FR3103269A1 - Fluid mass flow measurement device - Google Patents

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    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure

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Abstract

Un dispositif de mesure (1) du débit massique (Qm) d’un fluide à partir de mesures du débit volumique (Q), de la permittivité (ε) et de la température (T), ledit dispositif de mesure (1) comprenant au moins une enveloppe (8) comprenant : au moins un canal (10) de circulation du fluide comprenant au moins une entrée de fluide (11) et au moins une sortie de fluide (12), au moins un débitmètre à ultrasons (2) configuré pour mesurer le débit volumique (Q) de fluide circulant dans ledit canal (10), au moins un capteur de température (3) configuré pour mesurer la température (T) du fluide dans ledit canal (10) et au moins un capteur capacitif (4) configuré pour mesurer la permittivité (ε) du fluide dans ledit canal (10). Figure de l’abrégé : Figure 3  A device (1) for measuring the mass flow (Qm) of a fluid from measurements of the volume flow (Q), the permittivity (ε) and the temperature (T), said measuring device (1) comprising at least one envelope (8) comprising: at least one fluid circulation channel (10) comprising at least one fluid inlet (11) and at least one fluid outlet (12), at least one ultrasonic flowmeter (2) configured to measure the volume flow (Q) of fluid flowing in said channel (10), at least one temperature sensor (3) configured to measure the temperature (T) of the fluid in said channel (10) and at least one capacitive sensor (4) configured to measure the permittivity (ε) of the fluid in said channel (10). Abstract figure: Figure 3

Description

Dispositif de mesure de débit massique d’un fluideDevice for measuring the mass flow of a fluid

La présente invention concerne le domaine de la mesure de débit massique d’un fluide.The present invention relates to the field of mass flow measurement of a fluid.

De manière connue, en référence à la figure 1, un aéronef comprend un ou plusieurs turbomoteurs comprenant une chambre de combustion 30 dans laquelle entrent de l’air A et du carburant C configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air A provient de l’extérieur du turbomoteur et est guidé vers la chambre de combustion 30 par une veine d’air tandis que le carburant C provient d’un circuit de carburant 20 débouchant dans la chambre de combustion 30.In a known manner, with reference to FIG. 1, an aircraft comprises one or more turbine engines comprising a combustion chamber 30 into which enter air A and fuel C configured to react together according to a combustion reaction, so as to release the energy needed to push the aircraft. The air A comes from outside the turbine engine and is guided towards the combustion chamber 30 by an air stream while the fuel C comes from a fuel circuit 20 opening into the combustion chamber 30.

De manière connue, le circuit de carburant 20 comprend d’amont en aval un réservoir de stockage 21 du carburant C, une pompe basse pression 22 de mise en mouvement du carburant C, un filtre 23 de retenue des particules solides contenues dans le carburant C et une pompe haute pression 24 d’accélération du carburant C. Par la suite, les termes «amont» et «aval» sont définis par rapport au sens de circulation du carburant C dans le circuit de carburant 20. Le circuit de carburant 20 comprend en outre, en aval de la pompe haute pression 24, une vanne de dosage 25 d’un débit massique Qm de carburant C et un ou plusieurs injecteurs 26 pour pulvériser le débit massique Qm dans la chambre de combustion 30. Le carburant refoulé Cr par la vanne de dosage 25 est quant à lui réinjecté dans le circuit de carburant 20 en amont.In known manner, the fuel circuit 20 comprises, from upstream to downstream, a storage tank 21 for the fuel C, a low-pressure pump 22 for moving the fuel C, a filter 23 for retaining the solid particles contained in the fuel C and a high pressure pump 24 for accelerating the fuel C. Subsequently, the terms “upstream” and “downstream” are defined with respect to the direction of circulation of the fuel C in the fuel circuit 20. The fuel circuit 20 comprises in addition, downstream of the high pressure pump 24, a metering valve 25 of a mass flow rate Qm of fuel C and one or more injectors 26 to spray the mass flow rate Qm into the combustion chamber 30. The fuel delivered Cr by the metering valve 25 is itself reinjected into the fuel circuit 20 upstream.

Dans les faits, le débit massique Qm injecté dans la chambre de combustion 30 doit être tel que la quantité de matière de carburant C et la quantité de matière d’air A dans la chambre de combustion 30 soient dans des proportions dites «stœchiométriques» pour optimiser la réaction de combustion, et ce afin de générer une poussée maximale de l’aéronef tout en limitant au maximum les rejets de gaz brûlés issus de la combustion. Pour permettre un dosage précis, la vanne de dosage 25 est reliée à un organe de calcul 104, lui-même relié à un dispositif de mesure 100 du débit massique Qm. L’organe de calcul 104 permet ainsi, à partir du débit massique Qm mesuré par le dispositif de mesure 100 et du débit massique théorique Qm th, de contrôler le degré d’ouverture D de la vanne de dosage 25 de sorte que le débit massique Qm soit le plus proche possible du débit massique théorique Qm th.In fact, the mass flow rate Qm injected into the combustion chamber 30 must be such that the quantity of fuel substance C and the quantity of air substance A in the combustion chamber 30 are in so-called “stoichiometric” proportions for optimize the combustion reaction, in order to generate maximum thrust from the aircraft while minimizing the discharge of burnt gases resulting from combustion. To allow precise metering, the metering valve 25 is connected to a calculation unit 104, itself connected to a device 100 for measuring the mass flow rate Qm. The calculation unit 104 thus makes it possible, from the mass flow Qm measured by the measuring device 100 and the theoretical mass flow Qm th, to control the degree of opening D of the metering valve 25 so that the mass flow Qm is as close as possible to the theoretical mass flow Qm th.

En pratique, le dispositif de mesure 100 est positionné entre la vanne de dosage 25 et l’injecteur 26. De manière connue, le dispositif de mesure 100 comprend une turbine volumétrique 101 comprenant une hélice. Une telle turbine volumétrique 101 est configurée pour mesurer le débit volumique Q à partir de la vitesse de rotation de l’hélice. L’organe de calcul 104 est quant à lui configuré pour déterminer le débit massique Qm à partir du débit volumique Q mesuré et de la densité d du carburant C, liée à la nature du carburant C. Dans les faits, le réservoir 21 du circuit de carburant 20 peut être alimenté en différents carburants C lors du ravitaillement, si bien que la composition précise du carburant C dans le turbomoteur et donc sa nature n’est pas connue. Aussi, le dispositif de mesure 100 comprend également un thermomètre 102 de mesure de la température T et des électrodes 103 de mesure de la permittivité ε du carburant C. L’organe de calcul 104 est configuré pour déterminer la nature du carburant C à partir des mesures conjointes de la température T et de la permittivité ε.In practice, the measuring device 100 is positioned between the metering valve 25 and the injector 26. In known manner, the measuring device 100 comprises a volumetric turbine 101 comprising a propeller. Such a volumetric turbine 101 is configured to measure the volume flow Q from the speed of rotation of the propeller. The calculation unit 104 is itself configured to determine the mass flow Qm from the measured volume flow Q and the density d of the fuel C, linked to the nature of the fuel C. In fact, the tank 21 of the circuit fuel 20 can be supplied with different fuels C during refueling, so that the precise composition of the fuel C in the turbine engine and therefore its nature is not known. Also, the measuring device 100 also comprises a thermometer 102 for measuring the temperature T and electrodes 103 for measuring the permittivity ε of the fuel C. The calculating unit 104 is configured to determine the nature of the fuel C from the joint measurements of temperature T and permittivity ε.

