Brevet FR2137953A1 — publié le 19721229

*' f l*a présente invention concerne les dispositifs de détection électromagnétique pour détecter les polarités des champs magnétiques de zones aimantées formées dans une carte, par exemple comme pour un agencement dans lequel des bobinages entou- i 5 rent des noyaux de perméabilité initiale élevée qui sont essentiellement saturés par les champs des zones aimantées de la carte alignés avec eux et où les bobinages reçoivent des impulsions de sorte que les noyaux dans les bobinages dont les champs se soustraient à ceux des zones des cartes, ne sont pas saturés,et 10 que les noyaux dans ces" bobinages dont les champs s joutent avec les champs des zones, sont totalement saturés» Les taisions au niveau des bobinages s'ajoutant et se soustrayant, sont essen-:tiellement de type différent, par exemple en grandeur ou en phase et correspondent aux orientations des champs associés des 15 zones» Des^dispositifs dé détection de ce type sont difficiles et coûteux à fabriquer» Sous ce rapport, la densité du flux d'une zone dam une1 carte dé crédit magnétique est nettement en dessous de celle à laquelle les dimensions disponibles des matières con-20 nues sont saturées» A titre d'exemple, dans une carte où de la ferrite de baryum est répartie à travers un substrat en caoutchouc ou en matière plastique, la densité du flux d'une zone dans un circuit magnétique fermé idéal, peut être de l'ordre de 5000 à 4-000 gauss» Iiorsqu*une telle zone aimantée est petite, 25 par exemple d'un diamètre de 3,18mm, la seçtion transversale d'un noyau'ayant les caractéristiques désirées dans un tel circuit fermé, doit être extrêmement petite, par exemple sous la forme d'un fil d'un diamètre de 0,254-mm pour un métal qui se sature à 8000 gauss» Une rectification-ou un autre usinage des 30 matières des noyaux susceptibles d'être saturés à de telles petites dimensions est extrêmement difficile et il en résulte des taux de rejet indésirablement' élèvés dus aux modifications dans leurs caractéristiques magnétiques provoquées par les opérations d'usinage et une facilité de rupture dans l'usinage ou 35 dans l'assemblage» Ces problèmes sont même plus sévères pour les matières des noyaux qui se saturent à des densités de flux plus élevées ou dans les applications pratiques dans lesquelles des entrefers sont présents, et les noyaux dans de tels cas doivent être fabriqués afin qu'ils présentent une section trans 72 17 461 2 2137953 versale plus petite» ^"'invention est représentée, à titre d'exemple non limita-tif, au dessin annexé» La fig» 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de 5 détection magnétique suivant 1'invention» La fig» 2 est une coupe prise suivant la ligne 2-2 La fig» 3 est une perspective de -la bande de matière susceptible d'être saturée montée sur le noyau du dispositif de dé-10 teefcion de la fig» 1» La fig» est une forme modifiée de la bande de la matière susceptible d'être saturée appropriée pour être utilisée dans le dispositif de détection magnétique de l'invention» La fig» 5 est une élévation latérale d'un dispositif de 15 détection dans un logement magnétique servant à expliquer l'utilité de l'invention pour détecter l'orientation de la polarité d'une zone d'une,carte» . , La fig» 6 est un graphique de la courbe B_H d'une bande, destiné à être utilisé pour expliquer le fonctionnement du dis-20 positif de détection de l'invention, dans cette figure S . signifie se soustrayant et A s*ajoutant» , Aux fig? 1 à 3,. on a représenté un, dispositif de détection magnétique 10 avec un élément de support sous la forme d'un ..... cylindre 12 en matière non magnétique copte en polyamide» 25 Une feuille ou bande 14- de, matière de noyau susceptible d'être saturée,, est, placée sur le cylindre 12 et est, déformable pour se conformer à la surface latérale, du cylindre» La largeur maxi-. pale de la bande 14- ne dépasse pas la circonférence du cylindre 12 et est, de préférence, inférieure à celle-ci., et dans -.30 le. modp de réalisation représenté aux fig* 1 à 3, il y a un petit espace entre ses bords lorsqu'elle est placée sur le cylindre» La/bande peut être essentiellement plus étroite, par