WO2009138634A1 - Sonde optique pour la determination de grandeurs d'un ecoulement biphasique - Google Patents

Sonde optique pour la determination de grandeurs d'un ecoulement biphasique Download PDF

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Definitions

  • the invention generally relates to systems for analyzing characteristic quantities of a biphasic flow and, more particularly, to an optical probe capable of providing signals making it possible to determine such quantities.
  • the invention applies more particularly to a system capable of determining, among the characteristic quantities, at least the presence rate, the flow rate or the size of gas bubbles in a liquid phase or drops of a phase liquid in another liquid phase, (for example, drops of water in oil).
  • a system capable of determining, among the characteristic quantities, at least the presence rate, the flow rate or the size of gas bubbles in a liquid phase or drops of a phase liquid in another liquid phase, (for example, drops of water in oil).
  • the optical properties of the flowing medium are generally used to measure characteristic quantities of a biphasic flow.
  • the corresponding devices generally comprise optical probes whose optical fibers are used as a light guide and which use the reflection and transmission properties through the interface between the two phases of the medium according to the value of their respective refractive indices.
  • the probe ends with a conical tip intended for be arranged in the biphasic flow. When a bubble arrives on the end of the tip, the reflection conditions are changed due to the change in refractive index of the medium in contact with the tip.
  • the index variation between a gas and a liquid is of the order of 30% (less for the liquid). As a result, in the presence of gas, a smaller amount of light emerges from the tip of the probe.
  • the level of return light in the optical fiber is more important. Thanks to the conical shape, the luminous flux is concentrated at the end of the tip. It follows that a change of medium at the end of the tip results in a sudden change in the return light flux.
  • a measuring device connected to the other end of the optical fiber makes it possible to detect this change and translate it into an electrical signal. The interpretation of this signal makes it possible to determine that the tip has passed through a bubble in the flow.
  • FIG. 1 very schematically represents an example of a system using two probes 1 and 1 '.
  • Each probe 1 comprises an optical fiber 11, 11 'of which a first end ⁇ is connected by an optical connector 12, 12' to a housing 2.
  • This housing 2 comprises two light sources 21 and 21 'able to emit light from the two respective optical fibers 11 and 11 '.
  • Two semi-transparent plates 22 and 22 ' are respectively associated with each light path so as to send back to photoreceptors 23 and 23' the flux reflected by each optical fiber.
  • Each optical fiber 11, 11 ' receives at its end a tip 13, 13', for example glass, and sheaths 14 and 14 'generally surround the optical fibers 11 and 11 'leaving free spikes 13 and 13'.
  • the tips 13 and 13 ' are intended to be placed in the biphasic flow to be measured.
  • these tips are generally placed in a tube or duct 3 in which the fluid flows, the crossing of the wall of the duct being effected by the inter ⁇ mediates sealing elements 31 and 31 '.
  • a processing device 4 for example of the microcomputer type provided with a central unit 41 and input / output peripherals (for example screen 42, keyboard 43, mouse 44, etc.).
  • the two points 13 and 13 ' are placed on the same line of the flow whose direction is symbolized by an arrow F so that a gaseous bubble g reaching the first point 13' in the direction of flow has a high probability to then reach the second point 13.
  • FIG. 2 illustrates, in the form of timing diagrams, an example of the appearance of electrical signals S 'and S provided by the photodetectors 23' and 23.
  • a bubble g is "plugged" by the end of the tip 13 ', the only change in the light emerging from the tip is related to the change in the index of the medium between the liquid and the gas (the angle of attack of the light flux on the inside of the tip from the optical fiber remains unchanged) .
  • the decrease in index between liquid form and gaseous form causes a sudden rise in the amount of light reflected and captured by the photodetector. This is reflected on the signal S 'by a slot of higher amplitude.
  • the signals are processed by statistical autocorrelation algorithms to determine the velocity.
  • the tips used are generally sapphire.
  • Sapphire is preferred to glass tips bonded to the Extremists ⁇ moth optical fiber since it can be welded to the metal (and thus the sheath surrounding the optical fiber) while the glass tip which can only be bonded by a binder optics do not hold for high pressures and temperatures (over 80 ° C and over 0.5 MegaPascal).
  • a sapphire tip is suitable for temperatures of several hundred degrees and pressures up to 15 to 20 megaPascals.
  • optical probe capable of measuring the characteristic quantities of a biphasic flow and in particular the flow velocity, withstanding high pressures and high temperatures.
  • an optical probe comprising an optical guide associated with a conical sapphire or diamond tip, circular base and having, between the base and the end, a annular groove with an O-ring bottom or at least one shoulder of revolution.
  • the optical fiber is sheathed with a metal sheath to which the tip is held by welding.
  • the width of said groove is between 20 and 50% of the height of the tip.
  • the maximum depth of said groove is 10 and 50% of the diameter of the tip at this maximum depth.
  • said groove is positioned approximately halfway up the tip.
  • a cylindrical portion is present at the shoulder.
  • the shoulder causes a section change of between 10 and 50% of the diameter at this shoulder.
  • the optical guide is an optical fiber.
  • the optical guide is an extension of the sapphire or diamond point.
  • the tip is extended by a rigid cylindrical portion whose end is at one end of the optical fiber.
  • a feature quantity determination method of slug flow exploiting a signal representative of a luminous flux reflected by an optical probe, comprising at least one step of deter mination ⁇ , to the appearance of a slot in this signal, the duration of a first step representative of the length of a section of the tip.
  • said determination serves to obtain the flow velocity.
  • knowledge of the speed and the total duration of the slot serves to determine the size of the bubble.
  • a system for determining characteristic quantities of a biphasic flow comprising: at least one optical probe; at least one optical interface provided with means for emitting a luminous flux opposite the end of the optical guide opposite to the tip, and a photodetector of the luminous flux in return; and means for processing at least one signal provided by the photodetector.
  • the system is applied to biphasic flows at high pressure or at high temperature.
  • Figures 1 and 2 which have been described above are intended to expose the state of the art;
  • Figure 3 is a schematic sectional view trans ⁇ versale of one embodiment of a tip of an optical probe;
  • Figure 4 is a schematic representation of a measuring characteristic variables of a device flows ⁇ biphasic;
  • Figs. 5A and 5B illustrate the operation of the device of Fig. 4;
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a tip of an optical probe;
  • FIG. 7 partially represents variant embodiments of a tip of an optical probe;
  • Figure 8 shows another embodiment of a tip of an optical probe;
  • FIG. 9 represents another embodiment of an optical probe in its functional environment; and
  • Figure 10 shows a preferred embodiment of a tip of an optical probe.
