WO1998003863A1

WO1998003863A1 - Procede et dispositif de mesure d'un parametre d'etat d'une quantite de fluide ionise accumule

Info

Publication number: WO1998003863A1
Application number: PCT/FR1996/001157
Authority: WO
Inventors: Trong Truc Ngo
Original assignee: Trong Truc Ngo
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-01-29

Abstract

L'invention est celle d'un procédé et d'un dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'un fluide ionisé accumulé, ou une quantité de matière ionisée accumulée. Le fluide est placé dans une enceinte d'accumulation (1) pour constituer une masse ionisée accumulée. Une antenne électrostatique (2) est chargée, par phénomène d'influence électrique, à partir du fluide ionisé accumulé. Un élément capacitif (3) est chargé à partir de l'élément électriquement conducteur. La variation des charges électriques accumulées sur l'élément électriquement capacitif (3) est détectée par le détecteur (4) pour engendrer un signal représentatif du paramètre d'état du fluide ionisé accumulé. Application à la réalisation de détecteurs des paramètres d'état physique d'un fluide ionisé accumulé, ou une quantité de matière ionisée accumulée.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE D'UN PARAMETRE D'ETAT D'UNE QUANTITE DE FLUIDE IONISE ACCUMULE.

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'une quantité de fluide ionise accumule La détection de masses ionisées a déjà fait l'objet de travaux de la part du déposant II s'agit de la demande de brevet international WO 94/01790 publiée le 20/01 /1994 au nom de NGO TRONG TRUC La demande décrit un procède et un dispositif de détection d'une perturbation électrique ionique dans une zone déterminée d^'un milieu et leui utilisation Le procédé et le dispositif décrits sont bases sur le phénomène d^'influence électrique et peπΗettent de détecter pai une détection par tout ou rien l'apparition d'une perturbation ionique dans un milieu Les applications sont nombreuses telles que la détection d^'intrusion, la réalisation d'un clavier numérique, la détection de la présence d'une masse ionisée

De nouvelles recherches effectuées par le demandeur ont révèle la possibilité de mettre en oeuvre, à partir des techniques précitées, un processus de mesure quantitative d'au moins un paramètre d'état de fluides ionisés accumulés ou une quantité de matière ionisée accumulée

Le procédé de mesure d'un paramètre d'état d'une quantité de matière ionisée accumulée objet de l'invention consiste à placer la quantité de matière ionisée dans une enceinte d'accumulation, pour constituer une masse de fluide ionisé accumulé, et à charger électriquement par phénomène d'influence électrique un élément électriquement conducteur à partir de la quantité de matière ionisée accumulée Le dispositif de mesure d'un paramètre d'une quantité de fluide ionisé accumulé est remarquable en ce qu'il comprend un réservoir d'accumulateur du fluide ionisé et une sonde formant antenne électrostatique caractérisée par un élément électriquement conducteur isolé par une gaine en matériau diélectrique, la sonde étant placée en fonctionnement dans le fluide ionisé accumulé de manière à charger par influence électrique l'élément électriquement conducteur caractérisant la sonde Une capacité électrique est connectée à l^'élément électriquement conducteur et à un potentiel de référence.

Un circuit détecteur de la variation de charge électrique de la capacité électrique produit un signal représentatif d'un des paramètres d^'état d' une quantité de fluide ionisé accumulé.

Le procédé et le dispositif de l'invention peuvent-être utilisés pour la fabrication de capteurs destinés à la mesure des paramètres d'état des fluides ionisés naturellement ou sous l'action d'un agent ionisant tel qu'un rayonnement ionisant par exemple, ou toutes autres sources ionisantes telles que les énergies vitales.