exemple, comme représenté par la l>ande 14-' à la fig» 4.» Après que la bande a été assemblée sur le cylindre, un bo-35 binage est inséré sur l'ensemble» Gomme représenté à la fig- 1, ce bobinage 16 comprend une bobine non conductrice 18 s tir laquelle un bobinage 20 est enroulé et recouvert avec une bande 22 d'une matière non conductrice» Tant la bobine 18 que la bande de recouvrement 22, peuvent être formées en toute M 72- 17461 3 2137953 matière plastique convenable* Le diamètre interne de la bobine est tel que le bobinage glisse facilement sur le noyau et la bande- Après que le bobinage a été mis en place, des pièces po-5 laires sont insérées sur les extrémités du bobinage et de la bande» Ces pièces polaires sont formées de capuchons magnétiques 24^26, par exemple en fer doux qui sont insérés en place avec friction et en contact avec les extrémités de la bande» Ainsi, les pièces polaires viennent au contact des extrémités 10 de la bobine 18 afin de maintenir le bobinage en place» On décrit ci-après, de manière détaillée en liaison avec les fig» 5 et 6, le dispositif de détection suivant l'invention»-La fig» 5 représente un logement 30 en forme de U d'une ' matière magnétique, par exemple du fer doux dont une paroi est 15 mise en prise par une pièce polaire 24- du. dispositif de détection 10. Une carte 32 est placée de manière coulissante entre l'autre pièce polaire 26 du dispositif de détection et la paroi opposée du logement 30 et a une zone aimantée 33 alignée avec la pièce polaire 26» La pièce polaire 26 en 20 vis-à-vis de la zone aimantée 33 a approximativement le même diamètre que celle-ci, par exemple de 1'ordre de 3,18mm afin d'intercepter tout le flux de la zone de la carte» autres dimensions données à titre d'exemple du dispositif de détection de l'invention servent à la compréhension de celle-25 ci» Dans un exemple, le cylindre 12 a une longueur de 15mm et un diamètre de 1,63mm» La bande 14- a une largeur de 3,8mm, une épaisseur de 0,05mm et est coextensible avec le cylindre 12. Le bobinage 20 est formé de 250 spires d'un fil de 0,137aa et le diamètre externe du bobinage est approximativement 30 de 4-,8mm. La matière de la bande 12 est, par exemple, un mumétal et est découpée" à partir d'une feuille de celui-ci comme cela est classique pour former un écran magnétique autour de circuits et de composants afin d'empêcher les champs magnétiques externes 35 de les atteindre et d'affecter leurs caractéristiques et leurs fonctions» Cette matière présente un cycle B_H extrêmement étroit| essentiellement vertical (fig» 6) et a ttne perméabilité initiale élevée» En outre, elle se sature à une densité de flux de l'ordre de 8000 gauss mais nécessite une très petite quantité 72 17461 4 2137953 de force pour être saturée. A titre d'exemple pour une bande d'un mumétal qui est aimantée dans le sens de son orientation granulaire, un champ d'un flux analogue à une valeur inférieure à un ampère-tour est tout ce qui est nécessaire pour la saturer. En 5 fait, pour un dispositif de détection de zones de cartes de la dimension mentionnée plus haut, ce facteur s'entend pour une bande qui est si étroite qu'il est trop difficile de la découper avec précision. Sans l'exemple ci-dessus, la bande est un mumétal qui a son orientation granulaire à angle droit par rapport à la direc-10 tion du champ de la zone de la carte. La bande ainsi orientée, deux eu trois ampères-tours provoquent sa saturation. La zone de la carte fournit le flux nécessaire pour saturer essentiellement la bande par exemple au point 40 illustré à la fig. 6. Sous ce rapport, en fonction des ampères-teurs, le champ 15 de la zone est essentiellement supérieur à celui qui est nécessaire pour saturer la bande. Cependant, la plupart de ce champ est réparti ailleurs plutôt que dans la bande, c'est-à-dire est utilisé pour surmonter les reluctances des entrefers entre la surface supérieure de la carte et la pièce polaire 26, entre la surface 20 inférieure de la carte et la partie en vis à vis du legement, et du reste du circuit entre la pièce polaire supérieure 24 et la surface inférieure de la carte. Quand le bobinage 20 reçoit une impulsion, le type de