Brevet FR2025010A1 — publié le 19700904

La présente invention concerne un capteur de mesure pour la surveillance coontinue de l'épaisseur, autrement dit du diamètre, de la densité, de l'homogénité etc...d'une mèche de fibres textiles. On connaît depuis longtemps des capteurs de mesure de type manométrique pour la détermination des cotes d'objets soliaes, et pour la détermination du niveau des liqui- des. -Lors de la mesure des cotes d'objets solides, un jet d'air qui s'écoule hors d'une tuyère est dirigé vers l'objet à mesu- rer > la distance entre l'objet et la tuyère étant déterminante pour le résultat de la mesure. L'effet d'arrêt qui s'exerce sur l'écoulement de l'air et qui diffère selon la distance, est mesuré, soit sous la forme d'une pression d'arrêt, soit sous là forme d'une variation de débit, cela avec un manomètre ou un dispositif de mesure des débits, et l'indication de l'appareil de mesure est représentative de la distance entre l'objet mesuré et la. tuyère Une variation de la distance se traduit donc par une validation de l'indication qui représente cette distance. Selon une loi qui est déterminée par la fonction de transfert entre l'antichambre et la tuyère de mesure, autrement dit selon la section de l'antichambre relativement au produit du périmètre par la distance de la tuyère de mesure, En outre, dans un étroit domaine de variation, la variation de l'indication de distance peut être considérée comme proportionnelle à la variation correspondante de la distance effective. L'invention vise à réaliser un tel capteur de mesure, qui permette la surveillance de l'épaisseur d'une mèche de fibres textiles. L'organe de mesure selon l'invention est caractérisé par un corps creux dont la paroi est destinée à entourer la mèche de fibre textile qui est tirée au travers de la chambre de ce corps creux, un orifice de sortie de l'air, qui débouche dans la chambre dudit corps creux et qui peut être relié à une source de fluiae de mesure, étant conçu de telle sorte que l'air qui s'écoule hors de l'orifice forme un jet qui a la forme d'une nappe conique. L'invention sera décrite ci-après de façon plus détail- lée, en se référant aux dessins ci-annexés, lesouels sont fournis à titre purement illustratif et non limitatif et dans lesquels La figure 1 est une vue partiellement coupée d'un premier mode possible de réalisation d'un capteur de mesure selon l'invention. La figure 2 est une vue partiellement coupée dtun second mode possible de réalisation d'un capteur de mesure selon l'inven tion. La figure 3 représente schématiquement le montage en série de deux capteurs de mesure. La figure 4 représente schématiquement un montage, comprenant également deux capteurs de mesure qui sont alors dispo sés en parallèle. La figure 1 représente un capteur manométrique de mesure 1, comprenant un corps 2, avec un passage central de forme conique 5 pour la mèche à mesurer, ce -passage se terminant par un tronçon d'alésage cylindrique 4. Dans le corps est ménagé, en coopération avec un chapeau annulaire antérieur 5 qui est monté à la presse sur la surface cylindrique 6 dudit corps'5 un canal annulaire 7 et une fente 8 de passage de l'air qui va en se ré trécissant progressivement. La fente 8 débouche approximativement au milieu de l'alésage central cylindrique qui est formé par le corps 2 et le chapeau annulaire 5, et fait un angle d'approximativement 45 avec l'axe de cet alcsage. Le canal anulaire 7 est relié par un raccord 9 et par un dispositif de mesure du débit ou de la pression (non représenté) avec une source d'air, qui n'est pas non plus représentée-ici. L'air qui s'écoule par le raccord 9 et le canal annula.- re 7 sort radialement de la fente annulaire 8. Si à cet écoulement radial de l'air s' oppose le corps cylindrique élastique constitué par la mèche de fibre qui est amenée à traverser la tuyère de me sure, une certaine contre-pression est exercée par la mèche de fibre sur l'écoulement de l'air, avec en contre-partie une cer taine déformation de la mèche, qui rétablit l'équilibre. Une partie de l'air s'échappe en traversant la mèche Du fait de cet air oui traverse la mèche, on a une certaine pression antagoniste sur l'enveloppe de la mèche, laquelle pression varie en fonction dela densité de la mèche.La résistance opposée à l'écoulement de l'air au travers de la mèche participe, au prorata de la densité, à la constitution. de lapression dynamique d'arrêt, et par conséquent, à l'indication du dispositif concernant l'epaisseur de la mèche. Etant donné que cette mesure s'éffectue sur toute la circonférence, et pratiquement datis ia totalité du volume, il n'y a paE de risque de mesure virtuelle, qui représenterait par exemple la projection d'une mèche de fibre perpendiculairement à la direction de l'écoulement. Tout défaut d'homogénéité de la section est pris en compte; et il est indiqué sous la forme d'une différence de vol.u,ne. La fente annulaire est disposée te teile sorte que le rideau d'air constitue une nappe conique, dont l'angle d'ouverture par rapport à l'axe central est compris entre zéro et 90 , la pointe du cône devant encore se trouver à l'intérieur de l'alésage cylindrique. Cette disposition de la fente