  • the same elements have been designated with the same refe ⁇ ences in the different drawings. detailed description
  • FIG. 3 is a partial sectional view of an embodiment of a tip-side optical probe.
  • FIG. 4 very schematically represents an embodiment of a system for determining characteristic quantities of a biphasic flow using a tip of the type of that illustrated in FIG.
  • the probe comprises as previously an optical fiber 51 surrounded by a sheath 54 to an end ⁇ mité to which is reported a tip 53 intended to be in the presence of the biphasic flow to be measured.
  • the other end (not shown in FIG. 3) of the optical fiber 51 is intended to be connected to an interface box 6 (FIG. 4).
  • This housing comprises an optical source 63 placed opposite the departure of the optical fiber 51.
  • a semireflective blade is placed on the path of the luminous flux.
  • a focusing device (not shown) is interposed on the optical path.
  • the return level of the light reflected by the semitransparent plate 62 is, if appropriate after the light has also been focused by a lens device (not shown), detected by a photo ⁇ receiver 61.
  • This photoreceptor 61 is associated with a shaping circuit which delivers a signal S (for example a voltage) representing the characteristic phase variable of the ear ⁇ lement. This variable describes the biphasic flow and defines, at a given point and time, whether this point is in one phase or another.
  • the signal S is used in the usual way by a digital processing system 4 (not shown in FIG. 4), for example a microcomputer.
  • the tip 53 of the probe 5 has a particular shape in that it has, at a distance d1 from its free end 531, a shoulder 532 or a sectional change in its generally conical shape based on circular.
  • This shoulder 532 separates an end or head portion 534 from the tip 53 of a portion or foot 536 whose circular base is attached to the end of the optical fiber 51.
  • the angle OC of the cone is preferably the same. for the two sections 534 and 535 of the tip.
  • the tip 53 is sapphire or diamond, which allows machining of the shoulder 532 of circular revolution. It benefits here to be able to machine sapphire or diamond despite the small diameter involved. Indeed, the diameter of the fiber 51 is a few hundred microns (for example between 200 and 800 microns).
  • the probe 5 is placed in the biphasic flow (in the pipe 3) in the usual way by passing through a sealing element 31.
  • the probe 5 is configured such that the axis 537 of the conical tip 53 is approxi ⁇ tively parallel to the direction (arrow F, Figure 4) of the flow, and that its free end 531 is oriented to face the direction of the flow.
  • the fiber-tip interface is located inside the duct 3, and to withstand the high pressures and temperatures for which the optical probe is particularly intended, we take advantage of the possibility of welding the sapphire on a metal sheath 54 so that this sheath protrudes from the end of the optical fiber to surround the beginning of the base of the tip 53 and be welded peripherally thereto.
  • the tip is held by an optical binder (e.g., an epoxy resin) between the end of the optical fiber and the base 536 of the sapphire.
  • the gap between the free end 541 of the metal sheath and the shoulder 532 defines a second distance dO of the conical tip 53.
  • This distance dO between the section change and the base of the tip (therefore the end of the optical fiber) or between this section change and the free end 541 of the sheath 54 does not influence the operation.
  • the light is guided to the housing 6 by a sapphire or diamond extension of the tip.
  • the optical guide is then in the form of a cylindrical sapphire or diamond rod whose end receives a connector of the housing (or an optical fiber) and the other end is shaped in tip.
  • FIGS. 5A and 5B illustrate the operation of the tip of FIG. 3.
  • FIG. 5A shows an example of the appearance of a voltage signal S supplied by the interface box 6 to the appearance of a gas bubble.
  • Figure 5B schematically illustrates three successive positions of the gas bubble.
  • the index change when the gas bubble is plugged (left situation of Figure 5B) by the end 531 of the end portion 534 of the tip 53, causes a sudden increase in the level of the signal S towards A first voltage V1.
  • the shoulder 532 in the example, for a time T1
  • the level remains approximately stable.
  • the bubble g reaches the shoulder 532 (center position of FIG.
  • the signal S then goes to a second higher level V2. As long as the tip remains in the bubble, the level of signal S remains approximately stable at level V2 (in the example, for a duration T2). As soon as the bubble g releases the end 531 of the tip (right situation of FIG. 5B), the level of the signal S becomes VO again.
  • the level can only go back down to a level VO '(dashed in FIG. 5A) intermediate between the VO and Vl levels (closer to VO). However, this level will most often be assimilated to noise and filtered by the electronic measurement interpretation circuits, or even by the photodetector itself.
  • the total duration T of the signal S slot represents the duration during which the tip is in the gas bubble.
  • the first step Ml of the slot is present for a time T1 representative of the duration during which the bubble g is only plugged on the head 534 of the tip 53.
  • the second step M2 is present for a duration T2 representing the duration during which the tip is in the gas bubble by its two sections.
  • the difference in level h between the voltage levels V2 and Vl is a function of the importance e (FIG. 3) of the section change of the tip.
  • the dimensions of the tip are chosen according to the average size of the bubbles expected in the flow. The tip must indeed be thin enough to "plug" the bubbles.
  • a DC angle at the tip tip 53 between 10 and 30 ° (preferably between 15 and 20 °) is suitable for most applications.
  • the angle CC does not need to be changed compared to the usual probes.
  • a shoulder 532 causing a sectional change of between about 10 and 50% (preferably 20 to 40%) of the diameter of the conical tip at the shoulder allows correct interpretation in most cases. The lower this percentage, the more the signal S has a small difference in height h between steps Ml and M2, so may be polluted by noise.
  • the exploitation of the total duration T of the slot in the voltage level S makes it possible to determine, by using the usual tools of statistical correlation and mathematical correction to pass from the measurement of a chord of a sphere to the determination of its diameter, the size of the gas bubbles.
  • the distance d1 must be determined accurately and may, depending on the machining tolerances, require calibration. However, it is not a calibration in situation but a measurement of dimensions on the tip itself.