La description du procédé et du dispositif de l'invention est donnée de manière détaillée avec référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 illustre le procédé et le dispositif de l'art antérieur, connu de l'inventeur, la figure 2 représente un schéma synoptique illustratif des étapes de mises en oeuvre du procédé de l'invention, la figure 3a représente un schéma de principe du dispositif de l'invention, la figure 3b représente un schéma équivalent du dispositif représenté en figure 3a, la figure 4 représente une variante de mode de réalisation du dispositif de la figure 3a, la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'une antenne électrostatique dans un mode de réalisation préférentiel, les figures 6a et 6b représentent différents graphes représentatifs du signal détecté en fonction de variations de différents paramètres d'état d'une quantité de fluide ionisé accumulé, tel que l'eau ou autre produit, la figure 6c représente le graphe de l'identification de matière, la figure 7 représente de manière illustrative, un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention en mode de mesure de débit, la figure 8 représente de manière illustrative, un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention en mode traitement numérique du signal Vs. Le procède de mesure d'un paramètre d'état d'un fluide ionise accumule objet de l^'invention est maintenant décrit en liaison avec la figure 2

Sur la figure précitée, on peut remarquer que le procède consiste à placer le fluide ionisé dans une enceinte d'accumulation pour créer une masse de fluide ionisée accumulée C'est l'étape (A) On rappelle qu' une masse est, avant tout et nécessairement, une quantité de matière, qu'elle soit solide, liquide ou gazeuse Par conséquent, une masse de fluide est une quantité de matière solide, liquide ou gazeuse Ensuite, le procédé consiste à charger électriquement, par phénomène d'influence électrique, un élément électriquement conducteur, formant antenne électrostatique C'est l'étape (B)

L'étape (C) consiste alors a charger électriquement un élément électriquement capacitif et à le décharger à travers l'impédance d'entrée de l^'amplificateur electrometre

L^'étape (D) consiste à détecter la variation de la charge électrique de l'élément électriquement capacitif pour engendrer un signal détecte, représentatif du paramètre d'état du fluide ionise accumule

D'une manière générale, on entend par paramètre d'état tel que la température, le volume, la pression, le débit, du fluide ionise accumule Ces paramètres d'état correspondent généralement aux paramètres physiques du fluide ionisé accumulé

D'une manière plus détaillée, on comprend que la détection de l'élément électriquement capacitif consiste, pour la variation de charge dq du fluide ionisé accumule, de la forme

ou n représente le paramètre d'état, dq représente le coefficient d'ionisation dynamique du fluide dn ionisé accumulé, en fonction du paramètre d'état considéré, dn représente la variation du paramètre d'état en fonction d'une autre variable tel que le temps, par exemple On rappelle, en particulier, que, lorsque le fluide ionisé accumule est un gaz, le paramètre d'état peut, bien entendu, varier en fonction d'un autre paramètre d'état, selon la loi dite des gaz parfaits Compte tenu de ces éléments, on indique que, la détection de la variation de la charge électrique de l'élément électriquement capacitif, consiste à décharger l'élément électriquement capacitif, puis à déterminei le paramètre d'état du fluide ionisé accumulé à partir d'une fonction linéaire de l'intensité du courant de décharge de l'élément électriquement capacitif Bien entendu, les paramètres d'état du fluide ionisé accumulé comprennent le volume, la température, la pression du fluide ionisé accumule, et d^'une manière plus générale, tout paramètre d'énergie interne représentatif de l'état physique ou physico-chimique du fluide ionisé accumulé Le procédé de mesure d^'un paramètre d'état du fluide ionisé accumulé objet de cette invention, ayant été décrit en liaison avec la figure 2, une description plus détaillée du dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé précédemment mentionné sera donnée maintenant, en liaison avec la figure 3a et les figures suivantes, d'une manière générale, on indique que

Le dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'un fluide ionisé accumulé objet de l'invention comprend '

- Un réservoir d'accumulation 1 du fluide ionisé accumulé, une sonde 2 formant l'antenne électrostatique, et une électronique 3 et 4 assurant les fonctions nécessaires à l'élaboration du signal de mesure

L'antenne électrostatique 2 est un élément électriquement conducteur isolé par une gaine en matériau diélectrique, ou nu suivant les conditions d'utilisation imposée par l'application La sonde est, en fonctionnement, plongée dans le fluide ionisé accumule, de manière à charger, par phénomène d'influence électrique, l'élément électriquement conducteur constitutif de la sonde

