Brevet FR2096513A1 — publié le 19720218

La présente invention a trait d'une part à un procédé optique de surveillance d'un corps en mouvement, au moyen d'un faisceau lumineux réfléchi par une surface et qui, lorsqu'il est perturbé par le corps en mouvement, fait émettre un signa}, par un 5 élément photosensible, d'autre part à un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît des procédés de la sorte par lesquels un rayon ou un faisceau lumineux, allant normalement d'une source lumineuse à un élément photosensible tel que cellule photo-électrique, 10 est coupé par le corps opaque en mouvement, ce qui entraîne l'émission du signal utilisable voulu. Ces procédés ont le défaut de ne pas permettre de loger dans le même boîtier la source lumineuse et l'élément photosensible, ce qui limite leurs possibilités d'emploi. Ils ne conviennent pas à la surveillance de la 15 position d'un corps mobile tel que par exemple l'approvisionnement en matière consommable porté par un support mobile (par exemple l'approvisionnement d'une bobine de fil de trame sur métier à tisser). On connaît également un procédé dit à barrière lumineuse et 20 autocollimation, destiné à supprimer le défaut précédent et suivant lequel un faisceau lumineux rendu tout d'abord au moins approximativement parallèle au moyen d'un premier système de lentilles (condenseur) et transmis par un miroir semi-réfléchissant disposé obliquement par rapport à l'axe du faisceau, est focalisé 2 5 par un second système de lentilles (objectif) en un point déterminé de la surface suivie, par le corps mobile ou bien d'une surface réfléchissante située en arrière de ladite surface suivie. Dans le cas où la marche des rayons n'est pas perturbée, le faisceau est renvoyé par la surface réfléchissante située en arrière 30 ou par une surface réfléchissante rapportée à la surface du corps mobile, sur ledit objectif et de là sur ledit miroir semi-réfléchissant disposé obliquement. Les rayons renvoyés par celui-ci et au moins approximativement parallèles sont focalisés par un système de lentilles sur un élément photosensible, par exemple 35 une cellule photo-électrique. Pour déclencher le signal voulu on peut au choix utiliser soit la coupure du faisceau par le corps mobile dans le cas où la surface réfléchissante est disposée en 71 23215 2 2096513 arrière de ladite surface suivie, soit la réflexion intervenant "brusquement dans le cas où la surface réfléchissante est rapportée à la surface même du corps mobile. Cette dernière forme de réalisation qui est appliquée par exemple dans le cas où un appro-5 visionnement de matière consommable est à surveiller sur le corps mobile, l'épuisement de cet approvisionnement ayant pour effet de démasquer la surface réfléchissante. Mais les réfractions multiples utilisées dans ce procédé exigent un ensemble de lentilles important, lourd, compliqué et 10 onéreux. D'un autre côté les parties réfléchissantes du corps mobile (métal poli) ou bien de la matière consommable elle-même (par exemple certains fils synthétiques de bobines de trame de métier à tisser) peuvent entraîner des perturbations gênantes, quand on a à utiliser une brusque réflexion du faisceau pour dé-15 clencher le signal voulu. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients des dispositifs optiques connus de surveillance et de présenter un dispositif de la sorte qui soit simple, léger et peu encombrant. A cette fin le procédé suivant l'invention se caractérise 20 en ce que, au lieu"de recourir, pour influencer un élément photosensible et faire émettre un signal par celui-ci, à des rayons qui, selon le procédé à barrière lumineuse et d1autocollimation, sont d'abord parallèles, puis focalisés et enfin réfléchis, on utilise un faisceau émis par un point lumineux et dont les ra-25 yons tombent sans réfraction et divergent sur une surface réfléchissante conçue en catadioptre de marche de ces rayons sans déviation. Le dispositif suivant l'invention permettant la mise en oeuvre du procédé ainsi défini, se caractérise en ce qu'il comporte 30 un point lumineux, un miroir semi-réfléchissant disposé obliquement par rapport à l'axe du faiàceau formé par les rayons non déviés provenant de la source lumineuse, un catadioptre sur lequel tombe le faisceau et quitéfléchit les rayons chacun dans sa direction d'incidence, enfin un élément photosensible permettant 35 d'émettre le signal voulu, la source lumineuse et l'élément photosensible étant disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport à la face du miroir semi-réfléchissant tournée vers l'élément photosensible. 71 23213 3 2096513 Pour bien faire, ladite source lumineuse est une diode photo-émissive, qui rayonne une lumière intense à partir d'une zone sensiblement ponctuelle, source particulièrement légère et peu encombrante. 