  • the distance d0 does not matter. It is deduced from the distance dl, the diameter of the base of the tip, the angle at the apex of the conical shape and the depth of penetration of the point in the sheath 54.
  • the distance dO will generally be more related to mechanical manufacturing constraints.
  • An advantage of providing a shoulder of revolution (all around the tip) with respect to a single point notch is that it detects a bubble that is plugged by a rope near its periphery and that would risk otherwise not to cross the notch.
  • a sapphire tip 53 may be made with the following dimensions: diameter of the base 536 corresponding to the diameter of the end of the optical fiber 51 of a few hundred micrometers, for example of the order of 400 micrometers; length d1 of the end section 534 of a few hundred micrometers (for example about 500 micrometers); distance e radius between the respective bases of the conical tip (width of the shoulder 532) of a few tens of micrometers (for example of the order of 20 microns); and Figure 6 partially shows another embodiment of a probe 5 'in which the tip 53' has, between its head 534 and 535 foot, a cylindrical portion 538 of constant diameter.
  • Figure 7 partially shows a detail of a tip 53 'at the sectional change 532 to illustrate two variants.
  • a first variant is at the shoulder 532 which, for machining reasons, can be non-abrupt but have a certain radius (for example from a few micrometers to a few tens of micrometers).
  • a certain radius for example from a few micrometers to a few tens of micrometers.
  • the free end 531 'of the section 534 is pointed rather than being rounded as in FIGS. 3 and 6.
  • a rounded tip may be necessary for machining issues but an unbleached point 531' improves the resolution of the probe.
  • the end radius 531 of the tip 53 of FIGS. 3 and 6 is a few tens of micrometers (for example, between 25 and 50 micrometers in size) with the dimensions given previously. .
  • FIG. 8 shows another embodiment of a point 53 "having another change of section in its height, this second shoulder 532 'translating into another step in the signal S.
  • a precise knowledge of the distance d2 between two shoulders 532 and 532 'and the measurement of the time between the two corresponding steps of the signal can replace the measurement from the end section 534. It is also possible to use the measurements related to the two sections (intermediate 534' and end 534). ), opening other routes inter ⁇ tation and the door to new applications and characteristic quantities measures.
  • FIG. 9 represents another embodiment of an optical probe 5 'in its functional environment (line 3). For simplicity, the optical interface 6 and the processing system 4 have not been illustrated.
  • the tip 53 is ⁇ bordered by a cylindrical portion 52 made of sapphire.
  • a cylindrical sapphire solid rod is used, one end of which is machined in point form 53 (or one of its variants, for example 53 '53 "). cut to length sou ⁇ haempere and machined at one of its ends to form the tip 53.
  • the 5 'probe thus comprises an optical fiber 51 at the end of which is inserted the cylindrical portion 52.
  • the length of the cylindrical portion 52 Extending the tip is chosen so that the fiber-sapphire interface is outside the duct 3 in which the flow circulates.This makes it possible to deport the hot spot in the event of high temperatures.
  • nde 5 can not be placed in a rectilinear section of the conduit 3. Either, as shown, we take advantage of a bend 33 of the conduit to introduce the probe. Either one of the end ports of the pipe is used. Note that, even with a probe of the other embodiments described, the base of the tip is directly reported to the Extremists ⁇ moth the optical fiber, the probe can be straight respecting the above conditions which allow the place approximately in the direction of flow.
  • Sapphire is a preferred material over diamond because of its better transparency.
  • the diamond can however be used but requires more energy to emit the light signal because it is slightly more opaque. It is now possible to measure characteristic quantities of a biphasic flow by means of a single single-fiber and monopoint probe by obtaining quantities of the type of flow velocity and bubble size. Another advantage is that the probe produced is compatible with high pressures and temperatures.
  • Figure 10 shows a preferred embodiment of a sapphire or diamond tip 7 according to the present invention.
  • the tip 7 of generally conical shape comprises, between its base 71 and its end 72, a groove 73 of revolution with an O-ring bottom 731.
  • the base 71 of the tip 7 is attached to the end of the optical fiber 51 and is preferably sheathed at least at the level of the fiber-tip link.
  • the optical guide consists of a cylindrical sapphire or diamond extension of the tip. This avoids the fiber-sapphire junction or postpones it out of the pipe 3. The hot spot is thus postponed.
  • the groove is positioned approximately at mid-height of the tip, its width is between 20 and 50% of the length of the tip and its maximum depth is between 10 and 50% of the diameter of the tip at this maximum depth.
  • the toric curved shape of the groove 73 improves the signal-to-noise ratio due to a better distribution of flux between the end 72 of the tip and the beginning 733 of the groove.
  • the machining of such a ring groove is easier to achieve mechanically.
  • the resting level of the interpretation signal S can be selected to match the majority phase (gas / liquid or liquid / liquid) and the direction of the created ⁇ Neaux can then be reversed.
  • the choice of the dimensions of the tip depends not only on the type of biphasic medium which, as for the usual tips, conditions in particular the angle OC to obtain a usable signal, but also bubble sizes, and flow rate expected as well as circuits electro ⁇ niques used.
  • the dimensional limits are Preci ⁇ cally related to machining constraints.
  • the use of several probes can facilitate the statistical correlations performed to obtain the characteristic quantities of the flow.
  • the biconical or grooved tip described can also be associated with conventional tips in a multi-point probe generally used to evaluate the turbulence of the flow. If several probes are used, the optical interface must of course be adapted or several interfaces must be used and the means of treatment must also be adapted to several signals. Such adaptations, however, do not pose any difficulty by drawing on the usual multisonde systems.

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Abstract

L'invention concerne une sonde optique, comportant une fibre optique (51) associée à une pointe conique (7), en saphir ou en diamant, de base (71) circulaire et comportant, entre la base et l'extrémité, une rainure annulaire (73) à fond (731) courbe ou au moins un épaulement de révolution. L'invention concerne également un procédé et un système de détermination de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique utilisant une telle sonde.

Description

SONDE OPTIQUE POUR LA DETERMINATION DE GRANDEURS D'UN ECOULEMENT
BIPHASIQUE
Domaine de l' invention
L'invention concerne de façon générale les systèmes d'analyse de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique et, plus particulièrement, une sonde optique apte à fournir des signaux permettant de déterminer de telles grandeurs.
