FR2462710A1 - Procedes et dispositifs pour mesurer localement des vitesses instantanees d'un fluide electroconducteur, notamment d'un metal fondu - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET DES PROCEDES ET DES DISPOSITIFS, POUR MESURER LOCALEMENT DES VITESSES INSTANTANEES D'UN FLUIDE ELECTROCONDUCTEUR. UN DISPOSITIF SELON L'INVENTION COMPORTE UN CAPTEUR DE VITESSE 1, PLACE A L'EXTREMITE D'UNE CANNE CREUSE 2. LE CAPTEUR 1 COMPORTE UN PETIT BARREAU CYLINDRIQUE FERROMAGNETIQUE 3, DE PREFERENCE UN AIMANT PERMANENT, D'AXE , ET AU MOINS UN COUPLE D'ELECTRODES 4A, 4B, QUI SONT ISOLEES ET DONT LES EXTREMITEES AA SONT DENUDEES ET DISPOSEES AUX EXTREMITES D'UN DIAMETRE TRANSVERSAL DU BARREAU. LE BARREAU 3 ET LES ELECTRODES 4A, 4B, SONT DISPOSES DANS UN BOITIER CYLINDRIQUE 5. ON MESURE LA TENSION ENTRE LES ELECTRODES 4A ET 4B QUI EST PROPORTIONNELLE A LA COMPOSANTE DE LA VITESSE PERPENDICULAIRE A L'AXE ET AU DIAMETRE AA. UNE APPLICATION EST LA MESURE DES VITESSES AU SEIN D'UN METAL FONDU.

Description

La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour mesurer localement des vitesses instantanées d'un fluide électroconducteur, notamment d'un métal fondu.

Le secteur technique de l'invention est celui de la mesure des vitesses et des débits d'écoulement d'un fluide électroconducteuv,et plus particulièrement d'un fluide à haute température.

Dans la suite de l'exposé, on se référera, plus particulièrement, à la mesure des vitesses et des débits des métaux et alliages métalliques fondus, qui constituent un domaine d'applications particulièrement avantageux des capteurs de vitesse et de débit selon l'invention.

I1 est précisé que ce choix n'entraîne aucune limitation de l'invention et que les capteurs selon l'invention peuvent être utilisés pour mesurer des vitesses et des débits au sein de n'importe quel fluide électroconducteur, notamment au sein de fluides chauds, tels que des plasmas ou des hydrates salins fondus qui sont utilisés pour stocker de la chaleur sous forme de chaleur latente de fusion.

Les capteurs de vitesse et de débit les plus utilisés, à ce jour, sont, soit des capteurs de pression différentielle du type tube de
Pitot, soit des anémomètres à fil chaud.

Les tubes de Pitot ne peuvent pas être utilisés au sein d'un métal ou d'un hydrate salin fondu. En effet, il se produit une solidification du métal ou de l'hydrate salin à l'intérieur des tubes qui se bouchent.

Les anémomètres à fil chaud sont basés sur une mesure de variation de résistance électrique dûe à une variation de température des fils et leur sensibilité, aux hautes températures, est très réduite.

Dans de nombreux problèmes pratiques, on cherche à mesurer localement, au sein d'un métal fondu, le module et la direction du vecteur vitesse. C'est le cas, par exemple, pour étudier les mouvements de convection à l'intérieur d'un four de fusion ou d'affinage d'un métal. C'est également le problème à résoudre pour mesurer, par exemple, les débits de coulée d'un métal fondu et, notamment, pour construire des appareils automatiques, qui permettent d'interrompre une coulée lorsqu 'une quantité de métal suffisante pour remplir un moule, s'est écoulée.

Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens qui permettent de mesurer localement le module et la direction des vitesses instantanées, au sein d'un fluide électroconducteur et, notamment, au sein d'un fluide à haute température, par exemple d'un métal en fusion.

Cet objectif est atteint au moyen d'un procédé suivant lequel on place au sein du fluide en mouvement un capteur de vitesse comportant un petit barreau cylindrique, en un matériau ferromagnétique, ayant un axe géométrique longitudinal et au moins un couple d'électrodes isolées, dont les deux extrémités sont disposées en deux points diamétralement opposés dudit barreau et définissent un premier axe transversal, on crée un champ magnétique, sensiblement parallèle audit axe longitudinal, et on mesure la différence de potentiel entre les deux électrodes, laquelle est proportionnelle à la valeur instantanée de la composante de la vitesse suivant un deuxième axe transversal perpendiculaire audit axe longitudinal et au premier axe transversal.

