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Molecule
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METHANE
(7)
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carbon
(2)
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DES
(1)
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platinum
(1)
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ethylene
(1)
[11][_]
Gene Or Protein
(5/ 12)
[12][_]
Etre
(5)
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DANS
(4)
[14][_]
Cata
(1)
[15][_]
Refractaire
(1)
[16][_]
Est-a
(1)
[17][_]
Physical
(4/ 6)
[18][_]
1,0 volt
(2)
[19][_]
1,4 volt
(2)
[20][_]
100 %
(1)
[21][_]
30 %
(1)
[22][_]
Generic
(1/ 1)
[23][_]
hydrocarbons
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517062A1
Family ID 2010567
Probable Assignee Charbonnages De France
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE D'INTERROGATION D'UN DETECTEUR DE TENEUR EN GAZ
COMBUSTIBLE, DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE ET APPLICATION A LA
DETECTION DE LA TENEUR EN METHANE
Abstract
_________________________________________________________________
LE PROCEDE CONSISTE A INTERROGER UN DETECTEUR DE TENEUR EN GAZ
COMBUSTIBLE D'UNE ATMOSPHERE EN DEUX ETAPES. DANS UNE PREMIERE ETAPE
LE DETECTEUR EST ALIMENTE SOUS UNE TENSION FAIBLE ET ON COUPE
L'ALIMENTATION DES QU'UN SIGNAL POSITIF A ETE DETECTE. DANS UNE
SECONDE ETAPE, SI LE SIGNAL DETECTE DANS LA PREMIERE EST NEGATIF OU
NUL, ON ALIMENTE LE DETECTEUR SOUS UNE TENSION SUPERIEURE A CELLE
UTILISEE DANS LA PREMIERE ETAPE. CE PROCEDE PERMET DE LEVER TOUTE
AMBIGUITE QUANT AUX INDICATIONS FOURNIES PAR LE DETECTEUR.
LE DISPOSITIF COMPREND UN DETECTEUR 4, UN AMPLIFICATEUR 5 DU SIGNAL
EMIS PAR LE DETECTEUR, UN CIRCUIT D'ABAISSEMENT DE TENSION 1 ASSERVI
PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN DISCRIMINATEUR 6 AU SIGNE ETOU A L'ELONGATION
DU SIGNAL DELIVRE PAR L'AMPLIFICATEUR.
APPLICATION A LA DETECTION DE LA TENEUR EN METHANE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un nouveau procede d'interrogation d'un
detecteur de teneur en gaz combustible et un dispositif pour sa mise
en oeuvre.
On connait differents types d'explosimetres dans lesquels la teneur
d'une atmosphere en gaz combustible est mesuree par combustion cata-
lytique sur un filament de platinum, ladite combustion provoquant un
echauf-
fement et donc une variation de resistance Celle-ci est utilisee pour
provoquer le desequilibre-d'un pont de Wheatstone alimente par une
source de courant continu et dans lequel est insere ledit filament,
desequilibre
que l'on mesure finalement.
On connait egalement des detecteurs de teneur en gaz combustible
constitues d'un filament metallique enrobe par un materiau refractaire
-
poreux. Pour ces differents types de detecteurs de teneur en gaz
combustible, notamment pour les explosimetres automatiques, on procede
generalement par la voie d'une interrogation discontinue Pour certains
gaz, en particulier le methane, le resultat d'une interrogation du
detec-
teur dans une atmosphere a forte teneur en gaz (c'est-a-dire dont la
teneur depasse un certain seuil fonction de la nature dudit gaz) est
normalement
constitue par l'inversion du signal de mesure delivre par le
detecteur.
L'obtention de ce phenomene necessite generalement un traitement
specifique
des filaments.
