FR3044405A1 - Systeme et procede pour determiner une quantite d'acetylene dans un recipient - Google Patents

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Withdrawn
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Sebastien Goudalle
Michele Quattrone
Henri Glen
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Air Liquide France Industrie SA
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Air Liquide France Industrie SA
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Abstract

L'invention concerne un système pour déterminer une quantité résiduelle d'acétylène dans un récipient (1), ledit système comprenant un manomètre (2) pour mesurer la pression dans le récipient (1), ledit manomètre comprenant un cadran (3) et un indicateur de pression (4) mobile en rotation par rapport audit cadran (3), un marquage bidimensionnel (5) disposé sur le cadran (3), ledit indicateur de pression (4) pouvant occuper plusieurs positions angulaires par rapport audit marquage (5) selon la valeur de la pression dans le récipient (1), un dispositif de prise d'images (7) configuré pour réaliser une image du manomètre (2), ladite image comprenant le marquage bidimensionnel (5) et l'indicateur de pression (4), et une logique électronique (8) configurée pour traiter la dite image du manomètre (2) de manière à déterminer la position angulaire de l'indicateur de pression (4) par rapport au marquage bidimensionnel (5) et à déduire de ladite position angulaire la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2). Selon l'invention, le système comprend un capteur (6) de la température du récipient (1), et le marquage bidimensionnel (5) encode une quantité initiale prédéterminée d'acétylène dans le récipient (1), la logique électronique (8) étant configurée pour traiter l'image du manomètre (2) de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée et pour déterminer, en fonction de ladite quantité initiale prédéterminée, de la valeur de la température du récipient (1) mesurée par le capteur (6) et de la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2), la quantité résiduelle d'acétylène dans le récipient (1).

Description

L’invention concerne un système et un procédé pour déterminer une quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient sous pression, ainsi qu’un ensemble de distribution d’acétylène comprenant un tel système.
Les gaz industriels sont couramment conditionnés dans des récipients de gaz pressurisés, typiquement des bouteilles de gaz ou des cadres de gaz, c’est-à-dire un ensemble de plusieurs bouteilles reliées fluidiquement entre elles. Les bouteilles ou cadres de gaz sont équipés d’un bloc robinet, avec ou sans détendeur intégré, à savoir un robinet simple de type ouvert/fermé avec jauge de pression, ou un robinet à détendeur intégré, encore appelé RDI, permettant de contrôler débit et pression du gaz délivré.
Afin de mesurer la pression du gaz dans le récipient et de pouvoir déterminer si le récipient contient encore du gaz ou non, il est habituel d’agencer sur le bloc robinet, un dispositif de mesure de pression, typiquement un manomètre à aiguille mobile en rotation.
Un tel dispositif de mesure de pression affiche la pression sur un cadran portant des graduations correspondant à des valeurs de pression en vis-à-vis desquelles vient se placer l’aiguille sous l’effet de la pression du gaz pour indiquer une valeur de pression mesurée.
On connaît également du document WO-A-2015/136207 un manomètre permettant d’opérer une lecture automatisée de la valeur de pression mesurée et évitant ainsi à l’utilisateur de devoir systématiquement observer la valeur de pression correspondant à la graduation désignée par l’aiguille du manomètre. Ce manomètre met en œuvre un marquage à code bidimensionnel permettant de détecter automatiquement la position angulaire de l’aiguille. La pression résiduelle lue est utilisée comme indicateur du contenu en gaz du récipient. L’acétylène (C2H2) est un gaz industriel couramment utilisé dans les domaines de la fonderie ou de la verrerie. L’acétylène est aussi largement employé comme gaz combustible dans des procédés de soudage, coupage ou brasage exécutés à l’aide de chalumeaux à gaz combustible et à oxygène. En utilisation, une bouteille d’acétylène et une bouteille d’oxygène sont connectées à un chalumeau oxygène acétylène, ou oxyacétylénique, dont le principe est de provoquer le mélange de ces deux gaz, lequel mélange une fois enflammé sur une torche déportée permet d'obtenir une flamme d’une température allant typiquement jusqu'à 3 000 °C.
En raison de son instabilité, l’acétylène a la particularité d’être conditionné par dissolution dans un solvant, généralement de l’acétone ou du diméthylformamide (DMF), lui- même dispersé dans une masse poreuse remplissant le récipient de gaz. Ce conditionnement permet d’assurer de manière sûre le transport et le stockage de l’acétylène. Les récipients d’acétylène et d’oxygène sont généralement équipés de blocs robinet munis de manomètres permettant à un opérateur de connaître les pressions résiduelles de gaz dans les récipients.
Toutefois, dans le cas de l’acétylène, la pression résiduelle mesurée ne reflète pas de manière fiable la quantité d’acétylène restant dans le récipient.
En effet, le coefficient de solubilité de l’acétylène dans l’acétone varie de façon significative en fonction de la température. Ainsi, comme on le voit sur la Figure 1, illustrant la variation de la pression dans des bouteilles d’acétylène en fonction de la température ambiante, le manomètre d’un récipient contenant une quantité donnée d’acétylène affichera une valeur de pression variant typiquement du simple au double si la température ambiante varie de 5 °C à 30 °C environ. On constate donc que plus la température diminue, plus le coefficient de solubilité de l’acétylène dans l’acétone augmente.
