FR2947627A1 - Detecteur de rupture de fil d'eau - Google Patents

Abstract

Détecteur (1) de rupture d'un fil de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir (2) présentant un orifice d'évacuation (10) et au moins une ouverture de débordement (11) située plus haut que l'orifice d'évacuation, ledit détecteur comprenant en outre un dispositif de réglage apte à régler un débit admissible de l'orifice d'évacuation et une sonde de niveau apte à détecter si un niveau de liquide (19) dans ledit réservoir est inférieur à un niveau seuil.

Description

1 Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un détecteur de rupture d'un fil d'eau. En particulier, la présente invention concerne un détecteur permettant de détecter la fin de vidange d'une jauge étalon.

Etat de la technique Certaines opérations d'étalonnage nécessitent de connaître avec précision le volume de liquide mis en oeuvre pendant la mesure. Dans le cas d'étalonnage de débitmètres, par exemple, il est connu de faire circuler de l'eau au travers de l'appareil à étalonner et de recueillir cette eau dans une jauge étalon. En fin d'expérience, il suffit de comparer la mesure délivrée par l'appareil à celle de la jauge pour connaître la précision du débitmètre. Dans le cas ou la méthode dite de rempotage est utilisée, la mesure du volume dans la jauge est la différence entre le volume initial et le 15 volume final. Lorsque la jauge ne possède pas de moyen de lecture du volume contenu autre qu'entre 95 % et 105 %, ce qui est le cas le plus fréquent, il est nécessaire de la vider avant de lancer une nouvelle mesure. Etant donné qu'il n'est pas possible, de façon simple et fiable, de certifier que 20 la jauge est complètement vide et parfaitement sèche, les normes, et en particulier celles imposées par le COFRAC, préconisent la procédure suivante : - ouverture de la vanne de vidange, située au point le plus bas, - attente de la rupture du fil d'eau , 25 - attente de 30 secondes d'égouttage, - fermeture de la vanne de vidange. On appelle rupture du fil d'eau le moment ou le filet d'eau s'écoulant par la vanne de vidange devient un goutte-à-goutte. Cette procédure laisse un fond de liquide dans la jauge, mais ce 30 fond est réputé constant. Dès lors que ladite jauge a été elle-même étalonnée en ayant préalablement été remplie puis vidée de cette manière, la mesure qu'elle délivre correspond au vrai volume ajouté. La plupart du temps la rupture du fil d'eau est constatée visuellement par un opérateur. Le constat se fait soit directement, soit au 35 moyen d'une caméra vidéo qui retransmet l'image de la sortie de la vanne de vidange vers le pupitre opérateur. Dans le cas d'un constat