Le probleme a resoudre par la presente invention consiste en ce que
l'emploi de l'inversion du signal delivre par le detecteur ne presente
pas une garantie totale, surtout dans les detecteurs automatiques a
interrogation discontinue, quant a la certitude d'une forte teneur en
gaz-
combustible dans l'atmosphere consideree Plus precisement, on a
constate que le phenomene d'inversion du signal de mesure n'est pas
conservatif et que certains detecteurs, meme a l'etat neuf, peuvent
donner des indications
ambigues a cet egard.
La presente invention vise donc a definir une solution totalement
fiable au probleme de securite expose ci-dessus.
Le demandeur a trouve, et c'est la l'objet de la presente invention,
un nouveau procede d'interrogation d'un detecteur de teneur en gaz
combustible permettant d'indiquer sans ambiguite si la concentration
en un tel gaz combustible dans une atmosphere est ou n'est pas
superieure
a un seuil predetermine.
Le procede conforme a l'invention se caracterise essentiellement
par le fait que: -
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dans une premiere etape, du temps O au temps t 1 de la sequence
d'inter-
rogation, on alimente le detecteur sous une premiere tension V 1 et on
coupe l'alimentation des qu'on a detecte un signal positif, et dans
une seconde etape, si le signal delivre par le detecteur est negatif
ou nul jusqu'au temps t 1, on alimente le detecteur, du temps t au
temps t 2 de la sequence d'interrogation, sous une seconde tension
V 2 superieure a V 1, puis on mesure l'elongation du signal au temps t
2.
L'application du procede selon l'invention a la detection d'une teneur
elevee en gaz combustible est la suivante: si le signal devient
positif durant la premiere etape du procede, il y a eu oxydation donc
teneur elevee et, dans ce cas, il est inutile de poursuivre la mesure
en usant inutilement le filament Si le signal demeure negatif ou nul
durant la premiere etape du procede, on ne peut pas conclure et il
faut poursuivre la mesure sous une tension V 2 superieure a V 1 Si le
signal mesure dans la seconde etape du procede est negatif, il y a eu
inversion et on sait que
la teneur est elevee Par contre si le signal mesure a l'issue de la
secon-
de etape du procede est positif, la teneur est faible et on la mesure
par l'elongation du signal Selon la valeur fournie par cette mesure,
comparee au seuil predetermine de la concentration en gaz combustible,
on declenchera ou non un dispositif d'alarme.
Le choix des parametres de fonctionnement du procede selon
l'invention, a savoir t 1, t,V 1 et V 2, depend de la nature du gaz
combus-
tible considere et repond generalement aux deux exigences de
l'utilisateur exprimees comme suit la duree totale t 2 de
l'interrogation n'est pas trop grande, et le procede s'applique a des
detecteurs-de type et de modele quelconques
et ne conduit jamais a des indications ambigues.
Par gaz combustible au sens de l'invention on entend par exemple les
hydrocarbons satures ayant de 1 a 4 atomes de carbon d'une part
et l'ethylene d'autre part.
Le demandeur a trouve que, pour satisfaire les exigences ci-des-
sus dans le cas du methane, il est preferable, dans le cas de
l'utilisation de detecteurs de type courant, de choisir les parametres
comme indique ci-apres t 1 est compris entre 0,5 et 0,7 seconde, t 2
est compris entre 1,9 et 2 secondes, V 1 est compris entre 0,9 et 1,0
volt, V 2 est compris entre 1,2 et 1,4 volt,
Dans ces conditions de fonctionnement, le procede selon l'inven-
tion assure une garantie totale quant a la fiabilite de determination
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d'une teneur en gaz combustible dans une atmosphere, quelque soit
cette
teneur comprise entre O et 100 %.
