Brevet FR2260398A1 — publié le 19750905

La présente invention a pour objet un mode dapplication avantageux de l'appareil de contrôle par courants de Foucault, mesureur et enregistreur de la phase et du module des signaux- de défauts des produits métalliques, objet du brevet précédent ae la Demanderesse (demande N 73 40599), au contrôle continu et automatique des fabrications de tubes, barres, fils, ainsi que des cordons de soudures. Dans un mode d'application connu des appareils à courants de Foucault au contrôle continu et automatique des fabrications de tubes (ou barres, filc, cordons de soudares ...), le repérage ou le rejet automatique des tubes co@sidérés comme mauvais est basé sur une sélection d'amplitudes des signaux de défauts : des dis- positifs d'alarme sonore ou lumineuse, de marquage ou de rejet automatiques des tubes fonctionnent lorsque l'amplitude des si gnaux de défauts dépasse un certain seuil, règlable.Cette méthode est très imparfaite, car l'expérience du contrôle industriel des fabrications de tubes (ou barres...) montre que des anomalies mineures-, de types : légères fluctuations dimensionnelles, traces de dressage, chocs,... peuvent donner lieu, en contrôle par courants de Foucault, à des amplitudes de signaux plus élevées que celles obtenues pour des défauts ayant un caractère de gravité, constitués par des manques de matière, discontinuités, tels que défournis, arrachements de métal, pailles, "criques", repliures de métal...; il en résulte qu'en contrôle automatique des fabrications de tubes (ou barres...) par courants de Poucault, le rejet automatIque de tubes (ou barres...) base uniquement sur un seuil de l'amplitude des signaux de défauts peut éliminer autant (ou plus) de tubes, barres... comportant des anomalies mineures, que de tubes, barres... affectes de manques de matière ou dis- continuités rédhititoires. On connaît aussi un mode d'application des appareils à courants de Foucalt au contrôle automatique des tuces (ou barres) selon lequel le triage automatique des tubes (ou barres...) est basé à 1 fois sur une sélection de phases et d'amplitudes des signaux de défauts : cependant, des appareils connus mettant en oeuvre cette méthode rsetens l'inconvénient de ne pouvoir fonctionner efficacement que si l'une ou l'autre des deux con ditions suivantes relatives ux signaux tarasites se trouve ren plWe : a) les signaux parasites ont des phases quelconques mais une amplitude faible,- b) les signaux parasites ont une grande amplitude, mais leur phase est bien définie et distincte de celle des signaux de défauts proprement dits.Dans le cas d'une fabrication de tubes (ou barres...) donnant lieu à des signaux parasite d'amplitude relativement grande et de phases aléatoires, de tels appareils sélecteurs de phases et d'amplitudes peuvent provoquer le rejet automatique d'une grande quantité de tubes (ou barres ...) qui ne comportent pas de défauts nuisibles à l'utilisation. Le système selon la présente invention permet d'éviter cet inconvénient (rejet automatique de tubes qui n'ont pas de ddàuts), propre à des appareils sélecteurs d'amplitudes ou sélecteurs de phases et d'amplitudes des signaux, con nus. En effet, le système objet de la présente invention permet de réjeter automatiquement les tubes (ou barres ..) affectés de catégories de défauts défi nies et bien délimitées à priori, sans éliminer les tubes (ou barres ...) qui donnent des signaux ne correspondant pas à des défauts, meme si ces signaux ont des phases aléatoires et une grande amplitude. On a décrit au brevetprécédentdes montages électroniques permettant d'obtenir, en sortie de l'appareil de controle par courants de Foucault, un signal analogique de la phase tp des signaux délivrés par le pont d'impédances de cet appareil. Conformément à la présente invention, le signal analogique de phase recueilli à la sortie de l'appareil à courants de Foucault objet du brevet > -précéo dent,est traité dans un système électronique qui permet - d'éliminer les signaux analogiques ql lorsque les valeurs de phases CP des signaux M sont aléatoires (cas du bruit de phases), quelle que soit la valeur du module # . - de sélectionner les signaux analogiques # correspondant aux phases des signaux de certains défauts (par exemple: manques de matière, à l'exclusion des autres types de défauts) et de commander à l'aide de ces signaux analogiques flt, intégrés, des dispositifs de marquage et de rejet sélectif automatique des tubes, barres ..., de telle sorte que les tubes, barres... affectés de certaines catégories de défauts bien délimitées a priori sont seuls éliminés des fabrications (pas de rejet des tubes, barres ... qui donnent lieu uniquement à un bruit de phases, quelle que soit son amplitude). Une des caractéristiques de l'invention résidé dans un montage qui permet d'injecter dans un canal les signaux :t Xanalogiques des phases # inférieures à un certain seuil C{)O et dans un autre canal les signaux analogiques des phases T supérieures à.pO ramenées aux valeurs #'=#-##;; puis d'inverser les signaux , positifs, en signaux , négatifs, et de recombiner les signaux ~t nézatifs aux signaux # positifs, de telle sorte que la somme algébrique des signaux - u et # effectuée dans un mélangeur à mémoire vendant un temps d'intégration t réglable , soit tend vers une valeur impropre a déclencher les dispositifs, convenablement réglés, de rejet automatique des tubes (ou barres ..) en particulier tend vers zéro, lorsque les valeurs de la phase # sont aléatoires (cas du bruit de phases). Par contre, lorsque les valeurs de la phase 9 sont définies, un seul des deux canaux fournit des signaux au mélangeur à mémoire, soit le canal des si gnaux positifs # lorsque # L'expression du signal négatif -UI:-ky--IFFleVient à transformer les phases # > ## positives, comptées dans le sens direct, en phases négatives, comptées dans le sens rétrograde. Le réglage du seuil \&num;(iPermettant la séparation des signaux ,l et et le réglage du temps d'intégration t du mélangeur à mémoire, afin d'ajuster à une valeur inactive, en particulier de faire tendre vers zéro le signal & 5 sortie de ce mélangeur lorsque les valeurs de la phase t sont aléatoires, tout en conservant une valeur convenable du signal ~9 , en particulier notablement différente de zéro, lorsque les valeurs de la phase t sont définies et spécialement pour les valeurs de # correspondant aux défauts à éliminer de la fabrication des tubes (ou barres ..) sont effectués tous deux (le réglage du seuil et le réglage du temps d'intégrationt) # en se basant sur le sondage de tubes té- moins (ou barres témoins): un tube témoin de bruit de phases prélevé dans la fabrication à contrôler, exempt de défauts, un tube témoin comportant le type de défaut à éliminer mais ne donnant pas de bruit de phases, un tube témoin donnant lieu au bruit de phases et comportant le type de défaut à rejeter (par exemple confectionné artificiellement dans le cas des manques de matière et discontinuités). Comme il existe cependant des défauts donnant lieu à une phase # définie de valeur nulle ou peu différente de zéro, qui conduit à un signal~nul ou peu différent de zéro, il est avantageux dtintroduire un décalage réglable de l'ori- gine des phases à l'aide d'un dépbaseur variable du signal de référence (tension de l'oscillateur) de l'appareil objet du brevet précédent, lequel décalage n'a pas d'effet sur la-valeur de # lorsque les valeurs de la phase t sont aléatoires, mais permet de modifier à volonté les valeurs de lorsque les valeurs de la phase ? sont définies, et permet de faire en sorte que pour les défauts à éliminer de la fabrication, les valeurs correspondantes de S soient toujours différentes de celles obtenues pour des phases aléatoires, Une autre caractéristique de la présente invention est que les signaux de sortie du mélangeur à mémoire sont appliqués à unou plusieurs sélecteurs de phases montés en parallèle, chaque sélecteur étant à double seuil 5, et réglables indépendamment l'un de l'autre, et différemment d'un sélecteur à un autre; chaque sélecteur ne délivre de signal de sortie,qt, que pour des signaux d'entrée S compris entre les deux seuils ## et Ss correspondant aux phases de signaux de défauts comprises entre deux limites # et ## soit dans un sec teur d'ouverture angulaire % que l'on peut positionner et délimiter sur le diagramme d'étalonnage polaire de l'appareil de contrôle par courants de Foucault (diagramme établi à l'aide de tubes témoins comportant divers types de défauts artificiels ou naturels, indiquant la nature des défauts en fonction de la valeur de l'angle de phase # des signaux du pont d'impédances dans les différents sélecteurs de phases, les valeurs adoptées pour les seuils de fonctionnement ## et # , c'est à dire pour les phases limites C62 et CPe qui encadrent celles donnant des signaux de sortie e de ces sélecteurs, correspondent aux différentes catégories de défauts bien délimitées que l'on veut éliminer a priori de la fabrication de tubes, barres ... Chaque sélecteur de phases commande, par son signal de sortie, un marqueur et un dispositif de rejet automatique de tubes, barres ... En outre, la correspondance établie expérimentalement entre l'angle de phase # des signaux Jk .C8délivrés par le pont d'impédances et la nature des défauts détectée par ces signaux- est reportée en ordonnée du papier d'enregistrement du contrôle (échelle des tensions de sortie de l'appareil objet du brevet précédent analogiques de la phase # , et échelle des signaux # de sortie du mélangeur à mémoire), sous forme d'un lignage parallèle au sens de déroulement du papier d'enregistrement, en indiquant la nature des défauts détectés pour différentes hauteurs des signaux # et & X ces indications étant répétées de proche en proche le long du papier.