BORLEE, Jean-Paul (17 Domaine du Pré Launay, Bures Sur Yvette, Bures Sur Yvette, F-91440, FR)
REVENDICATIONS
1. Dispositif de comptage de fluide, liquide ou gaz, comprenant un compteur de technologie mécanique, à base de turbine ou de piston rotatif, et un transducteur placé contre le compteur qui présente un mobile rotatif (2), le transducteur (4) transformant les mouvements mécaniques dudit mobile rotatif en informations numériques, le transducteur comportant un filtre électronique (5) grâce auquel les oscillations du mobile rotatif (2) sont filtrées et éliminées afin d'assurer une synchronisation, caractérisé en ce que le transducteur (4) comporte un circuit (A) qui contourne le filtre et fournit en sortie les informations numériques correspondant aux oscillations du mobile (2), traduisant le fait que le dispositif mécanique mesurant n'est pas bloqué par la présence de corps étrangers ou toute autre raison.
2. Dispositif de comptage de fluide selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le mobile rotatif (2) dont le transducteur (4) transforme les mouvements mécaniques en informations numériques est le mobile de poids le plus fin d'un totalisateur numérique qui comporte plusieurs mobiles (2a, 2b...) de poids de plus en plus élevés.
3. Dispositif de comptage de fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le transducteur (4) comporte une mémoire (7) permettant de mémoriser l'existence d'oscillations dans une période déterminée afin de pouvoir indiquer de façon fiable que le compteur était à ce moment précis "libre de ses mouvements" dans une certaine mesure, en d'autres termes "non bloqué".
4. Dispositif de comptage de fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que la période de stockage de la mémoire (7) est de 24 heures.
5. Dispositif de comptage de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un émetteur radio (8) pour transmettre à un récepteur à distance les informations numériques.
6. Dispositif de comptage de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour une installation dans laquelle une vanne (10) se trouve à proximité en aval du compteur, caractérisé en ce qu'un détecteur fin de course de fermeture (11) est prévu sur la vanne pour indiquer l'état fermé de la vanne et l'absence normale de comptage.
7. Dispositif de comptage d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes. |
DISPOSITIF DE COMPTAGE DE FLUIDE AVEC DETECTION DE BLOCAGE.
La présente invention concerne de manière générale les dispositifs de comptage de fluide, liquide ou gaz, comprenant un compteur de technologie mécanique, à base de turbine ou de piston rotatif, et un transducteur placé contre le compteur qui présente un mobile rotatif, le transducteur transformant les mouvements mécaniques dudit mobile rotatif en informations numériques, le transducteur comportant un filtre électronique grâce auquel les oscillations du mobile rotatif sont filtrées et éliminées afin d'assurer une synchronisation.
L'invention concerne notamment les dispositifs de comptage d'eau froide ou de fluide caloporteur munis d'un émetteur radio permettant de transmettre à distance les informations numériques du transducteur, recueillies par un récepteur qui regroupe et analyse les informations d'un parc de plusieurs compteurs.
Les distributeurs d'eau et les entreprises de services de répartition des charges d'eau et d'énergie sont amenés à mesurer les quantités de fluides distribués par les réseaux à des fins de facturation, de répartition ou simplement de gestion. Les points de comptage sont principalement les compteurs des clients, qu'ils soient de facturation directe (dits compteurs généraux ou de première prise) ou les compteurs de répartition, dits compteurs divisionnaires dans le monde de la distribution de l'eau.
Les professionnels du domaine ont toujours recherché la meilleure précision dans la mesure de ces fluides et, en partenariat avec les fabricants, ont élaboré des normes strictes garantissant la métrologie (classes de comptage).
Si la précision est parfaitement connue lorsque le compteur est neuf, de nombreux aléas peuvent survenir par la suite qui dégraderont les caractéristiques de mesure : entartrage, passage de corps étrangers, coups de béliers, etc.. vont impacter plus ou moins vite la mesure finale. Face à ces aléas, les professionnels sont assez démunis, et ne peuvent régler les problèmes qu'en faisant des campagnes coûteuses de démontage et de vérification de compteurs douteux.
