Brevet FR2125255A1 — publié le 19720929

La présente invention concerne un élément thérmosensible qui est influencé par un fluide passant dans son voisinage. On connaît déjà des procédés et dispositifs avec lesquels on mesure des courants à l'aide d'organes thermosensibles. Un exemple en est donné dans une tude de R.S.Staritz "La mesure électronique de la vitesse des courants et de la turbulence" dans la revue VDI, p. 102, no 3 de 1960. Un procédé très spécial est décrit dans le brevet français no 71 00742 du 12 janvier 1971, où il est montré comment un fluide en mouvement, en particulier l'air entourant un fil textile, est conduit devant un élément thermosensible et comment on peut ainsi constater si le fluide est en mouvement ou non. Dans bien des cas, ces procédés suffisent parfaitement. ais si de plus grandes exigences sont imposées à la vitesse de réaction, ces déments thermosensibles ont en général une trop grande inertie. C'est ainsi par exemple que les résistances TC (résistances à coefficient d température négatif) ont des constantes de temps de l'ordre de grandeur de 10 secondes et plus. Dans les cas normaux, l'élément thermosensible est chauffé. Suivant la vitesse du fluide qui passe devant l'élément, il se produit un refroidissement plus ou moins fort. En réduisant la dimension des éléments on peut sans doute obtenir encore une diminution des constantes de temps, mais pour diverses raisons il est souvent mis des limites à cette réduction de dimension. I1 est en tout cas très difficile de fabriquer des éléments thermosensibles de forme appropriée ayant des constantes de temps de 1 seconde ou encore moins. Dans certains cas par contre une faible constante de temps est une nécessité incontestable. C'est ainsi par exemple que l'invention décrite dans le brevet français précité pourrait trouver une bien plus grande étendue d'ap lication si la constante de temps était plus faible.Par exemple, dans le cas de machines de l'industrie textile, dans l'éventualité de la rupture d'un fil où il s'agit alors d'arrêter promptement la machine ou un poste de travail partiel, seuls sont utilisables des dispositifs à faibles constantes de temps. La présente invention élimine ces inconvénients; elle consiste en un élément thermosensible qui est influencé par un fluide passant devant cet élément, et se distingue par le fait que l'élément thermosensible est maintenu à une température prédéterminée au moins approximativement constante, 1' énergie supplémentaire nécessaire pour maintenir constante la tetfpérature étant une mesure pour la vitesse du fluide passant à proximité. Cette invention concerne aussi l'utilisation de l'élément thermosensible comme organe due surveillance du déplacement du fil dans les machines de fabrication de l'industrie textile. Des exemples de réalisation de l'invention sont exposés dans la description qui suit et à l'aide des dessins, dans lesquels la fig.l montre le principe d'un élément thermosensible influencé de l'extérieur. la fig.2 montre le principe d'un élément thermosensible influencé de l'extérieur avec amenée d'énergie extérieure. La fig.3 montre le principe d'un élément thermosensible influencé de l'extérieur, avec production de chaleur intérieure. La fig.4 montre le schéma de connexion de principe d'une commande thermosensible avec réglage automatique de la température. La fig.5 montre un autre schéma de connexion de principe d'une commande thermosensible avec réglage automatique de la température. la fig.6 montre un troisième schéma de connexion de principe d'une commande thermosensible avec réglage automatique de la température. La fig.7 représente la marche temporaire d'une tension continue à pulsation. La fig.8 représente la marche temporaire d'une tension comman dée. La fig.9 représente un montage à pont. La fig.10 est le schéma de connexion d'un palpeur de tempéra ture en commande à pont. Lafig.ll montre le principe d'un cercle de réglage fermé. A la fig.l est illustré le principe de la présente invention. Dans cette figure, 1 désigne l'élément thermosensible qui est refroidi par le fluide passant devant cet élément, par le fait que ce fluide est mis en mouvement par le fil textile qui se déplace et emprunte ainsi à l'élément thermosensible de l'énergie calorique. En 3 on a indiqué que l'énergie calorique prélevée est ramenée à 1' élément 1, afin de le maintenir à température constante. A la fig.2 on voit les mêmes éléments qu'à la fig.l, avec en plus un élément 4 qui fournit a l'élément 1 l'énergie calorique de re;.placement. Avec cette disposition il se produit toutefois, par le couplage thermique entre les éléments 1 et 4, une certaine constante de temps nuisible. Celle-ci est évitée dans la dis)osition de principe représentée à la fig.3. L'élément