Brevet FR2058243A1 — publié le 19710528

L'invention se rapporte aux indicateurs-régulateurs et plus particulièrement aux appareils de ce type destinés à être encastrés dans la face avant d'un ensemble de mesure. • Parmi les nombreux indicateurs-régulateurs connus, il en existe 5 riartR lesquels la valeur du paramètre mesuré est représentée sous la forme d'un spot ou d'une bande lumineuse mobile, projetés sur un écran de lecture. Pour désigner ce spot ou cette bande lumineuse on peut utiliser un seul et ffiême terme : "image lumineuse" qui sera employé dans la suite de la description. Cette image lumineuse éclaire une partie dé l'écran pour donner une 10 indication du paramètre mesuré, et commande un ou plusieurs photodétecteurs qui actionnent des relais. Dans la fabrication de ces appareils un des points1 difficiles est le montage du détecteur qui doit pouvoir être déplacé de façon continue et régulière pour prendre diverses positions correspondant aux points de consigne 15 désirés. Un autre point délicat est la fixation matérielle des conducteurs électriques aux différentes sorties du détecteur après mise en place des détecteurs. De plus, lorsqu'on déplace le photodétecteur pour l'amener au point de consigne, on entraîne les conducteurs électriques qui risquent de s'enchevêtrer à l'intérieur du boîtier gênant le mouvement du détecteur, ou 20 de produire des interférences avec d'autres composants de l'appareil, notamment dans le cas de plusieurs détecteurs. Enfin, ces conducteurs pliés et repliés de nombreuses fois peuvent à la longue se casser à leur point de jonction avec les détecteurs. Les appareils connus qui n'ont que l'une, des deux fonctions d'indi-25 cation ou de régulation sont généralement difficiles à convertir en indicateurs-régulateurs sans changements importants dans leur disposition interne. Cette difficulté d'adaptation est très souvent gênante au point de vue commer-' ciai. " ' L'objet de l'invention se rapporte à un appareil indicateur-régula-50 teur à imâge lumineuse comportant un nouveau dispositif dë montage des détecteurs. L'objet de l'invention concerne en outre un indicateur régulateur immédiatement transformable en indicateur seul et dans lequel le dispositif de régulation est facilement adaptable à un indicateur classique. 35 L'objet de l'invention concerne également un indicateur-régulateur pouvant être monté sur la face avant d'un ensemble de mesure. 29388 2 2058243 Selon l'invention un indicateur-régulateur a image lumineuse mobile projetée sur un écran de lecture comprend un détecteur placé sur le trajet de l'image lumineuse. Ce détecteur est monté sur un support flexible susceptible de se déplacer le long de l'écran et ayant une extrémité fixe. Le support flexi-5 ble porte également des conducteurs électriques fixés aux bornes du détecteur ' et se prolongeant jusqu'à l'extrémité fixe. Selon une caractéristique .particulière de l'invention, le support flexible comprend une partie transparente en face de la partie visible de l'écran de lecture pour ne pas gêner la projectioncfe l'image lumineuse. la 10 partie du support qui porte le détecteur et les conducteurs est cachée par une surface opaque qui peut prendre la forme d'une échelle graduée. Le support est de préférence formé par un film isolant., transparent en polyester. Les conducteurs électriques sont réalisés par plusieurs pellicules conductrices flexibles disposées parallèlement sur le film,. La position 15 du détecteur est repérée par un index opaque monté sur la partie transparente du film en alignement avec le détecteur. Pour faciliter la lecture cet index peut être réalisé en un matériau fluorescent. L'extrémité fixe du support et les bornes de sortie des conducteurs électriques sont montées sur une plaquette fixe .permettant de connecter un 20 relais. Cette plaquette a deux autres.fonctions. D'une part elle constitue une paroi d'un compartiment dans lequel peut s'emmagasiner le film et d'autre part elle forme écran pour masquer les rayons internes parasites. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple 25 non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels î - la figure 1 est la vue en perspective d'un .appareil selon l'invention représenté sans couvercle pour permettre de voir les organes internes, -;la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2.de la figure 1, - la figure 3 est line vue de dessus partielle de l'appareil de la ^0 figure 1, - • - la figure 4 est. une vue d'un film flexible utilisé .pour le montage d'un détecteur et de sgs conducteurs électriques ..associés, - la figure 5 est une vue agrandie, .eji perspective,, -de la partie gauche de la figure 1, et 35 - la figure 6 représente un mode de réalisation particulier d'un volet mobile utilisé dans l'appareil de la figure 1. 70 29388 3 2058243 En référence aux figures 1 et 2, un appareil indicateur-régulateur 10 comprend un boîtier rectangulaire étanche aux poussières et à la lumière. L'intérieur du boîtier peut être traité de façon à absorber les rayons internes parasites. 5 Le boîtier est constitué par deux côtés parallèles 11 et 12, un fond 13 et un couvercle qui a été enlevé pour permettre de voir les organes internes. Sur la face avant du boîtier est montée une fenêtre de lecture conventionnelle comprenant un cadre biseauté et une plaque transparente 15 de forme rectangulaire. Derrière -cette plaque transparente se trouve un écran 10 de projection translucide 16 dont le bord inférieur vient en appui sur un méplat 17 comportant une butée arrière 17A faisant saillie sur le fond 13 (figure 5). La partie supérieure de l'écran 16 vient en appui contre un bord 18A d'une entretoise 18 joignant les côtés 11 et 12. La butée 17A et le bord 18A sont situés dans un plan sensiblement perpendiculaire aux côtés 11 et 12 15 et au fond 13. Entre la plaque transparente 15 et l'écran translucide 16 est située une échelle graduée opaque 19 ayant la forme d'un rectangle allongé dont la largeur est sensiblement inférieure à celle de l'écran 16 (la moitié par exemple). Il reste à la partie supérieure de l'écran 16 une zone rectangulaire 20 16A susceptible d'être éclairée de l'intérieur et visible de l'extérieur. Les graduations sont tracées le long du bord supérieur de l'échelle permettant ainsi une lecture quantitative précise de la position de 1*image projetée sur la zone 16A de l'écran. Les transducteurs photoélectriques généralement utilisés comme 25 détecteurs de position de l'image lumineuse ne possèdent pas de mémoire et ne peuvent discerner la direction de passage de cette image. Autrement dit, dans les appareils à spot lumineux un tel détecteur indiquera le passage du spot mais n'indiquera pas de quel côté se trouve le spot par rapport au point de consigne. En conséquence, pour un appareil à spot lumineux, il est généra-50 lement nécessaire de connecter à la sortie du détecteur une mémoire appropriée. On gardera ainsi en mémoire la dernière position où se trouvait le spot et, à partir de cette position de référence, les passages ultérieurs du spot sur le détecteur pourront commander un relais dont l'état correspondra à la position réelle de ce spot par rapport au point de consigne. 29388 4 20582^3 Cependant, de telles mémoires qui peuvent prendre la forme de bascules bistables augmentent le coût et la complexité des appareils et l'on préfère souvent projeter sur l'écran En référence aux figures 1 et 3« une paroi 21, disposée à l'opposé de l'écran 16, porte une lampe 22 montée sur des supports métalliques flexibles 23 dont la fonction est non seulement de maintenir cette lampe mais aussi de • l'alimenter en courant par l'intermédiaire de conducteurs 24 reliés à. une 20 source de courant extérieure (non représentée). Un condensateur optique 25, monté dans une ouverture disposée au centre de la paroi 21, concentre les rayons lumineux de la lampe 22 en un faisceau dirigé vers l'écran 16. Ce faisceau lumineux vient frapper un miroir plan 