L'invention s'applique plus particulièrement à un système capable de déterminer, parmi les grandeurs caractéristiques, au moins le taux de présence, la vitesse d'écoulement ou la taille de bulles de gaz dans une phase liquide ou de gouttes d'une phase liquide dans une autre phase liquide, (par exemple, des gouttes d'eau dans de l'huile) . Exposé de l'art antérieur
On utilise généralement les propriétés optiques du milieu en écoulement pour mesurer des grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique. Les dispositifs correspondant comportent généralement des sondes optiques dont des fibres optiques sont utilisées comme guide de lumière et qui utilisent les propriétés de réflexion et de transmission par l'interface entre les deux phases du milieu suivant la valeur de leurs indices de réfraction respectifs. La sonde se termine par une pointe conique destinée à être disposée dans l'écoulement biphasique. Quand une bulle arrive sur l'extrémité de la pointe, les conditions de réflexion sont modifiées en raison du changement d'indice de réfraction du milieu en contact avec la pointe. En pratique, la variation d'indice entre un gaz et un liquide est de l'ordre de 30 % (de moins pour le liquide) . Il en découle qu'en présence de gaz, une quantité de lumière plus faible sort de la pointe de la sonde. Par consé¬ quent, le niveau de retour de la lumière dans la fibre optique est plus important. Grâce à la forme conique, le flux lumineux est concentré à l'extrémité de la pointe. Il en découle qu'un changement de milieu au niveau de l'extrémité de la pointe se traduit par un brusque changement du flux lumineux de retour. Un dispositif de mesure connecté à l'autre extrémité de la fibre optique permet de détecter ce changement et de le traduire en signal électrique. L'interprétation de ce signal permet de déterminer que la pointe a traversé une bulle dans l'écoulement.
Une mesure continue sur un intervalle de temps donné permet de déterminer une grandeur dite "taux de vide" ou "taux de présence" de l'écoulement qui représente le rapport du volume gazeux sur le volume total.
Pour déterminer des grandeurs telles que la vitesse de l'écoulement et la taille des bulles, on utilise généralement deux sondes.
La figure 1 représente de façon très schématique un exemple d'un système utilisant deux sondes 1 et l'. Chaque sonde 1, l' comporte une fibre optique 11, 11' dont une première extré¬ mité est raccordée par un connecteur optique 12, 12' à un boîtier 2. Ce boîtier 2 comporte deux sources de lumière 21 et 21 ' aptes à émettre de la lumière au départ des deux fibres optiques respectives 11 et 11'. Deux lames semi-transparentes 22 et 22' sont respectivement associées à chaque trajet lumineux de façon à renvoyer vers des photorécepteurs 23 et 23' le flux réfléchi par chaque fibre optique. Chaque fibre optique 11, 11' reçoit à son extrémité une pointe 13, 13', par exemple en verre, et des gaines 14 et 14' entourent généralement les fibres optiques 11 et 11' en laissant libre les pointes 13 et 13'. Les pointes 13 et 13' sont destinées à être placées dans l'écoulement biphasique à mesurer. En pratique, ces pointes sont généralement placées dans un tube ou conduit 3 dans lequel s'écoule le fluide, la traversée de la paroi du conduit s 'effectuant par l'inter¬ médiaire d'éléments d'étanchéité 31 et 31' .
Les signaux récupérés par les photorécepteurs 23 et 23' sont, le cas échéant après prétraitement, transmis à un dispositif de traitement 4, par exemple, de type microordinateur pourvu d'une unité centrale 41 et de périphériques d'entrée/sortie (par exemple écran 42, clavier 43, souris 44, etc.) .
Les deux pointes 13 et 13' sont placées sur une même ligne de l'écoulement dont le sens est symbolisé par une flèche F pour qu'une bulle gazeuse g atteignant la première pointe 13' dans le sens de d'écoulement ait de fortes chances d'atteindre ensuite la deuxième pointe 13.
La figure 2 illustre, sous forme de chronogrammes, un exemple d'allure de signaux électriques S' et S fournis par les photodétecteurs 23' et 23. Lorsqu'une bulle g est "embrochée" par l'extrémité de la pointe 13', la seule modification sur la lumière sortant de la pointe est liée à la variation d'indice du milieu entre le liquide et le gaz (l'angle d'attaque du flux lumineux sur l ' intérieur de la pointe depuis la fibre optique reste inchangé) . La diminution d'indice entre forme liquide et forme gazeuse provoque une brusque élévation de la quantité de lumière réfléchie et captée par le photodétecteur. Cela se traduit sur le signal S' par un créneau d'amplitude plus élevée. La durée T' du créneau dépend de la taille de la bulle et l'écart R entre les créneaux respectifs sur les signaux S et S ' dépend de la distance d (figure 1) entre les pointes et de la vitesse de l'écoulement. Connaissant la distance d entre les pointes, l'écart temporel R entre les deux créneaux dans les signaux S et S ' permet d'obtenir la vitesse de l'écoulement V = d/R. En pratique, pour tenir compte des turbulences dans l'écoulement, les signaux sont traités par des algorithmes d'autocorrélation statistiques pour déterminer la vitesse.
Connaissant la vitesse de l'écoulement, on peut alors déterminer la taille des bulles en exploitant le fait que les pointes 13 et 13' des sondes 1 et 1 ' ne coupent pas forcément la bulle sur un diamètre mais plus probablement sur une corde.
Tous ces calculs statistiques sont effectués par des outils informatiques.
Pour des applications à haute pression et haute température, les pointes utilisées sont généralement en saphir. Le saphir est préféré aux pointes en verre collées sur les extré¬ mités des fibres optiques car il peut être soudé à du métal (donc sur la gaine entourant la fibre optique) alors que les pointes en verre qui ne peuvent être que collées par un liant optique ne tiennent pas pour des pressions et températures élevées (plus de 80° C et plus de 0,5 MégaPascal) . Une pointe en saphir convient jusqu'à des températures de plusieurs centaines de degrés et des pressions allant jusqu'à 15 à 20 MégaPascals.
Un inconvénient des systèmes à deux sondes réside dans le doublement des éléments donc des coûts.
