Brevet FR2241114A1 — publié le 19750314

L'invention concerne un appareil servant à compter des objets solides distincts en écoulement statistique. L'amenée à grande vitesse et le comptage d'objets solides distincts pose depuis longtemps aux techniciens un problème d'exactitude de comptage. Le procédé de base au'on emploie pour le comptage utilise un faisceau lumineux photoélectrique disposé en travers du parcours des objets et dirigé vers un organe sensible. Chaque passage d'un objet en travers du faisceau lumineux e-raîne une interruption de celui-ci, ce qui fait que dans l'organe sensible est engendré un signal spécifique qui sert à déclencher un type approprié de compteur. Toutefois, à mesure que lton emploie des débits de plus en plus grands, on éprouve de la difficulté à détecter exactement les objets à compter étant donné l'inaptitude du dispositif à séparer les objets contenus dans les courants. Par exemple, quand il s'agit de compter des capsules d-u type utilisé dans l'industrie pharmaceutique et qu'on les introduit en chute libre à travers un conduit de comptage, à de grands débits (5 à 10 capsules par seconde), les capsules tendent à se toucher. Il en résulte une situation dans laquelle on n'obtient pas une impulsion individuelle de détection pour chacune des capsules. Il apparat aue dans ces conditions, la probabilité de détections erronées est d'environ 2.10= e taux est inacceptable avec les normes modernes de comptabilité des produits pharmaceuti- ques qui exigent une erreur de comptage inférieure - à I 4. Le problème qui consiste à assurer une séparation appropriée d'objets à compter ou à amener dans une opération à grande vitesse n'est pas nouveau dans la technique. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 130 865 décrit un appareil d'amenée qui emploie une brosse rotative en disque et un jet d'air comprimé le long du parcours des objets, qui sont des écrous, pour effectuer la séparation avant le comptage des écrous par interruption d'un faisceau photoélectrique de têtue. Dans le mode d'exécution décrit, on introduit l'air obliauement par rapport au conduit d'amenée de manière à obtenir un courant d'air dans la direction générale de l'écoulement des écrous. L'utilisation d'une entrée d'air oblique pour l'obten- tion d'un courant d'air pratiquement parallèle au parcours d'écoulement d'objets en mouvement, en vue d'une certaine séparation entre eux, est aussi indiquée dans un mécanisme d'amenée décrit dans le brevet des Etats-Unis d'kmérique nO 5 324 697. On voit que les deux brevets cités appliquent de l'air soufflé directement sur les objets en mouvement pour assurer un certain espacement. Cependant, on a observé que ce procédé ne donne pas le niveau voulu d'exactitude de comptage. En conséquence, l'invention vise à fournir un système de comptage qui soit particulièrement propre a compter avec un faible taux d'erreur (10 4), un débit élevé de matière en particules solides distinctes s'écoulant statistiquement. En particu- lier, le système de comptage de l'invention doit permettre de compter des corps solides dont l'axe longitudinal est notablement plus grand que leur axe-horizontal, par exemple des formes de dosage pharmaceutique en capsules. L'appareil selon l'invention réalise ltexactitude ultra-élevée de comptage grâce à plusieurs caractéristiques nouvelles de structure. On obtient l'espacement des objets en écoulement statistique en soumettant chaque objet à un léger gradient de pression à mesure qu'il approche de l'organe sensible dans un conduit de mesure. Oontrairement au procédé employé par la technique antérieure, on engendre le gradient de pression en prévoyant une source d'air à la pression ambiante en un point du conduit, au-dessus de l'organe sensible et en introduisant un courant d'air à grande vitesse et à faible débit transversalement au conduit et perpendiculairement au parcours d'écoulement des objets à compter', en un point situé en dessous de l'organe sensible. Lorsque le courant d'air atteint la paroi opposée du conduit, il se convertit en écoulement turbulent