Lorsque le récipient réservoir contenant le fluide ionisé accumulé, ou l'enceinte d'accumulation, est en matériau diélectrique, la sonde peut-être, avantageusement placée à l'extérieur du récipient Le phénomène d'influence électrique permet la collecte des charges en provenance de la masse du fluide ionisé accumulé, au travers la parois, sans aucun contact matériel avec le fluide ionisé accumulé

Un élément électriquement capacitif 3 est en liaison directe avec l'élément électriquement conducteur 2 et à un potentiel de référence - En outre, un circuit détecteui 4 est prévu Ce circuit peπnet de détecter la variation de charge électrique de l'élément capacitif 3 pour engendrei un signal détecté Vs repiésentatif du paramètre d'état du fluide ionise accumule considéré Le fonctionnement du dispositif représente en figure 3a est le suivant

Pour une variation de charge électrique dq du fluide ionisé accumule, la variation de charge sur l'élément électriquement conducteur foπnant antenne électrostatique, est identique Cette variation induite est engendrée par la variation de la charge électrique dq soit, par la variation de la masse engendrant le phénomène d'influence électrique Cette variation est provoquée, pour un paramètre d'état deteπniné, par un coefficient d'ionisation dynamique propre au fluide ionisé accumulé et de la valeur déterminée, en fonction des paramètres d'état considérés Ce transfert de charges s'effectue selon la théorie des éléments correspondants et obéit aux mêmes lois régissant cette dernière Les mêmes effets pouvant provenir des causes différentes -On peut-être brûlé par une flamme visible comme on peut l'être aussi, par des rayonnements invisibles - Les lois qui les relient sont toujours les mêmes. - Que ce soit par la flamme visible ou que ce soit par le rayonnement invisible, lorsque la densité de l'énergie reçue dépasse la quantité admise, la manifestation qui en résulte est toujours une brûlure

On rappelle que les charges transférées ou charges induites obéissent aussi à la loi de Lenz et qu'elles constituent la partie réelle de la masse bionique. La masse bionique étant considérée comme une grandeur complexe, elle se comporte comme telle, ayant les deux composantes caractéristiques.

- L'une, réelle, statique, massique et volumique constituée par la masse molaire ou la quantité de matière elle-même, et donc, la quantité de charge intrinsèque de la matière

- L'autre, imaginaire, dynamique et cinétique dont la masse et le volume qui en résultent obéissent à la correction quantique dans les relations prévues par la relativité générale, et qui apparaît, non pas aléatoire mais de manière certaine, absolument et totalement autocorrélative

Communément, en les considérant pai leurs effets et par leurs influences, manifestés ou constates, on les désigne par énergie Tous les effets comme toutes les influences, manifestations et constatations confondues ne sont et ne peuvent-être qu'effectives et autocorrélatives

C'est à dire, que ces énergies ne peuvent exister et être visualisées qu^'avec une certaine quantité de matière. D'où la notion de quantité de fluide ionisé accumulé.

On indique que si la masse bionique résulte de la masse pesante, elle représente seule la composante efficace, puisqu'elle caractérise les effets et les influences que possède la masse pesante. En effet, quelle que soit la taille ou la quantité de la masse pesante, si elle n'est pas constatée, et si elle ne manifeste pas, ni ne subit, aucun effet ni aucune influence, elle n'existe pas L'énergie sous toutes ses foπries n'est que effets et influences qui sont des expressions représentatives de la masse bionique, ce qui justifie la notion d'efficacité de la masse bionique tout en reconnaissant à la masse réelle son rôle prépondérant sur l'existence de tout événement II n'y a pas de masse sans effet ni influence, de même, il n'y a pas de corps sans masse. Les photons et neutπnos aussi ont forcément une niasse, sinon, ils seraient sans effets, et sans influences Or, les photons ne sont pas sans effets ni sans influences Quant aux neutπnos, l'échelle d'observation utilisée pour leur capture n'est peut-être pas la bonne.