En outre, le passage de l’acétylène dissous en phase gazeuse libre est une réaction endothermique. Ceci implique qu’une bouteille d’acétylène se refroidit au cours de son utilisation. Ce phénomène est illustré en Figure 2, qui représente l’évolution dans le temps des températures mesurées sur différentes zones de la surface extérieure d’une bouteille distribuant de l’acétylène à débit constant. A noter que la baisse de la température dépend du débit d’acétylène distribué par la bouteille. En cas d’utilisation prolongée, il peut même arriver que la distribution d’acétylène soit stoppée du fait de l’effet de réfrigération de la bouteille. Ce phénomène correspond au fait que l’acétylène à basse température reste dissous dans le solvant. L’acétylène ne peut être libéré que si la température de la bouteille augmente et que l’acétylène se retrouve sous forme gazeuse.
Au vu des phénomènes décrits ci-dessus, on comprend donc que l’utilisateur d’un récipient d’acétylène n’est pas en mesure d’évaluer de façon fiable la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient à partir de la pression mesurée par le manomètre. Il est alors difficile de savoir si l’on dispose d’une quantité suffisante d’acétylène pour une application donnée ou d’anticiper un éventuel remplacement du récipient d’acétylène.
Le document WO-A-2005/093377 divulgue un système de traitement pour mesurer l’autonomie en temps ou en quantité restante de gaz comprimé d’un récipient. Toutefois, cette solution ne concerne pas un gaz dissous et repose toujours sur des mesures de pression et, par conséquent, ne résout pas le problème particulier de la détermination du contenu d’un récipient d’acétylène.
Un problème technique qui se pose est de pallier tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus, en particulier de fournir un système et un procédé permettant de déterminer de manière fiable et reproductible la quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient, en particulier un récipient du type bouteille ou cadre de bouteilles, qui soit en outre de mise en œuvre simple, et en particulier aisément adaptable sur des systèmes de mesure de pression à indicateur mobile.
La solution de l’invention est alors un système pour déterminer une quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient, ledit système comprenant : - un manomètre pour mesurer la pression dans le récipient, ledit manomètre comprenant un cadran et un indicateur de pression mobile en rotation par rapport audit cadran, - un marquage bidimensionnel disposé sur le cadran, ledit indicateur de pression pouvant occuper plusieurs positions angulaires par rapport audit marquage selon la valeur de la pression dans le récipient, - un dispositif de prise d’images configuré pour réaliser une image du manomètre, ladite image comprenant le marquage bidimensionnel et l’indicateur de pression, - une logique électronique configurée pour traiter la dite image du manomètre de manière à déterminer la position angulaire de l’indicateur de pression par rapport au marquage bidimensionnel et à déduire de ladite position angulaire la valeur de la pression mesurée par le manomètre, caractérisé en ce que : - le système comprend en outre un capteur de la température du récipient, et - le marquage bidimensionnel encode une quantité initiale prédéterminée d’acétylène dans le récipient, la logique électronique étant en outre configurée pour traiter l’image du manomètre de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée encodée dans le marquage bidimensionnel et pour déterminer, en fonction de ladite quantité initiale prédéterminée, de la valeur de la température du récipient mesurée par le capteur et de la valeur de la pression mesurée par le manomètre, la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient.
Selon le cas, le système de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - la logique électronique est en outre configurée pour déterminer, en fonction de ladite quantité résiduelle d’acétylène et d’une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène, l’autonomie en temps du récipient. - le système comprend au moins un afficheur d’au moins une information choisie parmi : la valeur de la pression mesurée par le manomètre, la valeur de la température du récipient, la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient, l’autonomie en temps du récipient. - le capteur de température est configuré pour mesurer la température de la surface extérieure du récipient. - le capteur de température est configuré pour mesurer la température par contact avec le récipient. - le capteur de température est apposé sur la surface extérieure du récipient, de préférence le capteur de température est localisé dans une bandelette adhésive. - le capteur de température est du type thermomètre à cristaux liquides. - le capteur de température est du type thermomètre à infrarouge. - le système comprend au moins une interface homme/machine, de préférence tactile, configurée pour la saisie et/ou pour la mémorisation au sein de la logique électronique d’au moins une donnée choisie parmi : la valeur de la température du récipient mesurée par le capteur, une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène. - le dispositif de prise d’images, la logique électronique, l’afficheur et/ou l’interface homme/machine sont localisés au sein d’un terminal de lecture. - le terminal de lecture est du type téléphone intelligent ou tablette numérique intégrant une caméra et un écran d’affichage et/ou de saisie de données. - le marquage bidimensionnel comprend des formes géométriques, de préférence des disques répartis sur au moins une partie de la périphérie du cadran, de préférence un cadran de forme circulaire. - le marquage bidimensionnel comprend au moins un élément de repérage servant de position de référence permettant de positionner l’indicateur de pression dans l’espace. - ledit au moins un élément de repérage est porté par le cadran. - le marquage comprend ledit au moins un élément de repérage. - ledit au moins un élément de repérage est un signe, un marquage ou une forme situé sur ou en proximité du cadran faisant office de point de référence permettant de déterminer une position de l’indicateur de pression par rapport à cet élément de repérage et d’en déduire une pression de gaz. - le code bidimensionnel comprend des polygones, en particulier des carrés. - le code bidimensionnel et le fond du cadran sont de couleur contrastées. - le code bidimensionnel est du type code « bleam ». - le code bidimensionnel est de type code QR. - le cadran est circulaire. - l’indicateur de pression mobile en rotation est une aiguille. - l’indicateur de pression est une aiguille longiligne d’une couleur contrastant avec la couleur du fond du cadran, en particulier noire. - l’axe de rotation de l’indicateur de pression est situé au centre du cadran. - le cadran et l’indicateur de pression sont protégés par une protection transparente, telle une vitre. - il comprend un boîtier comprenant un mécanisme élastique sensible à la pression coopérant avec l’indicateur de pression mobile en rotation, par exemple le mécanisme élastique sensible à la pression est un tube de Bourdon ou un diaphragme. - le cadran comprend des graduations ou des indications schématiques permettant une lecture directe de la pression par l’utilisateur, sans que le code bidimensionnel ne soit une gêne pour la lecture à l’œil nu. L’invention concerne par ailleurs un ensemble de distribution d’acétylène comprenant un récipient d’acétylène équipé d’un système selon l’invention. De préférence, le récipient d’acétylène est muni d’un bloc robinet à détendeur intégré sur lequel est fixé le manomètre. De préférence encore, le bloc robinet est protégé par un capotage de protection.
