Brevet FR2281554A1 — publié le 19760305

L'invention concerne le contr8le dimensionnel de bouteilles. De nombreux dispositifs ont déjà été proposés en vue du contrôle dimensionnel de récipients en verre ou en matière plastique, en fin-de cycle de fabrication. Ces dispositifs répondent en général parfaitement aux exigences des fabricants, mais ils présentent le grave inconvénient d'utiliser des organes en mouvement - palpeurs ou autres - qui viennent au contact direct de l'objet à tester, ce qui complique les opérations de contrôle, ralentit les cadences et interdit la plupart du temps d'effectuer le contre sur les objets chauds. En outre, ces dispositifs sont programmés, c'est-à-dire qu'ils comparent les caractéristiques dimensionnelles des objets aux caractéristiques qu'ils ont en mémoire, ou pour lesquelles ils ont été conçus, et non à celles d'un objet étalon auquel il est ainsi possible de se référer en permanence. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un moyen de contr8le dimensionnel de bouteilles qui opère à distance de l'objet testé, qui compare celui-ci à un objet étalon et qui se prête à des cadences élevées de contrdle. L'invention est fondée sur la constatation qu'une bouteille, disposée à proximité d'une source d'ondes acoustiques, peut entrer en vibration, pour une fréquence déterminée, à la manière d'nn résonateur dtHelmboltzw Si l'on désigne par Y le volume de la bouteille, par T la période de résonance, par u le volume du col de la bouteille et par s la section de l'orifice, la longueur d'onde 1 pour laquelle se produit la résonance s'exprime par la formule:: I1 suffit donc de placer simultanément une bouteille étalon et la bouteille à tester à proximité d'une source sonore et de comparer soit les fréquences de résonance des bouteilles, soit les amplitudes de résonance, pour déterminer si la bouteille à tester présente les caractéristiques dimensionnelles requises, c'est-à-dire celles de la bouteille témoin. L'invention a donc pour objet un procédé de contrôle disioei- nel de bouteilles, caractérisé en ce que l'on fait entrer simultanément en résonance, à l'aide d'une source d'ondes acoustiques, une bouteille témoin et la bouteille à tester, et en ce que l'on compare la fréquence et/ou I'amplitude'de résonance des deux bouteilles. L'invention a également pour objet un dispositif pour le contrôle dimensionnel de bouteilles, ce dispositif comprenant une source d'ondes acoustiques, des moyens de réception des ondes de résononce émises par des bouteilles placées au voisinage de ladite source et des moyens de comperaison de fréquence et/ou des amplitudes des ondes. Ces dits moyens de réception et de comparaison pourront par exemple comprendre des micros connectés à un comparateur de fréquences et/ou d'amplitude, et éventuellement à un oscillographe. Un moyen de signalisation ou un moyen d'évacuAtion vers le rebut de la bouteille testée pourra également être prévu, ce moyen intervenant lorsque la différence des fréquences et/ou des amplitudes enregistrées par le comparateur dépassera un seuil prédéterminée. La bouteille à tester et la bouteille témoin peuvent être excitées par le même générateur d'ondes acoustiques ou par des générateurs différents. Dans ce dernier cas, on peut placeur la bouteille témoin, le générateur et le micro dans une enceinte isolée acoustiquement et envoyer le signal émis à l'oscillographe qui le compare au signal émis par la bouteille à contrôler. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins t La figure I est une courbe représentant la variation de l'ai- plitude de résonance d'une bouteille en fonction de la fréquence de l'onde acoustique émise par une source sonore La figure 2 est un schéma illustrant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Le diagramme de la figure t illustre clairement la faculté des bouteilles à se comporter en résonateur de Helmholtz pour une fréquence d'excitation déterminée. Dans le cas de la courbe représentée, il s'agit d'une bouteille pour vins de Bourgone d'une contenance de 75 cl et d'un poids de 6t0 g, pour laquelle le maximum d'amplitude de la résonance correspond à une fréquence de 112 Herz. De façon analogue, la fréquence de résonance, pour une bouteille de vin de Bordeaux d'une contenance de 75 cl, est de 118 Hz. La courbe de la figure 1 montre que la fréquence de résonance d'une bouteille peut se mesurer de façon très précise, puisque la largeur de bande est de t 2 Hz, et l'amplitude est multipliée par 8 à la fréquence de résonance ; elle constitue donc un moyen de contrôle des caractéristiques dimensionnelles de cette bouteille.Comme il a été indiqué