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La présente invention, système Walter GRIENGL et Edmond GASSIES, concerne un manomètre électrique à membrane, permettant de réaliser des mesures de pression, ou de différences de pression dans un fluide avec une précision élevée et une grande sensibilité dans une Marge gamme de pression et pour de faibles pressions de l'ordre du millimètre d'eau, du 1/10 mm d'eau, ou même moins .
Elle concerne plus particulièrement un manomètre différentiel utilisant la déformation d'une ou de deux membranes soumises aux pressions dont on veut mesurer la différence. L'appa- reil est aussi susceptible d'être utilisé comme manomètre ordi- naire, la pression mesurée représentant alors la différence existant entre la pression au point considéré etune pression
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origine par rapport à laquelle l'appareil est étalonné, pression qui peut être par exemple la 'pression atmosphérique.
Suivant l'invention, ce dispositif comporte deux paires de'bobinages électriques disposés à l'intérieur d'une chambre remplie d'un liquide isolant, limitée par deux membranes sensibles sur lesquelles agissent les pressions dont on veut mesurer la différence, la déformation de ces membranes provoquant un déplacement relatif, et par suite des variations du coefficient d'induction mutuelle des deux paires de bobinages,. ces variations étant mesurées dans un circuit électrique extérieur approprié.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux figures et à la description annexées qui ne sont données qu'à titre d'exemple sans caractère limitatif.
La fig. 1 représente schématiquement un. mode de réalisation de l'appareil suivant.l'invention.
La fig. 2 indique la disposition des bobinages par rapport aux membranes sensibles.
Là fig. 3 représente le schéma d'un circuit électrique de mesure adapté à l'utilisation de l'appareil.
La fig. 4 représente schématiquement une variante de l'appareil agencée pour présenter plusieurs sensibilités.
La fige 1 représente le manomètre branché sur une canalisation de fluide 1 en des points 3 et 4 situés de part et d'autre d'un diaphragme 2 et entre lesquels on veut mesurer la pression différentielle créée par ce diaphragme.
Le dispositif est constitué par une chambre de mesure 5, remplie d'un liquide isolant et indécomposable, limitée par deux membranes élastiques 6 et 7, chacune portant une plaquette métallique 8, magnétique ou non, et sur lesquelles agissent les pressions régnant en amont et en aval du diaphragme. A l'inté- rieur de cette chambre sont disposées deux paires de bobinages électriques fixes L1 L2 et L3 L4 reliés à des bornes de sortie
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étanches B1 B2,B3 B4 permettant de relier ces bobinages à un circuit électrique extérieur.' Ces enroulements sont disposés par paires, comme indiqué plus en détail sur la fig.
2, leur axe étant perpendiculaire au plan des membranes 6 et 7 et leurs spires étant situées dans des plans parallèles à la surface et à faible distance de ces membranes.
Chaque membrane, métallique ou en tout autre matériau adapté au fluide dans lequel s'effectue la mesurep est sertie sur son pourtour dans le corps de la chambre, les plaquettes 8 sont centrées sur l'axe des bobinages, les membranes qui les portent se déplacent sous l'action de la différence des pressions à laquelle elles sont soumises, ce qui provoque par suite des modifications du coefficient d'induction mutuelle des bobinages.
Les variations de ce coefficient peuvent être mesurées par tout circuit électrique approprié. Le schéma d'un tel circuit est donné à titre d'exemple à la fig. 3, mais il est bien entendu que d'autres circuits peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention. Le circuit utilisé est constitué par un pont de Wheatstone alimenté par une source de courant alternatif, de préférence à fréquence élevée 10. Chaque bras du pont comporte une des bobines de mesure L en série avec une bobine auxiliaire réglable L', et en parallèle une capacité C, les éléments L et C étant extérieurs à la chambre de mesure 5.¯Les bobines d'une même paire sont disposées dans des bras opposés. La diagonale du pont comprend un amplificateur ¯ 11 en série avec l'appareil de mesure proprement dit 12, qui peut être aussi un enregistreur.
Le pont ayant été équilibré au zéro et étalonné, toute différence de pression apparaissant sur les membranes 6 et 7 provo. que alors un déséquilibre du pont qui est amplifié en 11 et apparaît sur l'appareil de mesure 12. Le rôle des bobines réglables extérieures L'est précisément de permettre l'étalonnage du pont au zéro. En outre, la capacité répartie des bobinages est augmen-
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tée par celle des condensateurs C montée en parallèle avec les bras du pont ce qui permet d'accorder, à l'aide des bobines L', les circuits oscillants ainsi formés, sur la fréquence de la source 10.