Par ailleurs, l’invention concerne aussi un procédé pour déterminer une quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient mettant en œuvre un système selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) on réalise une image du manomètre, ladite image comprenant le marquage bidimensionnel et l’indicateur de pression, b) on traite la dite image du manomètre de manière à déterminer la position angulaire de l’indicateur de pression par rapport au marquage bidimensionnel, c) on déduit de la position angulaire de l’indicateur de pression la valeur de la pression mesurée par le manomètre, d) on mesure la température du récipient, e) on traite la dite image du manomètre de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée encodée dans le marquage bidimensionnel, f) on traite les données obtenues aux étapes c), d) et e) de manière à déterminer la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient.
Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - il comprend une étape de détermination de l’autonomie en temps du récipient d’acétylène en fonction de la quantité résiduelle déterminée à l’étape f) et d’une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène. - il comprend une étape d’affichage d’au moins une information choisie parmi : la valeur de la pression mesurée par le manomètre, la valeur de la température du récipient, la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient, l’autonomie en temps du récipient. - il comprend une étape de saisie et/ou de mémorisation d’au moins une donnée choisie parmi : la valeur de la température du récipient mesurée par le capteur, une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène. L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 3 représente un premier mode de réalisation d’un système selon l’invention et un récipient dont la quantité résiduelle d’acétylène peut être déterminée au moyen d’un tel système, - la Figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du manomètre d’un système selon l’invention, - la Figure 5 illustre l’acquisition de l’image du manomètre des Figures 3 ou 4 au moyen d’un téléphone intelligent, - les Figures 6A et 6B illustrent respectivement les affichages de la pression mesurée et de la quantité résiduelle d’acétylène sur l’écran d’affichage d’un téléphone intelligent, et - la Figure 7 illustre les principales étapes du procédé de détermination de la quantité résiduelle d’acétylène selon l’invention.
La Figure 3 représente un manomètre 2 pour mesurer la pression dans un récipient 1 stockant de l’acétylène.
Par « récipient», on entend une bouteille de gaz ou bien un cadre de gaz, c’est-à-dire un ensemble de plusieurs bouteilles reliées fluidiquement avec une sortie de distribution de fluide.
Par « manomètre », on entend un dispositif apte à et conçu pour indiquer la pression régnant dans un récipient de fluide pressurisé. Le manomètre peut être du type comportant des graduations avec des indications de valeurs de pression ou bien être du type jauge de pression, c’est-à-dire comportant un ou plusieurs symboles représentatifs de la pression.
Dans le cadre de la présente invention, les récipients sont des récipients de fluide sous pression, c’est-à-dire des récipients pressurisés.
Typiquement, le manomètre 2 est fixé, en particulier fixé par vissage via un embout de fixation 19 fileté porté par le boîtier 17, sur un bloc robinet, avec ou sans détendeur intégré, avantageusement protégé par un chapeau 20, lui-même monté sur le récipient 1 de manière à pouvoir mesurer la pression du fluide issu du récipient 1 et traversant ledit bloc robinet.
Un tel manomètre 2 est formé d’un boîtier 17 contenant un mécanisme élastique interne (non visible), par exemple un tube de Bourdon ou un diaphragme, sensible à la pression coopérant avec un indicateur de pression 4 mobile en rotation, à savoir généralement une aiguille 4 mobile en rotation autour d’un axe 16 de rotation situé habituellement au centre d’un cadran 3 en forme de disque, c'est-à-dire de périphérie circulaire, portant des graduations correspondant à des valeurs de pression, à savoir ici des valeurs de pressions typiquement comprises entre 0 et 40 bar, ou bien une ou des indications schématiques de type jauge, telles des symboles 30, comme illustré sur la Figure 3. La prise de pression se fait au niveau de l’embout 19. L’aiguille 4 est de préférence longiligne, de couleur foncée, en particulier noire.
Avantageusement, la pression du gaz mesurée par le manomètre 2 peut être lue classiquement par l’utilisateur sur le cadran 3 étant donné que l’aiguille 4 rotative vient se positionner, sous l’effet de la pression de l’acétylène, vis-à-vis de la graduation correspondant à la valeur de pression. Le cadran 3 et l’aiguille 4 sont protégés par une vitre 18 transparente venant les recouvrir. La vitre 18 est fixée au boîtier 17.