5 L'invention sera maintenant décrite sous la forme d'un exem ple de réalisation du dispositif, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels : La fig. 1 est une vue du dispositif en position telle que la marche des rayons n'est pas influencée par le réflecteur d'in-10 version^ la fig» 2 est une vue du dispositif en position telle que les rayons tombent sur le réflecteur d'inversion. 1 désigne une ampoule donnant une source lumineuse 9„ Celle-ci rayonne un faisceau lumineux dont les rayons extrêmes sont 15 désignés par 2 et l*axe par 15. Un miroir semi-réfléchissant 3 est interposé obliquement par rapport à l'axe dudit faisceau. La partie du faisceau transmise par le miroir 3 et conservant le même axe 13 est limitée par les rayons extrêmes 2' qui sont dans le prolongement des rayons 2. Un catadioptre 4- est rapporté à la 20 surface 8 du corps 10, en mouvement en direction de la flèche 11. Un élément photosensible 6, par exemple les cristaux d'une cellule photoélectrique, est disposé dans une monture 14, en position symétrique de la source lumineuse 9 par rapport à la face du miroir 3, tournée vers l'élément photosensible 6. Un diaphrag-25 me 7 es"fc disposé entre l'élément 6 et le miroir 3» centré sur une droite 13', symétrique de l'axe 13 par rapport à la face du miroir 3 tournée vers l'élément 6. Le mode de fonctionnement du dispositif suivant l'invention est le suivant. 30 Quand les rayons du faisceau 2' transmis par le miroir semi- réfléchissant 3 tombent sur la surface 8, surface mate ou réfléchissant la lumière comme un miroir du corps 10 (Fig. 1), ils sont absorbés ou réfléchis chacun suivant une direction symétrique de celle d'incidence par rapport à la normale au point d'in-35 cidence. Dans la mesure où la surface 8 n'est pas concave avec centre de courbure à l'emplacement de la source lumineuse 9j faisceau réfléchi reste divergent et compris à l'intérieur des 71 23213 4- 2096513 rayons extrêmes désignés par 2% Une partie seulement de ce faisceau, également divergente, est renvoyée par le miroir 3 en direction générale de l'élément 6, la majeure partie de ce dernier faisceau étant arrêtée par le diaphragme 7» Il ne tombe alors 5 qu'une faible lumière sur l'élément 6, qui n'émet aucun signal. Le diaphragme 7 met également l'élément 6 à l'abri des rayonnements lumineux parasites éventuels. Quand au cours du mouvement du corps 10 en direction de la flèche 11 le catadioptre 4 se présente dans la zone éclairée (Fig. 2), les rayons lumineux qui 10 tombent sur lui sont réfléchis chacun dans sa direction d'incidence, donc en faisceau convergeant. Le faisceau 2' retombe sur le miroir semi-réfléchissant 3» La partie de ce faisceau non transmise par lui Est renvoyée, toujours en faisceau convergent, compris entre des rayons extrêmes 2", lequel traverse le diaphragme 15 7 pour tomber finalement en lumière intense sur l'élément photosensible 6, qui est alors suffisamment éclairé pour émettre un signal. Grâce à l'absence de toute lentille optique le dispositif de détection décrit est simple, peu encombrant et léger. Compte 20 tenu de la faible extension en surface du catadioptre il s'avère intéressant pour la détection de proximité du mouvement de certains corps à des emplacements de machines soumis à des vibrations intenses, notamment pour la surveillance de l'approvisionnement de fil de trame sur bobines de métiers à tisser. 25 Une forme intéressante de réalisation du dispositif suivant l'invention consiste à employer comme source lumineuse des diodes photo-émissives peu encombrantes, légères et rayonnant une lumière intense à partir d'une zone presque ponctuelle. 71 23213 5 2096513 REVENDICATIONS 1. Procédé optique de surveillance d'un corps en mouvement, au moyen d'un faisceau lumineux réfléchi par une surface et qui, lorsqu'il est perturbé par le corps en mouvement, fait émettre 5 un signal par un élément photosensible, caractérisé en ce que les rayons du faisceau, émis par un point lumineux, tombent sans réfraction et divergent sur une surface réfléchissante conçue en catadioptre. 2. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé sui-10 vant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse pratiquement ponctuelle (9), un miroir semi-réfléchissant (3) disposé obliquement par rapport à l'axe du faisceau formé par les rayons non déviés provenant de la source lumineuse, un catadioptre (4) sur lequel peut tomber le faisceau 15 et qui réfléchit les rayons chacupâans sa direction d'incidence, enfin un élément photosensible (6) permettant d'émettre le signal voulu, la source lumineuse et l'élément photosensible étant disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport à la face (12) du miroir semi-réfléchissant tourné vers l'élément photosensible. 20 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite source lumineuse est une diode photo-émissive.