |
| FR3071062A1 (fr) | 2019-03-15 |
| US20200264155A1 (en) | 2020-08-20 |
| US11598761B2 (en) | 2023-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR3071062B1 (fr) | Dispositif de mesure de la stabilite a l'oxydation et/ou de la stabilite thermique d'un carburant au moyen d'une puce micro-fluidique | |
| US10425170B2 (en) | Radio frequency process sensing, control, and diagnostics network | |
| EP2183571B1 (fr) | Dispositif de gestion centralisée des mesures et de l'information relatives à des flux liquides et gazeux nécessaires au fonctionnement d'un moteur thermique | |
| WO2008100355A3 (fr) | Appareil et procédés pour le dépôt et l'analyse de solides | |
| EP2710346B1 (fr) | Dispositif microfluidique pour analyser un fluide sous pression | |
| Goel et al. | Rapid and automated measurement of biofuel blending using a microfluidic viscometer | |
| CA2312523A1 (fr) | Methode et dispositif multi-reacteurs automatique d'evaluation de catalyseurs avec une charge lourde | |
| EP2076782A2 (fr) | Procede et installation de determination d'au moins un parametre d'une transformation physique et/ou chimique, et procede de criblage correspondant | |
| FR3075068A1 (fr) | Puce microfluidique pour melanger au moins deux fluides et pour analyser la composition des fluides | |
| Nightingale et al. | Easily fabricated monolithic fluoropolymer chips for sensitive long-term absorbance measurement in droplet microfluidics | |
| WO2011138748A1 (fr) | Support de puce microfluidique et systeme de regulation thermique d'un echantillon | |
| CA2312520A1 (fr) | Methode et dispositif multi-reacteurs automatique d'evaluation de catalyseurs avec analyse en ligne sans separation liquide/gaz | |
| EP2897705B1 (fr) | Installation de traitement d'un fluide multiphasique et procede de caracterisation en ligne dudit fluide | |
| EP3812745B1 (fr) | Dispositif de mesure de la stabilite d'un carburant au moyen de mesures de variation de la capacite thermique et de la fluorescence | |
| EP3513858B1 (fr) | Dispositif, système de filtration et procédé de surveillance de colmatage | |
| EP3414565B1 (fr) | Appareil d'analyse de la sensibilité à la formation de dépôt dans un carburant, notamment dans un carburant utilisé en aéronautique | |
| EP2277016B1 (fr) | Procédé et installation de détermination d'une valeur de débit d'un fluide | |
| Park et al. | Experimental investigation and prediction of density and viscosity of GTL, GTL–biodiesel, and GTL–diesel blends as a function of temperature | |
| FR2918177A1 (fr) | Cellule, dispositif comprenant cette cellule et methode de mesure de la qualite de particules insolubles dans un fluide et applications | |
| FR2971953A1 (fr) | Dispositif microfluidique d'extraction a interface liquide-liquide stabilisee | |
| Sankaran et al. | Stereolithographic 3D printed microfluidic viscometer for rapid detection of automobile fuel adulteration | |
| EP2856144B1 (fr) | Analyseur de fluide comportant une substance inflammable et procédé correspondant | |
| FR3119889A1 (fr) | Cellule de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide dans un milieu poreux | |
| Harkare | Analytical Study for Development of Fuel Adulteration Detection System | |
| FR2974902A1 (fr) | Procede de mesure de la viscosite d'un fluide et viscosimetre |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190315 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |