Brevet FR2010781A1 — publié le 19700220

19SS6 2010781 La présente invention concerne les dispositifs de détection par courants de Foucault et plus particulièrement un dispositif de compensation électronique pour ceux-ci. Comme cela est bien connu, on a déjà utilisé dans la pra-5 tique un détecteur de débit à courants de Foucault pour détecter les passages des défauts dans les tubes, les barres, les fils et autres aatériaux métalliques* Généralement, un circuit en pont est constitué par quatre bras, deux de ces bras constituant les bobines de détection^ Lorsqu'il est alimenté avec un courant 10 alternatif (habituellement de 1 à ÎOO kc), un courant de Foucault induit est engendré dans le matériau passant à travers les dites bobines. Si les matériaux présentant des variations de débit, les modifications de 1*impédance de la bobine résultant des dits débits sont converties en une modification d'amplitude de la tension 15 alternative qui est amplifiée et détectée convenablement et ensuite enregistrée sur une bande d'enregistrement. Il est bien connu que 1'équilibre d'un pont à bobines est difficile à maintenir de façon précise lorsque: 1*/ les bobines de détection sont remplacéesj 20 2*/ un matériau nouveau traverse les bobinesj 3*/ le mtériau qui circule est arrêté ou remis en route; 4*/ la sensibilité de la détection est accrue. Plus particulièrement, un signal de détection 'précis des débits n*a pu Être obtenu sur la totalité de la longueur d*un 25 matériau métallique. Mime si on utilise an servo-mécanisme automatique usuel, 1'élimination des inconvénients ci-dessus était difficilement résolue parce que la réponse est trop lente. De ce fait, en n'a pu réussir de façon satisfaisante à obtenir une régulation automatique et converefciede l'équilibre du dit pont 30 à bobines. La présente invention envisage de résoudre,les problèmes ci-dessus. Conformément à un aspect de la présente invention, il s'esit avéré que la source à puissance variable constituée par deux composants orthogonaux est très efficace pour résoudre ces 35 problèmes lorsque cette source est insérée dans un amplificateur à bande étroite après le circuit en pont, c'est-à-dire qu'une tension non équilibrée peut être compensée électroniquement. Ceci est la caractéristique de la présente invention» Un objet de la présente invention est de fournir un dispo-40 sitif de détection de débit par courants de Foucault comportant BAD ORIGINAL 69 19556 2 2010781 an circuit monté après le pont qui permet de faire disparaître automatiquement une tension non équilibrée» • Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif détecteur de débit par courants de Foucault agissant 5 comme analyseur de phase ou de fréquence. Un objet supplémentaire de la présente invention est de fournir un dispositif détecteur de débits par courants de Foucault qui est capable de compenser les modifications de la tension de base ou les bruits extérieurs* 10 D'autres objets de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: Fig. 1 et Fig. 2 sont des schémas blocs de dispositifs détecteurs par courants de Foucault à équilibrage électronique 15 constituant, des types connus; Fig. 3 est un schéma d'un dispositif détecteur par cou» rants de Foucault à'équilibrage automatique conforme à la pré— sente invention; Fig. 4 est un schéma bloc appliquant le circuit de l'in-20 vention à un dispositif; Fig. 5 est un schéma bloc qui constitue un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention; Fig. 6 est un mode de réalisation réel du circuit partiel dans la figure 5; \ 25 Fig. 7 représente le second circuit' de la source de puis sance commun aux figures 1 à S, c'est-à-dire,, le détail de la source de puissance variable désignée par la référence 20 dans le,s figures 1 à 5. Se référant maintenant aux figures 1 et 7, un circuit en 30 pont 1 comportant deux bobines de détection (non représentées) est alimenté par