Brevet FR2167282A1 — publié le 19730824

La présente invention se rapporte à un dispositif de marquage magnétique d'un produit en défilement destiné à introduire dans ledit produit un signal permettant de mesurer la vitesse de défilement de ce produit. On connart des dispositifs de mesure de la vitesse d'un produit comportant des organes de détection d'un signal aléatoire associé au produit en défilement. On peut détecter par exemple l'énergie lumineuse rayonnée par un élément de surface du produit au moyen de récepteurs photoélectriques. On peut également créer artificiellement le signal aléatoire au moyen d'une source appropriée disposée au voisinage du produit en défilement ; ainsi il est connu d'éclairer un produit en défilement au moyen d'une source lumineuse et de détecter l'énergie lumineuse réfléchie par un élément de surface du produit. On connaît également un dispositif comportant une tête de marquage magnétique disposée en amont des organes de détection dans le sens de défilement d'un produit magnétisable, par exemple une t81e en cours de laminage. Les organes de détection enregistrent des signaux semblables au signal introduit mais décalés dans le temps. La mesure de ce décalage permet de déduire la vitesse de défilement du produit. L'expérience montre que lorsque la mesure porte sur des signaux aléatoires, par exemple par corrélation desdits signaux, cette mesure est d'autant plus stable et précise que l'étendue spectrale des signaux détectés est large et que le spectre de densité de puissance est constant, au moins jusqu'à une certaine fréquence dite fréquence de coupure et correspondant à un affaiblissement prédéterminé de la densité de puissance. Lorsqu'on utilise en particulier un dispositif de marquage magnétique, on crée une magnétisation du produit en défilement en disposant à proximité dudit produit une tdte de magnétisation comportant par exemple un noyau entouré par une bobine dans laquelle on fait circuler un courant électrique. La bobine présentant une impédance fonction de son inductance et de la pulsation du courant introduit, l'intensité instantanée qui circule dans ladite bobine est inversement proportionnelle à la fréquence du courant. I1 en résulte que lorsquton introduit un courant d'étendue spectrale relativement large le spectre de densité de puissance du signal introduit dans le produit en défilement présente une pente préjudiciable à la stabilité et à la précision des mesures ultérieures. La présente invention a pour objet de permettre l'introduction dans un produit magnétisable en défilernent d'un signal présentant une étendue spectrale suffisamment large et un spectre de densité de puissance sensiblement constant jusqu'à la fréquence de coupure. A cette fin l'invention a pour objet un dispositif de marquage magnétique d'un produit magnétisable en défilement, comportant une tête de magnéti sation constituée par un noyau entouré par une bobine reliée à une source de courant de fréquence variable, caractérisé en ce que ladite source de courant comprend un générateur de signaux sinusoidaux de fréquence constante et un étage de blocage desdits signaux disposé entre la bobine et ledit générateur et commandé par un générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires. Par générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires on entend un dispositif produisant de fagon séquentielle une suite de nombres binaires répartis aléatoirement au cours de chaque séquence. On comprend que la suite de nombres binaires n'est pas aléatoire, puisque des séquences identiques se reproduisent dans le temps. Cependant le spectre de densité de puissance que l'on peut obtenir au moyen dudit générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires peut être rendu constant, comme cela sera explicité par la suite. On comprend, en effet, que la bobine de la tête de marquage étant alimentée par des signaux sinusoRdaux de fréquence constante, l'intensité instantanée du courant circulant dans ladite bobine soit également constante. Cependant, cette alimentation est bloquée de fagon pseudo-aléatoire par le générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires. On peut donc ainsi introduire dans le matériau un signal présentant un spectre de fréquence large et un spectre de densité de puissance constant jusqu'à la fréquence de coupure. On va maintenant décrire un exemple nullement limitatif de réalisation du dispositif selon l'invention en se référant aux figures des dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente un schéma du dispositif de marquage ; La figure 2 représente une suite de séquences binaires pseudo-aléatoires ; La figure 3 représente le signal appliqué à la bobine de la tête de marquage et correspondant aux séquences représentées Figure 2. En se reportant à la figure 1 on voit que le dispositif de marquage comprend un générateur de tension sinusordale 1 produisant un signal de fréquence constante Fc. Ce générateur alimente une bobine 2, entourant un noyau 3 disposé en regard d'un produit magnétisable en défilement 4, par l'intermédiaire d'un amplificateur 5 et d'un étage de blocage 6 disposé entre ledit amplificateur et la bobine. L'étage de blocage comprend deux thyratrons 7 et 8 montés tête-bEche et qui peuvent être simultanément rendus non-conducteurs par un étage de commande 9 recevant lui-même un signal de commande d'une façon qui sera explicitée ultérieurement. Un générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires 10 est relié d'une part au générateur sinusoïdal et d'autre part à l'étage de commande précité. Ce générateur d'un type connu en soi comprend un regisre à décalage 11 eompor- tant n étages susceptibles de recevoir chacun une information sous forme bi naire. Pour la commodité de la description du fonctionnement, on a représenté un registre à décalage comportant trois étages A, B, C, étant bien entendu que l'on dispose d'un plus grand nombre d'étages dans la pratique. Le registre à décalage reçoit des