Lorsque la direction de la vitesse est inconnue, on mesure les composantes de la vitesse suivant trois directions trirectangulaires et on en déduit le module et la direction du vecteur vitesse.

Pour mesurer les composantes de la vitesse suivant trois directions trirectangulaires, on effectue une première mesure de la composante Ux, suivant un axe ox en plaçant le capteur de telle sorte, que les extrémités des deux électrodes soient placées le long d'un axe oy perpendiculaire à Ox, et que l'axe géométrique du capteur soit disposé suivant un axe Oz, perpendiculaire aux axes Ox et Oy.

On fait ensuite tourner le capteur de 90 autour de l'axe géométrique, et on mesure la composante Uy de la vitesse suivant l'axe Oy.

On fait, enfin, tourner le capteur et le champ magnétique autour de l'axe Ox et on mesure la composante Uz de la vitesse suivant l'axe Oz.

Un dispositif selon l'invention comporte un capteur de vitesse qui est placé au sein du fluide électroconducteur en mouvement et qui comporte - un petit barreau cylindrique, en un matériau ferromagnétique, ayant un axe
géométrique longitudinal, - des moyens pour créer, dans ledit barreau, un champ magnétique sensiblement
parallèle audit axe géométrique, - etau moins un couple d'électrodes placé dans une gaine isolante, dont les
deux extrémités sont dénudées et sont disposées aux deux extrémités d'un
diamètre transversal dudit barreau où elles viennent au contact dudit fluide
en mouvement, - et ledit dispositif comporte, en outre, des moyens pour mesurer la différence
de potentiel entre les deux électrodes de chaque couple d'électrodes, laquelle
est proportionnelle à la composante de la vitesse suivant l'axe perpendicu
laire audit axe longitudinal et audit diamètre transversal.

De préférence, le barreau cylindrique est un aimant permanent.

Selon un mode de réalisation préférentiel, un capteur selon l'invention comporte deux couples d'électrodes dont les extremités dénudées sont disposées respectivement aux deux extremités de deux diamètres transversaux du barreau,perpendiculaires entre eux.

De préférence, un capteur selon l'invention comporte un boîtier cylindrique , coaxial avec ledit barreau, à l'intérieur duquel sont placés ledit barreau et lesdites électrodes, lesquelles traversent ledit bottier isolant en deux points diamétralement opposés pour chaque couple d'électrodes.

L'invention a pour résultat la mesure locale des vitesses instantanées, au sein d'un fluide électroconducteug notamment dans un fluide à haute température et plus particulièrement au sein d'un métal ou d'un alliage métallique fondu. Elle a également pour objet de nouveaux capteurs de vitesse et de nouveaux dispositifs équipés de ces capteurs.

Un premier avantage des capteurs de vitesse selon l'invention, tient au fait que leur composition permet de les construire entièrement en matériaux qui résistent bien aux hautes températures.les électrodes peuvent être placées dans une gaine isolante en magnésie, ou en tout autre oxyde réfractaire, et l'extrémité des électrodes qui est en contact avec le fluide peut être construite en un métal électroconducteur, ayant une température de fusion élevée;par exemple en platine.

le barreau, en matériau ferromagnétique, peut être composé d'un alliage ou d'un ferritequi résiste bien à la température, sans perdre ses propriétés magnétiques. Dans le cas où l'on doit mesurer des vitesses à une température inférieure à 7000, le barreau ferromagnétique peut être composé dtinmatériau ferromagnétique, utilisé couramment pour construire les aimants permanents ou des noyaux d'électro-aimant, et, ayant généralement une température de Curie de l'ordre de B0 à 8000. Ainsi, on peut mesurer les vitesses dans des métaux fondus, tels que bismuth, cadmium, coesium, gallium, indium, potassium, Pithium, sodium, mercure, plomb, rubidium, étain, zinc.Pour des applications à température plus élevée, on peut choisir des alliages spéciaux ayant un point de Curie plus élevé.

les capteurs de vitesse selon l'invention délivrent une tension électrique qui varie de façon très proportionnelle en fonction de la composante de la vitesse à mesurer et, ceci, dans une plage de vitesses allant des vitesses très faibles, de l'ordre de quelques millimètres à la seconde, à des vitesses de plusieurs mètres par seconde, c'est-à-dire sur toute la plage des vitesse que l'on rencontre dans la pratique industrielle courante.