un oscillateur à haute fréquence 15t par l'intermédiaire d'une source de puissance 29 'Le débit de ce pont 1 est alimenté à un oscilloscope à rayoïïs cathodiques (constituant un dispositif de contrôle y 5-, aperès Amplification par un amplifi-3S- càteur à bande étroite 3 et si'sîùltaiîéttent à ^îes redresseurs synchrones 6» 10 et 11.' Dans ce cas. le débit en courant continu du di'i redresseur synchronie lO est mis en coïncidence avec le même composant de pûas® cki dit-débit"'Se poat l pa.r réglage du changeur de phase serais fixé 8 ©t devies€ 1&■seconde source ; de puissance 40 aesuré-int le coapesaB'îv «s ©.ise phase â± ^ ORIGINAL^ 69 19556 3 2010781 amplificateur à coefficient variable (13) constituant une source à puissance variable* D'autre part, le signal de base du redresseur synchrone 11 est fourni par un circuit 9 engendrant deux composants orthogonaux, c'est-à-dire un changeur de phase de 90°* 5 Un tel débit de courant continu du dit redresseur 11 constitue une source de puissance qui assure le composant avec une différence de phase de 90#* Ceci constitue un amplificateur à coefficient variable 13 formant source de puissance* Comme mentionné ci-dessus, les deux tensions alternatives constituées par deux cca-lO poaaots *ï«ti sont orthogonaux, sont réglées par les amplificateurs à coefficient d'amplification variable 12 et 13 et sont ensuite additionnées vectoriellement dans un additionneur 14* Le débit du dit additionneur 14 est alimenté au dit pont 1 et est réglé automatiquement de manière que le débit du dit pont 1 soit tou-15 jours nul* Le circuit de la figure 2 constitue un mode de réalisation modifié dans lequel le changeur de phase semi-fixe est inséré entre l'amplificateur à bande étroite 3 et le redresseur synchrone 6 au lieu de la position dans la figure 1* 20 Les figures 1 et 2, comme mentionné ci-dessus, représentent des circuits de base comportant un système d'équilibrage automatique qui sont connus* Il a cependant été trouvé, à la suite de nombreuses expériences, que si la seconde source de puissance 20 ci-dessus est insérée dans l'amplificateur à bande étrodte 3, la 25 stabilité de la détection des débits peut être meilleure que celle des figures 1 et 2* Les circuits des figures 3, 4 et 5 sont des modes de réalisation permettant d'atteindre l'objet ci-dessus* Mime si le circuit en pont 1 n'est pas équilibré, le réglage du point zéro du dit amplificateur à bande étroite 3 peut 30 être assuré automatiquement sans influence nuisible sur le dit pont 1 de détection des débits* La figure 4 représente un schéma bloc dans lequel la seconde source de puissance de la figure 7 est appliquée à un dispositif antérieurement connu* Afin de décrire les parties qui 35 différent de celles de la figure 3, la référence 21 désigne un circuit oscillateur local et les deux références 22 et 23 des circuits mélangeurs de fréquence respectivement* Dès lors, lorsque certains débits sont détectés par le dit pont 1, le débit est introduit vers le dit circuit mélangeur 23, simultanément le 40 débit de l'oscillateur local de fréquence qui a une fréquence 69 19556 4 2010781 voisine de l'oscillateur 15 ci-dessus est également alimenté au dit circuit mélangeur 22, dans lequel le signal de sortie est converti en une fréquence qui est la somme ou la différence par rapport k la dite fréquence oscillante locale* Un tel signal con-5 verti est amplifié par le dit amplificateur à bande étroite 3 et est ensuite introduit dans le redresseur synchrone 6* Au contraire, le débit du dit oscillateur local 21 est introduit dans le second circuit mélangeur de fréquence 23 ensemble avec le signal de base du dit oscillateur 15. Le débit du dit circuit mélangeur 23 mélangé aussi bien que celui de l'autre circuit mélangeur 22 est envoyé au dit redresseur synchrone 6 par l'intermédiaire du changeur de phase* Le débit final 7 est alors utilisé comme signal pour