FR2817322A1

FR2817322A1 - Measurement of flow rates in sealed pipe networks using cross- correlation techniques with improved modular sensor mounting arrangements

Info

Publication number: FR2817322A1
Application number: FR0015490A
Authority: FR
Inventors: Michel Emin
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-05-31
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: FR2817322B1

Abstract

Annular carrier device for positioning and maintaining in place of sensors (10) around a pipe (1). Device comprises a number of sensor supports (2) each having a sensor mounting mechanism and the same number of arms (8) fixed at each end to the sensor support. The length of each arm is proportional to pipe diameter. A pressure socket contains a sensor and holds it against a pipe wall. Independent claims are made for an inter-correlation flowmeter using the inventive sensor mounting devices and a method for mounting the flow rate sensors.

Description

DISPOSITIF DE MISE EN PLACE ET DE MAINTIEN DE CAPTEURS DE MESURE AUTOUR D'UNE TUYAUTERIE,
SON PROCEDE D'INSTALLATION ET
DISPOSITIF DE MESURE DE DEBIT DANS LADITE TUYAUTERIE
DESCRIPTION
Domaine de l'invention
L'invention concerne en premier lieu les mesures de débit par une inter-corrélation dans une tuyauterie ou une canalisation fermée et en particulier les structures porteuses des capteurs, leur mise en place et leur maintien. L'invention concerne de manière générale l'installation de capteurs de mesure contre la paroi extérieure d'une canalisation. DEVICE FOR POSITIONING AND HOLDING MEASUREMENT SENSORS AROUND PIPING,
ITS INSTALLATION PROCESS AND
FLOW MEASURING DEVICE IN SAID PIPING
DESCRIPTION
Field of the invention
The invention relates first of all to flow measurements by an inter-correlation in a closed pipe or pipe and in particular the load-bearing structures of the sensors, their installation and their maintenance. The invention relates generally to the installation of measurement sensors against the outer wall of a pipe.

Etat de la technique antérieure
Dans de nombreuses applications industrielles, les exploitants sont confrontés souvent à la mesure du débit d'un fluide circulant dans une tuyauterie, c'est-à-dire d'une canalisation complètement fermée et à l'intérieur de laquelle aucun instrument ou appareil de mesure ne peut être placé. La mesure d'un débit de fluide par inter-corrélation est une méthode couramment utilisée dans ces cas là. Elle consiste à mesurer le temps de déplacement, entre deux bornes, d'un phénomène identifié, par exemple une perturbation telle qu'un tourbillon. Si on connaît avec précision avec la section de passage et la distance State of the art
In many industrial applications, operators are often confronted with the measurement of the flow rate of a fluid circulating in a pipe, that is to say a completely closed pipe and inside which no instrument or apparatus for measure cannot be placed. The measurement of a fluid flow rate by inter-correlation is a method commonly used in these cases. It consists in measuring the travel time, between two limits, of an identified phenomenon, for example a disturbance such as a vortex. If we know precisely with the passage section and the distance

entre les bornes, le débit peut être connu avec une grande précision. Ainsi, on constitue deux jeux, séparés l'un de l'autre le long de la canalisation, d'au moins deux détecteurs ultrasonores qui identifient chacun une même perturbation hydraulique en déplacement dans la canalisation ou la tuyauterie. between the terminals, the flow can be known with great precision. Thus, two sets, separated from each other along the pipe, are formed of at least two ultrasonic detectors which each identify the same hydraulic disturbance in movement in the pipe or piping.

Pour exploiter cette technique, il est connu d'utiliser deux demi-colliers, fixés ensembles par des vis autour de la tuyauterie, pour positionner un jeu de détecteurs ultrasonores. Plusieurs jeux peuvent ainsi être placés le long de la tuyauterie. Les demi-colliers sont positionnés l'un par rapport à l'autre de façon fixe car ils sont reliés entre eux par au moins deux barres de fixation. Cependant, cette technologie de structure en berceau rigide présente plusieurs inconvénients qui sont les suivants. To exploit this technique, it is known to use two half-collars, fixed together by screws around the piping, to position a set of ultrasonic detectors. Several sets can thus be placed along the piping. The half-collars are positioned relative to each other in a fixed manner because they are interconnected by at least two fixing bars. However, this rigid cradle structure technology has several disadvantages which are as follows.

Ces colliers rigides sont liés chacun à une dimension de tuyauterie, en l'occurrence le diamètre. These rigid collars are each linked to a dimension of piping, in this case the diameter.

En conséquence, il faut construire, pour des tuyauteries de diamètres différents, à chaque fois un berceau aux cotes du diamètre externe de la tuyauterie. Consequently, it is necessary to construct, for pipes of different diameters, each time a cradle at the dimensions of the external diameter of the pipe.

Si cette tuyauterie monte en température, l'augmentation de diamètre et la longueur de la tuyauterie ne sont pas assurées ou suivies par les berceaux constitués par les deux demi-colliers si la vitesse de dilatation de ces éléments n'est pas la même que celle de la tuyauterie. Ceci peut engendrer des contraintes mécaniques importantes pouvant endommager la tuyauterie et des déplacements différentiels par glissement des détecteurs sur celle-ci, pouvant If this piping rises in temperature, the increase in diameter and the length of the piping are not ensured or followed by the cradles formed by the two half-collars if the speed of expansion of these elements is not the same as that piping. This can generate significant mechanical stresses which can damage the piping and differential movements by sliding the detectors on it, which can

endommager la surface de détection des détecteurs et invalider la mesure. damage the detection surface of the detectors and invalidate the measurement.

