Brevet FR2012280A1 — publié le 19700320

La présente invention est relative à un appareil pour la détection d'un objet. La détection d'objets est quelquefois nécessaire pour des dispositifs a'exploration ou des dispositifs de mesure de longueur ou de vitesse, par exemple dans un laminoir pour barres d'acier afin de détecter les barres qui quittent le laminoir. On a proposé auparavant de détecter la présence d'un objet chaud rayonnant, -ou l'interruption par un objet d'un faisceau de rayonnement, au moyen d'un appareil de détection ayant un seul détecteur fixe. Toutefois, cet appareil que l'on proposait précédemment n'est capable de donner qu'une très faible information relative à l'objet. L'invention a pour objet un appareil pour la détection d'un objet, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour explorer deux trajets voisins parallèles et des moyens pour produire, en réponse à des variations de rayonnement le long de chaque trajets des signaux associés respectivement aux dits trajets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels la Fig. 1 représente schématiquement un appareil suivant un mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 2 est une représentation graphique des signaux produits par l'appareil de la Fig. 1 ; et la Fig. 3 représente une variante de l'appareil de la Fig. 1 suivant un autre mode de réalisation de l'invention. En se référant à la Fig. 1, une lentille 1 est utilisée pour donner une image de deux petites zones 4 et 5 d'une table 16 de laminoir (représentée en traits interrompus), à travers deux ouvertures 2 et 3 respectivement. Derrière ces ouvertures sont disposés deux dispositifs photo-électriques 17 et 18 respectivement, dont la réponse électrique est proportionnelle à l'intensité du rayonnement passant par les ouvertures , ctest-à-dire au rayonnement provenant des deux petites zones de la table du laminoir examiné. Les dispositifs photo-électriques 17 et 13 sont reliés respectivement à des amplificateurs 6 et 7 et les sorties des deux amplificateurs 6 et 7 sont appliquées respectivement à des circuits de mise en forme 13, 14, puis à un circuit logique 15. Les dispositifs photo-électriques 17 et 18 sont avantageusement des photodiodes connectées chacune au circuit de polarisation de l'amplificateur associé 6 ou 7. Les amplificateurs 6 et 7 sont des amplificateurs d'impulsions classiques conçus pour délivrer une tension de sortie lorsque la résistance de la photodiode associée 17 ou 15 diminue suffisamment, ctest-à-dire lorsqu'une intensité de rayonnement suffisante frappe la photodiode. Les deux petites zones de la table de laminoir exposée aux photodiodes 17 et 18 sont constamment changées le long des trajets 10 et 11 respectivement, transversalement par rapport à la table de laminoir par des moyens de balayage se présentant sous la forme d'un miroir rotatif 8 à quatre faces qui réfléchit les images sur un miroir fixe 9 lequel à son tour réfléchit les images vers la lentille 1. Les trajets 10 et 11 peuvent se recouvrir légèrement. Si une barre 12 chauffée au rouge occupe la position (i) par rapport aux trajets balayés, il y a suffisamment de rayonnement provenant de la barre 12 et dirigé vers la photodiode 18 pour que l'amplificateur 7 produise un signal de sortie alors qu'il n'y a pas suffisamment de rayonnement dirigé vers la photodiode 17 pour que l'amplificateur 6 produise un signal de sortie. Comme le rayonnement provenant de la barre 12 frappe par intermittence la photodiode 18, du fait de la rotation du miroir 8, le signal de sortie de l'amplificateur 7 est une série d'impulsions. Si une barre 12 se trouve dans la position(ii) par rapport aux trajets balayés 10 et 11 les deux amplificateurs 6 et 7 produisent un signal de sortie. D'une manière analogue lorsqu'une barre est dans la position (iii) seul l'amplificateur 6 produit un signal de sortie. L'ensemble 15, utilisant des techniques classiques de logique électronique, peut détecter laquelle des trois conditions ci-essus (i, ii ou iii de la Fig. 1) est désirée. Par exemple si l'on désire détecter l'extrémité avant d'une barre (condition i), la sortie du circuit logique aura la forme représentée à la Fig. 2. On remarquera que dans ce cas le dispositif ignore les barres se trouvant dans les positions (ii) ou (iii)- de ia Fig. 1, c'est-à-dire que le dispositif détecte l'avant d'une barre même si les autres barres se tournent sur le trajet balayé. En (i), (ii) et (iii), sur la Fig. 2, sont représentés les signaux des amplificateurs 6, 7, des circuits 13, 14 de mise en forme d'impulsions et du circuit logique 15 en réponse aux objets se trouvant respectivement dans la position (i), (ii) et (iii) de la Fig. 1. Les circuits 13, 14 de mise en forme d'impulsions et le circuit logique 15 peuvent avantageusement être combinés en un circuit logique "MEL série 1011 sous forme de circuits agencés en blocs (pour l'état 1) afin de produire un signal de sortie seulement si l'amplificateur 7 se trouve à l'état logique "1" et l'amplificateur 6 se trouve à l'état "O". Le circuit logique est pourvu d'un circuit à retard pour retarder le signal de sertie de 40 sec, de sorte que si la photodiode 18 est moins sensible que la photodiode 17 et par suite les bords avant des impulsions de sortie de l'amplificateur 7 sont en retard sur les bords avant des impulsions de sortie de l'amplificateur 6, une détection erronée soit empêchée. Avec l'appareil décrit ci-dessus, les longueurs de balayage sont limites par les bords des ouvertures 2 et 3 Toutefois cet agencement présente l'inconvénient que les limites des balayages peuvent ne pas être suffisamment précises pour certaines applications, étant donné que la lentille 1 est agencée de manière à donner sur les photodiodes 17 et 18 des images de points où les barres 12 à détecter peuvent être présentes et d'autres objets quelconques (par exemple des bords des ouvertures 2) entre les dits points de sorte que la lentille apparalt comme n'étant pas mise au point sur les