WO2009115693A2 - Dispositif pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal - Google Patents

Dispositif pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal Download PDF

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WO2009115693A2
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/002—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow wherein the flow is in an open channel

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring the hydrostatic pressure of a water slide in a channel or the like.
  • Existing methods for measuring water depth can be classified into three broad classes.
  • the main purpose of the invention is to measure a running water level of the order of one centimeter, or even less, in a narrow channel in which the presence of a measurement probe is impossible and where a measurement by ultrasonic or optical probes reflected is not practicable due to the small width of the channel.
  • a device for measuring the hydrostatic pressure of a water slide in a channel or the like comprises: a first means for transmitting the hydrostatic pressure of the blade; water, at the lower end of a sealed and rigid container, - a second means for transmitting the hydrostatic pressure at the upper end of the container to a pressure sensor.
  • the first transmission means of the hydrostatic pressure can be connected to the bottom of the channel.
  • the device comprises a filling valve.
  • the first means for transmitting the hydrostatic pressure may comprise a tube divided into two segments, the first substantially vertical segment immersed in the container, the lower end of this first segment being located near the bottom of the container, this first segment being extended at its upper end by a second segment, creating an angle ⁇ slightly greater than 90 ° with the first segment, the free end of this segment allowing the intake of water
  • the second means of transmitting the hydrostatic pressure can comprise a vertical tube whose lower end is flush with the upper inner wall of the container and whose upper end, located at a height less than the water intake, is connected to the pressure sensor.
  • the upper end of the tube may comprise a filling valve.
  • the first means for transmitting the hydrostatic pressure may comprise an isolation valve.
  • Fig. 1 is a side elevational view of a device according to the invention.
  • the device (D) comprises a water intake constituted by a rectilinear tube 1 of small diameter slightly inclined through the wall of the channel 2 where it is sought to measure the hydrostatic pressure.
  • the upper end of the tube 1 is fixed at the bottom of the channel 2.
  • the highest end of the tube 1 is said to be upper and is fixed at the bottom of the channel 2.
  • the lowest end is said to be lower, is provided with a drain plug 3 allowing a possible uncorking and is integral with a vertical tube 4, also called a plunger, penetrating into a container 5 also called a settling bottle.
  • the settling bottle 5 is made of transparent material, which makes it possible to quickly assess visually the amount of sediment present.
  • the settling bottle 5 is also rigid to avoid instability in pressure and has a leakproof plug 6. This plug 6 is traversed by the dip tube 4 of the water intake and by a second tube 7 for attaching a sensor 8. Once the cap 6 is in place, the end bottom of the plunger tube 4 should be quite low in the bottle 5.
  • the attachment of the sensor 8 is made from the tube 7, which passes vertically through the plug 6 of the settling bottle 5.
  • the lower part of the tube 7 is flush with the lower face of the plug 6.
  • the upper part of the vertical tube 7 has an orifice 9 orthogonal to the axis of the tube 7 comprising a standard thread to allow the screwing of the pressure sensor 8, such as those sold in the market, in horizontal position below the minimum water level.
  • a filling valve 10 is provided at the upper end of the vertical tube 7.
  • the filling valve 7 serves to completely evacuate the air in the device (D) during filling of the device (D). For this, the filling valve 7 must be on the upper part of the attachment of the sensor 8, above the sensor 8.
  • the establishment of the device (D) is carried out as follows.
  • the filling valve 10 is open to allow the evacuation of air from the device (D).
  • the device (D) is connected to the channel 2 via the tube 1, which makes it possible to fill it with water.
  • the device (D) is completely filled with water and the air is discharged and expelled by the valve 10 which is then closed.
  • the sensor 8, screwed into the orifice 9, is then in contact with the water.
  • the pressure can be measured and transmitted by the connecting cable of the sensor 8.
  • the device (D) Since the device (D) is entirely static, it makes it possible to isolate the pressure sensor 8 from the medium to be measured and the sludge or the sediments hardly reach the measuring device.
  • the decantation bottle Since the device (D) is entirely static, it makes it possible to isolate the pressure sensor 8 from the medium to be measured and the sludge or the sediments hardly reach the measuring device.
  • the decantation bottle Since the device (D) is entirely static, it makes it possible to isolate the pressure sensor 8 from the medium to be measured and the sludge or the sediments hardly reach the measuring device.
  • the decantation bottle Since the device (D) is entirely static, it makes it possible to isolate the pressure sensor 8 from the medium to be measured and the sludge or the sediments hardly reach the measuring device.
  • the decantation bottle Since the device (D) is entirely static, it makes it possible to isolate the pressure sensor 8 from the medium to be measured and the sludge or the sediments hardly reach the measuring device.
  • the small slope of the tube 1 at the inlet of the device (D) allows the rebooting of the whole even after a complete drying of the channel to be measured.
  • the small diameter of this tube 1 and the presence of the settling bottle limit the evaporation of the liquid contained in the device (D).
  • the complete device (D) can be left for long periods in complete autonomy.