Le procede selon l'invention procure un avantage supplementaire par
rapport au procede d'interrogation a la seule tension V 2 En effet
dans ce dernier procede, on a observe que des mesures repetees dans
des teneurs elevees en gaz combustible, par exemple dans des teneurs
en methane superieures a 30 %, modifiaient la forme de la courbe du
signal par suite de l'apparition d'un phenomene de cracking provoquant
un depot de carbon sur le filament detecteur Le fait de couper
l'alimentation du detecteur des qu'un signal positif a ete detecte
dans la premiere etape du procede selon l'invention supprime bien
evidemment ce phenomene parasite. Enfin le procede selon l'invention
est d'un emploi tres general et ne depend pas de la nature du filament
Il est applicable en liaison avec tout pont de mesure fournissant un
signal de desequilibre polarise
et d'amplitude quelconque, qu'il presente ou non le phenomene
d'inversion.
Le procede selon l'invention est particulierement avantageux dans son
application a la detection de teneurs en methane-dans les mines
de charbon.
La presente invention concerne egalement un dispositif de detec-
tion de la teneur en gaz combustible d'une atmosphere pour la mise en
oeuvre du procede decrit ci-dessus.
Ce dispositif, illustre par la figure unique en annexe, comprend: un
detecteur ( 4) un amplificateur ( 5) du signal de desequilibre
polarise (s) fourni par le detecteur ( 4) un circuit d'abaissement de
tension ( 1) relie d'une part a la masse par un interrupteur ( 2) et
d'autre part au detecteur ( 4) par un interrrupteur
( 3) et delivrant deux tensions V 1 et V 2 a partir d'un dispositif
d'ali-
mentation ( 7) un discriminateur ( 6) asservissant l'interrupteur ( 2)
au signe et/ou a l'elongation du signal (S) delivre par
l'amplificateur ( 5) une base de temps ( 8) capable d'initialiser la
sequence d'interrogation,
agissant sur l'interrupteur ( 3).
Le detecteur ( 4) est par exemple constitue d'un pont de Wheat-
stone dont les quatre branches sont formees respectivement par
lefilament detecteur F, le filament compensateur F', une resistance et
une resistance en serie avec un potentiometre de reglage du zero,
reglage effectue en absence de toute trace de gaz combustible Lors de
la detection de la presence de gaz combustible dans une atmosphere, le
pont soumis a la tension d'interrogation engendre un signal de
desequilibre (s) qui est
generalement une tension.
L'amplificateur ( 5) est un amplificateur de courant continu dont
l'alimentation est assuree par une source de tension positive Il
trans-
forme la valeur du signal (s) en une valeur plus elevee (S).
Le circuit d'alimentation ( 1) comprend des elements capables
d'abaisser la tension fournie par la source positive aux deux valeurs
-
choisies V 1 et V 2, V 1 etant inferieure a V 2 La source de tension
positive
peut etre constituee par une ou des piles, une batterie ou un
transforma-
teur-redresseur alimente par le secteur et comprenant de preference un
circuit stabilisateur Les interrupteurs 2 et 3 peuvent etre de tout
type
connu Avantageusement ils sont du type electronique.
Le discriminateur ( 6) est constitue de circuits effectuant des
operations logiques; il asservit l'interrupteur ( 2) au signe et/ou a
l'elongation du signal (S) La base de temps ( 8) initialisant la
sequence
d'interrogation est commnandee soit manuellement soit
electroniquement.
Le dispositif selon l'invention peut avantageusement etre asso-
cie a un systeme d'alarme ( 9) commande par le signe et/ou
l'elongation du signal (S) et relie soit a l'amplificateur ( 5) soit,
comme represente sur la figure en annexe, au discriminateur ( 6)
L'alarme peut etre sonore et/ou visuelle Enfin le dispositif selon
l'invention peut en outre etre associe a un systeme de traitement du
signal (S), relie a l'amplificateur ( 5) et capable de convertir
l'elongation dudit signal en la teneur en gaz
combustible.
Le dispositif selon l'invention fonctionne de la facon suivante.
