Brevet FR2182246A1 — publié le 19731207

La présente invention est relative à un appareil de détection de glace ou givre plus particulièrement, quoique non exclusivement, destiné à être utilisé en liaison avec vin dispositif de dégivrage des surfaces d'un engin volant. L'un des buts de l'invention consiste à construire un appareil de détection de givre de réalisation pratique. L'appareil de détection de givre suivant l'invention comprend des premiers moyens pour effectuer le décompte d'un nombre d'impulsions électriques produites en fonctionnement par un détecteur de givre, et des seconds moyens destinés à modifier ce décompte en fonction du taux de production desdites impulsions. Les seconds moyens comportent préférablement des troisièmes moyens destinés à donner une indication du nombre des impulsions produites dans un intervalle de temps donné, et des quatrièmes moyens pour modifier le décompte des premiers moyens en fonction de l'indication donnée par les troisièmes moyens. L'appareil de détection comprend en outre de préférence des moyens pour déclencher le cycle de dégivrage lorsque le décompte dans les premiers moyens atteint une valeur prédéterminée. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : La figure unique du dessin est un schéma général d'un circuit électrique constituant un mode d'exécution de l'appareil de détection de givre suivant la présente invention. L'appareil de détection de givre montré sur le dessin est prévu, notamment, pour être utilisé en liaison avec un dispositif de dégivrage des surfaces d'un engin volant et plus particulièrement en vue d'être installé dans un hélicoptère pour détecter le givrage des pales de son rotor. Cet appareil comprend un filtre 10 dont l'entrée reçoit un signal indiquant la présence d'une épaisseur prédéterminée de givre sur un transducteur. Celui-ci est avantageusement constitué par une source radio-active située à une certaine distance du tube d'un compteur GEIGER-MULLER de façon que les radiations de celui-ci passent près de la surface d'un élément d'un engin volant et parallèlement à cette surface. La présence de givre entre la source radio-active et le tube du compteur GEIGER-MULLER provoque la diminution de la fréquence du signal de sortie émis par ce tube et ce signal est injecté dans un discriminateur de fréquence à travers un amplificateur opérationnel différentiel. 10 15 20 25 30 35 HO 73 15783 2182246 La sortie de ce discriminateur est utilisée pour actionner un relais lorsque le signal indique une formation de givre prédéterminée (par exemple une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm) entre la source radio-active et le tube du compteur GEIGER-MULLER. Lorsqu'il est excité, le relais émet une impulsion de tension d'une durée approximative de 8 à 12 secondes qui est envoyée dans l'entrée du filtre 10. Pendant le même temps s'effectue le dégivrage de la partie des surfaces portantes disposées entre la source radio-active et le tube du compteur GEIGER-MULLER, cette opération prenant normalement 8 à 12 secondes suivant les conditions de température ambiante. Le filtre 10 élimine le bruit parasite des impulsions qu'il reçoit, tandis que sa sortie est reliée aux entrées d'une part d'un circuit conformateur 11 et d'autre part d'un interrupteur 12 de ré-enclenchement de registre. La sortie du circuit conformateur 11 est réunie aux entrées respectivement d'un générateur 13 d'impulsions de retour de mémoire, d'un générateur 14 d'impulsions de transfert de décompte, d'un circuit monostable 15 de ré-enclenchement de générateur, d'un circuit 16 de verrouillage d'attente de registre, et d'une porte 33. L'une des sorties du circuit monostable 15 est reliée à une autre entrée de l'interrupteur 12 de ré-enclenchement de registre tandis que l'autre sortie de ce monostable 15 est mise en relation avec l'entrée d'un générateur 18 d'impulsions chronomé-triques. La sortie de ce dernier est reliée d'une part à l'entrée précitée du monostable 15 et d'autre part à l'entrée d'une porte 19 dont la sortie est réunie à l'entrée d'un registre 20 d'importance de givre associé à l'interrupteur 12 de ré-enclenchement de registre. La sortie de celui-ci est reliée à l'entrée d'un générateur 21 d'impulsions de ré-enclenchement de registre dont la sortie est branchée d'une part à line autre entrée du registre 20 et d'autre part à l'entrée d'un registre 22 de formation de givre. Une source d'énergie électrique 23 est reliée à une autre entrée du circuit de verrouillage d'attente 16 dont la sortie est réunie d'une part à encore une autre entrée du registre 20 et d'autre part à l'entrée d'un inhibiteur 24. La sortie de celui-ci est branchée avec un voyant indicateur 25, avec une autre entrée de la porte 10, et enfin avec une entrée d'un décodeur de mémoire 26. Le