tops d'horloge produits par le générateur sinusoSdal 1 à la meme fréquence que la fréquence du signal sinusordal produit par ledit générateur.Le générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires comporte également un étage de calcul 12 qui dans le cas d' espèce forme la somme logique "ou exclusif" des informations contenus dans les étages B et C du registre et l'introduit dans l'étage A. A chaque top d'horloge, le générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires réalise simultanément les opérations suivantes : transfert dans le premier étage de la somme logique formée dans l'étage de calcul 12 ; décalage de l'information des deux premiers étages du registre vers la droite ; perte de l'information du dernier étage du registre et introduction de l'état de l'un quelconque des étages du registre dans l'éta- ge de commande 9. On rappelle que la somme logique "ou exclusif" de deux nombres binaires est 0 si ces nombres sont identiques et 1 s'ils sont différents. En admettant que l'état des informations A, B et C des différents étages du registre soit 1, 0, 0 & I'origine, on obtient la table de vérité suivante pour les difxérents états des étages du registre en fonction des tops d'horloge. Top A B C horloge 1 0 0 1 - 010 2 - 101 3 - 110 4 - 111 5 - O 1 1 6 - O O 1 7 - 100 Dans le cas d'espèce, on obtient une séquence au bout de sept tops d'horloge, chaque séquence sur l'un quelconque des étages du registre comportant une série aléatoire de nombres binaires. En fait, on utilise un registre à décalage à n étages, le premier étage recevant la somme logique "ou exclusif d' un nombre pair d'étages comprenant n ce dernier. Le nombre d'évènements d'une séquence est alors N = 2n - 1, le nombre de 1 étant de 2(n-1) et le nombre de O de 2(n-1) - 1, et la durée d'une séquence étant N/Fc où Fc est la fréquence des tops de l'horloge. L'étage de commande de l'étage de blocage reçoit donc par séquence un nombre N = 2n - 1 d'instructions binaires et bloque par conséquent l'étage de blocage par exemple pour les instructions "1", ledit étage restant conducteur pour les instructions "0" ; le signal sinusoïdal en provenance du générateur sinu soSdal sera donc bloqué un nombre de fois correspondant, ainsi que le représentent les figures 2 et 3 pour le registre à trois étages précédemment décrit. Dans le cas d' espèce, le spectre de densité de puissance du signal appliqué à la bobine comporte sept raies de Fc/7 à Fc, dont les trois premières sont à prendre en considération, la fréquence de coupure Fo ayant été fixée par le calcul à 0,45 Pc, fréquence correspondant à un affaiblissement de 3 décibels. Dans le cas général, le spectre de densité de puissance est composé de N raies k Pc correspondant aux fréquences N c où k varie de 1 à N ; l'enveloppe de ces raies est donnée par le calcul, et permet de déterminer la fréquence correspondant à un affaiblissement de 3 décibels, qui est, comme on l'a vu, Fo = 0,45 Fc. Ainsi, si on choisit un registre à 10 étages, on obtient un nombre d'évènements N = 1023 et le spectre de densité de puissance contient alors 500 raies dont l'amplitude dépasse le point - 3 dB correspondant à la fréquence de coupure.Comme la bobine est alimentée avec un courant ne comportant que la fréquence Fc ou ses harmoniques, on peut disposer entre étage de blocage et la bobine un condensateur 13 de capacité telle que l'on réalise la ré sonance du circuit, à savoir telle que LC 2 = 1, où W est la pulsation du signal sinusoidal, soit w = 2 w Fc. La puissance fournie à la tdte est alors augmentée du fait que le courant qui la traverse est multiplié par L W /R où R est la résistance du circuit. Cette résistance peut être diminuée en utilisant un fil de gros diamètre ; on doit cependant veiller à maintenir un amortissement convenable du circuit. Le dispositif selon l'invention permet donc d'introduire par magnétisation dans un produit en défilement un signal pseudo-aléatoire d'étendue spectrale élevée et dont le spectre de densité de puissance reste constant jusqu'à la fréquence de coupure. Un tel signal, dit aussi "bruit blanc dans la bande -Fot' se prête particulièrement bien à une détection par des dispositifs de détection magnétiques, par exemple à effet Hall, disposés en aval de la tette de marquage par rapport au sens de défilement du produit et destinés à former un signal par corrélation des signaux détectés, lequel signal permet par un traitement approprié de déterminer la vitesse de défilement du produit. Le dispositif d'analyse par corrélation des signaux détectés peut en particulier être accordé sur la fréquence Pc du générateur sinusodal, ce qui permet de détecter sélectivement les signaux introduits dans le produit en défilement, indépendamment des signaux parasitaires. Un autre avantage réside dans la possibilité d'introduire dans le produit un signal relativement puissant, du fait de l'accord sur la résonance du circuit LC du dispositif de marquage. Enfin, on peut faire varier à volonté les caractéristiques de la séquen ce pseudo-aléatoire par variation de la fréquence produite par le générateur sinusordal et choix du nombre d'étages du registre à décalage, ces paramètres étant sélectionnés en fonction de la vitesse du produit en défilement. VENDICATIONS 1 - Dispositif de marquage magnétique d'un produit magnétisable en défilement, comportant un noyau entouré par une bobine reliée à une source de courant caractérisé en ce que ladite source de courant comprend un générateur de signaux sinusoSdaux de fréquence constante et un étage de blocage desdits signaux disposé entre la bobine et ledit générateur et commandé par un générateur de séquences binaires pseudo-aléatoires d'un type connu en soi. 2 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on dispose entre l'étage de blocage et la bobine un condensateur de capacité telle que le circuit formé par la bobine et ledit condensateur soit en résonance pour la fréquence émise par le générateur de signaux sinusoRdaux.