Brevet FR2220791A1 — publié le 19741004

La présente invention concerne un dispositif destiné à détecter la vitesse du déplacement d2un objet continu, le long d'un trajet prédéterminé. Ce dispositif est du type comportant deux capteurs qui sont espacés l'un de l'autre le long du trajet, et qui sont agencés de manière à produire deux signaux de forme pratiquement identique, mais décalés mutuellement dans le temps en fonction de la distance entre les deux capteurs et de la vitesse du mouvement de l'objet le long du trajet. Des dispositifs de détection de vitesse de ce type ont déjà été décrits, par exemple dans le Brevet des Etats Unis d'Amérique nO 3 689 157 et dans les Brevets Français 69 14 146 et 71 20 800 qui décrivent égalément des circuits électriques connectés aux capteurs afin de.calculer la vitesse de objet à partir de l'intervalle de temps entre les signaux de sortie des deux capteurs. Lsinvention concerne donc un dispositif de détection du type précité qui convient à ltindustrie textile ou à dtautres applications lorsqu'il y a lieu de mesurer la vitesse ou la longueur d2un objet continu de matière isolante ou non conductrice de l'électricité, comme par exemple des fibres textiles, du fil ou de la laine se déplaçant le long dgun trajet prédéterminé. Les tentatives faites pour utiliser des dispositifs connus de détection de vitesse comportant des capteurs magnétiques ou optiques pour détecter la vitesse de matières textiles, particulièrement des fibres synthétiques, nqontrencon- trés aucun succès pour la plupart de ces matières. Par ailleurs, les capteurs magnétiques ne peuvent pas etre utilisés du tout, tandis que dans la plupart des cas, les tentatives faites pour utiliser des capteurs optiques ont conduit à obtenir des signaux de niveau insuffisant, en raison des variations extrèmement petites de la section transversale suivant la longueur de la plupart des fibres synthétiques. Il a donc été admis que les dispositifs connus de détection et. de mesure de vitesse ne pouvaient pas etre utilisés avec succès pour mesurer la vitesse d'une fibre synthétique continue par exem- ple. Il a cependant été constaté que, selon l'invention, il était possible détendre le domaine d'utilisation des disposi tifs du type général spécifié initialement à la détection et à la mesure de la vitesse de différentes fibres textiles, y compris les fibres synthétiques, en munissant le dispositif de capteurscomprenant des électrodes qui sont agencées de manière à détecter des charges électrostatiques dans un objet continu de matière isolante de l2électricité qui se déplace le long du trajet. L2invention repose donc sur l'idée que, malgré que les propriétés physiques d'un objet continu de matière ieolante ou non conductrice de l2électricité puissent titre pratiquement constantes suivant la longueur de 12 objet, les charges électrostatiques emmagasinées à la surface de cet objet varient normalement dans une large mesure et de manière aléatoire le long de l'objet. Les electrodes utilisées comme capteurs dans le dispositif selon l'invention détectent les variations de charges leetrostatiques à la surface de l'objet, et le potentiel de chaque électrode varie en fonction de ces charges. D'autres caractéristiques de ltinvention apparattront au cours de la description qui va suivre. Au. dessin annexé , donné uniquement à titre exemple nullement limitatif: La Fig. 1 illustre schématiquement un dispositif de détection selon un mode de réalisation de 11 invention, avec les circuits électriques associés auxquels sont connectés les deux capteurs du dispositif de détection, la Fig. 2 est une vue en plan d'un dispositif de détection comprenant également une électrode de blindage commune en plus des deux électrodes de capteurs, la Fig. 3 illustre schématiquement une variante de réalisation du dispositif de détection et des parties des circuits électriques associés. Sur la Fig. 1, la référence numérique 1 désigne un. objet continu de matière isolante ou non conductrice de ltélec- tricité. Cet objet, qui peut consister par exemple en une matière en fibre synthétique. , se déplace suivant sa direction longitudinale, sur deux supports fixes 15 et 16. Entre les deux supports 15 et 16 sont disposées deux électrodes 2 et 3 qui ont chacune la forme d'une bande métallique placée perpendiculairement par rapport à l'objet 1. Les deux électro des 2 et 3 sont placées légèrement au-dessous du trajet de ltobjet continu 1, et elles sont espacées d'une distance L dans la direction longitudinale de objet. Les électrodes 2 et 3 sont connectées respectivement à des préamplificateurs constitués par des tiansistors à effet de champ 6 et 7 et des résistances 4, 8 et 5, 9. Les sorties des amplificateurs sont connectées respectivement à des amplificateurs 10 et llo Les sorties des deux amplificateurs 10 et 11 sont à leur tour connectées chacune à une entrée d'une unité de convertisseur 12 destinée à convertir ltintervalle entre les signaux de sortie des deux électrodes 2 et 3 en un train cipimpulsions dont la fréquence varie de manière inversément proportionnelle à l'intervalle de temps. Le convertisseur 12 peut etre de tout type approprié. Par exemple, il peut titre du type décrit dans le