Si la tuyauterie n'est pas rigoureusement cylindrique, ce type de berceaux constitués par deux demi-colliers, en s'appuyant de façon non régulière sur la paroi extérieure de la tuyauterie, engendre des contraintes sur celle-ci. If the piping is not rigorously cylindrical, this type of cradles constituted by two half-collars, by pressing in an irregular manner on the external wall of the piping, creates stresses on the latter.

Ce dispositif n'est pas facilement centré avec précision sur la tuyauterie. This device is not easily precisely centered on the piping.

La force d'appui des détecteurs sur la tuyauterie n'est pas réglable. The support force of the detectors on the piping is not adjustable.

Le positionnement angulaire des détecteurs sur la périphérie de la canalisation ne peut être obtenu que par la rotation du berceau entier, ce qui peut engendrer des problèmes d'installation. The angular positioning of the detectors on the periphery of the pipe can only be obtained by the rotation of the entire cradle, which can cause installation problems.

Les détecteurs participent fortement à la tenue mécanique de l'ensemble du berceau sur la tuyauterie. En conséquence, toute sollicitation vibratoire ou sismique est encaissée localement par la surface de détection de chaque détecteur, au risque de la détériorer par glissement. The detectors strongly participate in the mechanical strength of the entire cradle on the piping. Consequently, any vibratory or seismic stress is collected locally by the detection surface of each detector, at the risk of damaging it by sliding.

Le but de la présente invention est de présenter une structure de mise en place et de maintien de capteurs différents permettant d'éviter les inconvénients ci-dessus mentionnés et de présenter un dispositif de mesure de débit fiable et facile à installer. The object of the present invention is to present a structure for positioning and maintaining different sensors making it possible to avoid the above-mentioned drawbacks and to present a reliable and easy-to-install flow measurement device.

Exposé de l'invention Un premier objet principal de l'invention est un dispositif de mise en place et de maintien de capteurs de mesure autour d'une tuyauterie, constitué d'une structure porteuse annulaire comprenant : - un nombre déterminé N de supports de capteur comportant chacun des moyens de fixation d'un capteur ; et - un même nombre déterminé N de bras, fixés par chaque extrémité à un support de capteur, la longueur des bras étant proportionnelle au diamètre ou à la taille de la tuyauterie. Disclosure of the invention A first main object of the invention is a device for installing and maintaining measurement sensors around a pipe, consisting of an annular support structure comprising: - a determined number N of support sensor each comprising means for fixing a sensor; and - the same determined number N of arms, fixed by each end to a sensor support, the length of the arms being proportional to the diameter or to the size of the piping.

Pour s'adapter à la forme et à l'état de surface de la tuyauterie, les moyens de fixation comportent : - une douille montée coulissante dans un corps de capteur, dans laquelle est placée le capteur et définissant un axe de capteur ; - des moyens d'application élastique d'une extrémité de la douille contre la paroi externe de la tuyauterie ; et - des moyens d'application élastique du capteur contre la paroi externe de la tuyauterie. To adapt to the shape and surface condition of the piping, the fastening means comprise: - a sleeve mounted to slide in a sensor body, in which the sensor is placed and defining a sensor axis; - means for elastic application of one end of the sleeve against the external wall of the piping; and - means for elastic application of the sensor against the external wall of the piping.

Dans ce cas, il est intéressant que ces deux moyens d'application soient des moyens de maintien par écrou autour d'une tige filetée, par l'intermédiaire de rondelles Belleville. In this case, it is advantageous that these two application means are means for holding by nut around a threaded rod, by means of Belleville washers.

De préférence, les moyens de maintien des deux moyens d'application utilisent des tiges filetées Preferably, the means for holding the two application means use threaded rods

communes, mais chacun deux empilages de rondelles Belleville et deux séries d'écrous. common, but each two stacks of Belleville washers and two sets of nuts.

Dans la réalisation préférentielle des supports de capteurs, chacun d'eux comporte deux premières extensions latérales diamétralement opposées, à une extrémité distale de chacune desquelles se trouve un logement destiné à recevoir une extrémité d'un bras, la forme du logement correspondant à celle de l'extrémité du bras, pour constituer un ajustement précis, l'orientation du logement définissant un axe de fixation devant être confondu avec l'axe du bras correspondant monté dans ce logement et étant orienté pour être situé dans le plan défini par les deux

premières extensions et incliné d'un angle égal à 1800 90--par rapport à l'axe du capteur, l'ensemble N étant solidarisé définitivement ou temporairement. In the preferred embodiment of the sensor supports, each of them comprises two first diametrically opposite lateral extensions, at a distal end of each of which is a housing intended to receive one end of an arm, the shape of the housing corresponding to that of the end of the arm, to constitute a precise adjustment, the orientation of the housing defining a fixing axis to be merged with the axis of the corresponding arm mounted in this housing and being oriented to be located in the plane defined by the two

first extensions and inclined at an angle equal to 1800 90 - relative to the axis of the sensor, the assembly N being permanently or temporarily secured.