On indique en outre, que la masse bionique ne dissocie pas la quantité de matière qui est une réalité, ni des effets et des influences que cette réalité manifeste ou exerce sur son environnement, ni les mêmes qu'elle subit de son environnement, et, qui constituent une autre réalité

Ce qui implique que, à la variation de la charge dq- du fluide ionisé accumulé qui est une fonction linéaire de la quantité de matière, peut s'ajouter vectoπellement, une composante imaginaire jdq dépendant de la quantité de matière, de la qualité ou la nature de la matière, pratiquement, de la masse atomique de la matière considérée, ainsi que du lieu géographique et de la qualité de l'environnement de cette matière

Compte tenu de ces observations, la charge dq réelle prise en compte par le procédé et le dispositif de mesure d'un coefficient d'ionisation dynamique d'une quantité de fluide ionisé accumulé est de la foπne dq = dq,„ + j.dq où dq représente la charge électrique résultante de la somme vectorielle des charges électriques issues de l'ionisation de la masse du fluide ionisé accumulé, dq-, représente la charge électrique intrinsèque et proportionnelle à la quantité de matière ionisée accumulée, jdq représente la charge électrique résultante de la masse bionique, ou de l'ionisation de la quantité de matière ionisée accumulée.

Toute variation de charge électrique dq provoque aux bornes d'une capacité C une variation de potentiel dU coπespondante.

La variation de potentiel dU aux bornes de l'élément électπquement capacitif de la capacité d'entrée 3, constitutif de l'élément capacitif Ce, est vérifiée par la relation: dq = G.dU Cette variation de tension dU est aussi le produit du courant de décharge i s'écoulant à travers l'impédance d'entrée R du détecteur 4. Ce qui s'écrit:

U = R..i -» dq = Ce.Re.di

Dans ces conditions, pour une capacité d'entrée C, de l'élément électriquement capacitif 3, on obtient la relation liant la variation de l'intensité du courant de décharge i de l'élément capacitif 3 et la variation de la charge dq : di -= .dq dq En posant: dq = — -dn dn où dq représente la variation de la charge électrique issue de la masse du fluide ionisé accumulé, dn représente la variation du paramètre d'état en fonction d'une variable tel que le temps ou d'un autre paramètre d'état, dq représente la dérivée partielle de la charge électrique par dn rapport au paramètre d'état considéré, ou encore plus justement, le coefficient d'ionisation dynamique de la masse du fluide ionisé accumulé.

L'équation différentielle obtenue est alors :

.. 1 ôq di = -.dn

C. R. ôn où n représente le paramètre d'état, dn représente la variation du paramètre d'état en fonction d'une variable tel que le temps ou d'un autre paramètre d'état, dq représente la dérivée partielle de la charge électrique par dn rapport au paramètre d'état considère, ou plus justement encore, le coefficient d'ionisation dynamique de la masse du fluide ionise accumule Compte tenu des éléments précités, la loi de la variation d'intensité du courant i traversant l'impédance d'entrée Re du détecteur 4 qui est aussi le couiant de décharge de l'élément capacitif 3 est venfîe pai la relation

où i(t) — iir,) représente le courant de décharge instantané i,

1 représente une constante de construction,

ES repiesente la deπvee partielle de la charge électrique dn par rapport au paramètre d^'état considère, ou encore plus justement, le coefficient d'ionisation dynamique de la masse du fluide ionise accumule, n représente le paramètre d'état

D'une manière générale, on comprend alois, que le signal Vs délivre par le detecteui 4 est un signal électronique proportionnel au courant instantané de décharge i = i<n — i_<e>

Le coefficient de proportionnalité ne dépend que du gain du circuit

1 détecteur 4, et bien entendu, de la constante d'entrée 3 du

detecteui Dans le cas ou le fluide ionisé accumulé est de l'eau, par exemple, on rappelle que ce fluide est ionisé selon la loi d'ionisation vérifiant la relation

La concentration ionique en ion hydrogène [H _*], n'est jamais égale à la concentration ionique en ion hydroxique [HLOH ], ce qui a pour conséquent que l'eau est ionisée, soit sensiblement acide, soit sensiblement basique Le déséquilibre ionique résultant explique l'ionisation naturelle de l'eau Ce qui peπriet bien entendu, de considerei tout fluide, tel que l'eau, en particu ei l'ionisation naturelle de ce dernier, comme susceptible de peπnettre la mise en oeuvre du procédé et du dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'un fluide ionise, objet de la présente invention Dans un premier exemple d'application non limitatif, on indique que lorsque le fluide ionisé accumulé est l'eau, le paramètre d'état peut-être le volume du fluide ionisé accumulé.