En pratique, lors du vol de l’aéronef, les vibrations induites par le moteur, les chocs (atterrissage ou appontage) et la turbulence de l’air environnant sont susceptibles de se propager dans l’hélice de la turbine volumétrique 101, ce qui peut affecter la précision de la mesure du débit massique Qm et réduire la durée de vie de la turbine volumétrique 101, ce qui présente un inconvénient.In practice, during the flight of the aircraft, the vibrations induced by the engine, the shocks (landing or deck) and the turbulence of the surrounding air are likely to propagate in the propeller of the volumetric turbine 101, which may affect the accuracy of the mass flow rate measurement Qm and reduce the service life of the volumetric turbine 101, which has a drawback.

De manière incidente, pour mesurer le débit massique d’un circuit de carburant de turbomoteur d’aéronef, il est connu par la demande de brevet US2007151333A1 d’utiliser conjointement un débitmètre à force de Coriolis et un débitmètre à ultrasons qui sont distants l’un de l’autre afin de limiter l’échauffement. En pratique, le débitmètre à force de Coriolis est sensible aux vibrations dans l’aéronef en vol, ce qui peut affecter la précision de la mesure du débit massique et réduire sa durée de vie. Par ailleurs, l’utilisation de deux débitmètres distants l’un de l’autre ne permet pas de garantir une mesure précise et augmente l’encombrement et le coût. En outre, il est nécessaire de prévoir un thermomètre associé à chaque débitmètre.Incidentally, to measure the mass flow of an aircraft turbine engine fuel circuit, it is known from patent application US2007151333A1 to jointly use a Coriolis force flow meter and an ultrasonic flow meter which are remote from each other to limit overheating. In practice, the Coriolis force flow meter is sensitive to vibrations in the aircraft in flight, which can affect the accuracy of the mass flow measurement and reduce its life. In addition, the use of two flowmeters distant from each other does not guarantee an accurate measurement and increases the size and the cost. In addition, it is necessary to provide a thermometer associated with each flowmeter.

L’invention vise ainsi à pouvoir mesurer précisément le débit massique d’un circuit de carburant d’un turbomoteur d’aéronef en vol.The invention thus aims to be able to accurately measure the mass flow rate of a fuel circuit of an aircraft turbine engine in flight.

L’invention concerne un dispositif de mesure du débit massique d’un fluide à partir de mesures du débit volumique, de la permittivité et de la température dudit fluide, ledit dispositif de mesure comprenantau moinsune enveloppe comprenant:The invention relates to a device for measuring the mass flow of a fluid from measurements of the volume flow, the permittivity and the temperature of said fluid, said measuring device comprising at least one envelope comprising:

au moins un canal de circulation du fluide comprenant au moins une entrée de fluide et au moins une sortie de fluide,at least one fluid circulation channel comprising at least one fluid inlet and at least one fluid outlet,

au moins un débitmètre à ultrasons configuré pour mesurer le débit volumique de fluide circulant dans ledit canal,at least one ultrasonic flowmeter configured to measure the volume flow rate of fluid flowing in said channel,

au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température du fluide dans ledit canal etat least one temperature sensor configured to measure the temperature of the fluid in said channel and

au moins un capteur capacitif configuré pour mesurer la permittivité du fluide dans ledit canal.at least one capacitive sensor configured to measure the permittivity of the fluid in said channel.

Grâce à l’invention, le débit massique d’un fluide peut être mesuré de manière à la fois précise et fiable, même dans un environnement soumis aux chocs et aux vibrations, tel que celui de l’aéronautique. En effet, le dispositif de mesure ne comprend pas d’élément mobile susceptible d’être perturbé par les chocs et vibrations, telle que la turbine volumétrique ou le débitmètre à force de Coriolis de l’art antérieur. En outre, le dispositif de mesure selon l’invention possède une plus grande durée de vie. De manière avantageuse, toutes les mesures sont réalisées au sein d’un unique dispositif de mesure, ce qui limite l’encombrement. Un tel dispositif de mesure est par ailleurs résistant aux hautes températures et peut ainsi être positionné à proximité d’une chambre de combustion.Thanks to the invention, the mass flow rate of a fluid can be measured both accurately and reliably, even in an environment subject to shocks and vibrations, such as that of aeronautics. Indeed, the measuring device does not include any moving element liable to be disturbed by shocks and vibrations, such as the volumetric turbine or the Coriolis force flowmeter of the prior art. In addition, the measuring device according to the invention has a longer life. Advantageously, all the measurements are carried out within a single measuring device, which limits the size. Such a measuring device is also resistant to high temperatures and can thus be positioned close to a combustion chamber.

Dans une mise en œuvre pratique de l’invention, le débitmètre à ultrasons, le capteur de température et le capteur capacitif sont positionnés de manière adjacente. De manière avantageuse, des mesures rapprochées augmentent la fiabilité du dispositif de mesure car les propriétés physiques du fluide sont identiques pour chacune des mesures. Au contraire, dans l’art antérieur, le débitmètre à force de Coriolis est distant du débitmètre à ultrasons pour éviter de perturber l’écoulement à proximité du débitmètre à ultrasons, ce qui fausserait les résultats. Par ailleurs, ces mesures rapprochées réduisent l’encombrement et facilitent le montage du dispositif de mesure qui peut être compact.In a practical implementation of the invention, the ultrasonic flowmeter, the temperature sensor and the capacitive sensor are positioned adjacently. Advantageously, close measurements increase the reliability of the measuring device because the physical properties of the fluid are identical for each of the measurements. On the contrary, in the prior art, the Coriolis force flowmeter is remote from the ultrasonic flowmeter to avoid disturbing the flow near the ultrasonic flowmeter, which would distort the results. Furthermore, these close measurements reduce the bulk and facilitate the mounting of the measuring device which can be compact.

Dans une autre mise en œuvre pratique de l’invention, le fluide étant configuré pour circuler d’amont en aval dans le canal, le débitmètre à ultrasons est positionné en amont du capteur de température et du capteur capacitif. De manière avantageuse, le débitmètre à ultrasons mesure le débit volumique d’un fluide avec le moins de perturbation possible, ce qui améliore la précision de la mesure.In another practical implementation of the invention, the fluid being configured to flow from upstream to downstream in the channel, the ultrasonic flow meter is positioned upstream of the temperature sensor and the capacitive sensor. Advantageously, the ultrasonic flowmeter measures the volume flow of a fluid with the least possible disturbance, which improves the accuracy of the measurement.