courant à travers lui dépend si le champ induit s'ajoute ou se sous-25 trait du champ de la zone de lacarte 33. Si le champ s'ajoute, la bande 12 est totalement saturée essentiellement instantanément l©rs de l'application de l'impulsion et les modifications résultantes de la densité du flux dans la bande et dans les inductions du bobinage sont faibles, di le champ du bobinage se soustrait, la 30 bande est désaturée avec de grandes modifications résultantes dans la densité du flux de la bande et dans l'inductance du bobinage. Cette modification de l'inductance du bobinage est une fonction de la longueur de la bande. Ainsi, il convient de neter que le dispositif de détection de 35 l'invention est bien approprié pour être utilisé dans un dispositif de lecture statique. Il est relativement simple de découper des bandes de noyaux de largeur et de longueur désirées à partir de minces feuilles de métal sans toutes les opérations de rectification eu d'usinage qui pourraient altérer leurs caractéristiques 72 17461 5 2137953 magnétiques et de les conformer à la surface dtt support non magnétique. Etant donné que les bobinages sont facilement réalisés en série comme les pièces polaires, il convient de noter que le dispositif de détection de 1*invention se prête en lui-même à 5 une production en série et à un assemblage à faible prix, l'invention s'étend, bien entendu, à tous les divers types de feuilles métalliques utilisées pour les écrans magnétiques comme celles en superaalloy, en delta-max, en àypernom, etc... Le logement magnétique de la fig. 5 constitue un dispositif 10 physique pour compléter le trajet magnétique entre l'extrémité supérieure du noyau et l'extrémité inférieure de la zone de la carte. Cependant il est suffisant de fabriquer la paroi inférieure en une plaque magnétique et le reste du logement en une matière non magnétique. Dans ce cas, la pièce polaire supérieure est sup-15 primée. Ainsi, le trajet est complété par l'air entre la plaque métallique et l'extrémité à densité de flux élevée du noyau. Le bobinage est fixé en place au moyen de toute matière appropriée reliant la bobine au cylindre ou par un capuchon en mati ère plastique à la place de la pièce polaire supérieure. 72 17461 6 2137953 REYSHPIOA-j'IOffS. 1 - Dispositif de détection d'une zone aimantée dans une carte magnétique, caractérisé en ee qu'il comprend une pièce polaire ayant une surface agencée pour être placée dans le trajet du flux depuis une extrémité de la zone de la carte, un élément 5 en matière susceptible d'être saturée de perméabilité élevée, s'étendant depuis la pièce polaire, cette matière ayant une densité de flux de saturation essentiellement supérieure à la densité de flux existante de la zone de la carte, cet élément ayant une section transversale essentiellement plus petite que celle de 10 la zone de la carte, le flux depuis la zone de la carte étant rassemblé par la pièce polaire et concentré dans la partie à section transversale plus petite pour saturer essentiellement cet élément, et un bobinage entourant cet élément et agencé lorsqu'il reçoit des impulsions pour le saturer totalement ou pour le dé-15 saturer en fonction si oui ou non les champs du bobinage et de la zone de la carte se trouventsuivant une relation d'addition ou de soustraction. 2 - Dispositif de détection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément affecte la forme d'une bande. 20 3 - Dispositif de détection suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de support non magnétique analogue à une tige, cet élément étant une bande sur cet élément et se conformant à la forme de celui-ci, la pièce polaire se trouvant sur une extrémité de l'élément et en con-25 tact de friction avec une extrémité de la bande. 4 - Dispositif de détection suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce polaire analogue sur l'autre extrémité de l'élément et venant au contact de l'autre extrémité de la bande, le bobinage entourant la bande et 30 l'élément. 5 - Dispositif de détection suivant l'une des revendications 1 à 4, 'caractérisé en ce que la bande est un mumétal ayant son orientation granulaire à angle droit par rapport à sa longueur.