thermosensible 1 est ici chauffé directement. La fig.4 montre comme schéma de connexion une compensation de température de l'élément 1 à chauffage externe suivant fig.2. lté- liement thermosensible 1 comporte une résistance 5 reliée en série à une tension U . Le courant passant par ces résistances 1 et 5 échauf o fe la résistance 1, qui peut être par exemple une résistance NTC. La part U1 qui lui revient de la tension U est ainsi une mesure o pour sa résistance. Cette tension partielle U1 est alors amenée à un régulateur 6 qui échauffe la résistance de chauffage 4, qui est couplée thermiquement avec l'élément thermosensible 1, de telle fa çon que la température de ce dernier demeure constante. l'énergie fournie par une source de tension 17 à la résistance de chauffage 4 correspond à l'énergie prélevée par le fluide 2 et forme ainsi une mesure pour la vitesse du fluide 2. la constante de temps supplédentaire mentionnée plus haut, entraînée par le couplage thermique, n'est pas encore évitée par cette disposition. la réalisation du principe que montre la fig. 3 est repréentée à la fig.5. Ici l'élément thermosensible 1 est à nouveau en sé rie avec une résistance 5 dans la tension U . La tension partielle o U1 est renée à un régulateur 7. hais celui-ci agit directement sur l'élément thermosensible, cependant que,de façon correspondant à la tension fixée U1, il fournit une énergie superposée à cette tension. Bien que cela soit e soi une contradiction, une sénaration entre la détermination de la valeur de 12 résistance et la fourniture d' anergie est possible. La tension pour le chauffage de l'élément thermosensible peut être par exemple une tension continue, et la tension pour l'amenée d'énergie supplémentaire une tension alternative. Ear le choix de fréquences différentes pour la tension de mesure et la tension d'alimentation au même élément thermosensible on peut en alternance effectuer la mesure et amener de l'énergie. Cela peut être réalisé avantageusement par la mise en service d'une commande d'entame de phase. Dans ce cas l'amenée d'énergie est à l'ar rêt au début de chaque période, de sorte que pendant ces intervalles de temps la mesure de résistance peut avoir lieu. La figure 6 montre une disposition de connexion convenant dans ce cas. Les références 1 et 5 désignent ici aussi des résistances montées en série dans une tension continue U .Une unité de commande 8, à laquelle est amenée o en supplément une tension U2 contient alors la commande de mesure ainsi que la commande d'entame de phase. Pour cela il existe des commandes connues de genre différent; un exemple de réalisation approprié au cas présent sera décrit plus loin. La fig.7 montre la marche temporaire des opérations du montage de la fig.6. la tension U2 est une tension continue à pulsation. Immédiatement après le début d'un intervalle t a lieu la mesure de la tension partielle U1. Au moment tl intervient la commande d'entame de phase. Le moment tl varie par conséquent suivant l'amenée d'énergie nécesSaire. la fig.8 montre le cours de la tension dans l'élément thermosensible 1. Au début de chaque période, la tension U1 règne et l'amenée d'énergie par la commande d'entame de phase est interrompue. Au moment tl, l'amenée d'énergie à l'élIment thermosensible 1 comencre par élévation de tension. Dans le cas d'une commande à entame de phase , cette tension correspond en général au cours de tension 2 Pour la compensation d'influences extérieures, telles que la température ambiante, les mouvements de l'air, etc., une branche de comparaison est particulièrement pratique. our cela on dispose par exemp e un second élément thermosensible mutant que oossible à proximité du premier, mais à un endroit où il ne puisse plus être influencé par l'objet à mesurer ou surveiller. Dans de tels cas, les montages à pont, par exemple, sont très pr-tiques, comme le montre la fig.9. A la tension C70 sont à nouveau reliées en série les ré o sistances 1 et 5, et dans une autre branche sont relies à cette tension un autre élément tnermosensible 12 et une résistance 11. Au premier élément thermosensible 1 est amenée la tension U1; au deuxième élément thermosensible 12 est amenée la tension U. Ces deux tensions, c'est à dire leur différence, sont conduites à une unité de mesure et de commande 9, laquelle peut, de façon essentielle, être constituée de façon correspondant à l'unité 8 de la fig.6. La fig.lO montre un exemple détaillé de montage pour l'unité de mesure et de commande 9. A une résistance 13 arriva d'un côté la tension U1, de l'autre côté, par l'intermédiaire d'une résistance 14, par exemple une tension en dents de scie U4, afin que le montage en commande d'entame de phase puisse fonctionner. Dès que la tension U5 est supérieure à U3 (en négligeant la tension d'émetteur de base d'un transistor 15), le transistor 15 devient conducteur. Son courant de collecteur est identique au courant de base d'un autre transistor 16, et par suite, le transistor 16 devient aussi conducteur. De cette manière, la tension alternative U2 arrive directement à 1' élément thermosensible 1. C'est seulement lorsque la tension alternative U2 s'abaisse au-dessous de la tension continue U1 ou tombe à zéro que l'état conducteur des transistors 15 et 16 est terminé. Dans la ligne d'amenée d'émetteur du transistor 16 on peut intercaler un dispositif indicateur, par exemple un-instrument 18. On peut alors distinguer l'énergie nécessitée par l'élement-thermosensible 1 au courant i2, dont la grandeur est lisible sur l'instrument 18. Bien entendu, on peut aussi, par le courant i2, par l'intermédiaire de dispositifs connus, conduire des appareils de commande des genres les plus divers, en particulier ceux qui mettent à l'arrêt des objets provoquant un courant d'air au voisinage de l'élément 1. La tension U ne doit pas être obligatoirement une tension con o tinue. Elle Deut être utilisée aussi comme tension alternative ou tension continue à pulsation; mais elle peut aussi être identique à la tension alternative U2. L'élément thermosensible selon l'invention avec-le montage adjoint peut aussi être considéré comme cercle de réglage fermé (fig. 11). Dans cette figure, 20 est un élément thermosensible avec une thermo-inertie déterminée (constante de temps). Par la voie d'une liaison 21, la valeur réelle est annoncée au régulateur 22. La valeur nominale est donnée par la liaison 23. Par le conducteur 24, 1' élément thermosensible 20 est échauffé. D'après la théorie de la technique de réglage on sait que la constante de temps, dans un cercle de réglage fermé, est diminuée du facteur du renforcement de réglage. Transposé au dispositif selon l'invention, cela signifie que la thermo-inertie de l'élément thermosensible est apparemment diminuée du facteur de réglage. REVENDICATIONS 1.- cément thermosensible qui est influencé par un fluide passant à proximité, caractérisé par le fait que l'élément thermosensi- ble est maintenu à une température prédéterminée approximativement constante, l'énergie supplémentaire nécessaire pour maintenir constante la température étant une mesure pour la vitesse du fluide s' écoulant devant cet élément. 2.- Jtilisation de l'élément tnermosensible suivant la revendication 1 comme organe de surveillance du déplacement du fil dans les machines de fabrication de l'industrie textile telles que les métiers à tisser. 9.- Elément tnermosansibla suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué en résistance, avec une valeur de résistance dépendant de sa température. 4.- Elément thermosensible suivant l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que la résistance dépendant de la température présente un coefficient de température négatif (résistance NTC). 5.- Elément tnermosensible suivant la revendicâtion 1, caractérisé par le fait qu'il est couplé avec un élément chauffant. b.- Elément thermosensible suivant l'une des revendications 1 et 5, caractérisé par le fait que l'élément chauffant est alimenté par une source d'énergie extérieure, la quantité d'énergie fournie étant commandée par la chute de tension à l'élément thermosensible. 7.- Elément tnermosensible suivant la revendication 1, caractérisé par la fait que l'énergie fournie à la résistance thermosensible est superposée à la tension servant à la mesure de la baisse de tension. 8.- dément tnernosensible suint la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu un montage à pont, dans leauel une branche u pont contient-une preniere résistance indiquant la température, et l'autre branche du pont une autre résistance dépendant de la température. 9.- dément thermosensible suivant l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par le fait oua la tension de mesure est une tension continue, et la tension de la source d'énergie une tension alternative. 10.- Elément thermosensible suivant l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que la tension superposée à la tension de mesure est une tension continue à pulsation, et qu'une tension de commande en dents de scie est appliquée à une résistance de référence, ce qui fait que le point de mise en circuit pour le flux de courant de la tension continue à pulsation fournissant le chauffage est déterminé en dépendance de la grandeur de la tension à la résistance thermosensible. 11.- Elément thermosensible suivant l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que l'énergie fournie en supplément à la résistance thermosensible pour le maintien de sa température est mesurée ou évaluée dans un instrument.