Des essais systématiques, en laboratoire, ont montré, par ailleurs, que le coefficient de proportionnalité est indépendant de la température dans la plage comprise entre la température ambiante et une tempé- rature de l'ordre de 7000.

Ces memes essais ont montré que le coefficient de proportionnalité est indépendant des propriétés physiques du métal fondu, telles que la viscosité ou la conductivité électrique. Il faut cependant que le fluide soit électroconducteur, mais dans la plage de conductivité des métaux et alliages métalliques, le coefficient de proportionnalité est indépendant de la valeur de la conductivité électrique. il en résulte que l'étalonnage d'un capteur de vitesse selon l'invention est valable pour tous les cas d'utilisation courants et qu'il peut être facilement réalisé en laboratoire par exemple dans un bain de mercure.

Des essais, en laboratoire, ont également montré que les pro priétés dynamiques d'un capteur de vitesse selon l'invention, sont très bonnes et que le signal électrique suivait très fidèlement les variations de vitesse pour des fréquences allant jusqu'a 100 Hz. Toutes ces propriétés font que les capteurs de vitesse selon l'invention sont très bien adaptés à de très nombreux cas pratiques où se posent des problèmes de mesure de vitesse et de débit, dans un métal fondu ou dans un fluide électroconducteur.

Le signal électrique délivré par un capteur de vitesse selon l'invention reproduit analogiquement,de façon très fidèle, les variations de vitesse du fluide au point où il est placé, et les dispositifs selon l'invention constituent destraisducteursde vitesse ou de débit en un signal électrique. De plus, les dimensions d'un capteur selon l'invention sont très réduites, de l'ordre de 5 mm de diamètre et de 1 cm de longueur, de sorte que leur présence, au sein du liquide, ne perturbe pas sensiblement l'écoulement et que l'on peut déplacer le capteur en divers points d'une veine fluide pour obtenir des mesures de vitesses locales et explorer un champ de vitesses.

Lorsque la direction de la vitesse est inconnue, il est possible, avec un capteur selon l'invention, de mesurer les composantes de la vitesse Ux, Uy et Uz selon trois axes trirectangulaires et d'en deduire la direction et le module de la vitesse. Toutes ces propriétés permettent d'utiliser les capteurs selon l'invention pour contrôler des écoulements de métaux fondus, en utilisant les signaux délivrés par les capteurs, soit pour actionner des appareils indicateurs, soit des alarmes, soit même des automatismes ou des asservissements. On peut, également, utiliser des capteurs de vitesse selon l'invention pour étudier des mouvements ou des écoulements de métaux fondus, dans diverses applications pratiques et industrielles encore mal connues.A titre d'exemple, les capteurs selon l'invention peuvent servir à étudier les mouvements de eonseetiondans le sodium liquide qui circule dans les échangeurs de chaleur, utilisés dans certains réacteurs nucléaires, ou bien les phénomènes de remous et de brassage électromagnétique qui se produisent dans les fours de fusion à arc ou à induction.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif des exemples de réalisation et de mise en ceuvrede dispositifs selon l'invention.

La figure 1 est une figure géométrique.

les figures 2 à 4 sont des coupesaxialeset transversales d'un capteur de vitesse selon l'invention.

La figure 5 est une coupe axiale d'une variante de réalisation d'un capteur de vitesse selon l'invention.

la figure 6 est une figure géométrique.

Les figures 7, 8 et 9 illustrent trois étapes de la mesure de la direction et du module de la vitesse en un point.

La figure 10 est une coupe axiale d'une variante de réalisation d'un capteur de vitesse selon l'invention.

La figure 1 est une figure géométrique qui permet d'expliquer les notations utilisées, les fondements théoriques de l'invention et de décrire les étapes d'un procédé selon l'invention.