Dans un tel cas, n = V et par convention, pour des conditions de température et de pression données de l^'eau, on a :

„ __ V → * * p= Cte. on av dans ce cas la loi du courant de décharge détecté est de la forme : i₍.) - i o) = p[V(.) - V d»]

CR. ^{L J}

On comprend, bien entendu que, dans ces conditions et pour une densité de charge p sensiblement constante, la loi d'intensité peπnet alors de détecter la variation de volume du fluide ionisé accumulé dans le réservoir 1.

Dans un autre cas où le paramètre d'état est la température, lorsque le fluide ionisé accumulé est également de l'eau, la précédente relation devient:

Pour n -= T ≈ -i-± ≈ Q i_{( t)} - i_{( 01} = _J_Θ[T,., - T,.,] on ÔT CR ^{L J}

On comprend dans ce cas, bien entendu, que la loi d'intensité est sensiblement, une combinaison linéaire du coefficient d^'ionisation dynamique θ de l'eau, en fonction de la température du fluide ionisé accumulé.

D'autres applications du procédé et du dispositif de la présente invention seront décrites ultérieurement.

Une description plus détaillée d'un dispositif objet de l'invention, dans une réalisation préférentielle, est maintenant donnée en liaison avec la figure 3b.

Dans le mode de réalisation décrit de la figure précitée, on indique que, le circuit détecteur de la variation de charge électrique de moyens capacitifs, peut-être avantageusement formé par un amplificateur électromètre, de type FET de préférence, de gain supérieur à 100.000. La borne d'entrée de l^'amplificateur électromètre est en liaison directe avec l'élément électriquement conducteur foπnant antenne électrostatique 2 et les moyens capacitifs 3. L'amplificateur électromètre 4 délivre alors un signal détecté proportionnel au coefficient d^'ionisation dynamique en fonction du paramètre d'état du fluide ionisé accumulé considéré, et à la valeur instantanée du paramètre d'état, ainsi que décrit précédemment dans la description. Dans le mode de réalisation avantageuse de la figure 3b, on indique en outre, que l'élément capacitif 3 est foπné de préférence par la capacité d'entrée de l'amplificateur électrometre 4, en liaison directe avec l'élément électriquement conducteur fonnant antenne électrostatique 2, par rapport à la tension de référence V«₍

Le choix de la capacité d'entrée Ce de l'amplificateur électi ometre 4 pennet ainsi d'obtenir, pour une valeui minimale de cette capacité, une amplification maximale du signal de sortieV. délivré en sortie de l^'amplificateur électromètre 4 Ainsi qu'on a représenté en figure 3b, on indique que le réservoir d'accumulateur 1 , est un réservoir à parois métallique reliée électriquement à la terre et non pas au potentiel de référence auquel l^'amplificateur électromètre et l'impédance d'entrée sont, eux-mêmes relies Cette mesure pennet de stabiliser le signal de sortie V. délivré en sortie de l'amplificateur électromètre 4, en présence de perturbations ioniques de l'environnement du réservoir 1 On comprend, en effet, que le potentiel électπque du réservoir 1 étant fixé, tout phénomène d'influence extérieure est occulté conformément aux lois de l'électrostatique

Un mode de réalisation particulière du dispositif de la piesente invention sera maintenant donnée en liaison avec la figure 4 Selon la figure précitée, le dispositif de l'invention peut comprendre un élément électriquement conducteur supplémentaire fonnant antenne électrostatique 22 L'antenne 2 et l'antenne complémentaire 22 étant reliées à un même amplificateur électromètre différentiel pour effectuer une détection différentielle, par rapport à une valeur de référence du paramètre d'état du fluide ionisé accumulé contenu dans le réservoir 1 1 On comprend, sur la figure 4 que, les réservoirs 1 et 1 1 peuvent-être métalliques dont les parois sont reliées à la teπe, ce qui élimine toute influence extérieure aux réservoirs Ainsi, on comprendre que les antennes électrostatiques 2 et 22 peπnettent une mesure des fluides dans chacun des réservoirs 1 et 1 1 , que les antennes électrostatiques 2 et 22 sont reliées au même amplificateur électromètre