et engendre une zone de pression inférieure au niveau ambiant. il en résulte la formation d'un léger gradient de pression entre l'entrée d'air ambiant et l'entrée d'air à grande vitesse, ce qui fait que chaque objet situé dans le conduit s'accélère par rapport à l'objet situé derrière lui, assurant ainsi un espacement suffisant entre les objets de façon qu'une impulsion individuelle de détection soit engendrée au passage par 1' organe sensible. Selon l'invention, on y parvent gracie à un appareil du type ci-dessus qui comprend au moins un conduit d'écoulement auquel est associé un dispositif de mesure du type dans lequel des objets comptés interrompent un faisceau lumineux ou similaire et engendrent un signal de comptage, le conduit d'écoulement étant formé d'un conduit d'amenée et d'un conduit séparé de détection, ce dernier étant en relation directe d'écoulement avec le conduit d'amenée et étant associé au dispositif de mesure, l'ouverture entre le conduit d'amenée -et le conduit de mesure donnant accès à de l'air ambiant, des moyens d'entrée d'air étant prévus pour diriger un jet d'air dans le conduit de détection, ces moyens étant placés en aval du dispositif de mesure et le jet d'air étant dirigé -perpendiculairement au conduit de détection. L'invention sera bien comprise à l'aide des dessins annexés sur lesquels - la fig. 1 est une coupe longitudinale de- l'ensemble d'amenée et de détection - la fig. 2 un schéma de calage de l'ensemble de circuit de détection et - la fig. 3 un schéma par blocs du système de comptage de l'invention. On considérera d'abord la figure 1-; des objets à compter 10, par exemple des capsules, sont introduits depuis un dispositif approprié de stockage et de transport (non représenté) qui peut être une trémie, une courroie en mouvement, un plateau vibrant, etc. Les objets 10 sont dans un état d'écoulement statistique en chute libre et entraînés dans un conduit d'amenée 11 par le diamètre élargi de la cavité d'entrée 12. Pour former le conduit d'amenée 11 et la cavité d'entrée 12, on perce des trous de la grandeur désirée à travers le bloc d'amenée 13. il convient que le diamètre du conduit d'amenée Il soit supérieur d'environ 0,25 cm au diamètre des objets à compter. Evidemment, le diamètre de la cavité d'entrée 12 est plus grand, ce qui facilite ltentrée et l'écoulement approprié des objets 10. Après être tombés en franchissant l'ouverture 14, les objets 10 entrent dans le conduit de détection 15 qui est formé à l'intérieur du bloc de détection 16 par des moyens appropriés, par exemple par un trou de grandeur désirée percé dans celui-ci. L'ouverture 14 forme un accès permettant à l'air ambiant d'entrer dans le conduit de détection 15. On peut facilement la former en espaçant le bloc d'amenée 13 du bloc de détection 16 au moyen de supports appropriés (non représentés). L'espacement des deux blocs n'est pas déterminant mais il est de préférence de l'ordre de 19 mm. Le conduit de détection 15 est de préférence muni d'un doublage 17 qui est transparent aux radiations électromagnétiques qu'on utilise pour détecter le passage des objets 10. Généralement, ce doublage présente la forme d'un tube de verre car la lumière visible est la forme la plus pratique de radiations électromagnétiques à utiliser dans 1' organe sensible pour la pratique de l'invention. Une source de radiations électromagnétiques 18 est prévue dans le conduit d'accès 19 qui est orienté perpendiculairement au parcours d'écoulement des objets 10. Dans un mode d'exécution préférentiel, on utilise une lampe pour engendrer de l'énergie lumineuse sous la forme d'un faisceau optique en travers du conduit 15. En un point diamétralement opposé à la source de radiations électromagnétiques 18 est prévu un détecteur de radiations électromagnétiques 20, de préférence un phototransistor, oui est orienté relativement au conduit d'accès 21 de manière à fournir un parcours direct par leauel lé faisceau optique atteint l'élément sensible du détecteur 20. Le détecteur de radiations électromagnétiques 20 est relié au circuit de comptage