Pour que la pression d'application des capteurs sur la tuyauterie soit bien répartie, les moyens d'application élastique sont uniques pour la douille d'appui et le capteur et comprennent des moyens de mise en pression comprenant : - une unique pompe ; et - un même nombre déterminé N de vérins, reliés chacun à la pompe et dont chaque piston agit sur un capteur ou une douille d'appui, les rondelles Belleville étant tarées à une pression déterminée pour empêcher un dépassement de pression susceptible de détériorer le matériel. So that the pressure for applying the sensors to the piping is well distributed, the elastic application means are unique for the support sleeve and the sensor and include pressurizing means comprising: - a single pump; and - the same determined number N of cylinders, each connected to the pump and each piston of which acts on a sensor or a support sleeve, the Belleville washers being calibrated at a determined pressure to prevent an excess of pressure liable to damage the equipment .

Un deuxième objet principal de l'invention est constitué par un dispositif de mesure de débit par A second main object of the invention consists of a device for measuring flow by

inter-corrélation dans une tuyauterie d'axe déterminé et comprenant : au moins deux dispositifs définis précédemment, placés chacun autour de la tuyauterie, les supports de capteurs d'un premier dispositif de mise en place et de maintien étant parfaitement alignés, c'est-à-dire définissant deux par deux des axes parallèles à l'axe de la tuyauterie ; et

des entretoises de longueurs égales, placées parallèlement à la tuyauterie entre les au moins deux dispositifs de mise en place et de maintien pour qu'ils soient placés chacun dans un plan perpendiculaire à l'axe de la tuyauterie, les supports de capteurs possédant chacun des deuxièmes extensions perpendiculaires aux premières extensions et possédant chacune un premier logement destiné à recevoir une extrémité d'une entretoise, la forme du logement correspondant à celle de l'extrémité de l'entretoise pour constituer un ajustement précis. inter-correlation in piping with a defined axis and comprising: at least two devices defined above, each placed around the piping, the sensor supports of a first positioning and holding device being perfectly aligned, this is that is to say defining two by two axes parallel to the axis of the piping; and

spacers of equal length, placed parallel to the piping between the at least two positioning and holding devices so that they are each placed in a plane perpendicular to the axis of the piping, the sensor supports each having second extensions perpendicular to the first extensions and each having a first housing intended to receive one end of a spacer, the shape of the housing corresponding to that of the end of the spacer to constitute a precise adjustment.

Un troisième objet principal de l'invention est un procédé d'installation de capteurs pour la mesure du débit dans une tuyauterie par inter-corrélation utilisant un dispositif de mise en place et de maintien, tel que décrit précédemment, et comprenant les phases successives suivantes : - constituer un premier dispositif de mise en place et de maintien comprenant un nombre déterminé N de bras et un même nombre déterminé N de supports de capteurs fixés entre les bras et entourant la tuyauterie pour que les douilles d'appui puissent être mises en contact avec la tuyauterie ; A third main object of the invention is a method of installing sensors for measuring the flow rate in a pipe by inter-correlation using a positioning and holding device, as described above, and comprising the following successive phases : - constitute a first positioning and holding device comprising a determined number N of arms and the same determined number N of sensor supports fixed between the arms and surrounding the piping so that the support sockets can be brought into contact with piping;

appliquer simultanément une première pression déterminée sur les douilles d'appui des supports de capteur devant recevoir un capteur, au moyen de vérins reliés à la pompe commune ; verrouiller la première pression appliquée à chaque douille d'appui en agissant sur les moyens de serrage par écrou de chaque douille d'appui ; mettre en place des capteurs dans certains supports de capteur ; appliquer simultanément une pression déterminée sur les capteurs par les vérins reliés à la pompe commune ; et verrouiller la deuxième pression appliquée à chaque capteur en agissant sur les moyens de serrage par écrou de chaque capteur. simultaneously applying a first determined pressure on the support sockets of the sensor supports to receive a sensor, by means of jacks connected to the common pump; locking the first pressure applied to each support sleeve by acting on the clamping means by nut of each support sleeve; place sensors in certain sensor supports; simultaneously apply a determined pressure to the sensors by the jacks connected to the common pump; and locking the second pressure applied to each sensor by acting on the nut clamping means of each sensor.

Pour préserver les capteurs de contraintes trop importantes, la pression appliquée aux capteurs est inférieure à la pression appliquée aux douilles. To protect the sensors from excessive stresses, the pressure applied to the sensors is lower than the pressure applied to the sockets.

Dans le cas où il est utile de constituer un dispositif de mesure de débit, tel que décrit précédemment, les opérations précédentes doivent être réitérées en utilisant des entretoises pour placer perpendiculairement entre eux les différents dispositifs de mise en place et de maintien. In the case where it is useful to constitute a device for measuring flow rate, as described above, the preceding operations must be repeated using spacers to place the various positioning and holding devices perpendicularly between them.

Liste des figures
L'invention et ses différents objets seront mieux compris à la lecture de la description suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : List of Figures
The invention and its various objects will be better understood on reading the following description, accompanied by several figures representing respectively:

- figure 1, en demi-vue, le dispositif de mise en place et de maintien de capteurs de mesure, selon l'invention, autour d'une tuyauterie ; - figure 2, en coupe, la partie centrale d'un support de capteur utilisé dans le dispositif de mise en place et de maintien de capteurs de mesure et dans le dispositif de mesure de débit selon l'invention, et représenté lors de la mise en place de la douille d'appui ; - figure 3, en coupe, le même support de capteur que celui de la figure 2, mais représenté lors de la mise en place du capteur lui-même, et figure 4, un dispositif de mesure de débit dans une tuyauterie, selon l'invention. - Figure 1, in half-view, the device for installing and holding measurement sensors, according to the invention, around a pipe; - Figure 2, in section, the central part of a sensor support used in the device for installing and maintaining measurement sensors and in the flow measurement device according to the invention, and shown during the setting in place of the support sleeve; - Figure 3, in section, the same sensor support as that of Figure 2, but shown during the installation of the sensor itself, and Figure 4, a flow measurement device in a pipe, according to invention.