Selon l’invention, un marquage bidimensionnel 5 est disposé sur le cadran 3, l’indicateur de pression 4 pouvant occuper plusieurs positions angulaires par rapport au marquage 5 selon la valeur de la pression dans le récipient 1.
Par les termes « disposé sur », on entend que le marquage 5 est soit apposé directement sur le cadran 3, soit agencé en regard du cadran 3, typiquement sur la vitre 18, de sorte qu’il soit aussi possible de visualiser les images superposées de l’aiguille 4 et du marquage 5. De préférence, le marquage est apposé sur le cadran 3, ce qui rend la détermination de la position angulaire de l’aiguille 4 par rapport au marquage 5 moins sensible à l’angle de prise de vue de l’image du manomètre 2. Le marquage bidimensionnel 5 peut être imprimé, collé, sérigraphié ou déposé par toute autre technique.
Le système selon l’invention comprend en outre un dispositif de prise d’images 7 (non illustré sur la Figure 3) configuré pour réaliser une image du manomètre 2, ladite image comprenant le marquage bidimensionnel 5 et l’indicateur de pression 4.
Une logique électronique 8 (non illustrée sur la Figure 3) est configurée pour traiter la dite image du manomètre 2 de manière à déterminer la position angulaire de l’indicateur de pression 4 par rapport au marquage bidimensionnel 5 et à déduire de ladite position angulaire la valeur de la pression mesurée par le manomètre 2. La logique électronique 8 comprend de préférence des moyens de traitement, tel un microprocesseur, et/ou un logiciel stocké au sein de ladite logique électronique 8.
La présente invention se distingue en ce que le système comprend en outre un capteur 6 de la température du récipient 1 et en ce que le marquage bidimensionnel 5 encode une quantité initiale prédéterminée d’acétylène dans le récipient 1.
Cette quantité initiale prédéterminée d’acétylène, notée Q100, correspond à la quantité d’acétylène totale que contient le récipient 1 dans un état de remplissage dit « plein », typiquement exprimée en litres (L) d’acétylène. Dit autrement, la quantité initiale Q100 correspond à la charge commerciale complète, ou pleine charge, en acétylène du récipient 1. La quantité initiale Q100 encodée dans le marqueur 5 dépend du volume en eau du récipient 1 sur lequel est fixé le manomètre 2. A titre d’exemple, on a les correspondances suivantes entre quantité initiale Q100 et volume en eau du récipient 1 : Q100 = 400 L pour un volume en eau de 3,35 L, Q100 = 800 L pour un volume en eau de 5,8 L, - Q100 = 1400 L pour un volume en eau de 9,6 L, Q100 = 3000 L pour un volume en eau de 22 L, - Q100 = 6000 L pour un volume en eau de 41,5 L, Q100 = 7000 L pour un volume en eau de 50 L.
Selon l’invention, la logique électronique 8 est en outre configurée pour traiter l’image du manomètre 2 de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée encodée dans le marquage bidimensionnel 5 et pour déterminer, en fonction de ladite quantité initiale prédéterminée, de la valeur de la température du récipient 1 mesurée par le capteur 6 et de la valeur de la pression mesurée par le manomètre 2, la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient 1.
Comme expliqué précédemment, le coefficient de solubilité de l’acétylène dans l’acétone, et de là la pression d’acétylène, varient avec la température du récipient 1.
En fait, en fonction des caractéristiques connues du récipient 1, en particulier la nature de la masse poreuse présente dans le récipient 1, la nature du solvant, il est possible d’établir une relation entre la pression du récipient 1 à l’état plein (PI00, typiquement exprimée en bar) et la température du récipient 1. Une telle relation peut être établie par modélisation ou de façon empirique, en procédant à des mesures de pression à différentes températures du récipient 1 considéré.
Par exemple, pour un récipient 1 d’acétylène donné, on établit la règle de calcul suivante : P100 = (0,33 x T) + 10, où T est la température de surface du récipient 1, exprimée en degrés Celsius (°C).
Ainsi, pour un récipient 1 à T = 20 °C, on a PI 00 = 16,6 bar.
En utilisation, la logique électronique 8 du système selon l’invention détermine la valeur de la pression résiduelle d’acétylène mesurée par le manomètre 2, notée P, typiquement exprimée en bar.
En prenant l’exemple d’une quantité initiale d’acétylène Q100 = 800 L décodée du marquage 5 par la logique électronique 8, et d’une pression P = 12 bar mesurée à 20 °C par le manomètre 2, la logique électronique détermine un facteur de correction : F = P/P100 = 12/ 16,6 = 0,723.
Ce facteur F est appliqué à la quantité initiale Q100 pour en déduire la quantité résiduelle d’acétylène Q dans le récipient 1 : Q = FxQ100 = 578,4 L.
Un avantage du système selon l’invention réside en particulier dans la présence du capteur 6 de température, qui permet de prendre en compte la température de récipient 1 pour déterminer de façon fiable et reproductible la quantité d’acétylène restant effectivement dans le récipient 1. On s’affranchit ainsi du fait que la pression mesurée par le manomètre 2 varie avec la température du récipient, et qu’en outre cette température dépend des conditions d’utilisation du récipient 1.