par des conducteurs 22. En aval des éléments sensibles est prtvue une entrée d'air 23 qui est orientée de manière à laisser/dans le conduit 15 un courant d'air à grande vitesse à de faibles débits, par la buse d'aspiration 24. Ce courant d'air est engendré dans une direction pratiquement perpendiculaire au parcours des objets 10. Généralement, la pression relative d'air utilisée dans ltentrée- dtair 23 est de 1,05 à 28 kg/cm2, de préférence d'environ 1,4 kg/cm2. L'air sous pression peut & re fourni par toute source usuelle, non représentée. il est désirable que la buse d'aspira tion 24 soit située dans le conduit 15, en-dessous du bas de l'ouverture 14, à une distance qui équivaut grossièrement à la longueur de l'objet 10. L'ensemble d1appareil fonctionne comme suit. Un courant d'objets 10 entre bout à bout dans le conduit Il par la cavité d'entrée 12. A mesure que chaque objet atteint l'entrée du conduit 15, il est séparé des autres objets situés plus haut par lteffet d'un gradient de pression imposé suivant la longueur du conduit 15. Ce gradient de pression est causé par une zone d'air à une pression inférieur-e au niveau ambiant, résultant du courant d'air à grande vitesse qui vient de la buse 24. il en résulte un courant d'air secondaire qui va de l'extérieur de appareil au conduit 15 par ltouverture 14 et accélère les objets 10 à mesure qu'ils entrent dans ce conduit. Lorsque chaque objet 10 passe à travers le faisceau optique, il coupe celui-ci de sorte que le détecteur 20 cesse entre conducteur. Une impulsion étroite de tension positive est engendrée dans les circuits associés au détecteur 20 et 1' impul- sion est transmise à un système électronique de comptage. Sur la figure 2, on a représenté le circuit utilisé dans l'ensemble de détecteur de l'invention, dans le mode d'exécution particulier qui utilise une lampe et un phototransistor comme indiqué plus haut. Quand le faisceau optique engendré par la lampe 18 est coupé, le phototransistor 20 cesse de conduire, ce qui donne une impulsion étroite de tension positive en La sortie de ltémetteur suiveur 23 suit cette impulsion positive. Des impulsions négatives en 1 sont empêchées par la diode 24. Cette sortie (une impulsion par objet) est transmise au système de comptage par la sortie 25. La figure 3 est une représentation-schématique des systèmes de comptage de l'invention. On voit que des objets 10 sont transportés jusau'à l'ensemble d'amenée 26 qui contient plusieurs des conduits d'écoulement représentés par la figure 1. Plusieurs des ensembles de détecteur représentés par la figure 2 forment une tête optique à plusieurs canaux 27. Be signal de sortie venant de chacun des émetteurs suiveurs 23 de ltensemble de détecteur est conduit à l'entrée d'un comparateur correspondant ou circuit à déclenchement de Schmidt (un par canal). La sortie du comparateur est "élevée" (niveau logiaue "1") quand cette tension de signal dépasse la tension de comparaison, et "basse" (niveau logique "o") dans le cas contraire. La sortie du comparateur est inversée et transmise à l'entrée d'un verrouillage de mémoire 29 qui, dans des modes d'exécution préférentiels, peut entre formé d'un simple circuit de mémoire, par exemple de deux portes NON-ST convenablement reliées.L'apparition d'un 's0' à 1' entrée du verrouillage de mémoire donne un "1" à la sortie. Une fois que la sortie est tX1s!, elle reste à ce niveau jusqu'à ce qu'une impulsion-de remise à zéro soit fournie. Le passage d'un objet 10 à travers un conduit de détection 15 a pour effet que la sortie du circuit de mémoire correspondant du verrouillage de mémoire 29 reste en position "1" jusqu a ce qu'elle soit lue par le multiplexeur 30. L'échantillonnage du jeu complet de canaux dans le multiplexeur 30 est commandé par des impulsions programmées venant du compteur d'adresses 31 qui est excité par une horloge interne 32 et il est accompli en un temps inférieur au temps théorique minimal compris entre la chute de deux objets à travers chaque conduit de détection. Ainsi, lorsque les objets 10 utilisés sont des formes de