Un problème important est celui posé par les compteurs qui n'enregistrent plus aucun passage de fluide. Une telle situation peut résulter :
- soit d'un compteur qui ne tourne pas mais cependant laisse passer du fluide (sous une perte de charge plus élevée qu'en fonctionnement normal), auquel cas il y a consommation non enregistrée ;
- soit d'une absence véritable de consommation, par exemple en raison d'une absence de l'utilisateur, n'entraînant aucune rotation du compteur qui est en bon état de fonctionnement.
Dans le premier cas, le compteur n'enregistre plus aucun volume malgré un passage de fluide effectif dans la conduite : c'est ce que l'on appelle dans la profession le cas du « compteur bloqué ». En général, la cause en est la présence de corps étrangers (cailloux, fibres, ...) qui sont venus bloquer la turbine ou le piston dans sa chambre (les jeux étant très réduits pour garantir une bonne métrologie). Les conséquences de cet état de fait sont importantes, et se traduisent par des pertes de facturation très élevées pour les distributeurs desdits fluides, ou bien des répartitions erronées de charges dans le cas des compteurs de répartition. Les litiges liés aux compteurs bloqués sont très fréquents et se traduisent par des coûts administratifs élevés.
En pratique, il est très difficile de faire la distinction entre un compteur bloqué et un compteur qui ne tourne pas parce qu'il n'y a aucune consommation, par exemple parce que l'appartement dans lequel le fluide est distribué est inoccupé, ou parce que l'occupant est en voyage prolongé. Rien ne peut indiquer qu'il y a effectivement passage de fluide dans la conduite en dehors du compteur lui-même lorsqu'il est en état de fonctionnement normal!
GB 2 325 985 concerne des mesures de débit pour la détermination de fuites dans des systèmes de distribution d'eau. Ce document propose un procédé pour mesurer de manière plus précise le débit de fluide minimum généralement au cours de la nuit, en tenant compte des phénomènes hydrauliques transitoires. Il n'apparaît pas que le problème du compteur bloqué soit évoqué.
FR 2 458 796 concerne un compteur de fluide à turbine dont on souhaite maintenir la précision de mesure dans le temps, malgré une certaine usure des pièces. Le compteur de fluide comporte un rotor de mesure et un rotor de détection disposé en aval du rotor de mesure et à rotation libre. Le rotor de détection permet de connaître l'angle de sortie du fluide du rotor de mesure en fonction des variations de cet angle de sortie. Le blocage du compteur peut être détecté lorsque le rotor de mesure ne donne pas d'impulsions alors que le rotor
de détection produit des impulsions indiquant une rotation. Ce document évoque une détection de compteur bloqué mais en faisant intervenir un rotor de détection dont la fonction principale est de corriger la dérive de la mesure fournie par le compteur.
La présente invention a pour but, surtout, de permettre de lever de manière simple, dans certains cas, l'ambiguïté entre compteur bloqué et absence de consommation, et donc de permettre un remplacement ciblé des compteurs réellement bloqués.
L'invention exploite les phénomènes suivants mis en lumière pour la solution du problème. En absence de consommation dans un réseau d'eau, sur des périodes assez longues, il y a des variations de pression dans les canalisations qui génèrent des mouvements de fluide de faible amplitude. Par exemple dans un logement individuel, le chauffage du ballon d'eau chaude va générer des variations de pression pendant la nuit. Ces mouvements de fluide se traduisent au niveau du compteur par de petites oscillations du mobile de poids le plus fin sur le totalisateur mécanique. Ces oscillations ne sont possibles que si le compteur n'est pas bloqué. Elles n'ont pas lieu avec un compteur bloqué.