Description détaillée d'une réalisation de l'invention
La figure 1 représente le dispositif de mise en place et de maintien de capteurs, selon l'invention, en demi-vue. Celui-ci est constitué principalement d'un nombre déterminé N, à savoir quatre, de supports de capteur maintenus autour d'une tuyauterie, au moyen d'un même nombre déterminé N de bras 8, auxquels ils sont fixés. La fixation des bras 8 dans le logement 4 des extensions latérales 3 des supports de capteur 2 peut être définitive, par exemple par soudage, ou temporaire, par exemple par vissage. Detailed description of an embodiment of the invention
Figure 1 shows the device for installing and holding sensors, according to the invention, in half-view. This consists mainly of a determined number N, namely four, of sensor supports maintained around a pipe, by means of the same determined number N of arms 8, to which they are fixed. The fixing of the arms 8 in the housing 4 of the lateral extensions 3 of the sensor supports 2 can be final, for example by welding, or temporary, for example by screwing.

L'ensemble constitue un étage en structure porteuse annulaire, appelée également berceau entourant la tuyauterie 1. Chaque support de capteur 2 est muni de The assembly constitutes a stage in an annular support structure, also called a cradle surrounding the piping 1. Each sensor support 2 is provided with

moyens de fixation d'un capteur 10 comprenant un corps 5 entouré de deux premières extensions latérales 3 aux extrémités de chacune desquelles se trouve un logement 4, dans lequel est emmanchée une extrémité d'un bras 8. Lorsque l'ensemble du dispositif constituant la structure porteuse annulaire est positionné correctement autour de la tuyauterie 1, la fixation définitive des bras 8 sur les extensions 3 des supports de capteurs 2 est réalisée, par exemple, par soudage. means for fixing a sensor 10 comprising a body 5 surrounded by two first lateral extensions 3 at the ends of each of which is a housing 4, in which is fitted one end of an arm 8. When the entire device constituting the annular support structure is correctly positioned around the piping 1, the final fixing of the arms 8 on the extensions 3 of the sensor supports 2 is carried out, for example, by welding.

A l'intérieur de chaque corps 5 de support de capteur 2, est fixée une douille support 6 définissant un axe A2 de capteur et destinée à recevoir une douille d'appui 12, dans laquelle sera inséré, en dernier lieu, un capteur 10. La douille d'appui 12 est montée dans la douille support 6, de manière à venir en contact avec la surface extérieure de la tuyauterie 1. Inside each sensor support body 5 2 is fixed a support sleeve 6 defining an axis A2 of the sensor and intended to receive a support sleeve 12, into which will be inserted, lastly, a sensor 10. The support sleeve 12 is mounted in the support sleeve 6, so as to come into contact with the external surface of the piping 1.

Elle est fixée dans cette position, lorsqu'une première pression déterminée Pl lui est appliquée. Par la suite, un capteur 10 est donc monté à l'intérieur de cette douille d'appui 12 et est appliqué contre la surface extérieure de la tuyauterie 1 avec une deuxième pression déterminée P2. Cet ensemble de montage permettant l'application contre la tuyauterie 1 du capteur 10 et de la douille d'appui 12 est repéré globalement sur cette figure 1 par la référence 20. Un vérin 22 est utilisé sur chaque montage 20 pour appliquer la pression nécessaire. It is fixed in this position when a first determined pressure P1 is applied to it. Subsequently, a sensor 10 is therefore mounted inside this support sleeve 12 and is applied against the external surface of the piping 1 with a second determined pressure P2. This assembly assembly allowing the application against the piping 1 of the sensor 10 and of the support sleeve 12 is generally identified in this figure 1 by the reference 20. A jack 22 is used on each assembly 20 to apply the necessary pressure.

Sur la figure 1, on constate donc qu'un tel dispositif de positionnement de capteurs constitue un berceau entourant entièrement une tuyauterie 1, en In FIG. 1, it can therefore be seen that such a sensor positioning device constitutes a cradle entirely surrounding a pipe 1, in

étant constitué d'un même nombre de supports de capteurs 2 et de bras 8. consisting of the same number of sensor supports 2 and arms 8.

Sur la figure 2, on retrouve une partie de ces éléments, à savoir la base des extensions 3, le corps 5, la douille support 6. On notera que la douille d'appui, repérée 12 sur la figure 1, est représentée sur cette figure 2 en deux parties 12A et 12B, séparées par un empilement de rondelles Belleville 13. In FIG. 2, we find a part of these elements, namely the base of the extensions 3, the body 5, the support sleeve 6. It will be noted that the support sleeve, marked 12 in FIG. 1, is represented on this FIG. 2 in two parts 12A and 12B, separated by a stack of Belleville washers 13.