photodiodes. Ainsi, les bords des ouvertures 2 apparaissent hors du foyer et il est impossible d'obtenir un blocage franc et donc simultané des deux balayages.Les balayages peuvent donc être de longueurs inégales et par conséquent un objet (c'est-à-dire une barre chaude) à détecter se trouvant au voisinage de l'extrémité d'un balayage peut être détecté par une seule des photodiodes au lieu de deux. Le circuit logique 15 reçoit alors une fausse information et donne un signal de sortie incorrect. La variante de l'aPsareil, rePréSentée à la Fi 3, dont les porr;an les mêmes références. parties qui sont les mêmes que celles de la Fig. 1/ a été conçue pour éviter une telle imprécision. Dans cette variante, le miroir tournant 8 est entrainé par un moteur 19 par l'intermédiaire d'une courroie d'entraRnement 20 et d'une broche sur laquelle est monté le miroir. Un disque découpeur 22 comportant quatre ailettes éga lement espacées sur sa périphérie, est également monté sur la broche 21.Une source 23 de rayonnement infra-rouge et un détecteur 24 de rayonnement infra-rouge sont disposés de part et d'autre du disque 22 dans des positions telles que les ailettes du disque empochent par intermittence le rayonnement de la source 23 de frapper le détecteur 24. Ce dernier donne un signal de sortie seulement lorsqu'aucune ailette ne se trouve entre lui et la source. La sortie du détecteur est amplifié, et appliquée au circuit logique 15 pour empêcher celui-ci -de délivrer un signal de sortie. Le disque 22 est placé sur la broche 21 de telle manière que chaque ailette corresponde à une face du miroir.Le bord avant de chaque ailette détermine le moment ou le signal de sortie du circuit logique cesse d'être inhibé, et ainsi le point de départ réel de chaque balayage, et doit par conséquent être réglé avec précision par rapport à la face correspondante du miroir. La largeur de 1'ailette détermine le temps pendant lequel le signal de sortie du circuit logique n'est pas inhibé, et par conséquent la longueur réelle du balayage. Des circuits en bloc MEL série 10 peuvent encore être utilisés pour assurer la fonction des circuits 13 et 14 de mise en forme d'Impulsions et du circuit logique 15, le circuit logique combiné étant cette fois adapté pour produire un signal de sortie seulement si l'amplificateur 7 est à l'tat logique , l'amplificateur 6 est à l'état logique "O" et s'il n'y a pas de signal d'inhibition provenant du détecteur 24. L'appareil qui vient d'être décrit assure l'inhibition du signal de sorte du circuit logique pendant les périodes pendant lesquelles les deux balayages seraIent autrement influencés par le-r borde d'ule fenêtre d'un bottier d protection pour les moyens de balayage. Bien que la longueur réelle des balayages soit rd- duite: l'appareil assure qu'il y aura une réponse des deux photododes aux extrémités des balayages si un objet se trouve sur les trajets de balayage. Comparé avec les dispositifs de détection proposés precédem- ment, qui ont un seul détecteur fixe, qui sont incapables de distinguer un objet détecté d'un autre ou de fournir une information quelconque relative à la forme ou la position d'un objet détecté dans le champ de vision du détecteur3 les modes de réalisation de tinvention, qui viennent autre décrits, du fait qu'ils balayent deux trajets et traitent l'information résultante comme décrit plus haut, peuvent être utilisés, par exemple, pour détecter la présence d'un ou de plusieurs objets fixes ou en mouvement et l'extrémité d'un ou de plusieurs objets, et peuvent faire partie d'un dispositif de mesure de la longueur d'une barre d'acier chaude rayonnante se déplaçant longitudinalement qui quitte un laminoir, même si d'autres barres semblables sont placées parallèlement à elle dans la région explorée. Alors que les modes de réalisation décrits plus haut étaient conçus à l'origine pour détecter des barres chaudes portées au rouge, en utilisant le rayonnement rouge et infra-rouge provenant de celles-ci, un appareil semblable pourrait être utilisé pour détecter un objet quelconque de forme analogue en détectant les variations de rayonnement qui résultent de la lumière réfléchie par l'objet et par le fond, la lumière étant fournie par l'éclairage normal d'une usine ou éventuellement par des lampes spécialement disposées à cet effet. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la détection d'objets, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour balayer deux trajets voisins parallèles et des moyens pour produire, en réponse aux variations du rayonnement le long de chaque trajet, des signaux respectivement associés aux dits trajets. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens sensibles aux signaux sont prévus pour indiquer la présence ou l'absence de l'objet sur chacun des trajets. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de balayage sont agencés pour balayer les deux trajets en synchronisme, et les moyens sensibles aux signaux sont agencés pour comparer les signaux provenant des deux trajets. 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens sensibles aux signaux sont constitués par un circuit logique. 5. Appareil suivant l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour inhiber les moyens sensibles aux signaux aux limites des balayages et au voisinage de ces limites. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de balayage comprennent un miroir tournant et des moyens d'entrainement pour déplacer le miroir mobile afin d'assurer le balayage des trajets, les moyens d'inhibition comprennant un volet monté de manière à être déplacé par les moyens d'entralnement entre une source de rayonnement et un détecteur de rayonnement, en synchronisme avec le déplacement du miroir. 7. Appareil suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le miroir et le volet sont montés de manière à être entralnés en rotation par les moyens d'entralnement, le miroir étant à plusieurs faces et le volet comportant des ailettes correspondant aux faces du miroir.