Le système de l’invention fournit donc à l’utilisateur une indication fiable et directe de l’autonomie en quantité du récipient 1, ce qui lui permet d’évaluer si la quantité résiduelle est suffisante pour l’application qu’il vise et éventuellement d’anticiper le remplacement du récipient 1. Le système selon l’invention est également de mise en œuvre simple et aisément adaptable aux récipients 1 classiques munis de manomètres à indicateur mobile.
Avantageusement, la logique électronique 8 comprend des moyens de mémorisation aptes à mémoriser des instructions de calcul, par exemple conformément à une règle de calcul telle que décrite ci-dessus, et des moyens de calcul, encore appelés électronique de traitement, tel un microprocesseur, aptes à traiter les données mesurées conformément auxdites instructions de calcul, de manière à déterminer la quantité résiduelle d’acétylène. De préférence, la logique 8 contient un logiciel comprenant un ou plusieurs programmes informatiques aptes à transmettre des instructions de calcul auxdits moyens de calcul.
De préférence, la logique électronique 8 est en outre configurée pour déterminer, en fonction de ladite quantité résiduelle d’acétylène et d’une valeur prédéterminée de débit D de distribution d’acétylène, l’autonomie en temps du récipient 1.
Ainsi, en considérant l’exemple ci-dessus, la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient 1 est Q = 578,4 L. Si l’utilisateur souhaite opérer un procédé de travail utilisant un flux d’acétylène avec un débit D = 1000 L/h, l’autonomie en temps du récipient 1 est : Q / D = 578,4 / 1000 = 35 minutes environ.
Dans le cadre de l’invention, la valeur du débit peut par exemple être saisie au sein de la logique électronique 8 par l’utilisateur. De façon alternative, la logique électronique 8 peut être configurée pour stocker plusieurs valeurs types de débit, l’utilisateur pouvant sélectionner parmi ces valeurs le débit qu’il souhaite mettre en œuvre dans son procédé.
De préférence, le système selon l’invention comprend au moins un afficheur 9 apte à et conçu pour afficher au moins une information choisie parmi : la valeur de la pression P mesurée par le manomètre 2, la valeur de la température T du récipient 1, la quantité résiduelle d’acétylène Q dans le récipient 1, l’autonomie en temps du récipient 1.
En outre, le système selon l’invention peut comprendre au moins une interface homme/machine 10, de préférence une interface de type écran tactile, configurée pour la saisie par l’utilisateur et/ou pour la mémorisation au sein de la logique électronique 8 d’au moins une donnée choisie parmi : la valeur de la température T du récipient 1 mesurée par le capteur 6, une valeur prédéterminée D de débit de distribution d’acétylène.
La Figure 5 schématise un mode de réalisation avantageux de l’invention dans lequel le dispositif de prise d’images 7, typiquement une caméra, la logique électronique 8, l’afficheur 9 et l’interface tactile 10 sont localisés au sein d’un terminal de lecture 11 du type téléphone intelligent ou « smartphone » en anglais. D’autres types de terminaux de lecture 11 appropriés peuvent être utilisés, par exemple une tablette numérique ou analogue. A titre d’exemples, les Figures 6A et 6B illustrent des informations affichés par un afficheur 9 du type écran de téléphone. L’utilisateur a ainsi accès directement aux informations décodées et calculées au moyen du système selon l’invention, telles la valeur de la pression P dans le récipient 1 obtenue par traitement de l’image du manomètre 2 (Figure 6A) ou la quantité résiduelle d’acétylène Q dans le récipient 1. Ces informations peuvent être affichées en association avec d’autres éléments graphiques, par exemple un élément graphique du type jauge ou niveau (Figure 6B) indiquant à l’utilisateur l’état de remplissage du récipient.
Dans le cadre de l’invention, le capteur 6 de température est avantageusement configuré pour mesurer la température de la surface extérieure la du récipient 1. En effet, étant donné le caractère hautement inflammable de l’acétylène, l’agencement de capteurs de grandeurs physique à l’intérieur du récipient est à proscrire.
De préférence, le capteur 6 de température est configuré pour mesurer la température par contact avec le récipient 1. Par exemple, le capteur 6 peut être du type thermomètre à résistance. La captation de température par contact permet des mesures de températures plus reproductibles. A noter que les mesures de températures sont d’autant plus précises que le capteur est proche du robinet de la bouteille, ce robinet étant protégé par le chapeau 20 sur la Figure 3. En particulier, agencer le capteur 6 entre le robinet et l’ogive 40 de la bouteille permet des mesures de températures précises du fait de l’absence de masse poreuse dans cette zone de la bouteille.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le capteur 6 de température est du type thermomètre à cristaux liquides. Typiquement, ce type de thermomètre comprend une partie sensible constituée de cristaux liquides dont la couleur varie selon la température. Il offre les avantages d’être compact, léger et peu coûteux. Ce type de thermomètre présente aussi l’avantage de fonctionner sans pile et de ne pas nécessiter d’alimentation électrique, l’existence d’une différence de potentiel électrique au voisinage de la bouteille étant à proscrire pour des raisons de sécurité. Un autre avantage réside dans le temps de réponse suffisamment rapide de ces thermomètres, de l’ordre de quelques secondes.