dosage pharmaceutiques en capsules, chaque canal est échantillonné toutes les 20 ms environ. A la sortie du multiplexeur 30, il apparat des impulsions à mesure que les sorties des différents circuits de mémoire sont échantillons. Ces impulsions de sortie sont retardées par le circuit de retard 33, tel qu'un jeu de bascules JK. Les impulsions retardées servent à entratner un compteur décimal 34 et si on le désire, l'information du compteur peut être transférée au dispositif d'extraction 35 et affichée par celui-ci. Evidemment, chaque impulsion retardée qui est comptée correspond au passage d'un objet à travers un conduit de détection. Les impulsions retardées sont aussi transmises au démultiplexeur 36 qui est commandé par un compteur d'adresses 31. 'arrivée de ces impulsions au démultiplexeur 36 se produit au moment exact où l'entrée de remise a' zéro de ce canal particulier est attaquée. Ainsi, une impulsion retardée de remise à zéro est fournie au circuit de mémoire d'un canal particulier du verrouillage de mémoire 29 uniquement si un "1" a été lu par le multi plexeur 30 pour ce canal. Cette technique de lecture et de remise à zéro retardée sert à éliminer les inconvénients dfls aux défauts de comptage ou aux comptages en-double qui pourraient se produire si l'on utilisait d'autres solutions. REVBNDICA$I0NS 1. Appareil servant à compter des objets solides distincts en écoulement statistique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conduit d'écoulement auquel est associé un dispositif de mesure du type dans lequel des objets comptés interrompent un faisceau lumineux ou similaire et engendrent un signal de comptage, le conduit d'écoulement étant formé d'un conduit d'amenée et d'un conduit séparé de détection, ce dernier étant en relation directe d'écoulement avec le conduit d'amenée et étant associé au dispositif demeure, l'ouverture entre le conduit d'amenée et le conduit de mesure donnant accès à de l'air ambiant, des moyens d'entrée d'air étant prévus pour diriger un jet d'air dans le conduit de détection, ces moyens étant placés en aval du dispositif de mesure et le jet d'air étant dirigé perpendiculairement au conduit de détection. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comprend une lampe et un photo transistor. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit de détection contient un doublage de verre transparent à la lumière visible. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens d'entrée d'air comprennent une buse d'aspira tion. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comprend une tête optique à plusieurs canaux, des comparateurs reliés chacun à une sortie de la tête optique et à 11 entrée de mise à 1 d'un verrouillage de mémoire, un multiplexeur relié d'une part aux sorties des verrouillages et d'autre part à un compteur par l'intermédiai re d'un circuit de retard et un démultiplexeur, un compteur d'adresses étant commandé par une horloge interne, le compteur d'adresses étant relié à l'entrée de commande--du multiplexeur et en même temps au démultiplexeur qui est relié à son tour aux entrées de remise à zéro- des verrouillages de mémoire. 6. Procédé pour améliorer l'exactitude du comptage d'un grand nombre de corps solides distincts en écoulement statis tique à travers un appareil contenant un dispositif de mesure à l'intérieur d'un conduit de détection, procédé caractérisé par le fait que l'on prévoit une source dair ambiant au dessus du conduit de détection et que l'on engendre un gra dient de pression le long du conduit de détection en intro duisant un courant d'air à grande vitesse et à faible débit en travers du conduit de détection, en dessous du dispositif de mesure, ce qui fait que le gradient de pression a pour effet de séparer les matières en particules avant le passage à travers le détecteur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les corps sont des formes de dosage pharmaceutiques en capsules. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on introduit le courant d 1air à une pression relative d t environ 1,05 à 2,8 kg/cm2.