Les autres éléments représentés sur cette figure 2 concernent le montage 20 constituant des moyens d'application élastique de la douille d'appui 12 contre la paroi externe de la tuyauterie 1 utilisés sur chaque support de capteur 2. En effet, une fois que chaque support de capteur 2 est positionné en regard de la surface extérieure de la tuyauterie 1, la douille d'appui doit être insérée et appliquée avec la première pression déterminée Pi, contre cette tuyauterie. En fait, c'est la partie dite inférieure 12A de la douille d'appui qui est en contact avec la tuyauterie 1, la partie supérieure 12B servant à appliquer la première pression déterminée Pl à la partie inférieure 12A. The other elements shown in this FIG. 2 relate to the mounting 20 constituting means for elastic application of the support sleeve 12 against the external wall of the piping 1 used on each sensor support 2. In fact, once each support sensor 2 is positioned opposite the outer surface of the pipe 1, the support sleeve must be inserted and applied with the first determined pressure Pi, against this pipe. In fact, it is the so-called lower part 12A of the support sleeve which is in contact with the piping 1, the upper part 12B serving to apply the first determined pressure P1 to the lower part 12A.

Pour contribuer à son immobilisation en rotation, la partie inférieure 12A de la douille d'apui possède une fente verticale 9 dans laquelle pénètre une goupille 7 fixée à la douille support 6. To contribute to its immobilization in rotation, the lower part 12A of the support sleeve has a vertical slot 9 into which a pin 7 fixed to the support sleeve 6 penetrates.

Ce montage 20 utilise donc une arrivée de pression hydraulique 21, débouchant dans le corps d'un vérin 22. Ce dernier est fixé par rapport à la douille support 6, au moyen d'au moins deux tiges filetées 25 par rapport auxquelles est fixé un flasque de piston 24 au moyen de deux écrous 26 sur chaque tige filetée 25. This assembly 20 therefore uses a hydraulic pressure inlet 21, opening into the body of a jack 22. The latter is fixed relative to the support sleeve 6, by means of at least two threaded rods 25 relative to which is fixed a piston flange 24 by means of two nuts 26 on each threaded rod 25.

Une fois que le corps du vérin 22 est ainsi fixé, la pression est appliquée au piston 23 du vérin 22, qui la transmet donc sur la partie supérieure 12B de la douille d'appui, par l'intermédiaire d'un flasque d'appui 27. Ce dernier est guidé en translation et maintenu perpendiculaire à la partie supérieure 12B de la douille d'appui, grâce aux tiges filetées 25. Ainsi, par l'intermédiaire du flasque d'appui 27, de la partie supérieure 12B de la douille d'appui et de l'empilage de rondelles Belleville 13, la première pression déterminée PI est appliquée à la partie inférieure 12A de la douille d'appui. Once the body of the jack 22 is thus fixed, the pressure is applied to the piston 23 of the jack 22, which therefore transmits it to the upper part 12B of the support sleeve, by means of a support flange. 27. The latter is guided in translation and held perpendicular to the upper part 12B of the support sleeve, thanks to the threaded rods 25. Thus, by means of the support flange 27, of the upper part 12B of the sleeve support and stacking of Belleville washers 13, the first determined pressure PI is applied to the lower part 12A of the support sleeve.

Une fois que cette première pression Pl est appliquée à la partie inférieure 12A de la douille d'appui, celle-ci est verrouillée en position, au moyen d'écrous 28 vissés chacun sur une tige filetée 25, en dessous du flasque d'appui 27, en prenant appui sur une collerette 16 de la partie supérieure 12B de la douille d'appui. On note que les parties inférieure 12A et supérieure 12B de la douille d'appui possèdent chacune une surface intérieure respectivement 14A et 14B de diamètre identique et destinées à recevoir le capteur qui doit être positionné contre la surface externe de la tuyauterie 1. Once this first pressure P1 is applied to the lower part 12A of the support sleeve, the latter is locked in position, by means of nuts 28 each screwed onto a threaded rod 25, below the support flange 27, by bearing on a flange 16 of the upper part 12B of the support sleeve. It is noted that the lower parts 12A and upper 12B of the support sleeve each have an internal surface respectively 14A and 14B of identical diameter and intended to receive the sensor which must be positioned against the external surface of the piping 1.

La figure 3 montre la phase d'installation du capteur 10 à l'intérieur des parties inférieures 12A et 12B de la douille d'appui, pendant laquelle on utilise les mêmes moyens d'application élastique. Figure 3 shows the installation phase of the sensor 10 inside the lower parts 12A and 12B of the support sleeve, during which the same elastic application means are used.

Par rapport à la figure 2, on remarque que le flasque d'appui 27 a été d'abord enlevé pour y installer de nouveaux éléments qui vont permettre de Compared to Figure 2, we note that the support flange 27 was first removed to install new elements that will allow

transmettre une deuxième pression déterminée P2 au capteur 10 par l'intermédiaire du piston 23 du vérin 22. On remarque également que les tiges filetées 25 doivent être finalement relativement longues pour permettre ce montage. transmitting a second determined pressure P2 to the sensor 10 via the piston 23 of the jack 22. It is also noted that the threaded rods 25 must ultimately be relatively long to allow this mounting.