De préférence, le capteur 6 de température est apposé sur la surface extérieure la du récipient 1. Un tel positionnement permet de réaliser des mesures de températures fiables et reproductibles et de tenir compte des variations de la température de la bouteille au cours de son utilisation. Avantageusement, le capteur 6 est agencé sur la surface plane du corps de la bouteille, le plus près possible de l’ogive 40, de préférence au niveau du rayon 41 délimitant le corps et l’ogive. Un autre avantage est que le capteur 6 se trouve au niveau des yeux de l’utilisateur, ce qui en facilite la lecture.
De préférence, le capteur 6 de température se présente sous la forme d’une bandelette, comme schématisé en Figure 3, de préférence une bandelette adhésive protégée par du plastique souple. La bandelette présente typiquement une série de graduations correspondant chacune à des valeurs de température différentes. La température mesurée s’affiche par changement de couleur d’une zone située au niveau d’une graduation donnée. La bandelette s’étend de préférence selon une direction transverse à l’axe de la bouteille, comme illustré en Figure 3.
De façon alternative, le capteur 6 de température peut être du type thermomètre à infrarouge. Ce type de thermomètre mesure à distance la température du récipient 1 en mesurant son rayonnement dans le domaine de l'infrarouge.
Les Figures 3 et 4 représentent deux modes de réalisation d’un manomètre à marquage bidimensionnel selon l’invention. Les manomètres 2 schématisés sur les Figures 2 et 3 ont globalement la même architecture et fonctionnent de la même manière.
De façon générale, le manomètre 2 des Figures 3 et 4 comprend, quel que soit le mode de réalisation considéré, un cadran 3 portant un marquage bidimensionnel 5 et un indicateur de pression 4 mobile en rotation par rapport audit cadran 4.
Le marquage bidimensionnel 5 est apte à encoder, ou contenir, une ou plusieurs informations, de préférence des données spécifiques au récipient 1. Conformément à l’invention, le marquage bidimensionnel 5 encode au moins une quantité initiale d’acétylène Q100 prédéterminée.
De préférence, le marquage bidimensionnel 5 comprend un motif de codage comprenant des éléments codants 12 contenant une ou plusieurs données.
Avantageusement, le marquage bidimensionnel 5 comprend des formes géométriques 12, de préférence un ensemble de coniques répartis sur au moins une partie de la périphérie du cadran 3, de préférence un cadran 3 de forme circulaire, comme illustré en Figure 3. La disposition et le nombre de cette pluralité de formes 12 encodent une ou plusieurs données. Par exemple, les données peuvent être codées sous forme de disques, centrés ou décentrés les uns par rapport aux autres.
Par ailleurs, le marquage bidimensionnel 5 peut comprendre au moins un élément de repérage 13, à savoir ici un (ou des) élément graphique, servant de position de référence permettant de positionner l’indicateur de pression 4 dans l’espace.
Dans le mode de réalisation de la Figure 3, les formes géométriques 12 du marquage bidimensionnel 5 sont des disques, de couleur noire et de couleur blanche, éventuellement grisés, répartis sur la périphérie du cadran 3. Typiquement, le marquage bidimensionnel 5 est ici de type code « bleam ». Ce type de code présente l’avantage de pouvoir être lu, i. e. détecté, et décodé même dans des conditions perturbées, par exemple lorsque l’image est réalisée en sur ou sous-exposition de lumière, lorsque la prise d’image est réalisée à distance ou de biais, en présence d’un défaut de mise au point ou d’un manque de stabilité, dans des conditions d’occultation partielle ...
On remarque aussi la présence d’un seul élément de repérage 13, situé ici en haut du cadran 3, servant de position de référence permettant de positionner l’indicateur de pression 4, c'est-à-dire l’aiguille rotative, sur le cadran et de déterminer ainsi une position angulaire de l’indicateur de pression 4 par rapport à cet élément de repérage 13 pour en déduire une pression de gaz. La présence d’un tel élément de repérage 13 est particulièrement importante pour pouvoir automatiser la lecture d’une valeur de pression s’affichant sur le cadran 3.
Cet élément de repérage 13 est ou comprend une forme géométrique, par exemple un point, un trait, un carré ou autre. Ici, il s’agit d’un point en forme de disque. Comme on le voit, dans ce mode de réalisation, l’élément de repérage 13 est distinct des formes géométriques 12 encodant la quantité résiduelle Q100.
Dans le mode de réalisation de la Figure 4, les formes géométriques 12 formant le marquage bidimensionnel 5 sont des carrés de petite taille et de couleur noire qui sont répartis sur un fond de forme carrée et de couleur contrastée par rapport aux couleurs du fond du cadran, typiquement un carré de couleur blanche ou noire. Typiquement, le code bidimensionnel 9 est ici de type code QR.
Comme on le voit, dans ce mode de réalisation de la Figure 4, le cadran 3 porte plusieurs éléments de repérage 13, à savoir des éléments graphiques, incorporés aux formes géométriques 12 formant le marquage bidimensionnel 5, c'est-à-dire qu’il fait partie des formes géométriques 12 formant le marquage bidimensionnel 5.
Plus précisément, les formes géométriques 12 définissent ou dessinent une forme générale carrée formant le marquage bidimensionnel 2 de type code QR, et trois éléments de repérage 13 graphiques sont positionnés approximativement dans trois des angles de la forme générale carrée formant le marquage bidimensionnel 2.