Dans une autre mise en œuvre pratique de l’invention, le débitmètre à ultrasons comprend au moins un émetteur d’ultrasons et au moins un récepteur d’ultrasons montés fixes sur une face extérieure du canal de manière à ce que les ultrasons se propagent au sein du canal dudit émetteur d’ultrasons vers ledit récepteur d’ultrasons. Un tel débitmètre à ultrasons permet une mesure fiable et précise même dans un environnement soumis aux chocs et vibrations, tout en étant pérenne et de faible complexité.In another practical implementation of the invention, the ultrasonic flow meter comprises at least one ultrasonic transmitter and at least one ultrasonic receiver fixedly mounted on an outer face of the channel so that the ultrasound propagates to the within the channel of said ultrasonic transmitter to said ultrasonic receiver. Such an ultrasonic flowmeter allows reliable and precise measurement even in an environment subject to shocks and vibrations, while being durable and of low complexity.

De préférence, le débitmètre à ultrasons comprend deux émetteurs d’ultrasons et deux récepteurs d’ultrasons montés fixes sur une face extérieure du canal de manière à ce que les ultrasons se propagent au sein du canal dudit émetteur d’ultrasons vers ledit récepteur d’ultrasons. Un tel débitmètre à ultrasons permet avantageusement de réaliser deux mesures identiques du débit volumique du fluide, cette redondance augmentant la fiabilité de la mesure.Preferably, the ultrasonic flowmeter comprises two ultrasonic transmitters and two ultrasonic receivers fixedly mounted on an outer face of the channel so that the ultrasonic waves propagate within the channel from said ultrasonic transmitter towards said receiver. ultrasound. Such an ultrasonic flowmeter advantageously makes it possible to carry out two identical measurements of the volume flow rate of the fluid, this redundancy increasing the reliability of the measurement.

L’invention concerne également un ensemble d’au moins un dispositif de mesure tel que décrit précédemment et d’au moins un organe de calcul, ledit organe de calcul étant configuré pour déterminer, d’une part, la densité du fluide à partir de la permittivité et la température mesurées et, d’autre part, le débit massique du fluide à partir du débit volumique mesuré et de la densité déterminée. L’organe de calcul comporte de manière préférée une base de données associant des débits massiques à des couples de permittivité et de température.The invention also relates to a set of at least one measuring device as described previously and of at least one calculation unit, said calculation unit being configured to determine, on the one hand, the density of the fluid from the measured permittivity and temperature and, on the other hand, the mass flow of the fluid from the measured volume flow and the determined density. The calculation unit preferably comprises a database associating mass flow rates with pairs of permittivity and temperature.

L’invention concerne aussi un circuit de fluide comprenant au moins un ensemble tel que décrit ci-dessus.The invention also relates to a fluid circuit comprising at least one assembly as described above.

L’invention concerne notamment un circuit de carburant de turbomoteur d’aéronef, ledit turbomoteur d’aéronef comprenant au moins une chambre de combustion d’air avec du carburant injecté par le circuit de carburant, ledit circuit de carburant comprenant au moins un ensemble tel que décrit précédemment pour mesurer le débit massique de carburant injecté dans ladite chambre de combustion. De manière avantageuse, l’ensemble du dispositif de mesure et de l’organe de calcul permet de déterminer le débit massique injecté dans le turbomoteur d’aéronef et ainsi de déterminer les conditions de combustion dans la chambre de combustion, à savoir la proportion de carburant injecté par rapport à l’air.The invention relates in particular to an aircraft turbine engine fuel circuit, said aircraft turbine engine comprising at least one air combustion chamber with fuel injected by the fuel circuit, said fuel circuit comprising at least one assembly such as previously described to measure the mass flow of fuel injected into said combustion chamber. Advantageously, the whole of the measuring device and of the calculating unit makes it possible to determine the mass flow rate injected into the aircraft turbine engine and thus to determine the combustion conditions in the combustion chamber, namely the proportion of injected fuel versus air.

Selon un aspect, l’invention concerne un circuit d’huile de turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un ensemble tel que décrit précédemment pour mesurer le débit massique d’huile.According to one aspect, the invention relates to an aircraft turbine engine oil circuit comprising at least one assembly as described above for measuring the mass flow rate of oil.

Selon un aspect, l’invention concerne un circuit de refroidissement de turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un ensemble tel que décrit précédemment pour mesurer le débit massique de fluide de refroidissement.According to one aspect, the invention relates to an aircraft turbine engine cooling circuit comprising at least one assembly as described above for measuring the mass flow rate of cooling fluid.

Selon une réalisation préférée, le circuit de carburant comprenant au moins une vanne de dosage du débit massique de carburant, l’organe de calcul est configuré pour déterminer le degré d’ouverture de la vanne de dosage en fonction du débit massique déterminé. De manière avantageuse, l’ensemble du dispositif de mesure et de l’organe de calcul permet de réguler le débit massique injecté dans le turbomoteur d’aéronef de manière à optimiser la combustion pour générer une poussée maximale de l’aéronef tout en limitant les rejets de gaz brûlés.According to a preferred embodiment, the fuel circuit comprising at least one fuel mass flow metering valve, the calculation unit is configured to determine the degree of opening of the metering valve as a function of the determined mass flow rate. Advantageously, the whole of the measuring device and of the calculating unit makes it possible to regulate the mass flow injected into the aircraft turbine engine so as to optimize combustion in order to generate maximum thrust for the aircraft while limiting the burnt gas emissions.

De préférence, le fluide circulant d’amont en aval dans le circuit, le dispositif de mesure est placé en aval de la vanne de dosage, pour mesurer le débit massique injecté dans la chambre de combustion.Preferably, the fluid circulating from upstream to downstream in the circuit, the measuring device is placed downstream of the metering valve, to measure the mass flow injected into the combustion chamber.

L’invention concerne en outre un turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un circuit de carburant tel que décrit précédemment.The invention further relates to an aircraft turbine engine comprising at least one fuel circuit as described above.

L’invention concerne également un turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un circuit d’huile tel que décrit précédemment. L’invention concerne également un turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un circuit de refroidissement tel que décrit précédemment.The invention also relates to an aircraft turbine engine comprising at least one oil circuit as described above. The invention also relates to an aircraft turbine engine comprising at least one cooling circuit as described above.

L’invention concerne en outre un aéronef comprenant un turbomoteur tel que décrit précédemment.The invention further relates to an aircraft comprising a turbine engine as described previously.