Le problème à résoudre est de mesurer localement la vitesse U en un point 0, situé au sein d'un fluide électroconducteur en mouvement . On suppose, pour l'instant, que l'on connaît la direction du vecteur vitesse U et que la mesure recherchée est celle du module |U|, lui, qui qui est un cas fré- quent, en pratique, dans tous les cas, où l'on désire connaître la grandeur de la vitesse d'un écoulement, le long d'un conduit, la direction de la vitesse étant alors parallèle aux génératrices de ce conduit.

Le fluide électroconducteur est par exemple un métal fondu ayant une température de fusion inférieur à 700" C.

Pour effectuer cette mesure, on plonge dans le métal fondu un capteur de vitesse 1 placé à l'extrémité d'une canne 2. Ce capteur de vitesse comporte un petit barreau cylindrique 3, qui a un axe géométrique A et par exemple une longueur de 5 mm et un diamètre de 2mm. Le barreau 3 est en un matériau ferromagnétique. Le capteur 1 comporte au moins un couple d'électrodes 4a et 4b qui sont isolées. Les extrémités A-et A' des deux électrodes sont disposées en deux points diamétralement opposés au barreau 3 et elles définissent un premier axe transversal Ox qui est perpendiculaire à l'axe A.

Les extrémités A et A' des électrodes sont dénudées et en contact électrique avec le fluide en mouvement. On crée, dans le barreau 3, un champ magnétique
H qui est sensiblement parallèle à l'axe A du barreau. Selon un mode de réalisation préférentiel, le barreau 3 est un aimant permanent ayant un axe de polarisation magnétique confondu avec l'axe géométrique A. Selon un autre mode de réalisation, le barreau 3 est un noyau en fer doux d'un électroaimant.

il apparait entre les électrodes 4a et 4b une différence de po tentiel ou tension V qui est proportionnelle au module |U|de ulve la vitesse U.

Si U n'est pas dirigée suivant l'axe transversal Oy perpendiculaire à l'axe Ox, la tension V est proportionnelle à la composante uyi de la vitesse suivant l'axe Oy. La tension V représente analogiquement la vitesse instantanée au point 0. En déplaçant le capteur au sein du liquide, on peut mesurer les vitesses locales en différents points d'un fluide en mouvement.

L'interprétation théorique simplifiée de ce résultat, est la suivante
La vitesse U étant parallèle à un axe, par exemple à l'axe Oy, on relève la tension VAA' qui apparaît entre deux points AA' disposés suivant un axe Ox perpendiculaire à l'axe Oy.

La tension AA' est proportionnelle à la composante Ex suivant l'axe Ox d'un champ induit, dérivant d'un potentiel, qui est lié par une relation linéaire à la composante suivant l'axe Ox du champ électromoteur U t. La tension VAA' est donc en conséquence proportionnelle à la composante Ux de-la vitesse suivant l'axe Oy. Ce résultat s1 explique par un effet magnéto-hydrodynamique dû à la création d'une couche limite sur la paroi extérieure du capteur qui se comporte comme un obstacle cylindrique.

Le barreau 3 peut être électroconducteur, et dans ce cas, une partie du courant induit traverse le barreau. il peut également entre isolant et, dans ce cas, le courant circule autour barreau dans le fluide électroconducteur.

La figure 2 représente une coupe partielle axiale d'un capteur de vitesse selon l'invention. La figure 3 est une coupe transversale décrochée selon II II de la figure 1.

Les parties homologues à celles de la figure 1, sont représentées par les mêmes repères.

On retrouve la sonde 1 placée à l'extrémité d'une canne creuse 2, dans laquelle passent les électrodes 4a et 4b. On retrouve également, le petit barreau cylindrique 3, d'axe A, qui est, dans ce cas, un aimant permanent dont l'axe magnétique est l'axe A.

L'aimant 3 est enfermé à l'intérieur d'un boîtier cylindrique 5, en un matériau amagnétique, qui est coaxial avec le barreau 3.

Par exemple, le boîtier 5 est en acier inoxydable, ou en acier réfractaire, pour des capteurs destinés à etre plongés dans un métal fondu, ayant une température inférieure à 7000C.

Chaque électrode comporte par exemple un fil conducteur 4a, 4b qui est enfermé à l'intérieur d'une gaine 6a, 6b, par exemple une gaine en acier inoxydable, avec un garnissage isolant, en magnésie compactée, 7a 7b, qui sépare le fil de la gaine.