2 réalisé par un opérateur, il est impossible d'engager la procédure en dehors des heures où un opérateur est présent. Des tentatives ont été réalisées d'automatiser cette lecture au moyen de capteurs divers. Toutes visaient à détecter le passage de liquide soit en plaçant des sondes sous la vidange, soit en utilisant des détecteurs capacitifs, infrarouges,... Dans tous les cas le concepteur cherchait à détecter la présence d'un écoulement. Les systèmes automatiques développés n'ont jamais eu la fiabilité suffisante pour être agrées par les organismes en charge de certifier les étalonnages. En particulier ils se montraient beaucoup trop sensibles aux détections parasites dues aux gouttes inattendues (fuites...). Résumé de l'invention Un problème que la présente invention propose de résoudre est de fournir un détecteur de rupture de fil de liquide, qui ne présente pas au moins certains des inconvénients précités de l'art antérieur. En particulier, un but de l'invention est de pouvoir détecter la rupture d'un fil d'eau de manière fiable et sans nécessiter l'intervention d'un opérateur. La solution proposée par l'invention est un détecteur de rupture d'un fil de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir présentant un orifice d'évacuation et au moins une ouverture de débordement située plus haut que l'orifice d'évacuation, ledit détecteur comprenant en outre un dispositif de réglage apte à régler un débit admissible de l'orifice d'évacuation et une sonde de niveau apte à détecter si un niveau de liquide dans ledit réservoir est inférieur à un niveau seuil. Le dispositif de réglage permet de régler le débit admissible pour qu'il soit égal au débit de rupture de la vidange de la jauge. Ainsi, en début de vidage, le débit de liquide qui entre dans le réservoir est supérieur au débit qui s'écoule par l'orifice d'évacuation. Le liquide déborde par l'ouverture de débordement. Puis, après la rupture du fil de liquide, le débit qui entre dans le réservoir est inférieur au débit qui s'écoule par l'orifice d'évacuation. Le niveau de liquide dans le réservoir baisse progressivement, ce qui peut être détecté de manière fiable et sans nécessiter d'opérateur, grâce à la sonde de niveau. Dit autrement, le détecteur permet de convertir une variation de débit, difficile à détecter au voisinage de zéro, en une variation de niveau, ce qui peut être détecté de manière fiable. Avantageusement, ladite sonde de niveau comprend une première électrode et une deuxième électrode, ladite deuxième électrode étant 5 réglable en hauteur. Cela permet de régler ledit niveau seuil. De préférence, ladite première électrode est réglable en hauteur et présente une extrémité inférieure apte à coopérer avec ledit orifice d'évacuation pour régler le débit admissible de l'orifice d'évacuation. La première électrode a alors une double fonction : celle de réglage de débit 10 et celle de sonde de niveau. Selon un mode de réalisation, ledit réservoir présente une paroi latérale, ledit détecteur comprenant une paroi périphérique qui entoure ladite paroi latérale. Le liquide qui déborde peut s'écouler entre ces deux parois. 15 Avantageusement, ladite paroi latérale et ladite paroi périphérique sont transparentes. Cela permet à l'installateur de voir le niveau de liquide dans le réservoir. Selon un mode de réalisation, ladite ouverture de débordement est agencée dans ladite paroi latérale. 20 Avantageusement, ledit orifice d'évacuation est agencé dans une paroi de fond du réservoir. De préférence, le détecteur comprend un tuyau d'entrée débouchant dans ledit réservoir, ledit tuyau d'entrée présentant une extrémité biseautée. 25 Selon un mode de réalisation, ladite sonde de niveau comprend un indicateur lumineux. L'invention propose aussi l'utilisation d'un détecteur de rupture de fil de liquide selon l'invention ci-dessus pour détecteur la fin de vidange d'une jauge. 30 Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en 35 référence aux dessins annexés. Sur ces dessins :

4 - les figures 1 à 3 sont des vues en coupe d'un détecteur de rupture de fil d'eau selon un mode de réalisation de l'invention, pendant différentes phases de fonctionnement, - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe du détecteur des figures 1 à 3, selon les lignes IV-IV et V-V respectivement. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La conception du détecteur de rupture de fil d'eau découle de l'observation d'une opération de vidange d'une jauge. Cette vidange peut se décomposer en trois phases.

Dans la première phase, le liquide dans la jauge présente une surface libre. L'écoulement est abondant et il est nécessaire qu'il le soit afin de ne pas pénaliser la durée de l'opération. Le débit dépend de la hauteur de liquide restant dans la jauge, du diamètre de la vanne de vidange et, en règle générale, des pertes de charge du circuit.