L’invention concerne par ailleurs un procédé de détermination du débit massique Qm d’un fluide au moyen d’un ensemble tel que décrit précédemment, ledit procédé comprenant:The invention also relates to a method for determining the mass flow rate Qm of a fluid by means of an assembly as described above, said method comprising:

  • une mesure de la température du fluide au moyen du capteur de température du dispositif de mesure,a measurement of the temperature of the fluid by means of the temperature sensor of the measuring device,
  • une mesure de la permittivité du fluide au moyen du capteur capacitif du dispositif de mesure,a measurement of the permittivity of the fluid by means of the capacitive sensor of the measuring device,
  • une détermination de la densité d du fluide au moyen de température et de la permittivité mesurées, au moyen de l’organe de calcul,a determination of the density d of the fluid by means of the temperature and the permittivity measured, by means of the calculating unit,
  • une mesure du débit volumique Q du fluide au moyen du débitmètre à ultrasons du dispositif de mesure eta measurement of the volume flow Q of the fluid by means of the ultrasonic flow meter of the measuring device and

  • une détermination du débit massique du fluide Qm à partir de la densité calculée d et du débit volumique Q mesuré au moyen dudit organe de calcul, suivant la formule suivante, où ρ désigne une masse volumique de référencedu fluide : Qm = Q.d.ρa determination of the mass flow rate of the fluid Qm from the calculated density d and the volume flow rate Q measured by means of said calculation unit, according to the following formula, where ρ denotes a reference density of the fluid: Qm = Q.d.ρ

Il va de soi que les mesures décrites ci-dessus peuvent être réalisées dans un ordre quelconque.It goes without saying that the measures described above can be carried out in any order.

L’invention précédemment décrite permet ainsi avantageusement de mesurer de manière précise et fiable le débit massique d’un fluide, et ce notamment dans un environnement aéronautique soumis aux chocs et vibrations. Le dispositif de mesure ne comporte en effet pas d’élément mobile mais uniquement des éléments fixes de grande durée de vie. En outre, le dispositif de mesure permet de réaliser des mesures rapprochées du fluide dans les mêmes conditions physiques, ce qui améliore la fiabilité de la mesure, contrairement à l’art antérieur où le débitmètre à force de Coriolis est distant du débitmètre à ultrasons pour ne pas fausser les résultats. Le dispositif de mesure selon l’invention est en outre compact et facile à monter sur un circuit de fluide.The invention described above thus advantageously makes it possible to accurately and reliably measure the mass flow rate of a fluid, and this in particular in an aeronautical environment subject to shocks and vibrations. The measuring device does not in fact comprise any mobile element but only fixed elements with a long lifespan. In addition, the measuring device makes it possible to carry out close measurements of the fluid under the same physical conditions, which improves the reliability of the measurement, unlike the prior art where the Coriolis force flowmeter is distant from the ultrasonic flowmeter to do not distort the results. The measuring device according to the invention is also compact and easy to mount on a fluid circuit.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :The invention will be better understood on reading the following description, given solely by way of example, and referring to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples, in which identical references are given to similar objects. and on which:

est une représentation schématique fonctionnelle du circuit de carburant d’un turbomoteur d’aéronef comprenant un dispositif de mesure d’un débit massique de carburant selon l’art antérieur ; is a functional schematic representation of the fuel circuit of an aircraft turbine engine comprising a device for measuring a mass flow rate of fuel according to the prior art;

est une représentation schématique fonctionnelle d’un circuit de carburant d’un turbomoteur d’aéronef comprenant un dispositif de mesure du débit massique de carburant selon une forme de réalisation de l’invention ; is a functional schematic representation of a fuel circuit of an aircraft turbine engine comprising a device for measuring the mass flow of fuel according to one embodiment of the invention;

est une représentation schématique fonctionnelle du dispositif de mesure du circuit de carburant de la figure 2 ; is a functional schematic representation of the device for measuring the fuel circuit of FIG. 2;

est une représentation schématique fonctionnelle d’un procédé de mesure du débit massique de carburant dans le circuit de carburant de la figure 2. is a functional schematic representation of a method of measuring mass fuel flow in the fuel system of Figure 2.

Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures expose the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.

En référence à la figure 2, comme déjà présenté dans le préambule, il est représenté une chambre de combustion 30 de turbomoteur d’aéronef dans laquelle entrent de l’air A et du carburant C configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air A provient de l’extérieur du turbomoteur et est guidé vers la chambre de combustion 30 par une veine d’air tandis que le carburant C provient d’un circuit de carburant 20 débouchant dans la chambre de combustion 30.Referring to Figure 2, as already presented in the preamble, there is shown a combustion chamber 30 of an aircraft turbine engine into which enter air A and fuel C configured to react together according to a combustion reaction, so as to release the energy necessary for the thrust of the aircraft. The air A comes from outside the turbine engine and is guided towards the combustion chamber 30 by an air stream while the fuel C comes from a fuel circuit 20 opening into the combustion chamber 30.

Toujours en référence à la figure 2, comme déjà présenté dans le préambule, le circuit de carburant 20 comprend d’amont en aval un réservoir de stockage 21 du carburant C, une pompe basse pression 22 de mise en mouvement du carburant C, un filtre 23 de retenue des particules solides contenues dans le carburant C et une pompe haute pression 24 d’accélération du carburant C. Par la suite, les termes «amont» et «aval» sont définis par rapport au sens de circulation du carburant C dans le circuit de carburant 20. Le circuit de carburant 20 comprend en outre, en aval de la pompe haute pression 24, une vanne de dosage 25 d’un débit massique Qm de carburant C et un ou plusieurs injecteurs 26 pour pulvériser le débit massique Qm dans la chambre de combustion 30. Le carburant refoulé Cr par la vanne de dosage 25 est quant à lui réinjecté dans le circuit de carburant 20 en amont.Still with reference to FIG. 2, as already presented in the preamble, the fuel circuit 20 comprises, from upstream to downstream, a storage tank 21 for the fuel C, a low-pressure pump 22 for setting the fuel C in motion, a filter 23 for retaining the solid particles contained in the fuel C and a high pressure pump 24 for accelerating the fuel C. Subsequently, the terms “upstream” and “downstream” are defined with respect to the direction of circulation of the fuel C in the fuel circuit 20. The fuel circuit 20 further comprises, downstream of the high pressure pump 24, a metering valve 25 of a mass flow Qm of fuel C and one or more injectors 26 to spray the mass flow Qm into the combustion chamber 30. The fuel Cr delivered by the metering valve 25 is itself reinjected into the fuel circuit 20 upstream.

Toujours en référence à la figure 2, selon l’invention, le circuit de carburant 20 comprend en outre un dispositif de mesure 1 de paramètres physiques du carburant C, à savoir le débit volumique Q, la température T et la permittivité ε, ainsi qu’un organe de calcul 5 configuré pour déterminer le débit massique Qm de carburant C dans le circuit de carburant 20 à partir des paramètres physiques mesurés par le dispositif de mesure 1.Still with reference to FIG. 2, according to the invention, the fuel circuit 20 further comprises a device 1 for measuring physical parameters of the fuel C, namely the volume flow rate Q, the temperature T and the permittivity ε, as well as a calculation unit 5 configured to determine the mass flow rate Qm of fuel C in the fuel circuit 20 from the physical parameters measured by the measuring device 1.

