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"Dispositif indicateur de débit instantané avec transmis- sion à distance et corrections automatiques pour compteurs volumétriques."
D'une façon générale les compteurs volumétriques pour la mesure des fluides indiquent sur un mouvement to- talisateur la quantité totale de fluide ayant travérsé l'appareil, mais il est souvent intéressant de connaître également quelles sont, en fonction du temps, les varia- tions du débit instantané. En outre, dans le cas de la mesure du volume de fluide gazeux, les volumes enregistrés @
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doivent être, pour être comparables entre eux, ramenés à des pressions et température données.
La présente invention a pour but, d'une part, de permettre de lire et d'inscrire à chaque instant ces variations du débit instantané ainsi que de les transmettre à distance, si besoin est, et, d'autre part, de faire automatiquement les corrections de pression et de température dans le cas de la mesure des fluides gazeux.
L'invention décrite ci-après à titre d'exemple, pour un compteur volumétrique genre Roots, s'applique à tout compteur volumétrique.
Les figures 1 et 2 représentent l'adaptation d'un tachymètre magnétique à un compteur volumétrique dont les organes de mesure sont constitués par deux rotors ou pistons rotatifs genre Roots'. Ce tachymètre comporte un aimant A dont le mouvement de rotation est conjugué par un train d'engrenages avec l'un des arbres des rotors; dans un plan parallèle et centré sur le même axe se trouve un disque C mobile en métal non magnétique. Le mouvement de rotation de ce disque est contrebalancé par un ressort spiral S accroché sur l'axe de rotation. Le couple antagoniste du ressort spiral est sensiblement proportionnel à l'angle de rotation du disque.
Il s'ensuit que, en tournant, l'aimant A tend à entrainer le disque C et l'angle de rotation du disque est proportionnel à la vitesse de rotation de l'aimant A, c'est-à-dire au débit instantané du compteur puisqu'il s'agit d'un appareil volumétrique.
Les mouvements du disque C sont transmis à une aiguille D qui se déplace devant un cadran gradué en débit Instantané, dans l'unité de volume choisie : aiguille
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est munie d'une plume encrée qui, sur un cylindre enregis- treur F actionné par un mouvement d'horlogerie, inscrit les variations du débit en fonction du temps.
La figure 3 représente un dispositif permettant de transmettre à distance les indications d'un compteur volu- métrique genre Roots. Ce dispositif comporte une magnéto à courant continu M dont le mouvement de rotation est conjugué par un train d'engrenages avec l'un des rotors de l'appareil.
La différence de potentiel aux bornes de la magnéto est proportionnelle à la vitesse de rotation du compteur, c'est-à-dire à son débit instantané. Il suffit donc de brancher aux bornes de la magnéto un voltmètre enregistreur qui inscira ainsi les variations du débit instantané.
Dans le cas où plusieurs compteurs de fluide sont en parallèle pour mesurer un certain volume, il est possible, en munissant chacun de ces appareils d'une magnéto comme expliqué ci-dessus, de placer un voltmètre enregistreur mesurant la différence de potentiel de l'en- semble des magnétos branchées en série et d'obtenir ainsi la totalisation des débits instantanés.
Enfin, en branchant en parallèle avec le volt- mètre,un voltheuremètre (cet appareil est réalisé par le compteur de courant continu, type O.K.), on obtient la totalisation à distance des indications de un ou plusieurs compteurs volumétriques. Sur le schéma figure 3, le volt- mètre est figuré en V et le voltheuremètre en K.
D'autre part, ce dispositif permet, dans le cas de la mesure defluide gazeux, d'obtenir la correction auto- matique du volume mesuré à une pression et une température Déterminées. Il suffit pour cela de relier les bornes de
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la magnéto (ou les bornes extrêmes des magnétos montées en série) aux extrémités L et N d'un double potentiomètre. Le voltmètre enregistreur ou le voltheuremètre sont alors re- liés non plus aux bornes mêmes de la magnéto, mais à deux curseurs P et Q dont la position est commandée pour l'un par un thermomètre et pour l'autre par un manomètre, appa- reils mesurant à chaque instant les températures et les pressionsdu fluide gazeux.
Comme les variations de volume sont une fonction linéaire de la température et de la pression, il s'ensuit que les résistances des deux potentiomètres étant établies de façon uniforme sur toute leur longueur, les indications des voltmètres ou des voltheuremètres sont modifiées sui- vant une loi linéaire en fonction du déplacement de cha- que curseur et par conséquent, suivant cette même loi, en fonction des températures et des pressions.
Le dispositif correcteur qui vient d'être décrit nécessite le double emploi:
1 D'un manomètre mesurant la pression du gaz dans le compteur et muni d'un servo-moteur déplaçant un balai le long de l'une des résistances du potentiomètre.
2 D'un thermomètre mesurant la température du gaz et muni également d'un servo-moteur déplaçant un deuxième balai sur la deuxième résistance du potentiomè- tre.
Suivant une variante de l'invention, on peut aussi faire usage:
1. D'une seule résistance potentiométrique, desti- née à corriger automatiquement les indications du volt- mètre indiquant les débits instantanés en fonction de la pression.
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2. D'une résistance additionnelle, en série avec le cadre du voltmètre, pour corriger les indications du débit instantané en fonction de la température.
Cette résistance additionnelle est placée dans une canne pyrométrique prenant la température du gaz dans la tubulure d'entrée ou de sortie du compteur. Il suffit de déterminer cette résistance de façon que la résistance totale du circuit,y compris la résistance du cadre du voltmètre et de l'induit de la magnéto, ait comme coeffi- cient d'augmentation, en fonction de la température = 1/273 qui est justement le coèfficient de dilatation des gaz. Si cette condition est, en effet, réalisée, les indications du voltmètre se trouveront ainsi corrigées automatiquement de la quantité voulue pour ramener les indications du compteur à une température fixée à l'avan- ce, 0 ou 15 par exemple.
La figure 4 représente le schéma de montage d'une telle installation. M désigne une magnéto à courant continu entraînée directement par un compteur volumétrique; LN, un potentiomètre, B un balai mobile dont les déplacements le long du potentiomètre sont réglés par un manomètre muni d'un servo-moteur, P représente une canne pyrométrique à résistance et V le voltmètre indiquant les débits instan- tanés.
Si l'on désigne par R la résistance de l'induit de la magnéto, R2 la résistance du cadre mobile du voltmètre, R3 la résistance de la canne pyrométrique, il suffit que la relation suivante soit vérifiée pour déterminer la ré- sistance R de la canne pyrométrique: Rl + R2 + R3 x (1 + ss t) =(R1- R2 + R3) x (1 + # t)
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\( étant égal à 1/273, coefficient de dilatation des gaz en fonction de la température et désignant le coefficient d'augmentation de la résistance pyrométrique en fonction de la température.
En pratique, on pourra prendre pour R3 une résis- tance dont le coefficient ;.?avec la température sera com- pris entre 1/150 et 1/200.
L'ensemble des résistances R 1 et R2 peut être rendu indépendant de la température ambiante en plaçant sur le voltmètre un shunt magnétique en acier spécial au nickel, ayant pour but de diminuer le flux dérivé quand la tempé4 rature augmente. Ceci entraîne une augmentation corres- pondante du flux magnétique agissant sur le cadre mobile du voltmètre et compense la diminution de sensibilité, due à l'augmentation des résistances R1 et R2 avec la température.
Il est bien entendu que le voltmètre dont il a été fait mention dans ce qui précède, pourrait être remplacé par un voltheuremètre qui totaliserait les débits en fonc- tion de la¯pression.