Un autre inconvénient est que ces systèmes requièrent un étalonnage particulier lors de la mise en place en raison de l'écart entre les pointes qui doit être connu de façon précise pour l'exploitation des mesures. L'article "Monofiber optical probes for gas détection and gas velocity measurements : optimised sensor tips", publié en 1998 dans International Journal of Multiphase Flow, volume 24, pages 1295-1315, décrit une fibre optique dont l'extrémité est rendue conique ou successivement conique, cylindrique, conique. Une telle fibre optique ne peut pas être utilisée dans des applications où l'écoulement est à température élevée ou sous pression élevée.
Le document FR-A-2 741 456 décrit un procédé de conformation d'une extrémité de fibre optique similaire à celle de l'article ci-dessus, et la fibre ainsi obtenue. L'article "Single and double optical probes in air- water two-phase flows: real time signal processing and sensor performance", de E. Barrau et al. paru en 1999 dans International Journal of Multiphase Flow, volume 25, pages 229- 256 compare différentes extrémités de fibres optiques dont celle-ci-dessus . Résumé de 1 ' invention
II serait souhaitable de disposer d'une sonde optique capable de mesurer les grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique et notamment la vitesse d'écoulement, supportant des pressions et températures élevées.
Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu une sonde optique comportant un guide optique associée à une pointe conique en saphir ou en diamant, de base circulaire et comportant, entre la base et l'extrémité, une rainure annulaire à fond torique ou au moins un épaulement de révolution.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la fibre optique est gainée d'une gaine métallique à laquelle la pointe est tenue par soudure.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la largeur de ladite rainure est comprise entre 20 et 50 % de la hauteur de la pointe.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la profondeur maximale de ladite rainure est comprise 10 et 50 % du diamètre de la pointe au niveau de cette profondeur maximale. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite rainure est positionnée approximativement à mi-hauteur de la pointe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, une portion cylindrique est présente au niveau de l ' épaulement .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, 1' épaulement provoque un changement de section représentant entre 10 et 50 % du diamètre au niveau de cet épaulement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le guide optique est une fibre optique.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le guide optique est un prolongement de la pointe en saphir ou en diamant .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la pointe se prolonge par une portion cylindrique rigide dont l'extrémité est à une extrémité de la fibre optique.
Il est également prévu un procédé de détermination de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, exploitant un signal représentatif d'un flux lumineux réfléchi par une sonde optique, comportant au moins une étape de déter¬ mination, à l'apparition d'un créneau dans ce signal, de la durée d'une première marche représentative de la longueur d'un tronçon de la pointe.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite détermination sert à obtenir la vitesse de l'écoulement.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la connaissance de la vitesse et de la durée totale du créneau sert à déterminer la taille de la bulle.
Il est également prévu un système de détermination de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, comportant : au moins une sonde optique ; au moins une interface optique pourvue de moyens d'émission d'un flux lumineux en regard de l'extrémité du guide optique opposée à la pointe, et d'un photodétecteur du flux lumineux en retour ; et des moyens de traitement d'au moins un signal fourni par le photodétecteur.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système est appliqué à des écoulements biphasiques à haute pression ou à haute température. Brève description des dessins
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d' autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
Les figures 1 et 2 qui ont été décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique ; la figure 3 est une vue schématique en coupe trans¬ versale d'un mode de réalisation d'une pointe de sonde optique ; la figure 4 est une représentation schématique d'un dispositif de mesure de grandeurs caractéristiques d'un écoule¬ ment biphasique ; les figures 5A et 5B illustrent le fonctionnement du dispositif de la figure 4 ; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'une pointe d'une sonde optique ; la figure 7 représente partiellement des variantes de réalisation d'une pointe d'une sonde optique ; la figure 8 représente un autre mode de réalisation d'une pointe d'une sonde optique ; la figure 9 représente un autre mode de réalisation d'une sonde optique dans son environnement fonctionnel ; et la figure 10 représente un mode de réalisation préféré d'une pointe d'une sonde optique. De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes réfé¬ rences aux différentes figures . Description détaillée
Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l ' invention ont été représentés et seront décrits . En particulier, l'interprétation et l'exploitation des mesures n'ont pas été détaillées, l'invention étant compatible avec les outils usuels d'interprétation et d'exploitation de mesures dans un écoulement biphasique. De plus, les différents types d'écou¬ lement auxquels peut s'appliquer l'invention n'ont pas non plus été détaillés, l'invention étant là encore compatible avec toute application usuelle d'une sonde optique de détermination de grandeurs dans un écoulement biphasique.
La figure 3 est une vue partielle en coupe d'un mode de réalisation d'une sonde optique 5 côté pointe. La figure 4 représente de façon très schématique un mode de réalisation d'un système de détermination de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique utilisant une pointe du type de celle illustrée en figure 3.
Dans cet exemple, la sonde comporte comme précédemment une fibre optique 51 entourée d'une gaine 54 jusqu'à une extré¬ mité à laquelle est rapportée une pointe 53 destinée à se trouver en présence de l'écoulement biphasique à mesurer.
L'autre extrémité (non représentée en figure 3) de la fibre optique 51 est destinée à être raccordée à un boîtier d'interface 6 (figure 4) . Ce boîtier comporte une source optique 63 placée en regard du départ de la fibre optique 51. Une lame semiréfléchissante est placée sur le parcours du flux lumineux. Le cas échéant, un dispositif de focalisation (non représenté) est intercalé sur le trajet optique. Le niveau de retour de la lumière réfléchie par la lame semitransparente 62 est, le cas échéant après que la lumière ait été également focalisée par un dispositif à lentilles (non représenté) , détecté par un photo¬ récepteur 61. Ce photorécepteur 61 est associé à un circuit de mise en forme qui délivre un signal S (par exemple une tension) représentant la variable caractéristique de phase de l'écou¬ lement. Cette variable décrit l'écoulement biphasique et définit, en un point et un instant donné, si ce point se trouve dans une phase ou dans une autre .
Le signal S est exploité de façon usuelle par un système de traitement numérique 4 (non représenté en figure 4), par exemple un microordinateur.
Selon ce mode de réalisation, la pointe 53 de la sonde 5 a une forme particulière en ce qu'elle présente, à une distance dl de son extrémité libre 531, un épaulement 532 ou changement de section dans sa forme générale conique à base circulaire. Cet épaulement 532 sépare une partie d'extrémité ou tête 534 de la pointe 53 d'une partie ou pied 536 dont la base circulaire est rapportée à l'extrémité de la fibre optique 51. L'angle OC du cône est de préférence le même pour les deux tronçons 534 et 535 de la pointe.