Plus précisément, selon l’invention et comme illustré sur les figures 2 et 3, le dispositif de mesure 1 comprend une enveloppe 8 comprenantun canal 10 de circulation du carburant C comportant une entrée 11 et une sortie 12, un débitmètre à ultrasons 2, un capteur de température 3 et un capteur capacitif 4. Le débitmètre à ultrasons 2, le capteur de température 3 et le capteur capacitif 4 sont configurés pour mesurer respectivement le débit volumique Q, la température T et la permittivité ε du carburant C dans le canal 10. L’organe de calcul 5 est quant à lui configuré pour déterminer la densité d du carburant C à partir des mesures conjointes de la température T et de la permittivité ε. La détermination de la densité d combinée à la mesure du débit volumique Q permet ensuite à l’organe de calcul 5 de déterminer le débit massique Qm du carburant suivant la formule suivante:Qm = Q.d.ρMore precisely, according to the invention and as illustrated in FIGS. 2 and 3, the measuring device 1 comprises a casing 8 comprising a fuel circulation channel 10 C comprising an inlet 11 and an outlet 12, an ultrasonic flow meter 2, a temperature sensor 3 and a capacitive sensor 4. The ultrasonic flowmeter 2, the temperature sensor 3 and the capacitive sensor 4 are configured to respectively measure the volume flow Q, the temperature T and the permittivity ε of the fuel C in the channel 10 The calculation unit 5 is for its part configured to determine the density d of the fuel C from the joint measurements of the temperature T and of the permittivity ε. The determination of the density d combined with the measurement of the volume flow Q then allows the calculation unit 5 to determine the mass flow Qm of the fuel according to the following formula: Qm = Q.d.ρ

où ρ désigne une masse volumique de référencedu carburant C, telle que la masse volumique de l’eau à 3,98°C et à pression atmosphérique égale à 1000kg/m3.where ρ designates a reference density of the fuel C, such as the density of water at 3.98°C and at atmospheric pressure equal to 1000 kg/m3.

L’organe de calcul 5 se présente de manière préférée sous la forme d’un calculateur et comporte, dans cet exemple, une base de données associant des débits massiques à des couples de permittivité et de température. La base de données se présente, dans cet exemple, sous la forme d’abaques numériques.The calculation unit 5 is preferably in the form of a computer and comprises, in this example, a database associating mass flow rates with pairs of permittivity and temperature. The database is presented, in this example, in the form of numerical charts.

De manière avantageuse, un tel dispositif de mesure 1 permet de mesurer de manière fiable et précise le débit massique Qm de carburant C lorsque l’aéronef est en vol, à savoir soumis à des vibrations engendrées par la turbulence du moteur, les chocs (atterrissage ou appontage) et de l’air environnant. En effet, le dispositif de mesure 1 ne comporte que des éléments fixes qui ne sont pas sensibles à de telles vibrations. Les mesures obtenues ne sont ainsi avantageusement pas faussées par les conditions de vol. En outre, un tel dispositif de mesure 1 possède une grande robustesse, ce qui améliore la durée de vie, ainsi qu’une faible complexité, ce qui limite son coût.Advantageously, such a measuring device 1 makes it possible to reliably and accurately measure the mass flow rate Qm of fuel C when the aircraft is in flight, namely subjected to vibrations generated by engine turbulence, shocks (landing or landing) and the surrounding air. Indeed, the measuring device 1 comprises only fixed elements which are not sensitive to such vibrations. The measurements obtained are thus advantageously not distorted by the flight conditions. In addition, such a measuring device 1 has great robustness, which improves the service life, as well as low complexity, which limits its cost.

Dans l’exemple de la figure 2, l’organe de calcul 5 est relié à la vanne de dosage 25 et configuré pour déterminer le degré d’ouverture D de la vanne de dosage 25 en fonction du débit massique Qm déterminé et d’un débit massique théorique Qm th. De manière avantageuse, un tel organe de calcul 5 permet de réguler le débit massique Qm de carburant C injecté dans la chambre de combustion 30. Ainsi, l’organe de calcul 5 permet de réguler la proportion de carburant C par rapport à celle d’air A dans la chambre de combustion 30 de manière à optimiser la combustion, à savoir générer une poussée maximale de l’aéronef tout en limitant au maximum les rejets de gaz brûlés issus de la combustion. Il va de soi que l’organe de calcul 5 pourrait être uniquement configuré pour déterminer le débit massique Qm de carburant C dans la conduite de carburant 20. En particulier, le degré d’ouverture D de la vanne de dosage 25 pourrait être contrôlé par un organe de contrôle quelconque, relié ou non à l’organe de calcul 5.In the example of FIG. 2, the calculation unit 5 is connected to the metering valve 25 and configured to determine the degree of opening D of the metering valve 25 as a function of the mass flow rate Qm determined and of a theoretical mass flow Qm th. Advantageously, such a calculation unit 5 makes it possible to regulate the mass flow rate Qm of fuel C injected into the combustion chamber 30. Thus, the calculation unit 5 makes it possible to regulate the proportion of fuel C with respect to that of air A in the combustion chamber 30 so as to optimize the combustion, namely to generate maximum thrust of the aircraft while minimizing the discharge of burnt gases resulting from the combustion. It goes without saying that the calculation unit 5 could only be configured to determine the mass flow rate Qm of fuel C in the fuel line 20. In particular, the degree of opening D of the metering valve 25 could be controlled by any control device, connected or not to the calculation device 5.

Dans l’exemple de la figure 2, le dispositif de mesure 1 est monté sur le circuit de carburant 20 en aval de la vanne de dosage 25 et plus précisément entre la vanne de dosage 25 et l’injecteur 26, de manière à mesurer le débit massique Qm effectivement injecté à la chambre de combustion 30. Il va cependant de soi que le dispositif de mesure 1 pourrait être monté autre part sur le circuit de carburant 20 mais le débit massique mesuré ne serait pas celui injecté à la chambre de combustion 30.In the example of Figure 2, the measuring device 1 is mounted on the fuel circuit 20 downstream of the metering valve 25 and more precisely between the metering valve 25 and the injector 26, so as to measure the mass flow Qm actually injected into the combustion chamber 30. It goes without saying, however, that the measuring device 1 could be mounted elsewhere on the fuel circuit 20 but the mass flow measured would not be that injected into the combustion chamber 30 .

Par ailleurs, il va de soi que le circuit de carburant 20 pourrait comprendre plusieurs organes de calcul 5 et/ou plusieurs dispositifs de mesure 1 afin par exemple de mesurer le débit massique Qm du carburant en plusieurs points du carburant 20. Cette pluralité augmente toutefois fortement l’encombrement et le coût. Il va en outre de soi qu’un dispositif de mesure 1 pourrait comprendre plusieurs débitmètres à ultrasons 2 et/ou plusieurs capteurs de température 3 et/ou plusieurs capteurs capacitifs 4 afin de réaliser des mesures redondantes et ainsi augmenter son niveau de fiabilité.Furthermore, it goes without saying that the fuel circuit 20 could comprise several calculation units 5 and/or several measuring devices 1 in order, for example, to measure the mass flow rate Qm of the fuel at several points of the fuel 20. This plurality increases however the bulk and the cost. It also goes without saying that a measuring device 1 could comprise several ultrasonic flowmeters 2 and/or several temperature sensors 3 and/or several capacitive sensors 4 in order to perform redundant measurements and thus increase its level of reliability.