Les électrodes sont placées à l r intérieur de la canne creuse 2 et à l'intérieur du boîtier 5 dans l'espace intermédiaire entre le boîtier et le barreau 3.

L'extrémité inférieure de chaque électrode traverse le boîtier 5 en deux points diamétralement opposés, de sorte que les extrémités dénudées A et A' des deux conducteurs 4a et 4b affleurent à la surface extérieure du boîtier et sont placées au contact du fluide électroconducteur, dans lequel le capteur est plongé Le boîtier 5 a par exemple une longueur extérieure de 6mm et un diamètre extérieur de 2,5 mm.

La figure 4 est une coupe décrochée selon II II d'une variante de réalisation d'un capteur selon l'invention qui comporte deux couples d'électrodes, un premier couple 4a, 4b, dont les extrémités dénudées A et
A' sont disposées aux extrémités d'un premier diamètre transversal D1, et un deuxième couple 8a, 8b dont les extrémités B B' sont disposées aux deux extrémités d'un deuxième diamètre transversal D2 perpendiculaire au diamètre D1.

La présence d'un boîtier 5, qui enveloppe les électrodes et le barreau 3, est un mode de réalisation préférentiel.

Ce boîtier présente l'avantage de protéger le barreau aimanté ou l'électro-aimant d'une éventuelle corrosion par le fluide électroconducteur.Le choix du matériau composant le boîtier peut être guidé dans certain cas spécifiques par la nature chimique du fluide. il est précisé que la présence d'un boîtier n' est pas indispensable.

La figure 5 est une coupe axiale d'une variante de réalisation d'un capteur de vitesse selon l'invention. Dans cet exemple, le barreau cylindrique 3 est un aimant permanent d'axe A.

il est traversé sur une partie de sa longueur par un perçage borgne 9 et de plus, par un perçage transversal 10, qui recoupe le perçage 9.

Le perçage 9 comporte à son extrémité supérieure un contre perçage 11, dans lequel pénètre la canne creuse 2. Les électrodes 4a et 4b sont enveloppées dans un garnissage isolant et réfractaire 7a, 7b, comme dans le cas de la figure 2, et elles sont logées à I'intérieur des perçages 9 et 10 Les extrémités dénudées A et A' débouchent aux deux extrémités opposées du perçage transversal 10. Bien entendu, le barreau 3 peut comporter deux perçages transversaux 10, perpendiculaires l'un à l'autre, et le capteur selon la figure 5 peut alors comporter deux couples d'électrodes 4a, 4b et 8a, 8b comme dans le cas de la figure 4.

La figure 6 est une figure géométrique destinée à expliquer comment on peut mesurer, à la fois, le module et la direction de la vitesse U, lorsque la direction de celle-ci est inconnue. Soit le vecteur vitesse U en un point 0, et soit un système de coordonnées trirectangulaires fixes Ox,
Oy et Oz f est l'angle du vecteur vitesse avec l'axe Oz.

U est la projection du vecteur U sur le plan xoy et e est l'angle du vecteur U', avec l'axe Oy. Ux, Uy et Uz sont les projections respectives du vecteur U sur les trois axes Ox, Oy et Oz. On rappelle que la connaissance des valeurs de Ux, Uy et Uz suffit à déterminer à la fois le module |U|, lui, qui est égal à

et les angles f et e, d'après les équations
Ux = U sin f sin e
Uy = U sin f cos e
et Uz = U cos f
Les figures 7, 8 et 9 montrent les étapes successives du procédé qui permet de mesurer successivement les composantes Ux, Uy et Uz, avec un capteur selon l'invention comportant un seul couple d'électrodes AA'.On expliquera ensuite les étapes d'un procédé simplifié, dans le cas où la sonde comporte deux couples d'électrodes AA' et BB'.

On suppose donc, d'abord, qu'on utilise une sonde 1, selon les figures 2 ou 5, comportant un seul couple d'électrodes AA'.

On place d'abord la sonde au point 0, qui est le point où l'on veut déterminer la vitesse locale. L'axe A de la sonde est parallèle à l'axe vertical Oz et on choisit comme axe fixe Oy, l'axe parallèle à la droite AA' c? est cette position qui est représentée par la figure 7.