4 par échantillonnage assuré par l'échantillonneur El Les tensions de sortie Vsl et Vs2 sont des tensions échantillonnées de mesure de paramètre d'état selon la loi de proportionnalité des intensités des courants précédemment mentionnés Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux puisqu'il peπnet d'utiliser le même amplificateur électromètre pour effectuer une mesure différentielle. Ce qui peπnet la suppression des problèmes inhérent aux dérive et décalage de zéro (offset). Une description plus détaillée de l'antenne électrostatique utilisée pour la mise en oeuvre du dispositif de la présente invention est donnée en liaison avec la figure 5.

D'une manière générale, on indique que, l'antenne électrostatique 2 comprend une gaine en matériau diélectrique 20 constituée par une gaine en TEFLON de préférence, ou, en tout état de cause, en matériau isolant theπnique et diélectrique, la gaine 20 recouvre entièrement et heπnétiquement une âme métallique 21 excellent conducteur d'électricité, l'âme 21 est constituée de préférence de l'inox 306 ou 3 16, la gaine 20 est de préférence en contact avec l'âme 21 de façon à faciliter le transfert de charges électriques, en provenance du fluide ionisé accumulé, le transfert des charges est effectué, par phénomène d'influence électrique, et confonnément à la loi des éléments coπespondants, la hauteur de l'élément électriquement conducteur ou l'âme 21 doit-être supérieure ou égale à la hauteur du réservoir 1 ou 1 1, son diamètre, suivant l'application typique peut-être de 1 à 10 mm, l'épaisseur de la gaine n'est pas critique, elle est seulement réductrice du transfert des charges.

Sur les figures 6a, et 6b on a représenté un diagramme de la loi du courant de sortie en fonction du volume du fluide ionisé accumulé, pour différentes températures du fluide ionisé accumulé.

L'axe des abscisses est gradué en mA représentant le signal de sortie Vs coπespondant au volume du fluide ionisé accumulé, celui des ordonnées en valeur de coefficient d'ionisation dynamique de la quantité du fluide ionisé accumulé en fonction du paramètre d'état n = la température graduée directement en °C.

C'est un réseau de droites parallèles pour différentes valeurs de températures, 90°C, 69°C, 36°C, 1 1 °C, pour un même volume et une même nature du fluide ionisé accumulé, qui dans l'essai, est l'eau. On peut comprendre que la température augmente l'agitation moléculaire du fluide, donc, le coefficient d'ionisation dynamique du fluide ionisé accumulé. Le coefficient d'ionisation dynamique en fonction de la température est lié à la pente des droites obtenues.

Pour la même raison, on comprend que pour un volume et un fluide ionisé accumulé constant, il est possible de faire une mesure de température selon une loi linéaire, décrite précédemment dans la description.

De préférence, et pour des mesures de grandes précisions, on pouπa préférer une mesure différentielle, par rapport à un fluide, liquide ou gaz de référence, placé dans une enceinte theπnostatée, grâce au dispositif tel que représenté en figure 4.

Sur la figure 6c, on a représenté également, un graphe de la loi précitée, à volume et température constants, pour différents fluides. C'est à dire des fluides de composition physique et physico- chimique différentes. dq Ici encore, le coefficient d'ionisation dynamique — caractérise le fluide dn lui-même. C'est à dire la propre composition physico-chimique, et de l'énergie interne de ce dernier.

Ainsi, l'inventeur a pu constater que des fluides différents donnaient lieu à des courants différents, pour un volume du fluide ionisé accumulé constant avec une température constante. Ce qui pennet, bien entendu, pour des températures et pressions et volumes constantes, et aux conditions de l'environnement des fluides en essai comparables, l'identification ou la discrimination des fluides précités avec un pouvoir de discrimination tout à fait satisfaisant. On indique que, à cet effet, des essais répétitifs en laboratoire ont pennis la discrimination totale, sans eπeur possible, pour un même volume déteπniné d'hydrocarbure, par exemple, de l'eau, de l'ammoniac pur, ou à différentes concentration de cuivre, 155g/l, 105g/l, des hydrocarbures, du super carburant SP, du sans plomb à 95 et à 98 indice octane ou des huiles de consommation, maïs, arachide, olive, soja et enfin l'air.