26 dont la surface réfléchissante, orientée vers la paroi 21, est inclinée par rapport à l'axe optique du 25 condensateur de façon à diriger ce faisceau vers un miroir concave 27 orienté vers l'écran 16. Le faisceau lumineux réfléchi par le miroir plan 26 est intercepté par un volet 28 solidaire de l'équipage mobile d'un galvanomètre 30, du type d'Arsonval par exemple, fixé sur le fond 13. Le déplacement angulaire du 30 volet mobile est donc fonction de l'amplitude du signal d'entrée du galvanomètre, c'est-à-dire du paramètre mesuré. Le volet mobile 28 est plan et allongé de façon que le paramètre mésuré-soit représenté sur la partie de l'écran 16Â sous la forme d'une lumineuse mobile 29. Le' volet mobile est constitué par un film coloré trans-35 parent qui transmet seulement les rayons lumineux ayant une certaine longueur, d'onde, donnant ainsi un contraste de couleur entre la bande lumineuse et l'éclairage de l'écran. Pour minimiser les variations de densité lumineuse sur l'écran et le long du front avant 29A de l'image projetée, le volet est monté perpendiculairement à l'axe optique du faisceau Intercepté. 70 29388 5 2058243 Le front avant 29A est une image brillante et nette du bord correspondant du volet 28, la bande lumineuse 29 étant elle-même une image brillante et agrandie de la partie du volet 28 qui intercepte le faisceau lumineux. La partie du faisceau lumineux non interceptée par le volet mobile est égale-5 ment focalisée sur l'écran de sorte que le front avant de la bande constitue une limite très contrastée immédiatement comparable à l'échelle graduée adjacente pour obtenir une lecture quantitative. Pour obtenir un bon contraste on peut choisir, par exemple, un volet mobile coloré en rouge, l'écran étant éclairé directement par de la lumière blanche. Cette image se déplacera de 10 la gauche vers la droite si le volet mobile se déplace de la droite vers la gauche pour une augmentation du courant appliqué au galvanomètre 30. Pour utiliser l'appareil comme régulateur on choisira un volet mobile 28 de largeur suffisante pour que son image soit également projetée sur la partie Inférieure de l'écran 16. En effet, conformément à l'invention, cette 15 partie inférieure de l'image est destinée à Impressionner un détecteur photoélectrique monté sur un film flexible. Ce film porte de plus plusieurs conducteurs électriques reliés au détecteur, ces conducteurs suivant les déformations du film lorsque le détecteur est déplacé le long de la partie inférieure de l'écran. Le volet peut alors être modifié comme on le décrira par la suite. 20 En référence à la figure 4, les conducteurs sont formés par plusieurs pellicules conductrices flexibles 41, 42 et 43 espacées les unes des autres et disposées sur la surface d'un, film 44. Ce film est réalisé en un matériau isolant ayant une bonne flexibilité suivant l'axe -longitudinal. La partie supérieure de ce film se déplace en face de la partie supérieure 16A de 25 l'écran 16 et doit avoir une transparence élevée de façon à permettre un éclairage brillant de l'écran. Ce film peut être constitué par un polyester transparent du type rfylar de quelques centièmes de millimètre d'épaisseur légèrement coloré, le cas échéant, pour donner une teinte à la lumière projetée sur la partie 1ÔA de l'écran. Les pellicules conductrices 41 à 43 sont cons-30 tituées, par exemple, par des lames de cuivre flexibles fixées sur la surface du film parallèlement à l'un de ses bords de façon à former trois plages conductrices allongées isolées les unes des autres par le film lui-même. Le film sert non seulement de support 'flexible pour les conducteurs mais permet aussi de déplacer le détecteur photoélectrique 45 le long de i'écran 16. Les 35 conducteurs 41 à 43 constituent une liaison électrique souple avec le photodétecteur 45. 