A noter que dans l’exemple de la figure 2, le dispositif de mesure 1 et l’organe de calcul 5 sont configurés pour déterminer le débit massique Qm de carburant C dans le circuit de carburant 20 d’un turbomoteur d’aéronef. Il va cependant de soi que le dispositif de mesure 1 et l’organe de calcul 5 pourraient sont configurés pour déterminer le débit massique Qm d’un fluide quelconque, en particulier le débit massique d’huile dans le circuit d’huile d’un turbomoteur d’aéronef ou encore le débit massique de fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement d’un turbomoteur d’aéronef. Le dispositif de mesure 1 et l’organe de calcul 5 pourraient également être montés sur un véhicule de transport routier thermique quelconque, telle qu’une voiture thermique, pour déterminer le débit massique Qm de carburant C, d’huile ou de fluide de refroidissement.It should be noted that in the example of FIG. 2, the measuring device 1 and the calculating unit 5 are configured to determine the mass flow rate Qm of fuel C in the fuel circuit 20 of an aircraft turbine engine. It goes without saying, however, that the measuring device 1 and the calculating unit 5 could be configured to determine the mass flow Qm of any fluid, in particular the mass flow of oil in the oil circuit of a aircraft turbine engine or even the mass flow rate of cooling fluid in the cooling circuit of an aircraft turbine engine. The measuring device 1 and the calculating unit 5 could also be mounted on any thermal road transport vehicle, such as a thermal car, to determine the mass flow rate Qm of fuel C, oil or cooling fluid. .

On décrit par la suite plus précisément le débitmètre à ultrasons 2, le capteur de température 3 et le capteur capacitif 4 du dispositif de mesure 1 montés dans l’enveloppe 8.The following describes more precisely the ultrasonic flowmeter 2, the temperature sensor 3 and the capacitive sensor 4 of the measuring device 1 mounted in the casing 8.

Dans l’exemple de la figure 3, le débitmètre à ultrasons 2, le capteur de température 3 et le capteur capacitif 4 sont positionnés de manière adjacente dans l’enveloppe 8 de manière à former un unique bloc de mesure. Les propriétés physiques du carburant C sont ainsi avantageusement identiques pour la mesure du débitmètre à ultrasons 2, du capteur de température 3 et du capteur capacitif 4, ce qui améliore la précision de la mesure du débit massique Qm. Une telle disposition rend par ailleurs le dispositif de mesure 1 compact et facilite ainsi son montage sur le circuit de carburant 20. Il va cependant de soi que le débitmètre à ultrasons 2, le capteur de température 3 et le capteur capacitif 4 pourraient être écartés.In the example of Figure 3, the ultrasonic flowmeter 2, the temperature sensor 3 and the capacitive sensor 4 are positioned adjacently in the casing 8 so as to form a single measurement block. The physical properties of the fuel C are thus advantageously identical for the measurement of the ultrasonic flowmeter 2, of the temperature sensor 3 and of the capacitive sensor 4, which improves the precision of the measurement of the mass flow Qm. Such an arrangement also makes the measuring device 1 compact and thus facilitates its mounting on the fuel circuit 20. It goes without saying, however, that the ultrasonic flowmeter 2, the temperature sensor 3 and the capacitive sensor 4 could be removed.

Toujours dans l’exemple de la figure 3, le débitmètre à ultrasons 2 est positionné en amont du capteur de température 3 et du capteur capacitif 4. De manière avantageuse, l’écoulement du carburant C au niveau du débitmètre à ultrasons 2 est ainsi très peu perturbé, ce qui améliore la précision de la mesure. Le capteur de température 3 est quant à lui dans l’exemple de la figure 3 placé en amont du capteur capacitif 4, mais le capteur de température 3 et le capteur capacitif 4 pourraient tout à fait être inversés.Still in the example of FIG. 3, the ultrasonic flowmeter 2 is positioned upstream of the temperature sensor 3 and of the capacitive sensor 4. Advantageously, the flow of fuel C at the level of the ultrasonic flowmeter 2 is thus very undisturbed, which improves the accuracy of the measurement. The temperature sensor 3 is meanwhile in the example of Figure 3 placed upstream of the capacitive sensor 4, but the temperature sensor 3 and the capacitive sensor 4 could very well be reversed.

Comme illustré sur la figure 3, le débitmètre à ultrasons 2 est configuré pour mesurer le temps de propagation d’ultrasons dans le canal 10 où circule le carburant C, ce qui donne accès à la vitesse débitante du carburant C et, connaissant la section du canal 10, au débit volumique Q. Pour cela, le débitmètre à ultrasons 2 comprend un émetteur d’ultrasons 6 et un récepteur d’ultrasons 7 montés sur une face extérieure du canal 10 de manière à ce que les ultrasons émis par l’émetteur d’ultrasons 6 se propagent dans le canal 10 avant d’être réceptionnés par le récepteur d’ultrasons 7. Dans l’exemple de la figure 3, l’émetteur d’ultrasons 6 est ainsi positionné en vis-à-vis du récepteur d’ultrasons 7 de manière à ce que les ultrasons réalisent un aller simple dans le canal 10 avant d’être réceptionnés. Il va cependant de soi que l’émetteur d’ultrasons 6 et le récepteur d’ultrasons 7 pourraient être positionnés autrement. A titre d’exemple, l’émetteur d’ultrasons 6 et le récepteur d’ultrasons 7 pourraient être positionnés de manière adjacente de manière à ce que les ultrasons réalisent un aller-retour dans le canal 10. Dans une mise en œuvre pratique de l’invention, le débitmètre à ultrasons 2 comprend deux émetteurs d’ultrasons 6 et deux récepteurs d’ultrasons 7 configurés pour fournir deux mesures indépendantes du temps de propagation des ultrasons. Des mesures redondantes permettent avantageusement d’augmenter le niveau de fiabilité de la mesure du débit volumique Q. Il va de soi que le débitmètre à ultrasons 2 pourrait comprendre plus de deux émetteurs d’ultrasons 6 et plus de deux récepteurs d’ultrasons 7.As illustrated in FIG. 3, the ultrasonic flowmeter 2 is configured to measure the ultrasonic propagation time in the channel 10 where the fuel C circulates, which gives access to the flow rate of the fuel C and, knowing the section of the channel 10, at the volume flow Q. For this, the ultrasonic flow meter 2 comprises an ultrasonic transmitter 6 and an ultrasonic receiver 7 mounted on an outer face of the channel 10 so that the ultrasound emitted by the transmitter of ultrasound 6 propagate in the channel 10 before being received by the ultrasound receiver 7. In the example of FIG. 3, the ultrasound transmitter 6 is thus positioned opposite the receiver ultrasound 7 so that the ultrasound makes a one-way trip in the channel 10 before being received. However, it goes without saying that the ultrasonic transmitter 6 and the ultrasonic receiver 7 could be positioned differently. By way of example, the ultrasound transmitter 6 and the ultrasound receiver 7 could be positioned adjacently so that the ultrasound makes a round trip in the channel 10. In a practical implementation of according to the invention, the ultrasonic flowmeter 2 comprises two ultrasonic transmitters 6 and two ultrasonic receivers 7 configured to provide two independent measurements of the ultrasonic propagation time. Redundant measurements advantageously make it possible to increase the level of reliability of the measurement of the volume flow Q. It goes without saying that the ultrasonic flow meter 2 could comprise more than two ultrasonic transmitters 6 and more than two ultrasonic receivers 7.