annulaire a l'avantage que, du fait de l'action d'entraînement de l'air soufflé au travers de la fente annulaire le déplacement de la mèche av. travers de la tuyère se trouVe facilité . Toutefois, il va de soi ou l @ on obtient la sensibilité maximale de la mesure pour un angle ae 90 par rapport à l'axe central. Dans la disposition qui est décrite ci-dessus, la. surfa- ce de la mèche de fibre textile n'est pas perturbée, et le trans- port s'en trouve fortement facilité. I1 y a encore lieu de mentionner qu en lien et place de la fente annulaire 8, on peut utiliser dos orifices multiples qui sont répartis sur la circonfèrence, et qui reproduisent la dispo- sition géométrique du la fente annulaire. Un tel système condui- rait toutefois à une réduction de la sensibilité du capteur. Le capteur de mesure qui est représente par la figure 2 se distingue du capteur de mesure selon la figure I par le fait que la fente annulaire 8 est réglable. Ce résultat est par exemple obtenu en munissant le corps 2 et le chapeau antérieur annulaire 5 d'un filetage 10, les pas de ces filetaes ayant une différence d'environ 0,05 mm. On peut alors faire varier la largeur de la fente 8 en faisant tourner l'écrou de réglage il. On a besoin d'une telle possibilité de réglage lorsqu'il s'agit de mesurer avec le même capteur des mèches de types différents. Dans la disposition qui est montrée par la figure 3, deux capteurs 12 et 13 snt disposés en série, les raccords de ces deux capteurs étant connectés à un système différentiel. Avec une telle disposition, on a la possibilité de surveiller l'action d'un banc d'étirage qui est représenté symboliquement par quatre cylindres 15, 16, 17 et l8 sur une mèche 19. Avec unie disposition de ce genre, seule compte la différence entre l'entrée et la sortie de la mèche 19, et l'étirage reste donc toujours proportionnel. Si l'étirage doit apporter une certaine régularité des matériaux, on utilise la disposition selon la figure 4 dans laquelle une mèche étalon 21 est tirée au travers du capteur 20 est comparée avec une mèche effective 23 qui est tirée au travers d'un second capteur 22, les raccords des deux capteurs étant également reliés à un dispositif différentiel 24. Les dispositions précités à double capteur procureront une meilleure uniformité que les systèmes à un soul capteur, étant donné que d'éventuelles fluctuations de pression dans les deux capteurs provoqueront les même fluctuations de la grandeur mesurée. 1 Capteur de esure pour la surveillance continue de l'épaisseur dùne mèche de fibres textiles, caractérisé par un corps creux dont la paroi est destinée a eontourer la mèche de fibres qui est tirée au travers de la chambre dudit corps, un orifice de sortie de l'air, qui débouche dans ladite chambre et qui peut être relIé à une source de fluide de mesure, étant con de telle sorte que l'écoulement de l'air a la sortie dudit orifice forme une nappe conique. 20 Procédé d'utilisation du capteur de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise deux capteurs de mesure qui sont reliés de telle sorte que seule soit indiquée la différence entre les débits ou les pressions dynamiques fournies par ces capteurs. 30 Capteur de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de sortie qui déDoucile dans la chambre du corps est constitué par une fente annulaire qui fait un angle compris entre O et 900 avec l'axe dudit corps. 40 Capteur de rrcsurc selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 3, caractérisé en ce que la fente de sortie de l'air va en se rétrécissant graduellement dans le sens de l'écoulement. 5 Capteur de mesure selon la revendIcation 1, caracté- risé en ce que la fente annulaire peut être reliée, par le moyen d'un canal annulaire oui est prévu dans le corps, avec la source de fluide de mesure. 60 Capteur de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie de l'air a lieu par des orifices qui sont répartis selon la circonférence du corps creux et oui forment un angle de O à 90 avec l'axe central du capteur. 7 Capteur selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que la chambre Intérieure du corps comprend en comptant dans le sens de passage de la mèche de fibres, une par- tie conique Qui est suivie par une partie cylindrique, la fente annulaire débouchant dans ladite partie cylindrique, 80 Capteur dc mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section globale de passage de la sortie de l'air est réglable. 90 Capteur de mesure selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 3 à 8, caractérisé en ce que le corps creux comprend un corps principal avec une partie frontale de forme cylindrique sur laquelle est monté à la presse un chapeau annulaire antérieur, ces deux éléments coopérant pour définir le canal annulaire et la fente annulaire d'injection d'air qui lui succède. 10 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux capteurs sont montés en série, une même mèche étant tirée au travers des deux capteurs. 11 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux capteurs sont montés en parallèle, une mèche étalon étant tirée au travers du premier capteur,alors qu'une mèche effectivement utilisée est tirée au travers du second.