A titre de référence non limitative, le coefficient d'ionisation dynamique de l'eau est pris égal à 100%. Celui des autres produits d'essai étant exprimé en valeur relative par rapport à ce dernier. L'identification est absolument rigoureuse et fonnelle, ainsi que témoigne le graphe de la figure 6c. Enfin, en liaison avec la figure 7, on indique que le dispositif objet de la présente invention, peut-être également utilisé en débitmetre

Dans ce cas, on indique que le réservoir 1 étant alimente a partir d'une canalisation pour laquelle on veut mesurer le débit, dans ce but, il suffit de connecter en sortie de F amplificateur électrometre 4 un circuit différentiateur 5, lequel délivre un signal représentatif de la dérivée temporelle du signal de sortie V. délivre par 1^" amplificateur électrometre 4 et donc, lorsque le paramètre d'état mesuré par l'amplificateur électromètre 4 est le volume, coπespond à un signal représentatif du débit de la canalisation d'alimentation du réservoir, en fonction du temps

Par ailleurs, en liaison avec la figure 8, le dispositif peut comprendre - des moyens microprocesseurs,

- des moyens de mémorisation,

- une pluralité de mémoires comportant des tables de consultations de valeurs mémorisées de coefficients dynamiques d'ionisation de quantité de matière en fonction des paramètres d'état physique tels la température, la pression, le volume, le débit, la quantité de matière, quantité de charge, quantité de mouvement, quantité d'énergie

En conclusion, on indique que, le procède et le dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'une quantité de matière ionisée accumulée, objet de la présente invention, dans la mesure où grâce a la détection d'un phénomène d'ionisation inhérent à toute matière, fluide, liquide, solide et gazeuse, par influence électrique, que cette ionisation soit naturelle ou artificielle, le procédé et le dispositif de la présente invention peπnettent de mesurer le paramètre d'état d'un fluide ionisé accumulé naturel ou provoqué, par exposition à un rayonnement ionisant ou à toute source ionisante, par exemple

Le dispositif peπnet donc la mesure analogique ou tout ou rien du fluide ionisé accumule considéré

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de mesure d'un paramètre d'état d'un fluide ionisé, caractérisé en ce que ce procédé consiste : - à placer ce fluide ionisé dans une enceinte d'accumulation, pour constituer une quantité de matière ionisée accumulée, ou de fluide ionisé accumulé,

- à charger électriquement par phénomène d'influence électrique un élément électriquement conducteur, fonnant antenne électrostatique, à partir de la quantité de fluide ionisé accumulé,

- à charger électriquement à partir de l'élément électriquement conducteur un élément électriquement capacitif,

- à détecter la variation de la charge électrique de l'élément électπquement capacitif pour engendrer un signal représentatif d'un paramètre d'état de la quantité de fluide ionisé accumulé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la variation de la charge électrique de l'élément électriquement capacitif consiste, pour une variation de charge électrique dq de la quantité de fluide ionisé accumulé de la foπne : dq = — .dn dn où dq représente la variation de la charge électrique issue de la masse du fluide ionisé accumulé, dn représente la variation du paramètre d'état en fonction d'une variable tel que le temps ou d'un autre paramètre d'état, dq représente la dérivée partielle de la charge électrique dn par rapport au paramètre d'état considéré, ou encore plus justement, le coefficient d'ionisation dynamique de la masse du fluide ionisé accumulé, n représente le paramètre d'état,

- à décharger l'élément électriquement capacitif pour engendrer un signal représentatif du courant de décharge de cet élément électriquement capacitif,

- à déterminer le paramètre d'état de la quantité de fluide ionisé accumulé, à partir d'une fonction linéaire de l'intensité du courant de décharge.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits paramètres d'état de la quantité de fluide ionisé accumulé compreiment le volume, le débit, la pression, la température de la quantité de fluide ionisé accumulé.

