Brevet FR2049097A1 — publié le 19710326

La présente invention, fournit un capteur de vitesse pour mesurer la vitesse de rotation d'un rotor à palettes, ce capteur comprenant une tête détectrice adaptée pour être montée à prolimité des palettes, une bobine émettrice disposée dans la tête détectrice, un oscillateur à haute fréquence pour engendrer des oscillations dans la bobine émettrice, uns bobine réceptrice disposée dans la tête détectrice et disposée par rapport à la bobine émettrice de telle sorte que le signal d'entrée à la bobine réceptrice varie suivant qu'une palette se trouve ou non à proximité de la tête détectrice, et des moyens pour dériver un signal numérique comme signal de sortie de la bobine réceptrice. Le capteur engendre ainsi un signal numérique de sortie, qui est représentatif de la vitesse de rotation du rotor, et qui peut être utilisé pour donner une indication de cette vitesse de rotation, ou bisn pour commander le rotor ou autre élément associé à celui-ci. De préférence, l'agencement est tel que le signal d'entrée s la bobine réceptrice soit nul en l'absence d'une palette. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention dans son. application au contrôle des palettes non ferreuses, à savoir les palettes de basse pression et de pression intermédiaire du compresseur d'un moteur à turbine à gaz. Le signal numérique de sortie du capteur de vitesse peut être utilisé pour permettre la commande du moteur en conjugaison avec d'autres paramètres de celui-ci. Ce mode de réalisation est représenté au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel î les Fig* 1 et 2 montrent respectivement des capteurs destinés à être utilisés avec les palettes montées sur les rotors à basse vitesse et à vitesse intermédiaire du compresseur ; la Pig. 3 est un schéma d'ensemble ; la Pig. 4 montre les capteurs des Fig. 1 et 2 montés sur le compresseur ; et la Pig. 5 montre une variante de capteur. On voit à la Pig. 1 des vues dans trois directions perpendiculaires entre elles d'un capteur 10 destiné à détecter les palettes du rotor 16 (Fig. 4) de l'arbre du compresseur à basse pression d'un moteur à turbine à gaz. Le capteur 10 comprend une tête détectrice 11, une bride 12 percée de trous 13 destinés à recevoir des tenons 14 (Fig. 4) pour le fixer au carter 15 du compresseur à basse pression, et un connecteur 1? pour le relier à un ensemble électronique situé à une certaine distance. La Figî 2 montre un capteur 100 pour détecter l'un des étages des palettes de rotor 18 (Fig. 4) montées sur l'arbre à pression intermédiaire du compresseur. Le capteur 100 est dans son ensemble analogue au capteur 10, et il est également monté sur le carter 15, mais il comporte un prolongement 19 portant la tête déteetrice 11, qui dépasse à travers le carter 15 17157 2 2049097 et le carter 20 du compresseur à pression intermédiaire. La Pig, 5 montra un eapteur 200 qui est dans son. ensemble analogue au capteur 10, aais avec le connecteur 17 disposé différemment. Chaque eapteur comporte à l'intérieur de sa tête détectrice une bobine émettrice 21 et une bobine réceptrice 22 qui sont enroulées sur des carcasses en polytétrafluoréthylène et enrobées dans de la résine synthétique 23, En fonctionnement, la bobine émettrice 21 est excitée en permanence par un oscillateur 24 monté dans l'ensemble électronique et qui fournit à la bobine 21 des signaux dont la fréquence et la tension restent constantes, qu'un objet soit détecté ou non. La bobine réceptrice 22 est montée dans une position de champ magnétique nul pour une tension de sortie minimale par rapport à la bobine émettrice,. et toute perturbation du champ magnétique par un objet détecté produit un signal de tension de sortie aux bornes de la bobine réceptrice . La nature du champ magnétique perturbé est complexe, et elle est gouvernée par la composition du corps à détecter, c'est-à-dire de ses dimensions, de sa proximité de la tête détectrice» et du fait qu'il est ferro-inagnétique, paramagnétique ou diamagnétique, mais pourvu que la détection de la matière provoque un déplacement de l'axe du champ magnétique nul, un signal de sortie apparaitra aux bornes de la bobine réceptrice. L'oscillateur 24 peut de façon commode être un multivibrateur astable à deux transistors, à oscillation libre à 200 ecuplé à la bobine émettrice 21 par un transformateur à enroulements toroxfiaux^ La présence d'une palette à proximité de la "oobiHe éssttrice 21 produit des signaux induits à 200 kh dans la bobine réceptrice 22 tant que la palette est à l'intérieur de la roue de.détection. Le signal de sortie de la bobine réceptrice 22 est appliqué à un amplificateur 25 à deux transistors à haute iiaps&nee d'enferée, couplé en courant continu, placé dans l'ensemble électronique qui easspreM la détection et le filtrage. L'amplificateur est suivi d'un éteg3 de déclencheffient 26 et d'un étage 27 à charge d'émetteur pour produire une impulsion à basse impédance à front raid®. Des signaux de sortie caractéristiques sont représentés sur la Pig. 3, mais ils sont influencés par un. certain nombre de facteurs, qui sont : a) le type de matière des palettes détectées ; b) la distance entre le sommet de la palette et la tête détectrice ; c) l'aire de la palette présentée à la tête détectrice ; d) la vitesse périphérique des sommets des palettes % e) la charge électrique. Une crête de sortie caractéristique de 15 Y sst abtenra d'un® palette BAD ORIGINAL 70 17157 3 2049097 en titane épaisse de 1,57 mm, à une distance de 5 mm environ, en utilisant une charge de 10 000 ohms pour simuler une impédance typique d'entrée à l'amplificateur. La demande de puissance d'entrée à l'ensemble électronique est de 20 à 30 5 volts en courant continu, et une intensité d'environ 30 à. 70 milliampèresi respectivement est prélevée, c'est-à-dire que la consommation de puissance est de l'ordre de 1,5 watts. Le capteur de vitesse suivant l'invention est capable de détecter les métaux ferreux et non ferreux, et aussi certaines matières non métalliques,, 10 comme par exemple le carbone, le graphite et les compositions connexes. En raison de l'a vitesse de comptage élevée qui lui est inhérente (jusqu'à 8 x 105 tours par minute), le capteur est particulièrement applicable à la mesure de la vitesse de rotation du rotor à palettes du compresseur d'un moteur à turbine à gaz. 70 17157 A 2049097 - REVENDICATIONS - 1- Captaur de vitesse pour mesurer la vitesse de rotation d'un rotor à palettes, caractérisé en ce qu'il comprend une tête détectrice adaptée pour être montée à proximité des palettes, une bobine émettrice disposée dans la tête détectrice, un oscillateur à haute fréquence pour engendrer des oscil-5 lations dans la bobiner émettrice, une bobine réceptrice disposée dans la tête détectrice et disposée par rapport à la bobine émettrice de telle sorte que le signal d'entrée à la bobine réceptrice varie suivant qu'une palette se trouve ou non à proximité de la tête détectrice, et des moyens pour dériver un signal numérique comme signal de sortie de la bobine réceptrice. 10 2- Capteur de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bobines sont disposées de telle sorte que le signal d'entrée à la bobine réceptrice soit nul en l'absence d'une palette. 3- Moteur à turbine à gaz, comportant, disposé au voisinage des palettes de rotor de son compresseur, un capteur de vitesse tel que défini suivant les 15 revendications 1 ou 2.