Ce dernier s'effectue donc par l'intermédiaire d'un deuxième empilement de rondelles Belleville 33, appuyant sur le capteur 10 et comprimé par l'intermédiaire d'une pièce d'appui 32 en contact avec le flasque d'appui 27, lui-même poussé par le piston 23 du vérin 22. Cette pièce d'appui 32 est positionnée perpendiculairement à l'axe du capteur 10 par l'intermédiaire de trous pratiqués dans une collerette d'appui 34. The latter is therefore carried out by means of a second stack of Belleville washers 33, pressing on the sensor 10 and compressed by means of a support piece 32 in contact with the support flange 27, - even pushed by the piston 23 of the jack 22. This support piece 32 is positioned perpendicular to the axis of the sensor 10 by means of holes made in a support flange 34.

Une fois que la deuxième pression déterminée P2 est appliquée au capteur 10 qui s'appuie contre la surface externe de la tuyauterie. par son extrémité 10A, celui-ci est verrouillé en position au moyen d'écrous 31 vissés chacun sur une des tiges filetées 25, mais placé en dessous du flasque d'appui 27, de manière analogue au montage précédent. Une fois que le capteur 10 est en position et en pression, le matériel de montage peut être enlevé, c'est-à-dire le vérin 22 et son flasque de fixation 24, et les écrous 26 qui fixent ce dernier sur les tiges filetées 25. Once the second determined pressure P2 is applied to the sensor 10 which bears against the external surface of the piping. by its end 10A, the latter is locked in position by means of nuts 31 each screwed onto one of the threaded rods 25, but placed below the support flange 27, in a similar manner to the previous assembly. Once the sensor 10 is in position and under pressure, the mounting material can be removed, that is to say the jack 22 and its fixing flange 24, and the nuts 26 which fix the latter on the threaded rods. 25.

On comprend facilement qu'il est possible d'appliquer des pressions déterminées Pl et P2 à la douille d'appui 12,12A, 12B et aux capteurs 10, en fonction des conditions de mesure à effectuer. It is easily understood that it is possible to apply determined pressures P1 and P2 to the support sleeve 12, 12A, 12B and to the sensors 10, depending on the measurement conditions to be carried out.

Il est facile de comprendre également qu'un dispositif de mise en place et de maintien, tel que It is also easy to understand that a positioning and holding device, such as

décrit, puisse être modulable en fonction des différents diamètres de tuyauteries à l'intérieur desquelles des mesures sont à effectuer. En effet, en utilisant des bras 8 de longueurs différentes, le diamètre global du berceau constitué par chaque dispositif de positionnement et de maintien peut être modulé. described, can be flexible according to the different diameters of piping inside which measurements are to be made. Indeed, by using arms 8 of different lengths, the overall diameter of the cradle constituted by each positioning and holding device can be modulated.

En concordance, des supports de capteur peuvent être prévus avec des angles d'orientation

différents pour leurs premières extensions latérales 3, 180 à savoir 90---d'inclinaison d'une première N extension latérale 3 par rapport à l'axe général A2 du support de capteur 2, N étant le nombre de bras et supports de capteur. In accordance, sensor supports can be provided with orientation angles

different for their first lateral extensions 3, 180 namely 90 --- inclination of a first N lateral extension 3 relative to the general axis A2 of the sensor support 2, N being the number of arms and sensor supports .

En référence à la figure 4, en utilisant plusieurs dispositifs de mise en place et de maintien de capteurs selon l'invention, repérés 40, et constituant chacun une structure porteuse annulaire autour d'une tuyauterie 1, il est possible d'étudier le champ de vitesse du flux, en calculant cette dernière à partir des mesures. En effet, en disposant plusieurs de ces dispositifs les uns à la suite des autres, il est possible de suivre l'évolution du profil de vitesse le long de la tuyauterie 1, notamment par la méthode, dite par inter-corrélation, telle que décrite dans les premières pages de ce document. Le positionnement de ces différents dispositifs de positionnement et de maintien 40 peut être effectué au moyen des entretoises 41, les espaçant de façon précise et connue. A cet effet, on prévoit sur chaque support de capteur 2 deux With reference to FIG. 4, using several devices for positioning and holding sensors according to the invention, marked 40, and each constituting an annular support structure around a pipe 1, it is possible to study the field flow velocity, calculating the latter from the measurements. Indeed, by arranging several of these devices one after the other, it is possible to follow the evolution of the speed profile along the piping 1, in particular by the method, known as by inter-correlation, as described in the first pages of this document. The positioning of these different positioning and holding devices 40 can be carried out by means of spacers 41, spacing them in a precise and known manner. To this end, two sensor supports 2 are provided

deuxièmes extensions latérales 42, perpendiculaires aux premières extensions latérales 3 et à l'axe du capteur et à l'extrémité distale de chacune desquelles est prévu un logement pour recevoir une entretoise 41. second lateral extensions 42, perpendicular to the first lateral extensions 3 and to the axis of the sensor and to the distal end of each of which is provided a housing for receiving a spacer 41.

Cette méthode permet donc d'étalonner une portion de tuyauterie sur un site sensible, notamment par rapport à une modélisation sur une boucle d'essai ayant pour référence des capteurs étalons. On remarque que, si les résultats de la mesure sur site a un profil semblable aux résultats réalisés sur une maquette munie de capteurs étalons, positionnés de façon identique, la mesure réalisée sur le site présente la même précision que les capteurs étalons sur la maquette. This method therefore makes it possible to calibrate a portion of piping on a sensitive site, in particular with respect to modeling on a test loop having as reference standard sensors. It is noted that, if the results of the measurement on site has a profile similar to the results carried out on a model provided with standard sensors, positioned in an identical manner, the measurement carried out on the site has the same precision as the standard sensors on the model.

