Brevet FR2037219A1 — publié le 19701231

70.09692 2037219 La présente invention est relative à un dispositif d'orientation pourvu d'une pièce attachée à un fil -de suspension ayant un faible couple de torsion, la dite pièce supportant un ou plusieurs instruments. Plus spécialement, la pré-5 sente invention vise à stabiliser la direction horizontale de la pièce. Des dispositifs sont déjà connus dans lesquels une pièce»pouvant tourner autour d'un axe vertical, a son azimuth stabilisé au moyen d'un dipôle magnétique qui a été 10 fixé à la dite pièce. De tels dispositifs sont utilisés dans les compas magnétiques. Avec des compas magnétiques, la pièce contenant le dipôle magnétique est appelée la carte et la construction est telle que le plan dans lequel la carte tourne 15 normalement est horizontal. Cependant, puisque, sur des zones très importantes, la direction du champ magnétique de la terre est loin d'être horizontale, on a, sur les compas magnétique, pris des mesures en vue d'empêcher la carte de prendre une position dé-20 viant fortement de la position horizontale. De ce fait, on introduit nécessairement une certaine raideur dans le système oscillatoire formé par la carte et sa suspension, et l'expérience montre,en conséquence,que même des compas construits de façon compliquée et ingénieuse peuvent difficilement avoir des périodes d'oscillation 25supérieures à 5 secondes. A cause de ceci, des compas magnétiques sont impropres à stabiliser la direction d'instruments de mesure servant à mesurer des phénomènes de vagues et de courants en pleine eau, par exemple en mer, ces instruments de mesure ne pouvant pas être montés complètement fixes, par exemple parce qu'ils sont dans 30 des bouées flottantes ou qu'on les a suspendus à un câble pendant d'un bateau ou analogue. Les périodes d'oscillation des mouvements en pleine eau peuvent aller jusqu'à environ 15 secondes. Lorsqu'on utilise des compas gyros-copiques dans de nombreuses applications,comme par exemple des 35 installations de mesure travaillant indépendamment et pendant longtemps sans intervention humaine, par exemple dans des bouées de mesure, des difficultés surgissent à propos de l'alimentation en énergie. L'invention tend à stabiliser 40 l'orientation horizontale de la partie suspendue par des moyens 70 09692 2037219 qui soient insensibles à presque toutes les périodes d'oscillation apparaissant dans les phénomènes de vagues et de courant en pleine eau, spécialement en mer, les dits moyens n'exigeant pas d'alimentation en énergie« Ainsi, il devient possible de mesurer exacte-5 ment des phénomènes de vagues et de courant pour autant qu'il soit question de leurs directions. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'orientation comportant une pièce attachée à un fil de suspension ayant un-faible couple de torsion, cette pièce sup-10 portant un ou plusieurs instruments, dispositif caractérisé en ce qu'un dipôle magnétique pouvant tourner librement autour d'un axe horizontal, et étant autour de cet axe en équilibre neutre par rapport au champ de la pensateur, est monté sur la pièce» Il est apparu que par l'applica-15 tion de la présente invention, il existait la possibilité de réaliser de façon simple des périodes d'oscillation de l'ordre de 40 à 50 secondes parce que la rotation autour de l'axë horizontal n'est pas du tout influencée par des couples de rotation exercés autour d'un axe horizontal sur le dipôle magnétique, ^es résultats favora-20 bles se sont avérés compatibles avec une très importante stabilisation de l'orientation horizontale de la pièce jusqu'à des inclinaisons du champ magnétique terreste de 80°, ce qui signifie que le champ magnétique fait un angle de 10° avec le verticale» Grâce au faible couple de torsion 25 du fil de suspension, 1'orientation de la pièce suspendue par rapport à la composante horizontale du champ magnétique terrestre peut être maintenue même lorsque l'on fait tourner le point de suspension du fil de suspension autour d'un axe vertical sur un angle assez large. Dans l'utilisation de l'invention, une petite rai-30 deur du fil de suspension à la flexion est admissible parce que le fil n'a pas besoin d'exercer de contre-réaction envers tin quelconque moment de flexion autour d'un axe horizontal. Il est clair qu'un faible couple de torsion et une faible raideur à la flexion iront généralement