29388 6 2058243 Le film 44 est approximativement divisé en deux parties dans le sens de sa longueur, la partie supérieure, transparente 44A étant similaire en forme et en dimension à la partie lôA de l'écran de projection. La partie inférieure qui porte les conducteurs flexibles 4l à 43 est similaire en forme 5 et en dimension à l'autre partie de l'écran 16. La largeur totale du film 44 est légèrement inférieure à celle de l'écran 16, la partie inférieure qui porté les conducteurs flexibles étant cachée par l'échelle graduée 19. Pour ' permettre le déplacement du film, le bord inférieur du film comporte une rangée de trous 47 régulièrement espacés dans lesquels s'engage une roue 10 La face inerte du détecteur est fixée par un adhésif convenable sur le film ou sur 1'un des conducteurs à une extrémité du film. Le détecteur 45 peut prendre la forme d'un redresseur commandé photosensible au silicium (SCR) qui passe d'un état non conductif à un état conductif lorsque l'intensité des rayons lumineux qui le frappent dépasse un 15 niveau de seuil. Ce détecteur 45 est monté de façon que sa surface photosensible reçoive les rayons provenant du miroir concave 27. La grille, la cathode et l'anode sont reliées respectivement aux conducteurs 4l, 42 et 43. L'éclai-rement du détecteur 45 est inférieur au niveau de seuil lorsque le volet 28 est placé sur le trajet du faisceau lumineux qui vient frapper la surface 20 photosensible. De même , le détecteur reste conductif tant qu'il est éclairé directement par la lumière provenant du miroir plan 26. Si l'on désire utiliser des détecteurs de faible sensibilité, il est possible d'augmenter le contraste du faisceau lumineux frappant le détecteur 45. On peut en effet intercepter tous les rayons qui viennent frapper le 25 détecteur en rendant opaque la partie du volet mobile 28 dont l'image se projette sur la partie inférieure de l'écran 16. L'autre partie du volet mobile reste transparente de façon à donner une image colorée sur la partie lôA de l'écran. La figure 6 représente un tel volet mobile 28 dont une partie 50 cz-z opaque et dont l'autre est transparente. On peut aussi recouvrir la surface 30 photosensible par un filtre coloré et réaliser la partie correspondante 5>u ou volet mobile par un filtre de couleur complémentaire. A titre d'exemple, si la partie 50 est un filtre rouge, on peut recouvrir la surface photosensible du détecteur par un filtre bleu ou inversement. En référence de nouveau à la figure 4, les conducteurs 41 à 43 se 35 "terminent respectivement par des bornes 51, 52 et-53, situées à l'extrémité du film 44 à%1'oppose du detecteur.. Entre.les bornes 51 et 52 est connectée urïe résistance 55 qui donne une tension de polarisation convenable sur OAB OïïiQlNAL - v 70 29388 7 2058243 l'électrode de grille du détecteur 45. La tension qui apparaît entre les bornes 52 et 55 commande l'état d'un relais blstable 57 alimenté par une source de courant alternatif 58. Le circuit joignant les bornes 52 et 55 par l'intermédiaire des conducteurs 42 et 45 et du détecteur 45 est ouvert lors-5 que ce détecteur ne reçoit pas de lumière et fermé dans le cas contraire. La position d'un Interrupteur 59( commandé par le relais 57 ( correspond donc à l'état conductif ou non du détecteur 45» cet interrupteur appliquant suivant sa position une tension électrique à l'un ou l'autre des contacts 59A et 59B. Comme le détecteur est.caché par l'échelle graduée 19 et que la 10 position de ce détecteur donne l'emplacement du point de consigne, il est prévu -un index 60 placé sur la partie 44A du film directement au-dessus du détecteur et visible de l'extérieur au travers de l'écran 16. Cet index est de préférence constitué par un matériau fluorescent de façon à être visible dans toutes les conditions normales de lumière ambiante. 