On mesure la tension V1 entre les électrodes A et A'. Cette tension V1 est proportionnelle à la composante de la vitesse qui est perpendiculaire à la fois à l'axe A, qui est parallèle au champ H et à l'axe AA'.

V1 est donc proportionnel à la composante Ux.

On fait ensuite pivoter la sonde 1 d'un quart de tour autour de l'axe A, pour l'amener dans la position de la figure 8, où la droite AA' est parallèle à l'axe Ox. On mesure la tension V2, qui apparaît entre les électrodes AA',et V2 est proportionnel à la composante Uy. On fait alors
pivoter la sonde 1 d'un quart de tour autour de la droite AA', pour l'amener
dans la position de la figure 9. Le champ H est alors parallèle à l'axe Oy
et la tension V3 entre les électrodes A et A' est proportionnelle à la
composante Uz.

Si l'on utilise une sonde 1 comportant deux couples d'électro
des AA' et BB', les opérations sont plus simples.

On place la sonde, d'abord, dans la position selon la figure
8 et l'on mesure, d'une part, la tension entre les électrodes AA' qui est
proportionnelle à Uy et d'autre part, la tension entre les électrodes BB', qui est proportionnelle à Ux. On fait alors pivoter la sonde d'un quart de tour autour de AA' ou de BB', par exemple autour de AA' pour passer à la position de la figure 8 et la tension mesurée entre A et A' est alors proportionnelle à la composante Ux.

Dans le cas d'un liquide incompressible, la relation div.U = O permet de connaître la troisième composante Uz de la vitesse, en mesurant seulement deux composantes Ux et Uy et donc avec une seule position d'une sonde comportant deux couples d'électrodes AA' et BB', d'où l'intéret particulier des sondes équipées de deux couples d'électrodes, qui constituent un mode de réalisation préférentiel d'un capteur selon l'invention.

la figure 10 est une coupe axiale d'une variante de réalisation d'un capteur selon l'invention. Dans cette variante, le barreau 3 est placé à l'intérieur d'une bobine 13, qui est connectée sur deux conducteurs 12a et 12b, qui permettent de l'exciter et de créer, dans le barreau 3, un champ magnétique H parallèle à l'axe géométrique A du barreau et de la bobine. Un des conducteurs 12b traverse par exemple la bobine 3 par un alésage axial. Le noyau 3 et la bobine 13 sont disposés à l'intérieur d'un boîtier 5 et le capteur comporte, soit un couple d'électrodes 4a, 4b qui traversent le boîtier et qui débouchent en deux points A et A' diamétralement opposés, soit deux couples d'électrodes dont les extrémités AA' et
BB' sont disposées aux extrémités de deux diamètres perpendiculaires, comme dans l'exemple de la figure 4.

Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers éléments constitutifs des capteurs qui viennent d'etre décrits à titre d'exemple, pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les memes fonctions.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour mesurer localement les vitesses instantanées d'un fluide

électroconducteur, notamment d'un métal fondu, caractérisé en ce que

l'on place au sein dudit fluide en mouvement un capteur de vitesse

comportant un petit barreau cylindrique en un matériau ferromagnétique,

ayant un axe géométrique longitudinal et au moins un couple d'électrodes

isolées dont les deux extrémités sont disposées en deux points diamé

tralement opposés dudit barreau et définissent un premier axe transver

sal ; on crée un champ magnétique sensiblement parallèle audit axe

longitudinal et on mesure la différence de potentiel entre les deux.

électrodes, laquelle est proportionnelle à la valeur instantanée de

la composante de la vitesse suivant un deuxième axe transversal per

pendiculaire audit axe longitudinal et au premier axe transversal.

22 - Procédé selon la revendication 1 pour mesurer localement la valeur ab-

solue et la direction de la vitesse instantanées d'écoulement d'un

fluide électroconducteur, notamment d'un métal fondu, caractérisé en ce

que on effectue une première mesure de la composante Ux de la vitesse,

suivant un premier axe transversal par le procédé selon la revendica

tion 1, on fait ensuite pivoter le barreau d'un quart de tour autour

de son axe longitudinal et on mesure la différence de potentiel entre

les deux électrodes qui est proportionnelle à la valeur instantanée de

la composante Uy de la vitesse, suivant un deuxième axe transversal,

et on fait ensuite pivoter le barreau, ainsi que le champ magnétique,

d'un quart de tour autour de l'axe transversal passant par les extrémi-

tés des deux électrodes, et on mesure à nouveau la différence de poten

tiel entre ces deux électrodes, laquelle est proportionnelle à la compo

sante Uz de la valeur instantanée de la vitesse, suivant un troisième

axe perpendiculaire aux deux autres.