Toujours en référence à la figure 3, le capteur de température 3 se présente sous la forme d’un thermocouple ou d’une sonde à résistance de platine. Le capteur capacitif 4 se présente quant à lui sous la forme d’une sonde coaxiale ou d’un condensateur à plaques parallèles. Il va de soi que le capteur de température 3 et/ou le capteur capacitif 4 pourraient se présenter sous une autre forme.Still referring to Figure 3, the temperature sensor 3 is in the form of a thermocouple or a platinum resistance probe. The capacitive sensor 4 is in the form of a coaxial probe or a capacitor with parallel plates. It goes without saying that the temperature sensor 3 and/or the capacitive sensor 4 could be in another form.

On décrit par la suite un procédé de détermination du débit massique Qm du carburant C dans le circuit de carburant 20 au moyen du dispositif de mesure 1 et de l’organe de calcul 5 précédemment décrits. A noter que ce procédé de détermination s’adapte pour tout fluide dans tout circuit de fluide. Dans cet exemple, l’entrée 11 du canal 10 du dispositif de mesure 1 est alimenté en carburant C qui est éjecté par la sortie vers l’injecteur 16.There follows a description of a method for determining the mass flow Qm of the fuel C in the fuel circuit 20 by means of the measuring device 1 and the calculating unit 5 previously described. Note that this determination process is suitable for any fluid in any fluid circuit. In this example, input 11 of channel 10 of measuring device 1 is supplied with fuel C which is ejected through the output to injector 16.

En référence à la figure 4, le procédé de détermination comprend trois mesures M1, M2, M3 pouvant être réalisées dans un ordre quelconque.With reference to FIG. 4, the determination method comprises three measurements M1, M2, M3 which can be carried out in any order.

Comme illustré sur les figures 2 et 4, le capteur de température 3 réalise une mesure M1 de la température T du carburant C dans le canal 10. Le capteur capacitif 4 réalise quant à lui une mesure M2 de la permittivité ε du carburant C dans le canal 10. Le débitmètre à ultrasons 2 réalise une mesure M3 du débit volumique Q du carburant C dans le canal 10. De préférence, les trois mesures M1, M2, M3 sont réalisées simultanément de manière à ce que le carburant C présente les mêmes propriétés physiques pour chacune des mesures.As illustrated in FIGS. 2 and 4, the temperature sensor 3 performs a measurement M1 of the temperature T of the fuel C in the channel 10. The capacitive sensor 4 performs a measurement M2 of the permittivity ε of the fuel C in the channel 10. channel 10. The ultrasonic flowmeter 2 performs a measurement M3 of the volume flow Q of the fuel C in the channel 10. Preferably, the three measurements M1, M2, M3 are performed simultaneously so that the fuel C has the same properties physics for each measurement.

Toujours en référence aux figures 2 et 4, l’organe de calcul 5 effectue une détermination C1 de la densité d du carburant C à partir des mesures conjointes de la température T et de la permittivité ε du carburant C par recherche dans la base de données associant des débits massiques à des couples de permittivité et de température. Enfin, l’organe de calcul 5 effectue une détermination C2 du débit massique Qm à partir du débit volumique Q mesuré et de la densité d préalablement déterminée, en particulier, par simple multiplication, suivant la formule suivante: Qm = Q.d.ρStill with reference to FIGS. 2 and 4, the calculation unit 5 performs a determination C1 of the density d of the fuel C from the joint measurements of the temperature T and the permittivity ε of the fuel C by searching in the database associating mass flow rates with pairs of permittivity and temperature. Finally, the calculation unit 5 performs a determination C2 of the mass flow Qm from the measured volume flow Q and the previously determined density d, in particular, by simple multiplication, according to the following formula: Qm = Q.d.ρ

où ρ désigne une masse volumique de référencedu carburant C, en particulier, identique à celle utilisée pour définir pour la densité. A titre d’exemple, la masse volumique de référencedu carburant C est la masse volumique de l’eau à 3,98°C et à pression atmosphérique égale à 1000kg/m3.where ρ designates a reference density of the fuel C, in particular, identical to that used to define for the density. For example, the reference density of fuel C is the density of water at 3.98°C and at atmospheric pressure equal to 1000 kg/m3.

Un tel procédé est avantageusement peu complexe et rapide à réaliser, ce qui permet avantageusement de réaliser autant de mesures de débit massique Qm que souhaité au cours du vol de l’aéronef.Such a method is advantageously not very complex and quick to perform, which advantageously makes it possible to perform as many mass flow measurements Qm as desired during the flight of the aircraft.

Grâce à l’invention, il est possible de mesurer de manière fiable et précise le débit massique Qm d’un fluide, et notamment de carburant C injecté dans la chambre de combustion 30 d’un turbomoteur d’aéronef pendant le vol. Le dispositif de mesure 1 ne comporte en effet pas d’élément mobile susceptible de fournir des mesures faussées par les vibrations et chocs liés à l’environnement aéronautique. Le dispositif de mesure 1 se présente par ailleurs sous la forme d’un unique bloc de mesure compact et autonome, ce qui permet de réaliser des mesures du carburant C possédant les mêmes propriétés physiques. En outre, le débitmètre à ultrasons est avantageusement positionné à l’amont pour fournir une mesure précise et permet une redondance des mesures pour augmenter le niveau de fiabilité de la mesure.Thanks to the invention, it is possible to measure reliably and accurately the mass flow rate Qm of a fluid, and in particular of fuel C injected into the combustion chamber 30 of an aircraft turbine engine during flight. The measuring device 1 does not in fact comprise any mobile element liable to provide measurements distorted by the vibrations and shocks associated with the aeronautical environment. The measuring device 1 is also in the form of a single compact and autonomous measuring block, which makes it possible to carry out measurements of the fuel C having the same physical properties. In addition, the ultrasonic flowmeter is advantageously positioned upstream to provide accurate measurement and allows measurement redundancy to increase the level of measurement reliability.