15 En référence à la figure 5» les bornes 51 à 53 servent à fixer l'extrémité du film 44 à une plaquette 61 montée à l'intérieur du côté 12 et dont la largeur est approximativement égale à la hauteur du boîtier. Cette plaquette 61 est fixée à un montant 62 perpendiculaire au fond 15 et forme avec le côté 12 un compartiment dans lequel s'emmagasine le film. Le montant 20 62 peut être taraudé pour recevoir une vis de fixation du couvercle. Les bornes 51 à 53 Isolées par rapport à la plaque 61 sont placées près de la face avant de l'appareil de façon que le film forme naturellement une boucle dirigée vers l'arrière le long de la plaquette 61 puis s'écartant vers le côté 12 pour venir s'appuyer légèrement sur cette plaque 12 en direction de la 25 face avant. On obtient ainsi une position optimale du film permettant de le déplacer sans à-coups. Les deux plaques 61 et 61' servent également d'écrans destinés à arrêter les rayonnements parasites internes et en particulier la lumière réfléchie par les côtés du boîtier. Pour augmenter 3eur capacité d'absorption 50 les plaques 61 et 6l' sont généralement péintes en noir. Les connexions effectuées sur les bornes 51 et 53 peuvent être disposées sur la surface interne de la plaque 61 de façon à ne par interférer avec le mouvement du film. SI l'on désire un appareil-ayant deux points de consigne pour obtenir une plage de régulation par exemple, on peut ' disposer un deuxième 55 film flexible similaire au premier de l'autre côté du boîtier. Ce deuxième film, conane le film 44, peut être déplacé devant l'écran 16 grâce à un mécanisme d'entraînement qui sera décrit par la suite. L'appareil est alors 70 29388 8 2058243 pratiquement symétrique par rapport-à l'axe optique: En référence à la figure 5, le deuxième film 44' porte les mêmes conducteurs et le même détecteur que le film 44. Les parties du film 44' portent -les mêmes références, affectées de 11 indice prime, que les parties correspondantes du film 44. Le film 44' peut 5 avoir la même couleur ou-une couleur différente de celle du "fiîfa 44. Dans ce dernier cas les deux points de consigne divisent lrëcran 16 en trois zones de couleurs différentes. Les relais 57 et 57' et leurs interrupteurs associés peuvent être disposés dans un compartiment arrière du boîtier de l'appareil.. Ce comparti-10 ment arrière est démontable mais pour simplifier la figure on l'a représenté faisant partie intégrante du boîtier. Ce compartiment comprend une paroi arrière 62 sur laquelle sont fixées deux rangées de bornes reliées aux relais 57 et 57', à la lampe 24 et au galvanomètre 30. Des trous sont prévus dans la paroi 21 pour permettre le passage des fils de connexion. Un tel appareil 10 15 à relais incorporés s'adapte particulièrement bien à un montage sur la face avant d'un ensemble de mesure, du fait de son faible encombrement frontal. Le déplacement des films peut §tre effectué par tout dispositif d'entraînement dont un exemple est décrit ci-dessous. En référence à la figure 5 cet entraînement comprend une roue dentée 65' montée sur un axe 66' dans 20 l'angle, du boîtier formé par le côté 11 et l'écran 16. Une des extrémités de l'axe, est maintenue en place par une double équerre 671, l'extrémité opposée s'engageant dans un logement du fond 13. La roue 65' est solidaire d'une couronne dentée 68' entraînée par un arbre tronconique 69'. Cet aria» ; 691 est disposé sous le méplat 17 et comporte à son extrémité une vis sans fin qui 25 s'engrène d'ans la couronne 68'. Un bouton de réglage 71* (figures 1 et 3) est emmanché sur l'arbre tronconique 69e lors du montage de la fenêtre de lecture 14. Ce bouton' permet de faire tourner la roue dentée qui déplace le film. Le frottement sur l'axe de la roue dentée est suffisant pour maintenir le film en place après réglage. 