Selon l'invention, un dispositif de comptage de fluide, liquide ou gaz, comprenant un compteur de technologie mécanique, à base de turbine ou de piston rotatif, et un transducteur placé contre le compteur qui présente un mobile rotatif, le transducteur transformant les mouvements mécaniques dudit mobile rotatif en informations numériques, le transducteur comportant un filtre électronique grâce auquel les oscillations du mobile rotatif sont filtrées et éliminées afin d'assurer une synchronisation, est caractérisé en ce que le transducteur comporte un circuit qui contourne le filtre et fournit en sortie les informations numériques correspondant aux oscillations du mobile, traduisant le fait que le dispositif mécanique mesurant n'est pas bloqué par la présence de corps étrangers ou toute autre raison.
Avantageusement, le mobile rotatif dont le transducteur transforme les mouvements mécaniques en informations numériques est le mobile de poids le plus fin d'un totalisateur numérique qui comporte plusieurs mobiles de poids de plus en plus élevés,
De préférence, le transducteur comporte une mémoire permettant de mémoriser l'existence d'oscillations dans une période déterminée afin de pouvoir indiquer de façon fiable que le compteur était à ce moment précis "libre de ses mouvements" dans une certaine mesure, en d'autres termes "non bloqué". La période de stockage de la mémoire peut être de 24 heures.
Le dispositif de comptage de fluide peut comporter un émetteur radio pour transmettre à un récepteur à distance les informations numériques.
Dans le cas d'un dispositif de comptage de fluide pour une installation dans laquelle une vanne se trouve à proximité en aval du compteur, un détecteur fin de course de fermeture est avantageusement prévu sur la vanne pour indiquer l'état fermé de la vanne et l'absence normale de comptage.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de comptage d'eau tel que défini précédemment.
L'invention consiste mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :
Fig. 1 est une représentation schématique en élévation d'un dispositif de comptage d'eau avec compteur mécanique surmonté d'un transducteur.
Fig. 2 est une vue de dessus du compteur d'eau selon la ligne H-Il de Fig.1 , et
Fig. 3 est un schéma blocs simplifié du transducteur d'un dispositif de comptage selon l'invention.
En se reportant à Fig.1 et 2 des dessins, on peut voir un compteur d'eau mécanique 1 , comportant un élément rotatif, turbine ou piston rotatif (non visible sur le dessin). Lorsque le compteur fonctionne normalement, cet élément rotatif tourne lors d'un écoulement de fluide de l'entrée 1a vers la sortie 1b du compteur. L'amplitude de la rotation est proportionnelle au volume de fluide qui s'écoule.
Dans le cas d'un compteur bloqué, l'élément rotatif reste immobile, malgré un passage de fluide.
Vu de dessus (Fig.2) le compteur 1 présente, visible généralement à travers un disque transparent de protection, un mobile rotatif 2 de poids le plus fin d'un totalisateur numérique qui comporte plusieurs mobiles 2a, 2b... de poids de plus en plus élevés. Par exemple, le mobile 2 accomplira plusieurs tours pour le passage d'un seul litre, tandis que le mobile 2a de poids immédiatement supérieur se déplacera seulement d'une fraction de tour correspondant à une graduation pour un volume d'un litre et ainsi de suite.
Généralement, le mobile rotatif 2 de poids le plus fin est équipé d'un secteur métallique 3. C'est la détection de ce secteur métallique qui permet au transducteur de créer les informations numériques ; il existe de nombreuses méthodes pour transformer ce mouvement mécanique en signal électrique, même si la plus couramment utilisée est la création de champ magnétique et la détection des variations de ce champ provoquées par la rotation du secteur métallique.
Un transducteur 4 est placé contre le compteur 1 et transforme les mouvements mécaniques dudit compteur en informations numériques
Aujourd'hui, la majorité des fabricants de compteurs ont mis au point des transducteurs électroniques 4 qui détectent et comptabilisent les rotations du mobile de poids le plus fin 2 du totalisateur mécanique dans le but de transmettre électroniquement l'index du compteur et autres informations de comptage (débits, fuites, etc.).
