WO1995015484A1 - Procede de transmission de donnees issues d'un capteur de pression ainsi que dispositif pour la mise en ×uvre de ce procede - Google Patents

Abstract

Procédé de transmission de données issues d'un capteur de pression associé à un réacteur dans lequel est mise en ÷uvre une réaction, notamment une réaction chimique entraînant des variations de pression que l'on cherche à surveiller, et en particulier associé à une bombe rotative immergée dans un bain thermostaté et destinée à permettre la détermination de la résistance d'une huile, par exemple, d'une huile lubrifiante vis-à-vis de l'oxydation, procédé caractérisé en ce que l'on transforme le signal, notamment le signal électromagnétique délivré par le capteur de pression, en un signal constitué par un rayonnement optique que l'on transmet à un module d'émission coopérant avec un récepteur d'émission/réception coopérant avec un émetteur/récepteur optique externe qui transmet, quant à lui, le signal reçu à une imprimante et/ou à un ordinateur par l'intermédiaire d'un module de raccordement adapté.

Description

" Procédé de transmission de données issues d'un capteur de pression ainsi que dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé "

La présente invention se rapporte à un procédé de transmission de données issues d'un capteur de pression as¬ socié à un réacteur dans lequel est mise en oeuvre une réaction, notamment une réaction chimique entraînant des variations de pression que l'on cherche à surveiller.

Il existe, dans le domaine de la chimie, de nom- breuses réactions pour lesquelles les variations de la pression constituent un paramètre décisif, notamment indi¬ cateur de l'état d'avancement de la réaction ; pour cette raison, il est souhaitable de pouvoir disposer de moyens à la fois simple et fiables pour suivre l'évolution de la pression.

Une telle surveillance est en particulier indis¬ pensable lors de la mise en oeuvre de processus standardi¬ sés conformément à la Norme ASTM D 2272 et ASTM D 525, ou tout autre norme équivalente française, européenne, étran- gère ou internationale.

A titre d'exemple, la Norme ASTM D 2272 a pour but de permettre la détermination de la résistance d'une huile, par exemple d'une huile lubrifiante vis-à-vis de 1'oxydation. Un tel test standardisé consiste, schématique- ent, à introduire dans un réacteur contenant un cataly¬ seur, de l'eau et une quantité donnée de l'échantillon d'huile à analyser, puis à monter le réacteur ainsi équipé sur un support rotatif immergé dans un bain thermostaté avant d'y ajouter de l'oxygène sous pression ; l'ensemble ainsi constitué est couramment nommé bombe rotative.

Il est clair que la pression à l'intérieur du réacteur commence à augmenter avant d'atteindre un palier, puis décroît lorsque survient une réaction d'oxydation compte tenu du fait qu'il y a alors consommation d'oxygène. Le nombre de minutes nécessaires à l'obtention d'une chute de pression déterminée constitue un paramètre indicateur de la stabilité vis-à-vis de l'oxydation de l'huile analysée. De telles bombes rotatives ont été, dans un pre¬ mier temps, équipées de capteurs de pression associés à des organes d'enregistrement mécaniques ; la précision de tels dispositifs s'est toutefois avérée insuffisante pour per¬ mettre une surveillance satisfaisante des variations de la pression à l'intérieur du réacteur, et donc pour déterminer de manière suffisamment précise la stabilité vis-à-vis de l'oxydation de l'huile échantillon.

Pour remédier à cet inconvénient, on a plus ré¬ cemment proposé de faire appel à des moyens utilisant des méthodes de traitement numérique et de coupler la bombe ro¬ tative équipée de capteurs de pression à des transducteurs eux-mêmes reliés à un ordinateur.

Un tel processus n'est cependant pas lui non plus totalement satisfaisant, compte tenu en particulier de la présence entre les différents éléments de fils de connexion pouvant être sources de fuites risquant de fausser les me¬ sures.

L'objet de l'invention est de remédier à ces in¬ convénients en proposant un procédé de transmission de don- nées issues d'un capteur de pression qui soit, à la fois, simple et sûr et permette parallèlement une surveillance constante de la réaction.

Il est à noter que ce procédé, s'il s'applique de façon particulièrement avantageuse à la surveillance de la pression interne dans des bombes conformément aux normes ASTM D 2272 et ASTM D 525 ou toute autre norme équivalente française, européenne, étrangère ou internationale, n'est pas limité à un tel processus et peut, sans sortir du cadre de l'invention, s'adapter à la surveillance de toutes les réactions chimiques pour lesquelles les variations de la pression constituent un paramètre décisif.

Le procédé conforme à 1 ' invention est caractérisé en ce que l'on transforme le signal, notamment le signal électromagnétique délivré par le capteur de pression, en un signal constitué par un rayonnement optique que l'on trans¬ met à un module d'émission coopérant avec un récepteur op¬ tique externe qui transmet, quant à lui, le signal reçu à une imprimante et/ou à un ordinateur par 1 ' intermédiaire d'un module de raccordement adapté. La caractéristique essentielle du procédé con¬ forme à 1 ' invention est liée à la transmission télécomman¬ dée, c'est-à-dire sans liaison mécanique ou semi-mécanique, au récepteur optique, des signaux provenant de l'émetteur, ce qui permet, outre une grande précision, d'effectuer un enregistrement en cours de manipulation, c'est-à-dire lors¬ que la bombe rotative se déplace, permettant ainsi une sur¬ veillance immédiate de la réaction.