Dans une deuxième phase, le liquide dans la jauge est le long des parois et s'écoule en filet. Dans cette phase la vidange évacue le film de liquide qui, par capillarité est resté le long des parois. Pour une jauge donnée, le débit dépend essentiellement de la viscosité du liquide, laquelle, pour un liquide donné, dépend essentiellement de sa température. Enfin, dans une troisième phase, le liquide dans la jauge est le long des parois et s'écoule en gouttes. C'est le signal de la rupture du fil d'eau, précédant de 30 secondes le top de fin de vidange. Le détecteur 1 représenté sur les figures 1 à 5 est un détecteur de rupture de fil d'eau qui permet de détecter la fin de la vidange. Le détecteur 1 comprend un réservoir 2 délimité par une paroi de fond 3, une paroi latérale 4 en forme de cylindre de révolution d'axe A, et une paroi de plafond 5. Une paroi périphérique 6 en forme de cylindre de révolution, également d'axe A, entoure le réservoir 2. La paroi latérale 4 et la paroi périphérique 6 sont transparentes. Un chapeau 7 est emmanché dans la paroi périphérique 6, au-dessus de la paroi de plafond 5, et délimite un espace 18 dans lequel est agencée une carte électronique (non représentée). Un tuyau 8 d'arrivée d'eau traverse le chapeau 7, la paroi de plafond 5 et débouche dans le réservoir 2. Le tuyau 8 présente une extrémité biseautée. Sous le réservoir 2 se trouve une paroi 16 pourvue de passages 17. Un embout 9 d'évacuation est emmanché dans la paroi périphérique 6, du côté opposé au chapeau 7. Le réservoir 2 présente un orifice d'évacuation 10 qui traverse la paroi de fond 3 et la paroi 16, au niveau de l'axe A. Le réservoir 2 5 présente aussi quatre ouvertures de débordement 11 réparties à 90° l'une de l'autre sur la paroi latérale 4. Les ouvertures de débordement 11 sont situées à une hauteur supérieure à celle de l'orifice d'évacuation 10. Le détecteur 1 comprend aussi une électrode 12 et une électrode 13 qui traversent le chapeau 7 et la paroi de plafond 5 et pénètrent dans le réservoir 2. L'électrode 12 est agencée le long de l'axe A et est réglable en hauteur. Son extrémité 14 peut donc être agencée dans l'orifice d'évacuation 10. L'électrode 13 est aussi réglable en hauteur est décalée de l'axe A. Son extrémité 15 est située dans le réservoir 2. Dans l'espace 18, les électrodes 12 et 13 sont reliés à la carte électronique précitée. En fonction du niveau d'eau 19 dans le réservoir 2, les deux électrodes 12 et 13 sont en contact avec l'eau ou non et forment donc un circuit électrique respectivement fermé ou ouvert. Autrement dit, les électrodes 12 et 13 et la carte électronique forment une sonde de niveau apte à détecter si le niveau d'eau 19 dans le réservoir 2 est inférieur à un niveau seuil. La carte électronique comprend une diode électroluminescente permettant d'indiquer, par un signal lumineux, si le circuit est ouvert ou fermé. Le fonctionnement du détecteur 1 est le suivant. Dans un premier temps, lors de l'installation du détecteur 1, la hauteur des électrodes 12 et 13 doit être adaptée à la jauge dont on veut constater la fin de vidange. Comme expliqué ci-dessus, la vidange se déroule en trois phases. Pour effectuer ce réglage, il n'est pas nécessaire de connaître l'évolution débit en fonction du temps dans la première phase, ni au cours de la deuxième phase. Par contre, il est nécessaire de connaître le débit juste à la fin de la deuxième phase, appelé ici débit de rupture. Le débit de rupture peut être facilement mesuré. Le tuyau 8 du détecteur 1 est relié à une alimentation en eau qui délivre un débit égal au débit de rupture. L'eau pénètre donc dans le réservoir 2 et s'évacue, par gravité, par l'orifice d'évacuation 10.

L'extrémité 14 de l'électrode 12 coopère avec l'orifice d'évacuation 10 pour régler le débit d'eau qui peut s'écouler par l'orifice d'évacuation 10. L'électrode 12 forme donc un dispositif de réglage apte à régler un débit admissible de l'orifice d'évacuation 10. L'installateur règle la hauteur de l'électrode 12 pour que le débit admissible de l'orifice d'évacuation 10 soit égale au débit de rupture. Le niveau d'eau 19 dans le réservoir 2 est alors constant, ce que l'installateur peut facilement constater à travers la paroi périphérique 6 et la paroi latérale 4. Ensuite, le tuyau 8 est alimenté avec un débit important pour remplir le réservoir jusqu'au niveau des ouvertures d'évacuation 11, puis en goutte-à-goutte, avec un débit inférieur au débit de rupture. Le niveau d'eau 19 dans le réservoir 2 baisse progressivement. L'installateur règle alors la hauteur de l'électrode 13 pour que son extrémité 15 soit située à la hauteur du niveau d'eau après un temps déterminé, par exemple 30 secondes après le début du goutte-à-goutte.