Ces transducteurs sont à peu près tous basés sur le même principe : détection du secteur métallique non magnétique 3 solidaire du mobile 2 de poids le plus fin par des bobines excitées périodiquement par des impulsions électriques. La forme et le nombre de bobines varient en fonction des fabricants. La réponse aux impulsions électriques des bobines varie en fonction de la position du secteur métallique 3 par rapport à ces bobines. En générant à fréquence élevée des impulsions dans les différentes bobines, on conçoit donc que l'on peut suivre en permanence la position du secteur métallique 3 et ainsi comptabiliser les rotations du mobile compteur. Des algorithmes sophistiqués embarqués dans un microprocesseur du transducteur 4 permettent de tenir compte en permanence des rotations dans les deux sens (retours d'eau) et des oscillations liées aux variations de pression dans les canalisations, dans le but d'assurer
une synchronisation parfaite entre le totalisateur mécanique et l'information électronique reconstituée.
Les transducteurs utilisés à ce jour comportent un filtre électronique 5 (Fig.3) grâce auquel les oscillations du mobile 2 de poids le plus fin (c'est à dire des déplacements angulaires minimes dans un sens et dans l'autre) détectées par un capteur 6 sont filtrées et éliminées afin d'assurer une synchronisation parfaite.
Contrairement à la situation actuelle, au lieu d'éliminer complètement les oscillations du mobile 2 de poids le plus fin, l'invention prévoit d'exploiter cette information d'oscillations pour permettre de différencier un compteur bloqué d'un compteur arrêté.
Le transducteur 4, selon l'invention, comporte un circuit A qui contourne le filtre 5 et fournit les informations numériques correspondant aux oscillations de faible amplitude du mobile 2.
Le transducteur 4 comporte en outre une mémoire 7 permettant de mémoriser l'existence d'oscillations (ou de mouvements de très faible amplitude) dans une période déterminée, par exemple 24 heures, voire plus, afin de pouvoir indiquer de façon fiable que le compteur était à ce moment précis "libre de ses mouvements" dans une certaine mesure, en d'autres termes "non bloqué".
Avantageusement, le dispositif de comptage comporte un émetteur radio 8 (Fig.1) avec antenne 9 pour transmettre à distance à un récepteur les informations numériques fournies par le transducteur 4. D'un poste centralisateur où se trouve le récepteur, on contrôle le fonctionnement d'une pluralité, par exemple plusieurs centaines ou plusieurs milliers de compteurs d'eau. Il devient ainsi possible de distinguer, parmi les compteurs ne fournissant aucune valeur de consommation de fluide, les compteurs bloqués, nécessitant une intervention, des compteurs en bon état qui ne sont soumis à aucune consommation.
Dans le cas d'une absence momentané ou de longue durée d'un utilisateur, ce dernier peut éventuellement fermer une vanne 10 se trouvant à proximité en aval du compteur. Dans ce cas, le compteur 1 ne serait plus soumis aux oscillations évoquées précédemment, et la détection ne serait pas assurée.
Pour conserver une information fiable, on prévoit d'installer un détecteur fin de course de fermeture 11 sur la vanne 10 qui indiquera l'état fermé de la vanne et l'absence normale de comptage. La sortie du détecteur 11 est reliée au transducteur 4.
La mise en œuvre nécessite de modifier la partie logicielle (firmware) du transducteur 4 à détection de rotation afin de mémoriser et restituer la présence d'oscillations en complément des informations traditionnelles telles que index, débits, retours d'eau, etc.. . La restitution de l'information pourra être faite via des systèmes de télé relève, radio ambulatoire ou réseau fixe, ou tout autre dispositif de report d'information.
Le même principe peut être appliqué à des systèmes de comptage sans totalisateur mécanique, où par exemple le transducteur détecte directement la rotation de l'élément mesurant du compteur (turbine, piston). C'est déjà le cas pour certains compteurs d'énergie thermique, pour lesquels la détection de blocage sera également applicable. C'est également le cas pour les compteurs d'eau à totalisateur électronique, pourvus d'un élément mesurant mécanique de type piston ou turbine.