D'un point de vue structurel, la pointe 53 est en saphir ou en diamant, ce qui permet un usinage de l' épaulement 532 de révolution circulaire. On tire ici profit de pouvoir usiner le saphir ou le diamant malgré le faible diamètre en jeu. En effet, le diamètre de la fibre 51 est de quelques centaines de micromètres (par exemple entre 200 et 800 micromètres) .
Comme l'illustre la figure 4, la sonde 5 est placée dans l'écoulement biphasique (dans la conduite 3) de façon usuelle en traversant un élément d'étanchéité 31. Toutefois, dans cet exemple où la sonde pénètre transversalement dans un tronçon rectiligne de la conduite, la sonde 5 est conformée de telle sorte que l'axe 537 de la pointe conique 53 est approxima¬ tivement parallèle à la direction (flèche F, figure 4) de l'écoulement, et que son extrémité libre 531 soit orientée pour faire face à la direction de l'écoulement.
Dans le cas où l'interface fibre-pointe est située à l'intérieur du conduit 3, et pour résister aux pressions et températures élevées auxquelles est particulièrement destinée la sonde optique, on profite de la possibilité de souder le saphir sur une gaine métallique 54 de sorte que cette gaine dépasse de l'extrémité de la fibre optique pour entourer le début de la base de la pointe 53 et y être soudée en périphérie. En variante, si les températures le permettent, la pointe est tenue par un liant optique (par exemple, une résine époxy) entre l'extrémité de la fibre optique et la base 536 du saphir.
L'écart entre l'extrémité libre 541 de la gaine métallique et 1' épaulement 532 définit une deuxième distance dO de la pointe conique 53. Cette distance dO entre le changement de section et la base de la pointe (donc l'extrémité de la fibre optique) ou entre ce changement de section et l'extrémité libre 541 de la gaine 54 n'influence pas le fonctionnement.
Selon une autre variante non représentée, la lumière est guidée jusqu'au boîtier 6 par un prolongement en saphir ou diamant de la pointe. Le guide optique est alors sous la forme d'une tige cylindrique en saphir ou en diamant dont une extrémité reçoit un connecteur du boîtier (ou d'une fibre optique) et dont l'autre extrémité est conformée en pointe.
Les figures 5A et 5B illustrent le fonctionnement de la pointe de la figure 3. La figure 5A représente un exemple d'allure d'un signal de tension S fourni par le boîtier d'interface 6 à l'apparition d'une bulle de gaz g enbrochée par la pointe 53. La figure 5B illustre schématiquement trois positions successives de la bulle de gaz. Comme précédemment, le changement d'indice, lorsque la bulle de gaz est embrochée (situation gauche de la figure 5B) par l'extrémité 531 du tronçon d'extrémité 534 de la pointe 53, provoque une augmentation brusque du niveau du signal S vers une première tension Vl. Tant que la bulle n'a pas atteint l'épau- lement 532 (dans l'exemple, pendant une durée Tl), le niveau reste approximativement stable. Puis, lorsque la bulle g atteint l'épau- lement 532 (situation centrale de la figure 5B) , la partie du flux lumineux qui sort de la pointe 53 par la singularité de l'épaulement (qui crée une deuxième zone de concentration du flux) subit le changement d'indice de réfraction. Par consé¬ quent, la quantité de lumière réfléchie subit un changement suf¬ fisamment important pour être détecté. Le signal S passe alors à un deuxième niveau supérieur V2. Tant que la pointe reste dans la bulle, le niveau du signal S reste approximativement stable au niveau V2 (dans l'exemple, pendant une durée T2) . Dès que la bulle g libère l'extrémité 531 de la pointe (situation droite de la figure 5B), le niveau du signal S redevient à VO . En pratique, et selon la proportion du flux qui est concentrée à l'arête de l'épaulement 532, le niveau peut ne redescendre qu'à un niveau VO' (en pointillé en figure 5A) intermédiaire entre les niveaux VO et Vl (plus proche de VO) . Toutefois, ce niveau sera le plus souvent assimilé à du bruit et filtré par les circuits électroniques d'interprétation des mesures, voire par le photodétecteur lui-même. La durée totale T du créneau du signal S représente la durée pendant laquelle la pointe est dans la bulle de gaz. La première marche Ml du créneau est présente pendant une durée Tl représentative de la durée pendant laquelle la bulle g n'est embrochée que sur la tête 534 de la pointe 53. La deuxième marche M2 est présente pendant une durée T2 représentant la durée pendant laquelle la pointe est dans la bulle de gaz par ses deux tronçons.
La différence de niveau h entre les niveaux de tension V2 et Vl est fonction de l'importance e (figure 3) du changement de section de la pointe. Plus ce changement de section est grand, plus la différence de niveau h est importante.
Les dimensions de la pointe sont choisies en fonction de la taille moyenne des bulles attendues dans l'écoulement. La pointe doit en effet être suffisamment fine pour "embrocher" les bulles.
Un angle CC au sommet de la pointe 53 compris entre 10 et 30° (de préférence entre 15 et 20°) convient à la plupart des applications. L'angle CC n'a pas besoin d'être modifié par rapport aux sondes usuelles. Un épaulement 532 provoquant un changement de section représentant entre environ 10 et 50 % (de préférence entre 20 et 40 %) du diamètre de la pointe conique au niveau de l' épaulement permet une interprétation correcte dans la plupart des cas. Plus ce pourcentage est faible, plus le signal S présente une faible différence de hauteur h entre les marches Ml et M2, donc risque d'être pollué par du bruit.
Alors qu'avec une pointe conique usuelle, il n'était pas possible de mesurer la vitesse d'écoulement, la structure particulière de la pointe en saphir ou en diamant prévue permet, dans une sonde monofibre et monopointe, de déduire aisément la vitesse de l'écoulement. En effet, connaissant la distance dl (la hauteur de la tête 534 de la pointe 53) , la mesure de l'intervalle temporel Tl, qui correspond au temps que met la corde de la bulle embrochée par l'extrémité 531 de la pointe 53 pour atteindre l'épaulement 532, permet de déduire la vitesse de l'écoulement (V = dl/Tl) . Par suite, l'exploitation de la durée totale T du créneau dans le niveau de tension S permet de déterminer, en utilisant les outils habituels de corrélation statistique et de correction mathématique pour passer de la mesure d'une corde d'une sphère à la détermination de son diamètre, la taille des bulles de gaz.