Il est aussi possible de régler le pont en modifiant légèrement la fréquence de la source d'alimentation alternative 10.
De tels réglages sont par exemple nécessaires pour augmenter la sensibilité de l'appareil dans le cas où il s'agit de mesurer des impulsions de pression superposées à une pression constante. Le déplacement du zéro permet d'éliminer l'influence de la pression constante par un changement convenable de l'origine des pressions. On peut aussi remarquer que dans le cas d'un débit puisée il est avantageux d'introduire un détecteur entre l'amplificateur et l'appareil de lecture.
En agissant sur le gain de l'amplificateur, on peut appliquer sur l'appareil de mesure des tensions de l'ordre du volt pour des déplacements de la membrane infiniment petits.
L'appareil ainsi réalisé présente une grande sensibilité pouvant déceler des variations de pression largement inférieures au millimètre d'eau. Hais il est alors évident que, dans ces condition une différence de pression trop élevée risquerait de détériorer les membranes sensibles de l'appareil.
On peut obvier à cet inconvénient en prévoyant plusieurs sensibilités pour l'appareil, ce qui permet d'opérer dans une gamme assez large de pressions. A cet effet, on utilisa des membranes auxiliaires, de surface ou de rigidité échelonnée suivant la gamme de pressions que l'on envisage de mesurer. La fig. 4 indique schématiquement la disposition d'un manomètre à plusieurs sensibilités (on s'est limité à 3 sur la. figure) utilisant des membranes d'épaisseurs différentes. La chambre de mesure 5 reçoit sur sa membrane 6 l'une des pressions. La membrane 7 est reliée à une canalisation à plusieurs branches 14 contenant un liquide indécomposable. A l'autre extrémité sont disposées sur chacune des branches, des membranes auxiliaires, 7a, 7b, 7c
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d'épaisseur croissante.
Des vannes 13a,13b, 13c intercalées sur chaque branche de canalisation permettent de passer d'une sensi- bilité à une autre en ne mettant en communication que la membrane d'épaisseur appropriée à la pression qui lui est appliquée. La pression qui est transmise à la membrane 7 de la chambre de mesu- re 5 par le. liquide enfermé entre la membrane auxiliaire et cette membrane 7 est ainsi réduite proportionnellement à l'épaisseur de la membrane auxiliaire. La pression différentielle appliquée sur les membranes de la chambre 5 reste alors toujours dans les limites entre lesquelles le fonctionnement de l'appareil est sûr et sans risques de dommages.
Il est évident que, au lieu d'agir sur l'épaisseur des membranes, on peut tout aussi bien prendre des membranes de même épaisseur mais de surface différente, la pression transmise sur la membrane 7 de la chambre de mesure étant réduite dans le rapport des surfaces.
On ne sort pas du domaine de l'invention si on utilise des moyens équivalents tout en conservant la combinaison de deux membranes délimitant un volume rempli d'un liquide isolant dans lequel baignent deux paires de bobines à spires parallèles montées dans un pont de Wheatstone et sur lesquelles agissent les membranes dans leur déplacement relatif par induction mutuelle, un amplificateur et un appareil de mesure étant introduits dans la diagonale du pont.
Les membranes peu@ent être en matière métallique quelconque, soit en un métal pouvant créer l'induction, soit être pourvues d'une plaquette d'un tel métal. Leurs formes et dimensions peuvent être quelconques, de même que les membranes auxiliaires de modification de sensibilité.
L'amplificateur peut être d'un type quelconque ainsi que l'appareil de mesure final qui peut être gradué en pression en différence de pression ou en débit, avec ou sans système
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déprimogène (ou directement sur une canalisation dont la perte de charge est caractéristique du débit).
L'utilisation d'un tel manomètre est possible pour tous fluides, liquides ou gazeux, de nature quelconque pourvu qu'ils n'attaquent pas la matière des membranes.
Les applications de ce dispositif sont multiples: mesure des pertes de charge dans les canalisations de fluides, mesure sur les compteurs de fluides, d'eau ou de gaz, mesure de débit avec système déprimogène et tube de Pitot.
Les variations de pression étant traduites sous forme électrique, il est possible de disposer le circuit électrique de mesure ou d'enregistrement à distance sans perturber aucunement la précision des mesures.