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Abstract

Dispositif (D) pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal (2), le dispositif comprenant : un premier moyen de transmission de la pression hydrostatique de la lame d'eau, à l'extrémité inférieure d'un récipient étanche et rigide (5); un second moyen de transmission de la pression hydrostatique au niveau de l'extrémité supérieure du récipient (5) à un capteur de pression (8).

Description

DISPOSITIF POUR LA MESURE DE LA PRESSION HYDROSTATIQUE D'UNE LAME D'EAU DANS UN CANAL
La présente invention est relative à un dispositif pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal ou assimilé. Les méthodes existantes pour mesurer une hauteur d'eau peuvent se répertorier en trois grandes classes.
Il existe des méthodes de mesure du poids de l'eau avec un capteur de pression, des méthodes de mesure utilisant le déplacement vertical d'un flotteur et des méthodes utilisant la mesure du temps de propagation d'une onde ultrasonique ou optique réfléchie sur la surface du liquide, ceci permettant d'en calculer la distance par rapport à un repère fixe. Cette dernière manière de procéder est particulièrement adaptée à la mesure des hauteurs d'eau chargées en boues ou de sédiments.
On constate néanmoins que les méthodes existantes comportent plusieurs inconvénients. Les capteurs de pression sont sensibles aux sédiments et nécessitent un site assez vaste pour ne pas perturber le milieu à mesurer. Les systèmes utilisant un flotteur imposent l'utilisation d'un puits de tranquillisation qui risque de s'obturer rapidement en milieu turbide.
Les systèmes acoustiques ou optiques nécessitent un site de mesure assez large pour ne pas interagir avec la largeur du cône d'émission du signal.
L'invention a pour but surtout de mesurer une hauteur d'eau courante de l'ordre du centimètre, voire moins, dans un canal étroit dans lequel la présence d'une sonde de mesure est impossible et où une mesure par sondes ultrasoniques ou optiques réfléchies n'est pas praticable du fait de la faible largeur du canal.
Selon l'invention, un dispositif pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal ou assimilé est caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier moyen de transmission de la pression hydrostatique de la lame d'eau, à l'extrémité inférieure d'un récipient étanche et rigide, - un second moyen de transmission de la pression hydrostatique au niveau de l'extrémité supérieure du récipient à un capteur de pression.
Le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique peut être relié au fond du canal. Avantageusement le dispositif comprend une soupape de remplissage.
Le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique peut comprendre un tube divisé en deux segments, le premier - segment sensiblement vertical plongeant dans le récipient, l'extrémité inférieure de ce premier segment étant située à proximité du fond du récipient, ce premier segment étant prolongé au niveau de son extrémité supérieure par un second segment, créant un angle α légèrement supérieur à 90° avec le premier segment, l'extrémité libre de ce segment permettant la prise d'eau, Le second moyen de transmission de la pression hydrostatique peut comprendre un tube vertical dont l'extrémité inférieure affleure la paroi interne supérieure du récipient et dont l'extrémité supérieure, située à une hauteur inférieure à la prise d'eau, est reliée au capteur de pression.
L'extrémité supérieure du tube peut comporter une soupape de remplissage.
Le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique peut comprendre une vanne d'isolement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation avec référence au dessin annexé mais qui n'a aucun caractère limitatif. Sur ce dessin :
Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif selon l'invention.
Le dispositif (D) comprend une prise d'eau constituée d'un tube rectiligne 1 de petit diamètre faiblement incliné traversant la paroi du canal 2 où l'on cherche à mesurer la pression hydrostatique. L'extrémité supérieure du tube 1 est fixée au niveau du fond du canal 2.
L'extrémité la plus haute du tube 1 est dite supérieure et est fixée au niveau du fond du canal 2. L'extrémité la plus basse est dite inférieure, est munie d'un bouchon de vidange 3 permettant un éventuel débouchage et est solidaire d'un tube vertical 4, appelé également plongeur, pénétrant dans un récipient 5 appelé également bouteille de décantation.
La bouteille de décantation 5 est réalisée en matière transparente, ce qui permet d'évaluer rapidement visuellement la quantité de sédiments présente. La bouteille de décantation 5 est également rigide pour éviter une instabilité en pression et possède un bouchon étanche 6. Ce bouchon 6 est traversé par le tube plongeur 4 de la prise d'eau et par un second tube 7 permettant la fixation d'un capteur 8. Une fois le bouchon 6 en place, l'extrémité inférieure du tube plongeur 4 doit se trouver assez bas dans la bouteille 5.