registre 20 possède quatre sorties qui sont reliées respectivement, la première à une autre entrée du circuit 16 de verrouillage d'attente, la seconde à une entrée d'un circuit logique de transfert 27, la troisième à l'entrée d'un comparateur 28 et enfin la quatrième à l'entrée d'un 73 15783 3 5182246 décodeur 29. La sortie du circuit logique de transfert 27 est réunie à l'une des entrées d'une mémoire enregistreuse 30 dont une autre entrée est branchée avec la sortie du générateur 13 d'impulsions de retour de mémoire. La sortie de la mémoire 30 est reliée à une 5 autre entrée du décodeur de mémoire 26 dont la sortie est mise en relation avec l'entrée d'un indicateur 31 d'importance de givrage, lequel est pourvu d'une autre sortie branchée avec une seconde entrée du comparateur 28. La sortie du générateur 14 d'impulsions de transfert de décompte est reliée à une seconde entrée du circuit logique lO de transfert 27, tandis que la sortie du comparateur 28 est réunie à une entrée d'un circuit logique de mise à jour 32 dont la sortie est en relation avec une autre entrée du circuit conformateur 11. La sortie du décodeur 29 est branchée avec une autre entrée de la porte 33 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un circuit généra-15 teur 17 d'impulsions de correction. La sortie de ce dernier et l'entrée précitée du registre 22 de formation de givre sont reliées ensemble, tandis que la sortie de ce registre 22 est reliée de son côté à l'entrée d'un décodeur 33a. Ce dernier comporte trois sorties qui sont réunies respectivement l'une à l'entrée d'un indica-20 teur 34 de formation de givre, une autre à l'entrée d'un circuit monostable 35 conformateur d'impulsions et la dernière à l'entrée d'un circuit de verrouillage 36. La sortie du circuit conformateur monostable 35 est branchée avec une autre entrée du circuit 36 dont la sortie est reliée d'une part à l'entrée d'un relais 37 et d'au-25 tre part à celle d'un circuit 38 de ré-enclenchement de registre dont la sortie est mise en relation avec une autre entrée du registre 22 de formation de givre. La sortie du relais 37 est organisée soit de manière à mettre en marche le dispositif de dégivrage associé à l'engin volant, soit en variante pour fournir un décompte cumula-30 tif du givre accumulé sur les surfaces portantes de cet engin. L'appareil de détection de givrage décrit ci-dessus a deux fonctions, il indique d'abord l'importance du givrage, c'est-à-dire qu'il mesure la vitesse à laquelle le givre se forme, et ensuite la formation totale de givre. Lorsque le dispositif de dégivrage est 35 utilisé en relation avec l'appareil de détection de givre, celui-ci mesure le décompte de formation de givre depuis le dernier cycle de dégivrage. De manière générale, l'indication de l'importance de givre utilise comme principe le décompte du nombre d'impulsions produites â l'entrée du filtre 10 en sept intervalles de temps égaux, chacun 40 d'eux étant déterminé par le générateur d'impulsions chronométriques 10 15 20 25 30 35 40 73 15783 11 2182246 18, et chaque intervalle pouvant être de l'ordre de 25 secondes. Mais naturellement on peut faire varier cette valeur en fonction entre autres du genre d'engin volant sur lequel le dispositif de dégivrage est utilisé. En outre la mesure de la formation totale de givre est effectuée en modifiant le nombre total d'impulsions reçues à l'entrée du filtre 10, une telle modification dépendant de l'importance du givrage. De manière plus particulière le dispositif de dégivrage fonctionne de la façon suivante : Pendant un vol normal, c'est-à-dire lorsqu'il ne se forme pas de givre, le dispositif de dégivrage est maintenu en condition d'attente par le circuit 16 qui est enclenché de deux manières. La première consiste à le relier à la source d'énergie électrique 23, la seconde, correspondant à la fin du compte de givrage, est commandée par l'intermédiaire de la première borne mentionnée du registre 20 d'importance de givre (c'est-à-dire quand, après réception d'un ou de plusieurs signaux de givrage, aucun autre signal n'a été reçu pendant un temps prédéterminé). Le circuit de verrouillage d'attente 16 maintient le registre 20 à zéro et à travers l'inhibiteur 24 et la porte 19, il bloque la sortie du générateur 18 d'impulsions chronométriques, tandis que par ce même inhibiteur 24 il bloque aussi la sortie du décodeur de mémoire 26, en direction de l'indicateur 31 d'importance de givrage. Le registre 22 de formation de givre est du type à retour automatique à zéro lorsqu'on branche l'appareil sur la source d'énergie électrique. De plus, après ce branchement mais avant qu'une impulsion soit reçue à l'entrée du filtre 10, l'indicateur 31 d'importance de givrage affiche la lecture zéro, tandis que le voyant indicateur 25 ne peut pas être alimenté et