Claims (10)

Dispositif de mesure (1) du débit massique (Qm) d’un fluide à partir de mesures du débit volumique (Q), de la permittivité (ε) et de la température (T) dudit fluide, ledit dispositif de mesure (1) comprenantau moinsune enveloppe (8) comprenant:
  • au moins un canal (10) de circulation du fluide comprenant au moins une entrée de fluide (11) et au moins une sortie de fluide (12),
  • au moins un débitmètre à ultrasons (2) configuré pour mesurer le débit volumique (Q) de fluide circulant dans ledit canal (10),
  • au moins un capteur de température (3) configuré pour mesurer la température (T) du fluide dans ledit canal (10) et
  • au moins un capteur capacitif (4) configuré pour mesurer la permittivité (ε) du fluide dans ledit canal (10).
Device for measuring (1) the mass flow (Qm) of a fluid from measurements of the volume flow (Q), the permittivity (ε) and the temperature (T) of said fluid, said measuring device (1) comprising at least one envelope (8) comprising:
  • at least one fluid circulation channel (10) comprising at least one fluid inlet (11) and at least one fluid outlet (12),
  • at least one ultrasonic flow meter (2) configured to measure the volume flow rate (Q) of fluid flowing in said channel (10),
  • at least one temperature sensor (3) configured to measure the temperature (T) of the fluid in said channel (10) and
  • at least one capacitive sensor (4) configured to measure the permittivity (ε) of the fluid in said channel (10).
Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel le débitmètre à ultrasons (2), le capteur de température (3) et le capteur capacitif (4) sont positionnés de manière adjacente.A measuring device (1) according to claim 1, wherein the ultrasonic flowmeter (2), the temperature sensor (3) and the capacitive sensor (4) are positioned adjacently. Dispositif de mesure (1) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel, le fluide étant configuré pour circuler d’amont en aval dans le canal (10), le débitmètre à ultrasons (2) est positionné en amont du capteur de température (3) et du capteur capacitif (4).Measuring device (1) according to one of Claims 1 and 2, in which, the fluid being configured to circulate from upstream to downstream in the channel (10), the ultrasonic flowmeter (2) is positioned upstream of the sensor temperature sensor (3) and the capacitive sensor (4). Dispositif de mesure (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le débitmètre à ultrasons (2) comprend au moins un émetteur d’ultrasons (6) et au moins un récepteur d’ultrasons (7) montés fixes sur une face extérieure du canal (10) de manière à ce que les ultrasons se propagent au sein du canal (10) dudit émetteur d’ultrasons (6) vers ledit récepteur d’ultrasons (7).Measuring device (1) according to one of Claims 1 to 3, in which the ultrasonic flow meter (2) comprises at least one ultrasonic transmitter (6) and at least one ultrasonic receiver (7) mounted fixed on an outer face of the channel (10) so that the ultrasound propagates within the channel (10) from said ultrasound transmitter (6) towards said ultrasound receiver (7). Ensemble d’au moins un dispositif de mesure (1) selon l’une des revendications 1 à 4 et d’au moins un organe de calcul (5), ledit organe de calcul (5) étant configuré pour déterminer, d’une part, la densité (d) du fluide à partir de la permittivité (ε) et la température (T) mesurées et, d’autre part, le débit massique (Qm) du fluide à partir du débit volumique (Q) mesuré et de la densité (d) déterminée.Set of at least one measuring device (1) according to one of Claims 1 to 4 and of at least one calculation unit (5), said calculation unit (5) being configured to determine, on the one hand , the density (d) of the fluid from the measured permittivity (ε) and temperature (T) and, on the other hand, the mass flow (Qm) of the fluid from the measured volume flow (Q) and the density (d) determined. Circuit de carburant (20) de turbomoteur d’aéronef, ledit turbomoteur d’aéronef comprenant au moins une chambre de combustion (30) d’air (A) avec du carburant (C) injecté par le circuit de carburant (20), ledit circuit de carburant (20) comprenant au moins un ensemble selon la revendication 5 pour mesurer le débit massique (Qm) de carburant (C) injecté dans ladite chambre de combustion (30).Aircraft turbine engine fuel circuit (20), said aircraft turbine engine comprising at least one combustion chamber (30) of air (A) with fuel (C) injected by the fuel circuit (20), said fuel circuit (20) comprising at least one assembly according to claim 5 for measuring the mass flow (Qm) of fuel (C) injected into said combustion chamber (30). Circuit de carburant (20) selon la revendication 6, comprenant au moins une vanne de dosage (25) du débit massique (Qm) de carburant (C), dans lequel l’organe de calcul (5) est configuré pour déterminer le degré d’ouverture (D) de la vanne de dosage (25) en fonction du débit massique (Qm) déterminé.Fuel circuit (20) according to claim 6, comprising at least one metering valve (25) of the mass flow rate (Qm) of fuel (C), in which the calculation unit (5) is configured to determine the degree of opening (D) of the metering valve (25) as a function of the mass flow rate (Qm) determined. Turbomoteur d’aéronef comprenant au moins un circuit de carburant (20) selon l’une des revendications 6 et 7.Aircraft turbine engine comprising at least one fuel circuit (20) according to one of claims 6 and 7. Aéronef comprenant un turbomoteur selon la revendication précédente.Aircraft comprising a turbine engine according to the preceding claim. Procédé de détermination du débit massique (Qm) d’un fluide au moyen d’un ensemble selon la revendication 5, ledit procédé comprenant:
  • une mesure (M1) de la température (T) du fluide au moyen du capteur de température (3) du dispositif de mesure (1),
  • une mesure (M2) de la permittivité (ε) du fluide au moyen du capteur capacitif (4) du dispositif de mesure (1),
  • une détermination (C1) de la densité (d) du fluide au moyen de température (T) et de la permittivité (ε) mesurées, au moyen de l’organe de calcul (5),
  • une mesure (M3) du débit volumique (Q) du fluide au moyen du débitmètre à ultrasons (2) du dispositif de mesure (1) et
  • une détermination (C2) du débit massique (Qm) du fluide à partir de la densité (d) calculée et du débit volumique mesuré (Q) au moyen dudit organe de calcul (5), suivant la formule suivante, où ρ désigne une masse volumique de référencedu fluide : Qm = Q.d.ρ
Method for determining the mass flow rate (Qm) of a fluid by means of an assembly according to claim 5, said method comprising:
  • a measurement (M1) of the temperature (T) of the fluid by means of the temperature sensor (3) of the measuring device (1),
  • a measurement (M2) of the permittivity (ε) of the fluid by means of the capacitive sensor (4) of the measuring device (1),
  • a determination (C1) of the density (d) of the fluid by means of the temperature (T) and the permittivity (ε) measured, by means of the calculation unit (5),
  • a measurement (M3) of the volume flow rate (Q) of the fluid by means of the ultrasonic flow meter (2) of the measuring device (1) and
  • a determination (C2) of the mass flow rate (Qm) of the fluid from the calculated density (d) and the measured volume flow rate (Q) by means of said calculation unit (5), according to the following formula, where ρ designates a mass reference volume of the fluid: Qm = Qdρ
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