La fixation du capteur 8 est réalisée à partir du tube 7, qui traverse verticalement le bouchon 6 de la bouteille de décantation 5. La partie inférieure du tube 7 affleure la face inférieure du bouchon 6. La partie supérieure du tube vertical 7 comporte un orifice 9 orthogonal à l'axe du tube 7 comprenant un filetage normalisé afin de permettre le vissage du capteur de pression 8, tel que ceux vendus dans le commerce, en position horizontale en dessous du niveau d'eau minimum. Enfin, une soupape de remplissage 10 est prévue à l'extrémité supérieure du tube vertical 7. La soupape de remplissage 7 sert à évacuer entièrement l'air se trouvant dans le dispositif (D) lors du remplissage du dispositif (D). Pour cela, la soupape de remplissage 7 doit se trouver sur la partie supérieure de la fixation du capteur 8, au-dessus du capteur 8.
La mise en place du dispositif (D) est réalisée de la manière suivante.
La soupape de remplissage 10 est ouverte de manière à permettre l'évacuation de l'air du dispositif (D). Le dispositif (D) est relié au canal 2 par l'intermédiaire du tube 1 ce qui permet de le remplir d'eau.
Il est possible dans une premier temps d'ouvrir le bouchon 3 afin d'évacuer l'eau pénétrant en premier dans le dispositif (D) et dont le degré de turbidité est élevé. On referme ensuite le bouchon 3 pour permettre le remplissage de la bouteille 5 et de l'ensemble du dispositif (D) jusqu'au sommet du tube 7.
Le dispositif (D) est entièrement rempli d'eau et l'air est refoulé et expulsé par la soupape 10 qui est ensuite refermée. Le capteur 8, vissé dans l'orifice 9, est alors en contact avec l'eau. La pression peut être mesurée et transmise par le câble de liaison du capteur 8.
Le dispositif (D) étant entièrement statique, il permet d'isoler le capteur de pression 8 du milieu à mesurer et les boues ou les sédiments atteignent difficilement l'organe de mesure. De plus, la bouteille de décantation
5 permet de filtrer gravitairement les suspensions qui auraient pu s'introduire dans le dispositif (D).
La faible pente du tube 1 à l'entrée du dispositif (D) permet le réamorçage de l'ensemble même après un assèchement complet du canal à mesurer. Le faible diamètre de ce tube 1 et la présence de la bouteille de décantation limitent l'évaporation du liquide contenu dans le dispositif (D).
Du fait de la quasi absence de maintenance, si le capteur de pression 8 est connecté à une centrale d'acquisition, le dispositif (D) complet peut être laissé de longues périodes en autonomie complète.
De manière à pouvoir détacher le dispositif (D) du canal (2) plus aisément, il est possible de prévoir une vanne d'isolement au niveau du tube (1).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (D) pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal (2), caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier moyen de transmission de la pression hydrostatique de la lame d'eau, à l'extrémité inférieure d'une bouteille de décantation ou récipient rigide (5), ce premier moyen comprenant un tube plongeant dans le récipient (5),
- un second moyen de transmission de la pression hydrostatique au niveau de l'extrémité supérieure du récipient (5) à un capteur de pression (8).
2. Dispositif (D) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique est relié au fond du canal (2).
3. Dispositif (D) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape de remplissage (10), située à l'extrémité supérieure du tube vertical.
4. Dispositif (D) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique comprend un tube divisé en deux segments, le premier segment (4) sensiblement vertical plongeant dans le récipient (5), l'extrémité inférieure de ce premier segment (4) étant située à proximité du fond du récipient (5), ce premier segment (4) étant prolongé au niveau de son extrémité supérieure par un second segment (1), créant un angle α légèrement supérieur à 90° avec le premier segment (4), l'extrémité libre de ce segment (1) permettant la prise d'eau.
5. Dispositif (D) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second moyen de transmission de la pression hydrostatique comprend un tube vertical (7) dont l'extrémité inférieure affleure la paroi interne supérieure du récipient (5) et dont l'extrémité supérieure, située à une hauteur inférieure à la prise d'eau, est reliée au capteur de pression (8). Dispositif (D) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen de transmission de la pression hydrostatique comprend une vanne d'isolement.
PCT/FR2009/000196 2008-02-22 2009-02-23 Dispositif pour la mesure de la pression hydrostatique d'une lame d'eau dans un canal Ceased WO2009115693A2 (fr)

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