que le décompte cumulatif de formation de givre est à zéro. Lorsque la première impulsion arrive à l'entrée du filtre 10 elle est filtrée puis conformée dans le circuit 11. L'impulsion reçue provoque ensuite les actions suivantes qui se déroulent suivant une succession contrôlée par les fonctions de retard intégrées dans le dispositif de dégivrage. En premier lieu cette impulsion déclenche le circuit monostable 15 de ré-enclenchement de ^générateur d'impulsions qui sert à décharger une capacité du générateur d'impulsions chronométriques 18. Elle ouvre ensuite le circuit de verrouillage d'attente de registre 16 qui ouvre à son tour la porte 10 15 20 25 30 35 40 73 15783 2182246 19, élimine l'inhibition du décodeur de mémoire 26, et permet au registre 20 d'iœportance de givre d'effectuer son comptage. En troisième lieu, elle déclenche le générateur 13 d'impulsions de retour de mémoire qui dégage la mémoire 30. En outre elle actionne le générateur d'impulsions de transfert 14 qui agit sur le circuit logique 27 pour transférer le décompte du registre 20 vers la mémoire 30. Enfin, après un retard déterminé par le circuit monostable 15 sur l'interrupteur de ré-enclenchement 12, elle déclenche le générateur d'impulsions de ré-enclenchement 21 et amène à 001 le registre d'inçjortance de givre lequel est un compteur à trois-bits. Finalement, le générateur d'impulsions de ré-enclenchement 21 émet une impulsion en direction du registre 22 de formation de givre. Le voyant indicateur 25 est alimenté par l'intermédiaire du circuit de verrouillage 16 et de l'inhibiteur 24 ; en outre l'indicateur d'importance de givrage 31 affiche une lecture minimale tandis que l'indicateur de formation de givre 34 affiche lui-même le décompte 1. Le registre 20 compte ensuite les impulsions chronométriques produites par le générateur 18. Si l'entrée du filtre 10 ne reçoit pas d'autres impulsions de givre pendant sept impulsions chronométriques, comme le registre 20 est à trois-bits seulement, il revient en position d'attente et ré-enclenche le circuit de verrouillage 16 comme décrit ci-dessus. Le voyant indicateur 25 n'est plus alimenté, la porte 19 bloque la sortie du générateur d'impulsions chronométriques 18, la sortie du décodeur de mémoire 26 en direction de l'indicateur d'importance de givrage 31 étant alors bloqué. Au contraire, si l'entrée du filtre 10 reçoit une autre impulsion de détection de givre pendant les sept impulsions chronométriques précitées émises par le générateur 18, alors cette impulsion déclenche le monostable de ré-enclenchement 15 lequel provoque la décharge de la capacité précitée du générateur chronométrique 18. De plus, cette autre impulsion de détection de givre permet au générateur d'impulsions de retour de mémoire 13 de libérer la mémoire enregistreuse 30 et le générateur d'impulsions de transfert de décompte 14 agit sur le circuit logique 27 pour transférer le décompte du registre d'importance de givre 20 dans la mémoire enregistreuse 30. Comme indiqué plus haut, après un retard imposé par le circuit monostable 15 à l'interrupteur de ré-enclenchement de registre 12, ladite impulsion déclenche le générateur 21 et amène à 001 le registre d'importance de givre qui, comme sus-indiqué est du type 10 15 20 25 30 35 40 73 15783 2182216 à trois-bits. Enfin le générateur 21 envoie une impulsion dans le registre de formation de givre 22. Dans le cas par exemple où la nouvelle impulsion de détection suivante n'apparaît qu'après qu'une impulsion chronométrique ait été émise par le générateur 18, c'est-à-dire quand le registre de formation de givre est à 010, alors qu'après le retard imposé par le circuit monostable 15 à l'interrupteur 12, l'impulsion précitée déclenche le générateur 13 qui ré-enclenche le registre 20 d'importance de givre. La porte 33 qui est ouverte par le décodeur 29 permet à une impulsion de correction d'être envoyée par le circuit générateur d'impulsions de correction 17 au registre de formation de givre 22 pour faire avancer ce dernier. Le circuit de verrouillage d'attente 16 n'est pas ré-enclenché et par conséquent le voyant indicateur 25 reste alimenté. Ainsi l'impulsion de correction précitée entre dans le registre 22, par la porte 33 si par exemple une nouvelle impulsion de détection de givre apparaît tandis que le registre 20 est à moins de trois. Ceci indique que la vitesse de givrage est importante et dans de telles conditions on notera que le temps durant lequel la face de la partie de surface portante située entre la source radio-active et le tube du compteur GEIGER-MULLER est en cotirs de dégivrage provoque une lecture imprécise de la formation totale de givre. Ainsi, dans les conditions précitées de formation de givre, une impulsion de correction est introduite dans le registre 22, de sorte que