Conformément à l'invention, le terme rayonnement optique doit être compris dans un sens très large, c'est-à- dire qu'il s'applique au rayonnement visible infrarouge ou ultraviolet, mais également à des rayonnements de type mi¬ cro-ondes qui ont un mode de propagation voisin.

L'invention se rapporte également à un dispositif permettant la mise en oeuvre du processus susmentionné. Conformément à l'invention, un tel dispositif est caractérisé en ce qu'il se compose :

- d'une part, d'une tête de transmission énergétiquement autonome, solidaire du capteur de pression ainsi que du réacteur et comportant un module d'émission d'un rayonne¬ ment optique ainsi qu'une unité centrale de traitement susceptible de transformer le signal, notamment le signal électromagnétique délivré par le capteur de pression, en un signal optique et de transmettre ce signal optique au module d'émission, et

- d'autre part, d'organes de réception externes comportant un dispositif émetteur/récepteur optique coopérant avec un module de raccordement pour transmettre les signaux optiques reçus par le dispositif émetteur/récepteur opti- que à une imprimante et/ou à un ordinateur.

Pour permettre de rendre la tête de transmission autonome vis-à-vis de l'énergie, il est nécessaire de l'équiper d'une source d'énergie élecrique par exemple de batteries rechargeables . La tête de transmission peut ainsi définir, avec le capteur de pression, une unité pouvant être très simple¬ ment fixée au réacteur, en particulier à la bombe rotative par un simple raccord de type classique ou de type rapide, et accompagner celle-ci lors de sa rotation, permettant ainsi une surveillance à la fois précise et immédiate de la pression.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la tête de transmission comporte un écran d'affichage à cristaux liquides. La présence de cet écran permet au manipulateur de suivre la réaction en temps réel, c'est-à-dire au fur et à mesure de son déroulement, et de pouvoir disposer, à cha¬ que instant, de renseignements concernant la pression ef¬ fective, la pression maximum ou encore l'évolution de la courbe donnant les variations de la pression en fonction du temps. L'adjonction d'organes de type "zoom" peuvent égale¬ ment lui permettre, à chaque instant, de dilater une partie de l'image sur l'écran d'affichage à cristaux liquides et par suite d'effectuer une surveillance plus précise de 1'évolution de la réaction à des instants donnés.

Pour pouvoir disposer de ces informations, il est nécessaire, selon une autre caractéristique de l'invention, d'équiper la tête de transmission d'un clavier de commande pouvant permettre, outre d'effectuer un choix parmi les différentes informations possibles susceptibles d'être af¬ fichées sur l'écran à cristaux liquides, de sélectionner une unité déterminée de pression (PSI, bar ou Pa) ou encore de modifier l'échelle de la courbe indiquant les variations de la pression en fonction du temps. Cependant, 1'utilisa¬ tion du clavier et la lecture de l'écran nécessitent l'ar¬ rêt de la rotation de la bombe (Norme ASTM d 525) .

Les caractéristiques du procédé ainsi que du dis¬ positif qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans les- quels :

- la figure 1 est une vue schématique d'une bombe rotative conforme à la Norme ASTM D 2272 pour la détermination de la résistance d'une huile vis-à-vis de l'oxydation, re¬ présentée en position d'utilisation, mise en place dans un bain thermostaté,

- la figure 2 est une vue schématique d'une telle bombe équipée d'un dispositif conforme à l'invention.

Selon la figure 1, la bombe rotative est schéma- tiquement constituée par un réacteur 1 muni d'un couvercle étanche 2 qui est monté sur un support rotatif 3 relié à un moteur d'entraînement 4.

L'ensemble constitué par le réacteur 1, le cou¬ vercle étanche 2 et le support 3 est mis en place dans un bain thermostaté 5 de façon à définir un angle ό avec l'ho- rizontale. Avant d'effectuer la mesure, un serpentin en cui¬ vre faisant office de catalyseur ainsi qu'une quantité dé¬ terminée d'eau et d'une huile échantillon dont on cherche à déterminer la résistance vis-à-vis de l'oxydation sont in- troduits à la partie interne du réacteur 1.

Celui-ci est, en outre, relié, au moyen d'une tu¬ bulure 6 à un réservoir d'oxygène non représenté ; le gaz peut être introduit dans le réacteur 1 en actionnant un ro¬ binet 7. II est clair que, lors d'une telle introduction, la pression régnant dans le réacteur 1 augmente avant d'at¬ teindre un palier ; dans un second temps, cette pression chute sous l'action de l'oxydation de l'huile échantillon car de l'oxygène se trouve alors consommé. Le nombre de mi- nutes nécessaire à l'obtention d'une chute de pression don¬ née constitue un paramètre indicateur de la résistance de l'huile échantillon vis-à-vis de l'oxydation.