Afin de repérer automatiquement la position de l’aiguille 4 sur le cadran 3, on peut utiliser l’un ou plusieurs de ces éléments de repérage 13 qui peuvent chacun servir de position de référence servant à positionner l’aiguille 4 dans l’espace. Les éléments de repérage 13 illustrés en Figure 4 sont de forme carrée.
Avantageusement, le marquage bidimensionnel 5 peut encoder d’autres informations données correspondant par exemple à une référence de bouteille, un nom d’utilisateur, un grade d’acétylène, un lien vers un site internet, un nom de fournisseur ou une provenance, une date de péremption, une date de ré-épreuve de la bouteille 1, un numéro de téléphone à contacter en cas de problème ou tout autre information utile.
Ainsi, grâce au système de l’invention, on peut désormais mesurer la pression affichée par le manomètre 2 des Figures 3 ou 4 et, de façon automatisée, en déduire la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient 1, éventuellement en association avec une ou plusieurs autres informations relatives au récipient 1 et à son contenu selon le procédé décrit ci-après.
Les étapes du procédé selon l’invention sont illustrées sur la Figure 7.
Tout d’abord, on réalise (étape 100) une image du manomètre 2 des Figures 3 ou 4, en particulier du cadran 3 dudit manomètre 2, ladite image comprenant au moins le marquage bidimensionnel 5 et l’indicateur de pression 4 positionné sur ou en regard dudit marquage 5.
Optionnellement, le procédé selon l’invention peut comprendre, préalablement à la réalisation de ladite image, une étape d’affichage par l’afficheur 9 d’un signal, message ou tout autre moyen adéquat invitant l’utilisateur à positionner le dispositif de prise d’images 7 devant la manomètre 2.
De préférence, l’image réalisée inclut aussi au moins un élément de repérage 13. En effet, la présence du ou des éléments de repérage 13 sur le cadran 3 permet de connaître précisément la position et l’orientation du marquage bidimensionnel 5 et/ou de l’aiguille 4 au sein de ladite image. L’image du manomètre 2 est traitée (étape 200) pour détecter la position angulaire de l’indicateur de pression 4 par rapport au marquage bidimensionnel 5 (étape 300). On déduit ensuite de la position angulaire de l’indicateur de pression 4 la valeur de la pression mesurée par le manomètre 2 (étape 400).
Optionnellement, le procédé selon l’invention peut comprendre une étape de confirmation par l’utilisateur du caractère vraisemblable de la pression déduite à l’étape 400. Ainsi, si la pression déduite ne semble pas correcte, par exemple anormalement basse ou élevée, l’utilisateur peut le signaler. Une nouvelle image du manomètre 2 peut être réalisée.
Selon l’invention, le procédé comprend en outre une étape 500 de mesure de la température du récipient 1 au moyen du capteur 6 de température. De préférence, la valeur de température mesurée est lue par l’utilisateur, puis saisie et/ou mémorisée au sein de la logique électronique 8. Dans le cas d’un capteur de température 6 à cristaux liquides, l’utilisateur lit la valeur de température puis la saisit manuellement, de préférence via l’afficheur 9 faisant aussi office d’interface homme/machine 10 de type tactile. L’image du manomètre 2 réalisée à l’étape 100 est également traitée pour en décoder (étape 600) les données encodées dans le marquage bidimensionnel 5, en particulier ladite quantité initiale prédéterminée Q100 encodée dans le marquage bidimensionnel 5 (étape 700). Optionnellement, d’autres données telles qu’énoncées précédemment et contenues dans le marquage 5 peuvent également être décodées dans le cadre du procédé selon l’invention.
Enfin, on traite les données obtenues aux étapes 400, 500, 700 de manière à déterminer la quantité résiduelle Q d’acétylène dans le récipient 1, conformément aux explications déjà fournies pour décrire le système selon l’invention.
Les étapes de traitement décrites ci-dessus sont typiquement mises en œuvre par une logique électronique 8, de préférence au moyen d’un microprocesseur et d’un logiciel.
De préférence, le procédé selon l’invention comprend une étape de mémorisation au sein de la logique électronique 8 d’au moins une règle de calcul telle que mentionnée plus haut et permettant de calculer la quantité résiduelle Q d’acétylène.
Avantageusement, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape de détermination, en fonction de la quantité résiduelle d’acétylène déterminée à l’étape f) et d’une valeur prédéterminée D de débit de distribution d’acétylène, de l’autonomie en temps du récipient 1.
De préférence, ladite valeur prédéterminée de débit est saisie par l’utilisateur en fonction de l’application visée, de préférence via l’afficheur 9 faisant aussi office d’interface homme/machine 10 de type tactile. A noter que la position de l’aiguille 4, qui pourrait se superposer à l’information Q100 encodée dans le marquage bidimensionnel 5, ne gène pas le décodage grâce à l’utilisation de techniques de reconnaissance d’image et de reconstruction des données qui sont propres à la technologie d’encodage du marquage 5 et connues partout homme du métier.
De plus, la détection du marquage bidimensionnel 5 permet aussi la connaissance précise de la position et de l’orientation du marquage bidimensionnel 5 dans l’image du manomètre 2, et permet de sélectionner aisément au sein de l’image, une zone d’intérêt incluant l’aiguille 4 et de reconstituer son positionnement dans l’espace, c'est-à-dire son positionnement angulaire sur le cadran 3. Par exemple, mais non exhaustivement, le procédé selon l’invention peut mettre en œuvre des techniques de traitement d’images et décodage, notamment un ou des algorithmes de reconnaissance d’image et de reconnaissance de forme, tels que décrits dans WO-A-2015/136207.