On note que les capteurs peuvent être positionnés de façons différentes, c'est-à-dire décalés angulairement par rapport à une position de référence. Note that the sensors can be positioned in different ways, that is to say angularly offset with respect to a reference position.

On pourra même envisager de prévoir des supports de capteurs permettant de présenter ces derniers de façon non perpendiculaire à la surface externe de la tuyauterie 1. We could even consider providing sensor supports making it possible to present the latter in a non-perpendicular manner to the external surface of the piping 1.

Enfin, on peut envisager de ne pas utiliser de capteur dans chaque support de capteur. Finally, one can consider not using a sensor in each sensor support.

L'exemple décrit dans cette description utilise quatre supports de capteurs 2, ce nombre pouvant être variable selon les mesures effectuées. The example described in this description uses four sensor supports 2, this number can be variable depending on the measurements made.

Seule, la géométrie des supports de capteurs est à changer en fonction du nombre de capteurs installés autour de la tuyauterie. Only the geometry of the sensor supports needs to be changed depending on the number of sensors installed around the piping.

Avantages de l'invention Ce système de positionnement et de maintien de capteurs n'est pas lié à la dimension de la tuyauterie, car il est constitué par des ensembles modulables supportant les capteurs. L'adaptation au diamètre de la tuyauterie s'effectue alors en choisissant la longueur des bras et éventuellement la géométrie des supports de capteur. Advantages of the invention This system for positioning and holding sensors is not linked to the size of the piping, since it is made up of modular assemblies supporting the sensors. The adaptation to the diameter of the piping is then carried out by choosing the length of the arms and possibly the geometry of the sensor supports.

Il est possible d'utiliser indifféremment n'importe quel point de contact sur la tuyauterie comme emplacement pour un capteur, car chacun est équipé de moyens de réglage de la pression de contact avec la tuyauterie. It is possible to use any point of contact on the piping as a location for a sensor, as each is equipped with means for adjusting the contact pressure with the piping.

Le nombre de supports de capteurs ou de contact sur la tuyauterie est modifiable sans limitation. The number of sensor or contact supports on the piping can be modified without limitation.

Le dépannage ou la réparation d'un capteur peut être effectué sans procéder au démontage ni au déréglage de l'ensemble du dispositif de mise en place et de maintien. Troubleshooting or repairing a sensor can be carried out without disassembling or adjusting the entire positioning and maintenance device.

Le positionnement et le retrait d'un capteur dans ou hors du dispositif de mise en place et de maintien selon l'invention peuvent être effectués sans démontage de celui-ci, ni déréglage des autres capteurs. The positioning and removal of a sensor in or out of the positioning and holding device according to the invention can be carried out without dismantling it, or adjusting the other sensors.

Si tous les pistons, permettant la mise en pression des gaines d'appui et des capteurs contre la paroi externe de la tuyauterie, sont reliés à une pompe unique, le berceau constitué par le dispositif de positionnement et de maintien, selon l'invention, peut If all the pistons, allowing the support sheaths and sensors to be pressurized against the external wall of the piping, are connected to a single pump, the cradle formed by the positioning and holding device, according to the invention, can

être centré automatiquement, lors de l'appui simultané de tous ces points de contact contre la tuyauterie. Les pressions d'application Pl et P2 des gaines d'appui et des capteurs peuvent être déterminées et réglées à l'avance. be centered automatically when all these contact points are pressed against the piping. The application pressures P1 and P2 of the support sheaths and of the sensors can be determined and adjusted in advance.

Le fait de dissocier les pressions d'application de chaque gaine d'appui et de son capteur permet de préserver les capteurs et en particulier leur surface de contact. En effet, en appliquant une première pression Pi aux gaines d'appui supérieure à la deuxième pression P2 appliquée aux capteurs, on permet à la majeure partie des contraintes mécaniques d'être encaissée par les gaines d'appui. La deuxième pression P2 appliquée aux capteurs peut donc être minimale pour que le contact soit efficace et que le capteur ne soit pas détérioré. The fact of dissociating the application pressures of each support sheath and its sensor makes it possible to preserve the sensors and in particular their contact surface. In fact, by applying a first pressure Pi to the support sheaths greater than the second pressure P2 applied to the sensors, most of the mechanical stresses are allowed to be absorbed by the support sheaths. The second pressure P2 applied to the sensors can therefore be minimal so that the contact is effective and the sensor is not damaged.

Le fait d'appliquer en premier la première pression Pl aux gaines d'appui avant d'appliquer la deuxième pression P2 au capteur permet à ce dernier de ne subir aucun glissement en translation, lors du réglage de la première pression Pl de la douille d'appui. Applying first pressure Pl first to the support sheaths before applying second pressure P2 to the sensor allows the latter to undergo no sliding in translation when adjusting the first pressure Pl of the sleeve d 'support.

Les rondelles Belleville des empilements repérés 13 et 34 sont tarées à une pression déterminée à l'avance et obtenues par calcul, pour empêcher tout dépassement d'une telle pression susceptible de provoquer un dommage au capteur ou à la tuyauterie. De plus, ces rondelles Belleville permettent de compenser des variations sensibles de diamètre de la tuyauterie, lors d'éventuelles dilatation dues à des variations de The Belleville washers of the stacks marked 13 and 34 are calibrated at a pressure determined in advance and obtained by calculation, to prevent any excess of such a pressure liable to cause damage to the sensor or to the piping. In addition, these Belleville washers make it possible to compensate for significant variations in the diameter of the piping, during possible expansion due to variations in

température, en maintenant constante la pression sur cette tuyauterie. temperature, keeping the pressure on this piping constant.