On notera que la distance dl doit être déterminée de façon précise et peut, selon les tolérances d'usinage, requérir un étalonnage. Toutefois, il ne s'agit pas d'un étalonnage en situation mais d'une mesure de dimensions sur la pointe elle- même .
La distance dO n'a pas d'importance. Elle se déduit de la distance dl, du diamètre de la base de la pointe, de l'angle au sommet de la forme conique et de la profondeur d'enfoncement de la pointe dans la gaine 54. La distance dO sera généralement plus liée à des contraintes mécaniques de fabrication.
Un avantage qu'il y a à prévoir un épaulement de révolution (faisant tout le tour de la pointe) par rapport à une simple encoche ponctuelle est que cela permet de détecter une bulle qui est embrochée par une corde proche de sa périphérie et qui risquerait autrement de ne pas franchir l'encoche.
Selon un exemple particulier de réalisation, une pointe 53 en saphir peut être réalisée avec les dimensions suivantes : diamètre de la base 536 correspondant au diamètre de l'extrémité de la fibre optique 51 de quelques centaines de micromètres, par exemple de l'ordre de 400 micromètres ; longueur dl du tronçon d'extrémité 534 de quelques centaines de micromètres (par exemple d'environ 500 micro- mètres) ; écart e de rayon entre les bases respectives de la pointe conique (largeur de l ' épaulement 532) de quelques dizaines de micromètres (par exemple de l'ordre de 20 micromètres) ; et la figure 6 représente partiellement un autre mode de réalisation d'une sonde 5' dans laquelle la pointe 53' présente, entre sa tête 534 et son pied 535, une portion 538 cylindrique de diamètre constant.
La figure 7 représente partiellement un détail d'une pointe 53' au niveau du changement de section 532 pour illustrer deux variantes.
Une première variante est au niveau de l' épaulement 532 qui, pour des raisons d'usinage, peut être non abrupt mais avoir un certain rayon (par exemple de quelques micromètres à quelques dizaines de micromètres) . Une autre variante est que l'extrémité libre 531' du tronçon 534 est en pointe plutôt que d'être arrondie comme aux figures 3 et 6. Une pointe arrondie peut être nécessaire pour des questions d'usinage mais une pointe 531' non émoussée améliore la résolution de la sonde. A titre d'exemple parti- culier, le rayon d'extrémité 531 de la pointe 53 des figures 3 et 6 est de quelques dizaines de micromètres (par exemple, d'une valeur comprise entre 25 et 50 micromètres) avec les dimensions données précédemment.
La figure 8 représente un autre mode de réalisation d'une pointe 53" présentant un autre changement de section dans sa hauteur. Ce deuxième épaulement 532' se traduit par une autre marche dans le signal S. Une connaissance précise de la distance d2 entre les deux épaulements 532 et 532 ' et la mesure du temps entre les deux marches correspondantes du signal peut remplacer la mesure à partir du tronçon d'extrémité 534. On peut également exploiter les mesures liées aux deux tronçons (intermédiaire 534' et d'extrémité 534), ce qui ouvre d'autres voies d'inter¬ prétation et la porte à de nouvelles applications et mesures de grandeurs caractéristiques. La figure 9 représente un autre mode de réalisation d'un sonde optique 5' dans son environnement fonctionnel (conduite 3) . Pour simplifier, l'interface optique 6 et le système de traitement 4 n'ont pas été illustrés. Selon ce mode de réalisation, la pointe 53 est pro¬ longée par une portion cylindrique 52 en saphir. Par exemple, on utilise une baguette pleine cylindrique en saphir dont une extrémité est usinée en forme de pointe 53 (ou une de ses variantes, par exemple 53' 53") . La baguette cylindrique 52 est obtenue, par exemple, par tirage, puis coupée à la longueur sou¬ haitée et usinée à une de ses extrémités pour former la pointe 53. La sonde 5' comporte donc une fibre optique 51 à l'extrémité de laquelle est rapportée la portion cylindrique 52. La longueur de la portion cylindrique 52 prolongeant la pointe est choisie pour que l'interface fibre-saphir soit à l'extérieur du conduit 3 dans lequel circule l'écoulement. Cela permet de déporter le point chaud en cas de températures élevées. L'interface fibre- saphir se retrouve donc dans un environnement moins contraignant en température et en pression. Cela permet notamment de sim- plifier l'assemblage (un liant optique peut alors suffire) . La seule contrainte est que la baguette en saphir n'est pas défor- mable. La sonde 5' ne peut donc pas être placée dans un tronçon rectiligne du conduit 3. Soit, comme cela est représenté, on profite d'un coude 33 du conduit pour introduire la sonde. Soit, on utilise un des accès d'extrémité de la conduite. On notera que, même avec une sonde des autres modes de réalisation décrits dont la base de la pointe est directement rapportée à l'extré¬ mité de la fibre optique, cette sonde peut être rectiligne en respectant les conditions ci-dessus qui permettent de la placer approximativement dans le sens de l'écoulement.
Le saphir constitue un matériau préféré par rapport au diamant en raison de sa meilleure transparence. Le diamant peut toutefois être utilisé mais requiert plus d'énergie à l'émission du signal lumineux car il est légèrement plus opaque. II est désormais possible de mesurer des grandeurs caractéristiques d'un flux biphasique au moyen d'une seule sonde monofibre et monopointe en obtenant des grandeurs de type vitesse d'écoulement et taille de bulles. Un autre avantage est que la sonde réalisée est compatible avec des pressions et températures élevées.