Comme illustré sur la Figure 5, l’acquisition de l’image brute du cadran 4 du manomètre 1 est préférentiellement opérée à l’aide d’un dispositif 11 de lecture numérique, en particulier un dispositif incluant une caméra, comme un téléphone intelligent ou une tablette numérique, équipé d’un caméra et mettant en œuvre une application ou module de lecture de code bidimensionnel, notamment de QR code ou bleam code, par exemple module de lecture de code Manatee Works Barcode Scanne SDK fonctionnant sous environnement Android™, IOs, or Windows Mobile.
Par exemple, les étapes du procédé susdécrit ont été mises en œuvre, sur un téléphone intelligent fonctionnant sous environnement Android™’ et à l’aide d’un logiciel s’appuyant sur une librairie de traitement d’images, tel que OpenCV™.

Claims (14)

  1. Revendications
    1. Système pour déterminer une quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient (1) , ledit système comprenant : - un manomètre (2) pour mesurer la pression dans le récipient (1), ledit manomètre comprenant un cadran (3) et un indicateur de pression (4) mobile en rotation par rapport audit cadran (3), - un marquage bidimensionnel (5) disposé sur le cadran (3), ledit indicateur de pression (4) pouvant occuper plusieurs positions angulaires par rapport audit marquage (5) selon la valeur de la pression dans le récipient (1), - un dispositif de prise d’images (7) configuré pour réaliser une image du manomètre (2) , ladite image comprenant le marquage bidimensionnel (5) et l’indicateur de pression (4), - une logique électronique (8) configurée pour traiter la dite image du manomètre (2) de manière à déterminer la position angulaire de l’indicateur de pression (4) par rapport au marquage bidimensionnel (5) et à déduire de ladite position angulaire la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2), caractérisé en ce que : - le système comprend en outre un capteur (6) de la température du récipient (1), et - le marquage bidimensionnel (5) encode une quantité initiale prédéterminée d’acétylène dans le récipient (1), la logique électronique (8) étant en outre configurée pour traiter l’image du manomètre (2) de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée encodée dans le marquage bidimensionnel (5) et pour déterminer, en fonction de ladite quantité initiale prédéterminée, de la valeur de la température du récipient (1) mesurée par le capteur (6) et de la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2), la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient (1).
  2. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la logique électronique (8) est en outre configurée pour déterminer, en fonction de ladite quantité résiduelle d’acétylène et d’une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène, l’autonomie en temps du récipient (1).
  3. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un afficheur (9) d’au moins une information choisie parmi : la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2), la valeur de la température du récipient (1), la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient (1), l’autonomie en temps du récipient (1).
  4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (6) de température est configuré pour mesurer la température de la surface extérieure (la) du récipient (1).
  5. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (6) de température est configuré pour mesurer la température par contact avec le récipient (1).
  6. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (6) de température est apposé sur la surface extérieure du récipient (1), de préférence le capteur (6) de température est localisé dans une bandelette adhésive.
  7. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (6) de température est du type thermomètre à cristaux liquides.
  8. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur (6) de température est du type thermomètre à infrarouge.
  9. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une interface homme/machine (10), de préférence tactile, configurée pour la saisie et/ou pour la mémorisation au sein de la logique électronique (8) d’au moins une donnée choisie parmi : la valeur de la température du récipient (1) mesurée par le capteur (6), une valeur prédéterminée de débit de distribution d’acétylène.
  10. 10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de prise d’images (7), la logique électronique (8), l’afficheur (9) et/ou l’interface homme/machine (10) sont localisés au sein d’un terminal de lecture (11).
  11. 11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le terminal de lecture (11) est du type téléphone intelligent ou tablette numérique intégrant une caméra et un écran d’affichage et/ou de saisie de données.
  12. 12. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le marquage bidimensionnel (5) comprend des formes géométriques (12), de préférence des disques répartis sur au moins une partie de la périphérie du cadran (3), de préférence un cadran (3) de forme circulaire.
  13. 13. Ensemble de distribution d’acétylène comprenant un récipient (1) d’acétylène équipé d’un manomètre (2), caractérisé en ce qu’il comprend un système selon l’une des revendications précédentes.
  14. 14. Procédé pour déterminer une quantité résiduelle d’acétylène dans un récipient (1) mettant en œuvre un système selon l’une des revendications 1 à 12, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) on réalise une image du manomètre (2), ladite image comprenant le marquage bidimensionnel (5) et l’indicateur de pression (4), b) on traite la dite image du manomètre (2) de manière à déterminer la position angulaire de l’indicateur de pression (4) par rapport au marquage bidimensionnel (5), c) on déduit de la position angulaire de l’indicateur de pression (4) la valeur de la pression mesurée par le manomètre (2), d) on mesure la température du récipient (1), e) on traite la dite image du manomètre (2) de manière à décoder ladite quantité initiale prédéterminée encodée dans le marquage bidimensionnel (5), f) on traite les données obtenues aux étapes c), d) et e) de manière à déterminer la quantité résiduelle d’acétylène dans le récipient (1).
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