3 - Dispositif pour mesurer localement les vitesses instantanées d'écoule

ment d'un fluide électroconducteur, notamment d'un métal fondu, carac

térisé en ce qu'il comporte un capteur de vitesse qui est placé au sein

dudit fluide en mouvement et qui comporte

- un petit barreau cylindrique en un matériau ferromagnétique ayant un

axe géométrique longitudinal,

- des moyens pour créer dans ledit barreau un champ magnétique sensible

ment parallèle audit axe géométrique,

- et au moins un couple d'électrodes placées dans une gaine isolante,

dont les deux extrémités sont dénudées et sont disposées aux deux

extrémités d'un diamètre transversal dudit barreau où elles viennent

au contact dudit fluide en mouvement,

- et ledit dispositif comporte en outre des moyens pour mesurer la

différence de potentiel entre les deux électrodes de chaque couple

d'électrodes, laquelle est proportionnelle à la composante de la

vitesse, suivant l'axe perpendiculaire audit axe longitudinal et

audit diamètre transversal.

4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bar

reau est un aimant permanent.

5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé

en ce que ledic capteur comporte deux couples d'électrodes dont les extré

mités dénudées sont disposées respectivement aux deux extrémités de deux

diamètres transversaux perpendiculaires entre eux.

6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé

en ce que ledit capteur comporte, en outre, un boîtier cylindrique, coa

xial avec ledit barreau, à l'intérieur duquel sont placés ledit barreau

et lesdites électrodes, lesquelles traversent ledit boîtier en deux points

diamétralement opposés pour chaque couple d'électrodes.

7 - Dispositif selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que ledit

capteur comporte une bobine alimentée en courant électrique qui entoure

ledit barreau.

8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé

en ce que ledit barreau comporte un perçage axial et au moins un perçage

transversal qui se recoupent, et lesdites électrodes isolées sont dispo

sées à l'intérieur de ces perçages et les extrémités dénudées de chaque

couple d'électrodes débouchent aux deux extrémités opposées de chacun

desdits perçages transversaux.

9 - Procédé pour mesurer localement la valeur absolue et la direction de la

vitesse instantanée d'écoulement d'un fluide électroconducteur, notam

ment d'un métal fondu, au moyen d'un capteur de vitesse selon la reven

dication 5, comportant deux couples d'électrodes AA' et BB', caracté

risé en ce que l'on place au sein dudit fluide ledit capteur

de vitesse et on mesure la tension V1 entre les électrodes AA' qui est

proportionnelle à la composante Uy de la vitesse selon BB' et la tension

V2 entre les électrodes BB', qui est proportionnelle à la composante Ux

de la vitesse suivant l'axe AA', on fait ensuite pivoter la sonde aucour

d'un axe transversal passant par les extrémités d'un couple d'électrodes,

et on mesure la tension qui apparaît entre des deux électrodes, laquelle

est proportionnelle à la composante Uz de la vitesse, suivant le

troisième axe parallèle à la position initiale de l'axe géométrique de

la sonde.

10 - Procédé pour mesurer localement les trois composantes Ux, Uy et Uz

de la vitesse instantanée d'écoulement d'un fluide électroconducteur

incompressible, notamment d'un métal fondu, au moyen d'un capteur de vi

tesse selon la revendication 5, comportant deux couples d'électrodes

AA' et BB', caractérisé en ce que l'on place ledit capteur au sein

dudit fluide et on mesure les tensions V1 et V2 qui apparaissent, res

pectivement, entre les électrodes AA' et BB' et qui sont proportionnel

les aux composantes de la vitesse Ux et Uy suivant deux axes perpen

diculaires entre eux, et on en déduit la composante Uz, suivant un

troisième axe perpendiculaire au deux autres-, d'après la relation

Div. t = O