Après ces réglages, le détecteur 1 est prêt à être utilisé. Le tuyau 8 est relié à l'évacuation de la jauge. Au départ, le réservoir 2 est (quasi) vide. On ouvre la vanne de la jauge et l'eau s'écoule, par le tuyau 8, dans le réservoir 2. Pendant les première et deuxième phases de la vidange, le débit d'entrée est supérieur au débit admissible de l'orifice d'évacuation 10. Le niveau d'eau 19 monte donc progressivement jusqu'à atteindre les ouvertures de débordement 11. L'eau en surplus déborde alors par les ouvertures de débordement 11 et s'écoule vers l'embout 9 en passant entre la paroi latérale 4 et la paroi périphérique 6 et par les passages 17. Les figures 1 et 4 représentent le détecteur 1 pendant ces étapes. Les électrodes 12 et 13 sont en contact avec l'eau et forment donc un circuit électrique fermé. Puis, juste à la fin de la deuxième phase de la vidange, le débit entrant est égal au débit admissible de l'orifice d'évacuation 10. Pendant un court instant, le niveau d'eau 19 reste constant et l'eau ne déborde plus par les ouvertures de débordement 11. A ce moment, les électrodes 12 et 13 sont toujours en contact avec l'eau. Ensuite, l'eau provenant de la jauge s'écoule en goutte-à-goutte, selon un débit inférieur au débit admissible de l'orifice d'évacuation 10. Le niveau d'eau 19 descend donc progressivement. Les figures 2 et 5 représentent le détecteur 1 pendant cette étape. Les électrodes 12 et 13 sont toujours en contact avec l'eau.

7 Enfin, après un temps qui dépend du débit admissible de l'orifice d'évacuation 10 et de la hauteur de l'électrode 13, le niveau d'eau 19 est inférieur à la hauteur de l'extrémité 15 de l'électrode 13. Le circuit électrique est ouvert. La carte électronique détecte le circuit ouvert et envoie un signal correspondant. A ce moment, la forme en biseau de l'extrémité du tuyau 8 permet d'éviter la projection de gouttes qui pourrait créer un circuit fermé. On constate donc que le détecteur 1 permet l'envoi d'un signal indiquant la rupture du fil d'eau. Ce signal est envoyé après un certain temps qui peut être réglé par exemple à 30 secondes. Le fonctionnement du détecteur 1 est basé sur la présence d'un circuit électrique ouvert ou fermé, ce qui peut être détecté de manière fiable. On sait que le débit d'un fluide dans un orifice dépend de sa viscosité et donc de sa température. Cependant, il n'est pas nécessaire d'effectuer un réglage du détecteur 1 en cas de changement de température car le débit admissible de l'orifice d'évacuation 10 suit la même évolution que le débit d'entrée par le tuyau 8. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de 1' invention. Dans une variante non représentée, l'ouverture de débordement du réservoir est constituée par l'extrémité supérieure de la paroi latérale. Le 25 réservoir ne présente pas de plafond. Dans la description qui précède, on a mentionne la rupture d'un fil d'eau. Bien entendu, l'invention peut concerner d'autres liquides.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Détecteur (1) de rupture d'un fil de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir (2) présentant un orifice d'évacuation (10) et au moins une ouverture de débordement (11) située plus haut que l'orifice d'évacuation, ledit détecteur comprenant en outre un dispositif de réglage apte à régler un débit admissible de l'orifice d'évacuation et une sonde de niveau apte à détecter si un niveau de liquide (19) dans ledit réservoir est inférieur à un niveau seuil.
2. 2. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite sonde de niveau comprend une première électrode (12) et une deuxième électrode (13), ladite deuxième électrode étant réglable en hauteur.
3. 3. Détecteur selon la revendication précédente, dans lequel ladite première électrode est réglable en hauteur et présente une extrémité (14) inférieure apte à coopérer avec ledit orifice d'évacuation pour régler le débit admissible de l'orifice d'évacuation.
4. 4. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit réservoir présente une paroi latérale (4), ledit détecteur comprenant une paroi périphérique (6) qui entoure ladite paroi latérale.
5. 5. Détecteur selon la revendication précédente, dans lequel ladite paroi latérale et ladite paroi périphérique sont transparentes.
6. 6. Détecteur selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ladite ouverture de débordement est agencée dans ladite paroi latérale.
7. 7. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit orifice d'évacuation est agencé dans une paroi de fond (3) du réservoir.
8. 8. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, comprenant un tuyau (8) d'entrée débouchant dans ledit réservoir, ledit tuyau d'entrée présentant une extrémité biseautée.
9. 9. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite sonde de niveau comprend un indicateur lumineux.
10. 10. Utilisation d'un détecteur (1) de rupture de fil de liquide selon l'une des revendications précédentes pour détecteur la fin de vidange d'une jauge.