Brevet des Etats Unis d2Amérique nO 3 689 157 ou dans l'un des Brevets Français 69 14 146 et 71 20 800. La sortie du convertisseur 12 est connectée à un compteur dtimpulsions 13 qu: compte les impulsions que produit le convertisseur. Par conséquent, le nombre emmagasiné dans le compteur 13 est proportionnel àla longueur de l'objet 1 passée sur les deux capteurs 2 et 3. Si, ainsi qu'il a été supposé ci-dessus, l'objet 1 consiste en une matière isolante de l'électricité, il porte des charges électrostatiques distribuées de manière aiéatoire suivant sa longueur. Normalement, une quantité suffisante de ces charges électrostatiques est produite à la surface de l2ob- jet 2 lorsquil est déroulé dtune bobine ou autre, et également par suite dé son passage sur les différents supports. En général, un dispositif supplémentaire pour augulenter la quantité de charges sur la surface de objet 2 est inutile, mais si les charges produites par suite de la manipulation normale de l'objet n'étaient pas satisfaisantes, un dispositif pourrait dtre prévu pour faire apparattre des charges plus élevées sur l'objet. Ce dispositif pourrait consister en des pièces de matière isolante en contact avec Itobjet 1 pendant son passage le long du trajet précité, et situées de préférence à proximité du dispositif de détection. Pendant le passage de ltobjet 1 entre les deux supports 15 et 16, -l'électrode 2 se trouve à un potentiel électrique variable, déterminé à tout moment par la quantité de charges électrostatiques emmagasinées sur objet 1, dans la partie voisine de l'électrode 2. Du fait que les charges superficiel'es v vitesse de déplacement de objet 1. I1 a également été supposé ci-dessus que les deux électrodes 2 et 3 sont placées à une courte distance au-dessous du trajet de l'objet 1, auquel cas ces électrodes sont couplées par capacité à l'objet. Mais les électrodes peuvent être également placées en contact mécanique avec 12objet 1. Les deux supports 15 et 16 peuvent & tre en matière isolante. Mais il est également possible utiliser des supports de matière conductrice de lgélectricité auquel cas les supports eux-mtmes peuvent constituer les électrodes de détection nécessaires. Les signaux La longueur totale de objet 1 peut être indiquée par le compteur 13, puisque le nombre d'impulsions que fournit le convertisseur 12 au compteur est directement proportionnel à la longueur de l'objet 1, passée sur les deux capteurs 2 et 3. La Fig. 2 représente un dispositif capteur qui, en plus des deux électrodes 2 et 3, comporte une électrode de blindage 14 connectée à la terre. Gracie à cette électrode de blindage 14, lXinfluence des charges électrostatiques provenant du milieu ambiant est réduite, ainsi que le couplage capacitif entre les deux électrodes 2 et 3. En outre, la sensibilité de la détection des charges électrostatiques sur l'objet 1 est améliorée,ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'il y a lieu dXatteindre une précision élevée. Dans les modes de réalisation des Fig. 1 et 2, les électrodes de détection peuvent etre formées sur un support conmun selon un procédé de réalisation de circuit imprimé . Dans le cas où une électrode de blindage est prévue, cette électrode peut également titre imprimée sur le mame support. La Fig. 3 illustre un autre mode de réalisation. Dans ce cas, les électrodes de détection 2 et 3' ont la forme de tiges de section transversale circulaire. Chacune de ces électrodes comporte son propre blindage 17 et 18 respectivement. Ces électrodes de blindage ont la forme de coquilles semi-cylindriques et elles sont connectées respectivement aux sortis: correspondantes des préamplificateurs 6 et 7. Le potentiel de chaque électrode de blindage suit donc approximativement le potentiel de l'électrode de détection correspondante, ce qui veut dire que la capacité entre l'électrode de blindage et l'électrode de détection n'introduit aucun affaiblissement substantiel du niveau du signal à l'électrode de détection, bien aucun effet de blindage contre les champs électrostatique extérieurs soit encore assuré. Naturellement, le dispositif de détection, et particulièrement la réalisation spécifique de ses électrodes, peuvent etre modifiés de différentes manières sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, chaque électrode de détection peut avoir la forme d'un anneau avec une fente destinée à faciliter l'introduction dtun fil ou objet semblable. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de détection de la vitesse du déplacement d'un objet continu le long d'un trajet prédéterminé, et comprenant deux capteurs espacés ltun de l'autre le long dudit trajet et agencés de manière à produire deux signaux de forme pratiquement identique mais décalés mutuellement dans le temps en fonction de la distance entre les deux capteurs et de la vitesse du déplacement dudit objet le long dudit trajet, dispositif caractérisé en ce que chaque capteur consiste en une électrode agencée de manière à détecter des charges électrostatiques sur un objet continu de matière isolante de lZélec- tricité se déplaçant le long dudit trajet. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de blindage destiné'à blinder partiellement lesdites électrodes.