La figure 10 représente un mode de réalisation préféré d'une pointe 7 en saphir ou en diamant selon la présente invention. La pointe 7 de forme générale conique comporte, entre sa base 71 et son extrémité 72, une rainure 73 de révolution à fond torique 731. Comme dans les modes de réalisation précédents, la base 71 de la pointe 7 est rapportée à l'extrémité de la fibre optique 51 et est, de préférence, gainée au moins au niveau de la liaison fibre-pointe. En variante, le guide optique est constitué d'un prolongement cylindrique en saphir ou en diamant de la pointe. Cela évite la jonction fibre- saphir ou la reporte hors de la conduite 3. On reporte ainsi le point chaud. Lorsqu'une bulle est embrochée par la pointe 7 dans l'écoulement, on assiste à une première variation du signal en raison du changement d'indice subi par la partie du flux lumineux concentrée à l'extrémité de la pointe. Lorsque la bulle atteint le début 733 de la rainure côté opposé à l'extrémité de la pointe, qui crée un deuxième point de concentration du flux, on assiste à un deuxième changement de niveau du signal. Enfin, lorsque la bulle libère l'extrémité de la pointe, le niveau revient à son niveau d'origine ou à un niveau intermédiaire selon la proportion du flux qui est concentré à l'arête 733. De préférence, la rainure est positionnée approximativement à mi-hauteur de la pointe, sa largeur est comprise entre 20 et 50 % de la longueur de la pointe et sa profondeur maximale est comprise entre 10 et 50 % du diamètre de la pointe au niveau de cette profondeur maximale. Par rapport aux modes de réalisation prévoyant un épaulement, la forme incurvée torique de la rainure 73 améliore le rapport signal/bruit en raison d'une meilleure répartition du flux entre l'extrémité 72 de la pointe et le début 733 de la rainure. De plus, l'usinage d'une telle rainure torique est plus facile à réaliser mécaniquement.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un exemple de détection de bulles de gaz dans un écoulement liquide, elle s'applique plus généralement à tout écoulement biphasique. En particulier, le niveau de repos du signal S d'interprétation peut être choisi pour correspondre à la phase majoritaire (gaz/liquide ou liquide/liquide) et le sens des cré¬ neaux peut alors être inversé.
Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications sont à la portée de l'homme du métier. En particulier, le choix des dimensions de la pointe dépend non seulement du type de milieu biphasique qui, comme pour les pointes usuelles, conditionne notamment l'angle OC pour obtenir un signal exploitable, mais également des tailles de bulles, et vitesse d'écoulement attendues ainsi que des circuits électro¬ niques utilisés. Les limites dimensionnelles sont plus préci¬ sément liées aux contraintes d'usinage. Par ailleurs, bien qu'une seule sonde suffise, on peut envisager l'utilisation de deux sondes telles que décrites ci-dessus en respectant que leurs pointes respectives soit orientées au moins approxima¬ tivement pour recevoir l'écoulement (un angle allant de 0 à 30 convient encore moyennant des corrections de traitement du signal) . L'utilisation de plusieurs sondes peut faciliter les corrélations statistiques effectuées pour obtenir les grandeurs caractéristiques de l'écoulement. La pointe biconique ou à rainure décrite peut également être associée à des pointes usuelles dans une sonde multipointes servant généralement à évaluer la turbulence de l'écoulement. Si plusieurs sondes sont utilisées, l'interface optique doit bien entendu être adaptée ou plusieurs interfaces doivent être utilisées et les moyens de traitement doivent également être adaptés à plusieurs signaux. De telles adaptations ne posent toutefois pas de difficulté en s ' inspirant des systèmes multisondes usuels.
Enfin, la mise en oeuvre pratique de l'invention est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonc¬ tionnelles données ci-dessus, que ce soit pour la réalisation de la pointe ou pour 1 ' interprétation des signaux obtenus .

Claims

REVENDICATIONS
1. Sonde optique (5, 5'), comportant un guide optique
(51) associée à une pointe conique (53, 53', 53', 7) en saphir ou en diamant, de base (536) circulaire et comportant, entre la base et l'extrémité, une rainure annulaire (73) à fond (731) courbe ou au moins un épaulement (532, 532') de révolution.
2. Sonde selon la revendication 1, dans laquelle la fibre optique (51) est gainée d'une gaine métallique (541) à laquelle la pointe (53, 7) est tenue par soudure.
3. Sonde selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la largeur de ladite rainure (73) est comprise entre 20 et 50 % de la hauteur de la pointe.
4. Sonde selon la revendication 3, dans laquelle la profondeur maximale de ladite rainure (73) est comprise 10 et 50 % du diamètre de la pointe au niveau de cette profondeur maximale.
5. Sonde selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ladite rainure (73) est positionnée approximativement à mi- hauteur de la pointe (53, 53', 53") .
6. Sonde selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle, une portion cylindrique (538) est présente au niveau de l' épau¬ lement (532) .
7. Sonde selon la revendication 6, dans laquelle 1 ' épaulement (532, 532') provoque un changement de section représentant entre 10 et 50 % du diamètre au niveau de cet épaulement.
8. Sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le guide optique est une fibre optique.
9. Sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le guide optique est un prolongement de la pointe en saphir ou en diamant.
10. Sonde (5') selon l'une quelconque des reven¬ dications 1 à 8, dans laquelle la pointe (53, 53', 53") se pro¬ longe par une portion cylindrique rigide (52) dont l'extrémité est à une extrémité de la fibre optique (51) .
11. Procédé de détermination de grandeurs caractéristiques d'un écoulement biphasique, exploitant un signal (S) représentatif d'un flux lumineux réfléchi par une sonde optique (5, 5') conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant au moins une étape de détermination, à l'apparition d'un créneau dans ce signal, de la durée (Tl) d'une première marche (Ml) représentative de la longueur (dl) d'un tronçon (534, 534') de la pointe (53, 53', 53").
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel ladite détermination sert à obtenir la vitesse de l'écoulement.
13. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la connaissance de la vitesse et de la durée totale (T) du créneau sert à déterminer la taille de la bulle.
14. Système de détermination de grandeurs caracté- ristiques d'un écoulement biphasique, caractérisé en ce qu'il comporte : au moins une sonde optique (5, 5') conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10 ; au moins une interface optique (6) pourvue de moyens (63) d'émission d'un flux lumineux en regard de l'extrémité du guide optique opposée à la pointe (53, 53', 53"), et d'un photodétecteur (61) du flux lumineux en retour ; et des moyens (4) de traitement d'au moins un signal (S) fourni par le photodétecteur.
15. Système selon la revendication 14, appliqué à des écoulements biphasiques à haute pression ou à haute température.
PCT/FR2009/050710 2008-04-17 2009-04-16 Sonde optique pour la determination de grandeurs d'un ecoulement biphasique Ceased WO2009138634A1 (fr)

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