Bien que le dispositif de mesure décrit utilise plusieurs dispositifs de mise en place et de maintien selon l'invention, en forme de berceau, il est possible d'utiliser un seul de ces dispositifs pour constituer un dispositif de mesure d'une grandeur physique différente de celle du flux ou du débit de fluide à l'intérieur de la tuyauterie. On pense, en particulier, à la mesure de température par ultrasons. Although the described measuring device uses several positioning and holding devices according to the invention, in the form of a cradle, it is possible to use only one of these devices to constitute a measuring device of a different physical quantity. that of the flow or flow of fluid inside the piping. One thinks, in particular, of the temperature measurement by ultrasound.

Il est également possible de procéder, sur une tuyauterie verticale, à la mesure par ultrasons du niveau du fluide contenu dans cette tuyauterie. Un des buts de l'utilisation du dispositif de mesure selon l'invention reste, bien entendu, l'établissement de la cartographie du champ de vitesse du fluide évoluant à l'intérieur d'une tuyauterie.It is also possible to measure, on a vertical pipe, the level of the fluid contained in this pipe by ultrasound. One of the purposes of using the measuring device according to the invention remains, of course, the establishment of the mapping of the speed field of the fluid evolving inside a pipe.

Claims

CLAIMS 1. Device for fitting and holding measurement sensors (10) around a pipe (1), consisting of an annular support structure comprising: - a determined number (N) of sensor supports (2) each comprising means for fixing a sensor (10); and - the same determined number (N) of arms (8) fixed by each end to a sensor support (2), the length of the arms (8) being proportional to the diameter or the size of the piping.

2. Device according to claim 1, characterized in that the fixing means comprise: a support sleeve (12) slidably mounted in a sensor body (5) and in which is placed the sensor (10) and defining an axis sensor (A2); - means for elastic application of one end of the support sleeve (12) against the external wall of the piping (1); and means for elastic application of the sensor (10) against the external wall of the pipe (1).

3. Device according to claim 2, characterized in that the two elastic application means consist of a nut holding means (28,31) around a threaded rod (25) by

through stacks of Belleville washers (13, 34).

4. Device according to claim 3, characterized in that the two holding means use common threaded rods (25), two stacks of Belleville washers (13,44) and two sets of nuts (28,31).

5. Device according to claim 1, characterized in that the sensor supports (10) each comprise two first lateral extensions (3), diametrically opposite and at a distal end of each of which is a housing (4) intended to receive a end of an arm (8), the shape of the housing (4) corresponding to that of the end of the arm (8) to constitute a precise adjustment defining an axis of attachment to be merged with the axis of the corresponding arm mounted in housing and oriented to be located in the plane defined by

first two extensions (3) and inclined at an angle of 1800 90 - relative to the axis (A2) of the sensor (10), N the assembly being permanently or temporarily secured.

6. Device according to claim 2, characterized in that it comprises unique elastic application means for the support sleeve (6) and the sensor (10) comprising: - a single pump providing hydraulic pressure; and - the same determined number (N) of cylinders (22) connected to the pump and whose piston (23) acts on

the sensor (10) or the support sleeve (12), the Belleville washers (13, 31) being calibrated at a determined pressure to prevent the exceeding of a pressure liable to deteriorate the equipment.

7. Device for measuring flow in a pipe (1) of axis determined by inter-correlation, comprising: at least two devices according to claim 1, each placed around the pipe (1), the sensor supports (2) a first positioning and holding device being perfectly aligned, that is to say defining two by two axes parallel to the axis of the piping (1); - spacers (41) of equal length and placed parallel to the piping (1) between the at least two positioning and holding devices (40) so that they are each placed in a plane perpendicular to the axis of the piping (1), the sensor supports (2) each having two second extensions (42) perpendicular to the first extensions (3) and each having a housing intended to receive one end of a spacer (41), the shape of the housing corresponding to that of the spacer end (41) to constitute a precise adjustment.

8. Method for installing sensors for flow measurement by inter-correlation in a pipe, using several positioning and holding devices, as described in claim 3 and comprising the following successive phases:

simultaneously applying a first determined pressure (pal) to the support sleeves (12) of the sensor supports (2) to receive a sensor (10) by means of jacks (22) connected to a common pump; locking the first pressure (4) applied to each support sleeve (12), by acting on the clamping means by nut of each support sleeve (12); - set up sensors (10) in certain sensor supports (2); simultaneously applying a second determined pressure (P2) to the sensors (10) by the jacks (22) connected to the common pump; and - locking the second pressure (P2) applied to each sensor (10) by acting on the clamping means by nut of each sensor (10).

- constitute a first positioning and holding device (40) comprising a determined number (N) of arms (8) and the same determined number (N) of sensor supports (2) fixed between the arms (8) and surrounding the piping (1), so that the support sleeves (12) can be brought into contact with the piping (1);

9. Method according to claim 8, characterized in that the second determined pressure (P2) applied to the sensors (10) is less than the first pressure (pal) applied to the support sockets (12).

10. Method according to claim 8, characterized in that, in order to constitute a

flow measuring device, the previous operations must be repeated using spacers (41) to place the various positioning and holding devices perpendicularly between them.