Au temps t = 0 l'initialisation de la sequence d'interrogation
provoque
la fermeture des interrupteurs ( 2) et ( 3) precedemment ouverts
L'interrup-
teur ( 3) se ferme sur la position V 1 Au temps t 1, si le signal (S)
est positif, le discriminateur ( 6) provoque l'ouverfure de
-l'interrupteur ( 2), et le systeme d'alarme associe est declenche Au
temps tp, si le signal (S) est negatif ou nul, le discriminateur
maintient la fermeture de l'interrupteur ( 2) et la base de temps ( 8)
bascule l'interrupteur ( 3) sur
la position V 2 declenchant ainsi la seconde phase de la sequence
d'interro-
gation Au temps t 2, qui marque la fin de la sequence d'interrogation,
si le signal (S) demeure negatif ou nul-le systeme d'alarme associe
est declenche; si le signal est positif le systeme d'alarme associe ne
sera
declenche que si la valeur du signal (S) est superieure a celle
correspon-
dant a un seuil predetermine de teneur en gaz combustible Enfin, au
temps t V, le discriminateur ( 6) provoque l'ouverture de
l'interrupteur ( 2) et la base de temps ( 8) celle de l'interrupteur (
3) Dans tous les cas de fonctionnement decrits ci-dessus le systeme de
traitement du signal (S) associe au dispositif selon l'invention
permet de connaitre la teneur en gaz combustible detecte.
2517062-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede d'interrogation d'un detecteur de teneur en gaz combustible
fournissant un signal de desequilibre polarise, caracterise en ce que
dans une premiere etape, du temps 0 au temps t 1 de la sequence
d'inter-
rogation, on alimente le detecteur sous une tension V 1 faible et on
coupe l'alimentation des qu'un signal positif a ete detecte, et dans
une seconde etape, si le signal delivre par le detecteur est negatif
ou nul jusqu'au temps t 1, on alimente le detecteur, du temps t 1
au temps t 2 de-la sequence d'interrogation, sous une tension V 2
supe-
rieure a V 1, puis on mesure l'elongation du signal au temps t 2.
2 Procede d'interrogation selon la revendication 1, caracterise en ce
que t 1 est compris entre 0,5 et 0,7 seconde, t 2 est compris entre
1,9 et 2 secondes, V 1 est compris entre 0,9 et 1,0 volt et V 2 est
compris
entre 1,2 et 1,4 volt.
3 Application du procede selon l'une des revendications 1 et 2
a la detection de teneur en methane.
4 Dispositif de detection de la teneur en gaz combustible d'une
atmosphere, mettant en oeuvre le procede selon la revendication 1 et
comprenant un detecteur ( 4), un amplificateur ( 5) du signal de
desequilibre polarise (s) fourni par ledit detecteur et un circuit
d'abaissement de tension ( 1) relie d'une part a la masse par un
interrupteur ( 2) et d'autre part au detecteur ( 4) par un
interrupteur ( 3) et delivrant deux tensions V 1 et V 2 a partir d'un
dispositif d'alimentation ( 7), caracterise en ce qu'il comprend en
outre un discriminateur ( 6) asservissant 1 ' interrupteur ( 2) au
signe et/ou a l'elongation du signal (S) delivre par l'amplificateur
( 5) et une base de temps ( 8) capable d'initialiser la sequence
d'interro-
gation, agissant sur 1 ' interrupteur ( 3).
Dispositif selon la revendication 4 caracterise en ce qu'il comprend
en outre un systeme d'alarme relie a l'amplificateur ( 5) et commande
par le signe et/ou l'elongation du signal S. 6 Dispositif selon la
revendication 4 caracterise en ce qu'il comprend en outre un systeme
d'alarme relie au discriminateur ( 6) et commnde par le signe et/ou
l'elongation du signal S.
7 Dispositif selon l'une des revendications 4 a 6 caracterise
en ce qu'il comprend en outre un systeme de traitement du signal S
relie a l'amplificateur ( 5) et capable de convertir l'elongation
dudit signal
en la teneur en gaz combustible.
8 Dispositif selon la revendication 7 caracterise en ce qu'il comprend
en outre un systeme d'affichage de la teneur en gaz combustible relie
au systeme de traitement du signal S.
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