Pour mesurer ce temps et suivre le déroulement de la réaction à l'intérieur du réacteur 1, la tubulure est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord simple ou rapide 8, à une tête de transmission 9 associée en un ensemble unitaire avec un capteur de pression qui n'est pas repré¬ senté sur la figure 1.

Selon la figure 2, la tête de transmission 9 mon- tée à 1'extrémité de la tubulure 6 opposée au réacteur 1 coopère avec un capteur de pression 10 susceptible de re¬ présenter la pression à 1'intérieur du réacteur 1 par un signal électromagnétique qui est transmis à une unité cen¬ trale de traitement 11 qui le transforme en un signal opti- que qui est à son tour transmis à un module d'émission 12. Ce module d'émission 12 délivre vers l'extérieur ce signal optique, comme représenté schématiquement par les flèches A, lorsqu'il reçoit une demande de transmission comme re¬ présenté schématiquement par la flèche B, demande déclen- chée par l'utilisateur. Une batterie rechargeable 13 permet à la tête de transmission d'être autonome sur le plan énergétique.

La tête de transmission 9 est, en outre, équipée d'un clavier de commande 14 qui coopère avec un écran d'af- fichage à cristaux liquides 15 susceptible d'afficher, en cours de réaction, la pression maximale, la pression effec¬ tive ou encore la courbe indiquant les variations de pres¬ sion en fonction du temps, ce, en des unités ou avec une échelle pouvant être modifiées. Cependant, l'utilisation du clavier et la lecture de l'écran nécessitent l'arrêt de la rotation de la bombe (Norme ASTM D 525) .

Le manipulateur peut donc ainsi suivre en temps réel le déroulement de la réaction.

Par ailleurs, le rayonnement optique A émis par le module d'émission 12 est reçu par des organes de récep¬ tion externes permettant la représentation graphique, l'af¬ fichage et la mise en mémoire de ce signal.

Ces organes de réception externes sont constitués par un dispositif émetteur/récepteur optique 16 sensible à ces signaux et qui coopère avec un module de raccordement 17 pour les transmettre à une imprimante 18 et/ou à un or¬ dinateur 19.

L'originalité d'un tel dispositif réside, outre sa simplicité, dans l'absence de toute liaison physique en- tre, d'une part, le capteur de traitement 10 associé en une unité énergiquement autonome avec la tête de transmission 9 et, d'autre part, les organes 18 et 19 de traitement et d'analyse des données transmises par le capteur. Une telle configuration présente l'avantage de permettre une lecture de la mesure à tout moment, et en particulier, lorsque le réacteur 1 est en mouvement.

Il convient d'insister sur le fait que la mise en oeuvre de l'invention dans le cadre d'un processus de dé¬ termination de la résistance d'une huile vis-à-vis de 1'oxydation dans une bombe rotative immergée dans un bain thermostate conforme à la Norme ASTM ne doit être considé¬ rée que comme un exemple non limitatif de l'invention.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S 1°) Procédé de transmission de données issues d'un capteur de pression associé à un réacteur dans lequel est mise en oeuvre une réaction, notamment une réaction chimique entraînant des variations de pression que 1'on cherche à surveiller, et en particulier associé à une bombe rotative immergée dans un bain thermostate et destinée à permettre la détermination de la résistance d'une huile, par exemple, d'une huile lubrifiante vis-à-vis de l'oxyda- tion, procédé caractérisé en ce que l'on transforme le si¬ gnal, notamment le signal électromagnétique délivré par le capteur de pression, en un signal constitué par un rayonne¬ ment optique que l'on transmet à un module d'émission coo¬ pérant avec un récepteur optique externe qui transmet, quant à lui, le signal reçu à une imprimante et/ou à un or¬ dinateur par l'intermédiaire d'un module de raccordement adapté.

2°) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se com- pose :

- d'une part, d'une tête de transmission (9) énergétique- ent autonome, solidaire du capteur de pression (10) ain¬ si que du réacteur (1) et comportant un module d'émis¬ sion/réception (12) d'un rayonnement optique (A) ainsi qu'une unité centrale de traitement (11) susceptible de transformer le signal, notamment le signal électromagné¬ tique délivré par le capteur de pression (10) , en un si¬ gnal optique et de transmettre ce signal optique, après avoir reçu un signal de demande de transmission par un rayon optique (B) provenant du dispositif émet¬ teur/récepteur (16), au module d'émission/réception (12), et

- d'autre part, d'organes d'émission/réception externes comportant un dispositif émetteur/récepteur optique (16) coopérant avec un module de raccordement (17) pour trans- mettre les signaux optiques (A) reçus par le dispositif émetteur/récepteur optique (16) à une imprimante (18) et/ou à un ordinateur (19) .

3°) Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la tête de transmission (9) comporte une source d'énergie électrique par exemple une batterie re¬ chargeable (13) .

4°) Dispositif selon l'une quelconque des reven¬ dications 2 à 3, caractérisé en ce que la tête de transmis- sion (9) comporte un clavier de commande (14) .

5°) Dispositif selon l'une quelconque des reven¬ dications 2 à 4, caractérisé en ce que la tête de transmis¬ sion (9) comporte un écran d'affichage à cristaux liquides (15) .