30 Un*mécanisme similaire placé dans l'angle opposé du boîtier permet l'entraînement du film 44. les engrenages sont disposés de façon qu'une rotation senestrorsum des boutons 71 et 71 ' fasse avancer les filas 44 et 44' vers le centre de l'appareil. Le bord inférieur de chaque film se déplace dans tine glissière 13A, de largeur légèrement supérieure à l'épaisseur du 35 film,. constituée par le bord inférieur de l'écran 16 et par une butée de guidage 72, parallèle à la face avant de l'instrument. La butée J2 a une forme courbe au voisinage des couronnes 68 et 68', les dents des roues 65 et 65' 70 29388 9 2058243 dépassant cette butée de façon à s'engager dans les trous 47 et 47' des films. A l'extrémité supérieure du film se trouve un guidage similaire constitué par une butée 73 montée sur l'entretoise 18 à une distance du bord légèrement supérieure à 1'épaisseur du film. A chaque extrémité de la butée 73 une 5 découpe arrondie 74 reproduisant la courbure du rail J2 permet le passage du film vers l'arrière. Le film précédemment décrit peut être réalisé indépendamment de la fabrication de l'appareil lui-même et monté au dernier moment. Ce dispositif permet d'éliminer les problèmes -posés par des conducteurs volants généralement 10 utilisés dans les appareils classiques. Cet appareil est très, facilement transformable en indicateur ou en indicateur-régulateur. Il suffit en effet dfenlever ou de rajouter le compartiment arrière qui contient les relais et leurs circuits associés. Bien que l'appareil ait été représenté avec sa grande dimension située dans un plan horizontal, on peut aussi le disposer 15 verticalement en changeant l'échelle s'il le faut de façon qu'elle puisse être lue commodément dans cette position. 70 29388 10 2058243 REVENDICATIONS " 1. Appareil indicateur-régulateur du type comprenant un écran, ayant au moins une partie translucide visible, sur lequel est projetée une image lumineuse mobile dont la position est fonction d'un paramètre mesuré, et un détecteur 5 placé en toi point de consigne sur le trajet de l'image lumineuse, ledit détecteur étant adapté à donner ton signal lorsque ladite image dépasse ledit point de .consigne, caractérisé en ce que,ledit détecteur est monté sur un support flexible de façon à se déplacer le long dudit écran, ledit support gardant m extrémité fixe, et en ce que ledit support flexible 10 porte des conducteurs électriques reliés audit détecteur et se prolongeant jusqu'à ladite extrémité fixe pour permettre la transmission dudit signal. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support flexible est un film en matériau isolant pouvant s'appliquer contre ledit écran. 15 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les conducteurs sont constitués par des pellicules métalliques flexibles disposées parallèlement à la grande dimension dudit support. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit support comprend une partie transparente susceptible de recouvrir au moins partiellement la partie visible dudit écran tout en permettant la projection de l'image lumineuse sur ladite partie translucide. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit support comporte une rangée de trous disposés parallèlement à sa grande dimension et dans lesquels s'engage une roue dentée permettant le déplacemsïfc dudit.support. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'extrémité fixe dudit support est montée sur -une plaquette de sortie sur laquelle sont fixées des bornes reliées respectivement auxdits conducteurs électriques, lesdites bornes pouvant être connectées à un relais commandé par 30 ledit détecteur. 4. 20 5- 25 29388 11 2058243 7. Appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite plaquette est disposée à line certaine distance d'une paroi de l'appareil formant ainsi avec ladite paroi un compartiment dans lequel s'emmagasine ledit support flexible, ledit support étant' fixé à ladite plaquette de façon à 5 former naturellement une boucle venant en appui contre ladite paroi. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend ùn mécanisme d'entraînement bidirectionnel dudit support, ledit mécanisme pouvant être commandé depuis la face avant dë l'appareil. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il 10 comprend deux supports flexibles à entraînement indépendant, chaque support portant un détecteur et des conducteurs électriques associés de façon à permettre des régulations nécessitant deux points de consigne.