l'enregistrement* Ainsi, étant donné que la fréquence intermédiaire de l'oscillateur local 21 est constante, cela suffit pour fixer la seconde source de puissance 20 ci-dessus sur la seule fréquence intermédiaire* En conséquence, même si la fréquence de détection du débit est altérée, il est inutile de modifier la dite seconde source de puissance 20* La stabilité de circuit de figure 4 est très bonne. Le circuit de figure 5 est le circuit de détection qui convient le mieux pour détecter des débits de mtériaux. La caractéristique du circuit de la figure 5 consiste à remplacer le dit redresseur synchrone 6 par un circuit d'addition 6* et ,à ajouter un circuit de blocage et un circuit d'écrêtage* La partie en pointillé est représentée dans la figure 6 sous forme d'un mode de réalisation pratique. Si le débit du circuit d'addition se trouve modifié, on comprend que la limite inférieure du débit du circuit de blocage est modifiée et le débit du circuit d'écrêtage est alors provoqué. En conséquence, en ajoutant de plus un circuit 25 réglant le dit niveau du circuit de blocage 24, les modifications du débit du dit circuit d'addition 6' peuvent être compensées immédiatement et n'avoir aucune influence sur le dit circuit d'écrêtage 26. Dans.le cas de la figure 6, il suffit de régler le dit niveau de blocage afin que la limite du débit de blocage soit maintenue à. une valeur constante inférieure au potentiel de la masse. Au cours d'expériences, il s'est avéré que d'autres combinaisons de circuits pouvaient être utilisées, par exemple celles ci-après. 69 19556 s 2010781 A X C Am X C A1 X C ■ V X C Bl* X C B X C B1 X C (Fig. 5) Bm X C 5 dans lesquelles: A : est un dispositif de pont à bobines à équilibrage automatique (figure 1); B : est un dispositif avec insertion de la seconde source de puissance (figure 6) dans un amplificateur à bando étroite; ÎO C : est un dispositif dans lequel on remplace le redres® seur synchrone par un circuit d'addition| 1 t est un dispositif concernant la phase de détection du débit j m> est un dispositif utilisant un changeur de fréquence 15 connu* Ainsi une combinaison de la seconde source de puissance comme décrite ci-dessus et d'une unité de blocage comportant «n circuit d'addition permet de réaliser un dispositif de détection du débit par courants de Foucault de qualité élevée. aM3 69 19556 6 2010781 REVENDICATIONS 1»- Un détecteur ûs débit par courants de Foucault coapen-sé électroniquement comprenant un circuit en pont, une source de puissance qui alimente le circuit en pont caractérisé en ce qu'il 5 conporte un amplificateur â bande étroite pour le débit du circuit en pont avec des redr-jaseurs sysicliroass, un ©feangeur ds phase seiai-fiKc pour la phase ds base et la pâmse signal, des aaplifi* cateurs â coefficient d'amplification variable qui peuvent • être modifiés sur le. base du débit ds efecqucî redresseur "synchrone, un lO additionneur dans lequel les débits des anplific&teurs à coefficient d'amplification variable sont ajoutés vectoriellenent et qui aliaente 12 amplifie a tec.» à bande étroite et un générateur de deîii: composante qui sont e-rihogonaax 1 'îîh â l'autre et qui coopèrent avec les redresseurs syxjcaroneo respectivement» 13 2.® Un détecteur de débit par égarants de Foucault compen sé électroniquement selon la revendication 1 caractérisé en ce qîîe deux changeurs de fréq^sce avec an oscillateur local sont iasêrés dans 1© circuit do fsréqueaes ûq base sur le côté de sortie du circuit en pont. 2G 3.«® Un détecteur de débit par courants de Foucault compen sé électroniquement selon la revendieation 1 caractérisé en ce que 1g redresseur synchrone L la sorti® ££ 4»- Ué détecteur ds débit pasr eearants de Foucault compen sé électroniquement ®®ï©e la reven&e&ti«»> 3 caractérisé en ce que la seconde source ds puissance est insérée dans le circuit erii pont. 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