de pair. 35 Par application de la présente in vention, il est possible d'utiliser complètement les grandes périodes d'oscillation que l'on peut obtenir en suspendant le système mobile dans un liquide dans lequel il flotte presque. Ceci a peu d'efficacité lorsqu'il s'agit de s'opposer à des couples de fle-40 xion autour d'un axe horizontal^comme c'est le cas avec des compas 70 09692 2037219 traditionnels, tandis que, suivant la présente invention, une compensation de poussée par flottation allant jusqu'à 1 foQest efficace. Cela revient à dire que le système mobile a un. poids qui est seulement de 1 ^supérieur au poids du volume de liquide déplacé par 5 lui» Cette compensation est spécialement efficace parce que, grâce à elle, l'épaisseur du fil et par suite sa rigidité à la flexion et à la torsion peuvent être très réduites» Un mode de réalisation de l'invention est représenté,à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins 10 ci-joints, dans lesquels s = la figure 1 est une vue latérale partiellement en coupe le long de la ligne I - I de la figure 2 9 ~ la figure 2 est une vue de des-15 sus du dispositif suivant la figure 1. Sur la figure 1,on a indiqué par 1 un récipient sphérique dans lequel, au moyen d'une baguette 2 et d'un fil 3 ayant une faible rigidité de torsion et de flexion, on a suspendu une plateforme 4 formant la pièce pouvant tourner au-20 tour d'un axe horizontale La dite plateforme 4 porte quelques instruments de mesure 5° Suivant la présente invention, la dite plateforme est pourvue d'un axe horizontal 6 sur lequel un barreau aimanté 7 a été monté de façon à pouvoir tourner librement» L'ensemble 2-6 en entier est submergé dans un liquide 8 remplissant tout 25 le récipient 1» Les pièces 4, 5, 6 et 7 ont un poids total pres-qu'équivalent au poids du liquide qu'elles déplacent» Etant donné que les barreaux aimantés en acier ont généralement un poids spécifique important, il est difficile de faire flotter exactement tout l'ensemble. C'est 30 pourquoi l'aimant 7 est composé d'une poudre ferro~magnétique incorporée dans un matériau léger. Il est aussi possible de prévoir que la pièce 7 comporte une ou plusieurs chambres de gaz fermées hermétiquement, cette caractéristique étant de préférence utilisée en combinaison avec le fait d'incorporer des pièces ferro-magnéti-35 ques dans un matériau léger. De cette façon, on parvient à ce que l'aimant lui-même flotte de façon relativement exacte dans le liquide et à ce qu'il n'y ait pas besoin d'effectuer un équilibrage extraordinairement exact de la plateforme dans le liquide. Il est évident que la caractéristique consistant à donner au dipôle un 40 poids spécifique ajusté au poids spécifique du liquide a à peine 70 09692 4 2037219 de signification dans les compas conventionnels où l'on est toujours en présence d'une rigidité considérable à la flexion et où la poussée de flottation est adaptée à un degré considérablement plus faible que dans la présente invention. présente invention peuvent être de nombreuses sortes. Il est également possible que seulement une partie d'un instrument, par exemple une bobine, engendrant un champ magnétique alternatif, soit montée sur la pièce suspendue et qu'une pièce d'instrument coopé~ 10 rante, telle qu'une ou plusieurs bobines détectant le champ magnétique engendré, soit disposée ailleurs. pas limitée aux exemples de réalisation ci^dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et 15 d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1'invention. 5 Les instruments utilisés dans la Bien entendu, l'invention n'est 70 09692 j 203721-9 R E V B B D I C A T I 0 ïï S. 1° - Dispositif dcorientation, pour compas magnétiques comportant une pièce attachée à un fil de suspension ayant un faible couple de torsion3 cette pièce supportant un ou plusieurs 5 instruments, dispositif caractérisé en ce qu'ion dipôle magnétique pouvant tourner librement aatour d'un axe horizontal, et étant autour de cet axe en équilibre neutre par rapport au champ de la pesanteurs est monté sur la pièce0 2° - Dispositif suivant la revendication 1, 10caractérisé en ce que la pièce a été montée dans un récipient de liquide dans lequel elle flotte presque. 3° - Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le dipôle magnétique pris dans son ensemble a un poids spécifique sensiblement égal à celui au liquide.