4. Dispositif de mesure d'un paramètre d'état d'une quantité de matière ionisée accumulée, caractérisée en ce qu'il comprend :

- Un réservoir d^'accumulateur de ladite quantité de fluide ionisé,

- Une sonde fonnant antenne électrostatique caractérisée par un élément électriquement conducteur, isolée par une gaine de matériau diélectrique, ladite sonde étant en fonctionnement plongée dans la quantité de matière ionisée accumulée de manière à collecter, par influence électrique, les charges transportées par la quantité de fluide ionisé accumulé, - des moyens électriquement capacitifs connectés à l'élément électriquement conducteur et à un potentiel de référence,

- des moyens détecteurs de la variation de charge électrique desdits moyens électriquement capacitifs pour engendrer un signal représentatif du paramètre d'état de la quantité de fluide ionisé accumulé.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour une variation de charge électrique dq de la quantité de matière ionisée accumulée de la foπne générale : dq = — .dn n où dq représente la variation de la charge électrique issue de la masse du fluide ionisé accumulé, dn représente la variation du paramètre d'état en fonction d'une variable tel que le temps ou d'un autre paramètre d'état, q — représente la dérivée partielle de la charge électrique n par rapport au paramètre d'état considéré, n représente le paramètre d'état. lesdits moyens détecteurs de la variation de charge électrique des moyens capacitifs comprennent:

- Un amplificateur électrometre, dont l'entrée est en liaison directe avec ledit élément électriquement conducteur et le moyen capacitif, ledit amplificateur électromètre délivrant un signal proportionnel au coefficient d'ionisation en fonction de l'un des paramètres d'état de la quantité de fluide ionisé accumulé et à la valeur instantanée dudit paramètre d'état.

6. Dispositif selon la revendication 4 et 5, caractérisé en ce que :

L'élément capacitif est foπné par la capacité électrique d'entrée dudit amplificateur électromètre en liaison directe avec ledit élément électriquement conducteur, par rapport à ladite tension de référence.

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit réservoir d'accumulateur est un réservoir à parois électriquement conductrices reliées électriquement au potentiel de la teπe, ce qui peπnet de stabiliser le signal de sortie délivré par ledit amplificateur électromètre en présence de perturbations ioniques de l'environnement dudit réservoir.

8. Dispositif selon l'une des revendication 4 à 7, caractérisé en ce que ladite enceinte d'accumulation est en matériau diélectrique, un élément électriquement conducteur fonnant antenne électrostatique peut-être placé à l'extérieur de ladite enceinte d'accumulation pour assurer la collecte des charges électriques en provenance du fluide ionisé accumulé, ce qui pennet une mesure de niveau du fluide considéré, analogique ou par tout ou rien, sans aucun contact physique avec les produits. Cette particularité du dispositif est particulièrement recherchée, lorsque le contact avec les produits nocifs ou contaminants constitue de réels dangers pour tous.

9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'élément électriquement conducteur fonnant antenne électrostatique est constitué essentiellement par un élément conducteur d'électricité, nu ou isolé suivant les conditions d'utilisation imposées par l'application.

10. Dispositif selon des revendications 4 à 9, carcatérisé en ce que celui-ci comporte en outre, un élément électriquement conducteur supplémentaire fonnant antenne d'influence électrostatique, l'antenne principale et l'antenne complémentaire sont connectées à un amplificateur électromètre différentiel, ce qui peπnet d'effectuer une détection différentielle. 1 1 Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la gaine en matériau diélectrique est constituée pai un matériau isolant theπnique, de manière non limitative, type TEFLON, ou équivalent 12 Dispositif selon l'une des revendications 4 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend, en outre,

- des moyens microprocesseur,

- des moyens de mémorisation,

- une pluralité de mémoires comportant des tables de consultations de valeurs mémorisées de coefficients dynamiques d'ionisation de quantité de matière en fonction de tous les paramètres d'état physique

- température, pression, volume, débit, quantité de matière, quantité de charge, quantité de mouvement, d'énergie 13. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications de 4 à 12 précédentes comme capteur de débit d'une quantité de matière ionisée accumulée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, un circuit différentiateur interconnecté en sortie de l'amplificateur électromètre