l'impulsion de détection susmentionnée fait que le décompte cumulatif de la formation de givre augmente de deux unités. Ainsi en modifiant de cette manière le décompte on peut obtenir une évaluation plus précise du givrage total accumulé sur les surfaces d'un engin volant. Si cette impulsion de détection apparaît pendant que le registre de formation de givre renferme un décompte égal ou inférieur à deux, l'indicateur d'importance de givrage 31 annonce que le taux de givrage est important. Au contraire si ladite impulsion apparaît pendant que le registre 20 affiche un décompte de trois, l'indicateur d'importance de givrage 31 peut révéler que le taux de givrage est moyen, tandis que si cette impulsion apparaît quand le registre 20 donne un décompte de quatre, cinq, six ou sept, l'indicateur 31 peut signaler que la vitesse de givrage est faible. En supposant maintenant que l'indicateur 31 d'importance de givrage annonce des conditions de givrage très importantes, et que la mémoire enregistre par exemple un décompte de 010, alors si le 73 15783 7 2182246 10 registre 20 relève un décompte de 011 avant que l'entrée du filtre 10 ne reçoive une autre impulsion de détection, la porte 33 est fermée et ne permet pas à une impulsion de correction de passer du circuit générateur 17 d'impulsions de correction, au registre 22. De plus le comparateur 28 agit pour enclencher le circuit logique de mise à jour 32 qui par conséquent émet une impulsion. Celle-ci est injectée dans le circuit conformateur 11 dont la sortie déclenche le générateur 13 d'impulsions de retour de mémoire pour dégager la mémoire enregistreuse 30. En outre la sortie précitée du circuit 11 déclenche le générateur d'impulsions 14 après un léger retard et celui-ci met le circuit logique en condition pour transférer le décompte dans la mémoire 30 à partir du registre 20 d'importance de givre. Par exemple quand le registre 20 est à 011 et la mémoire 30 à 010, le circuit logique 32 de mise à jour fonc-tionne et la mémoire 30 relève le décompte 011. Par conséquent, l'indicateur 31 d'importance de givre donne une lecture moyenne. Au lieu d'envoyer un signal à un compteur cumulatif à partir de la sortie du relais 37 celui-ci pourrait être utilisé pour déclencher l'alimentation d'un appareil de chauffage destiné à dégivrer les surfaces de l'engin volant. Quand le relais 37 est utilisé à cet effet, le décodeur 33a est programmé pour déclencher le circuit de verrouillage 36 à un décompte prédéterminé du registre 22 de formation de givre. La durée de l'iispulsion de déclenchement du relais 37 est commandée par le circuit conformateur monostable de confor-2g mation d'impulsion 35 et le registre 22 est ré-enclenché quand le circuit de verrouillage 36 déclenche. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant 20 les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 20 73 15783 2182246 REVENDICATIONS 1. Appareil de détection de givre, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens pour effectuer le décompte d'un nombre d'impulsions électriques produites en fonctionnement par un détec- 5 teur de givre et des seconds moyens destinés à modifier ce décompte en fonction de là cadence de production desdites impulsions. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens comportent des troisièmes moyens destinés à donner une indication du nombre des impulsions produites dans un 10 intervalle de temps donné, et des quatrièmes moyens pour modifier le décompte des premiers moyens en fonction de l'indication donnée par les troisièmes moyens. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les troisièmes moyens comprennent un registre qui, en fonction- 15 nement, donne une indication de la vitesse de givrage. 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les quatrièmes moyens comportent un décodeur à porte destiné à recevoir un signal provenant du registre en vue d'injecter un signal dans les premiers moyens. 20 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour déclencher un cycle de dégivrage lorsque le décompte dans les premiers moyens atteint une valeur prédéterminée. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une source radioactive et un tube GEIGER-MULLER, l'organisation étant telle qu'en fonctionnement la présence de givre entre la source radio-active et le tube provoque la diminution de la fréquence du signal de sortie dudit tube. 30 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un discriminateur de fréquence répond au signal de sortie du tube GEIGER-MULLER en vue de provoquer la production des impulsions électriques en fonction de la présence de givre entre la source radio-active et ledit tube. 35 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté dans un hélicoptère en vue de détecter le givrage des pales de son rotor.