ci-dessus, la fréquence de résonance est directement liée aux caractéristiques dimensionnelles de la bouteile et elle permet donc de contrôler sa capacité, les dimensions de l'orifice, les dimensions du col, sa forme et son poids. n effet, des calculs d'erreurs classiques permettent de prouver qu'une variation de fréquence de 1 Hz correspond - pour un volume constant de la bouteille et une hauteur constante du col, à une variation de la section du col de 4,6 mm2, ctest-à-dire à une variation du diamètre du col de 0,2 mm - pour un volume constant de la bouteille et une section constante du col, à une variation du volume du col de 0,26 cm3 - pour une section et un volume constants du col, à une variation du volume de la bouteille de 1 cl. On aboutit à des conclusions analogues si l'on prend comme critère de contrôle dimensionnel des bouteilles l'amplitude de la résonance. La figure 2 illustre un montage d'un dispositif permettant d'effectuer un tel contrôle en prenant comme critère de contrôle l'amplitude de la résonance : une bouteille 1 à tester et une bouteille étalon 2 présentant les caractéristiques dimensionnelles requises sont disposées à proximité d'une source sonore consti tuég par un haut-parleur 3,relise à un générateur basse fréquence 4. À proximité immédiate de l'orifice du col des bouteilles 1 et 2, sont disposés des micros, respectivement 5 et 6, connectés par l'intermédiaire d'amplificateurs, respectivement 7 et 8,à un comparateur 9, muni d'un écran cathodique 10. Un signal d'alarme ou de commande est émis en 11 par le comparateur 9, lorsque la différence des amplitudes de résonance des bouteilles 1 et 2 dépasse une valeur prédéterminée. Un montage analogue peut être effectué dans le cas où l'on prend comme valeur mesurée la fréquence de résonance. Dans ce cas, on remet les fréquences en opposition et l'on mesure la fréquence résiduelle. La bouteille étalon devra naturellement avoir, de façon précise,les caractéristiques physiques et dimensionnelles requises de la bouteille testée. les deux bouteilles devront se trouver très près l'une de l'autre pour éliminer les bruits parasites, mais la position de la source sonore est sans influence sur la résonance. Elle peut être placée à proximité immédiate de la bouteille si elle n'influence pas le récepteur. En effet, à la résonance d'Helmholtz, l'ensemble de l'air contenu dans le corps de la bouteille vibre en phase et les dilatations de l'air sont négligeablesâ Ce n'est que dans le col de la bouteille que les vibrations prennent naissance. Le procédé conforme à l'invention peut être appliqué à n'imnorte quel type de bouteille (carrée, plate, etc...), à condition que le col soit petit par rapport au volume du corps. Par contre, il ne peut être appliqué à des corps creux à grande ouverture, à des pots par exemple. Ce procédé est particulièrement avantageux, car l'appareillage utilisé est d'un encombrement extrêmement réduit et ne comporte aucune pièce en mouvement ou en contact direct avec les bouteilles. I1 permet en outre de contrôler en une seule opération, d'une durée inférieure à une seconde, le profil interne et externe de la bouteille et, en particulier, sa verticalité, son débouchage, sa capacité, son col et sa hauteur, La mesure peut d'ailleurs se faire à l'arrêt ou en continu,avec les bouteilles en mouvement, celles-ci pouvant sans inconvénient être chaudes, c'est-à-dire en provenance directe de la fabrication. REYENDICÂTI0NS 1.- Procédé pour le contrôle dimensionnel de bouteilles, caractérisé en ce que l'on fait entrer simultanément en résonance, à l'aide d'une source d'ondes acoustiques, une bouteille témoin et la bouteille à tester,et en ce que l'on compare la fréquence et/ou l'amplitude de résonance des deux bouteilles. 2.- Dispositif pour le contrôle dimensionnel de bouteilles, ce dispositif comprenant une ou plusieurs sources d'ondes acoustiquel, des moyens de réception des ondes de résonance émises par les bouteilles placées au voisinage de ladite source et des moyens de comparaison des fréquences et/ou des amplitudes des ondes. 3.- Un dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception des ondes de résonance et de comparaison de leurs fréquences et/ou de leurs amplitudes comprennent des micros connectés à un comparateur de fréquences et/ou d'amplitude, et éventuellement à un oscillographe. 4.- Un dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de comparaison des fréquences et/ou des amplitudes des ondes de résonance des bouteilles comportent un moyen apte à émettre un signal lorsque la différence des fréquences etlou des amplitudes enregistrées dépasse une valeur prédéterminée.