- ta planche unique annexée illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisa tion préféré du système conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté sur cette planche, le système reçoit un signal analogique de phase, #, collecté à la sortie de l'appareil de contrôle par courants de Foucault (I) décrit au brevet précédent, connecté à une sonde inductive (2) couplée à un tube métallique (3) à contrôler ; le signalWest appliqué à deux circuits (4) (5) montés en parallèle, ayant chacun un seuil de meme valeur # cor- respondant à une valeur de phase commune CA soit, q le seuil du circuit(5) est minimal et ne laisse passer que les signaux 0&num;) } analogiques des phases, tels que ttP) le seuil du circuit (4) est maximal et ne laisse passer que les signauxt(j7analogiques des phases 90 tels queçl( et tcq20 ; un inverseur (6) inverse les signaux , tous posi tifs, en signaux , tous négatifs ; un mélangeur à mémoire (7) reçoit comme signaux d'entrée, d'une part, les signaux-#', tous négatifs, sortant de l'inverseur (6), autre part, les signaux , tous positifs, délivrés par le circuit(4) et effectue pendant un temps d'inté ration t , réglable, la sommation algébri que des signaux et-. soit, SgSql.; le signal de sortie, 9, du mélan geur à des mémoire (7) est applique a un ou plusieurs sélecteurs de valeurs de pha ses (p des signauxdedéfauts:montés parallèle (8,Il,...l4); cha que sélecteur de phases # des signaux de défauts, à double seuil S, et JQ, , ne fournit de signal de sortie, # , que pour des signaux d'entrée compris entre ## et ##, lesquels correspondent à des phases # de signaux de défauts # comprises entre deux limites et ##, soit dans un secteur d'ouverture angulaire ##-## correspondant à des défauts dont la nature est considérée comme rédhibitoire (par exemple, manques de matière, discontinuités) ; le signal \y de sor- tie de chaque sélecteur de phases des signaux de défauts commande un marqueur automatique (9, 12, ... 15) et un dispositif de rejet automatique des tubes (ou barres ...) à éliminer (10, 13, ... 16) ; les seuils ## et ## de chaque sélecteur de phases des signaux de défauts sont réglables indépendamment l'un de l'autre, et leur réglage diffère d'un sélecteur à un autre, afin d'éliminer a pri o-ri plusieurs sartes de défauts, définies et bien délimitées, d'une fabrication de tubes, barres ... (par exemple, les manques de matière, et les traces de chocs, affectant un lot de tubes de faible épaisseur). Il va de soi que la description précédente, illustrée par la planche unique annexée, n'est donnée qurà titre d'exemple non limitatif et que des variantes peuvent etre anoliauées à l'aide de movens techniques équivalents tout en restant dans le cadre de l'invention Le système, objet de l'invention, est particulièrement utile pour contrôler par courants de Foucault, à la cadence de fabrication, des produits métalliques coûteux, en alliages riches en éléments nobles, notamment des tubes qui doivent satisfaire à des critères de qualité très stricts, sans provoquer le rejet des produits donnant lieu seulement à des signaux parasites, de phases aléatoires, ne correspondant pas à des défauts, même lorsque leur amplitude est relativement grande. REVENDICATIONS 1. Dispositif de triage automatique de pièces métalliques telles que des tubes, comportant une sonde inductive constituant une partie d'un pont d'impédance alimenté en courant alternatif et un détecteur de phase pour fournir un signal analogique t représentatif de la phase des signaux de sortie du pont d'impédances caractérisé en ce qu'il comprend en outre :: - un suppresseur de signaux aléatoires pour éliminer les signaux analogiques de phase correspondant à des phases aléatoires à la sortie du pont d'impédances, - un moyen de sélection recevant les signaux analogiques de phase en sortie du suppresseur de signaux aléatoires, pour fournir sur ses sorties des signaux de commande en réponse à des signaux analogiques de phase correspondant à des phases comprises dans des intervalles donnés c'est-à-dire à des types donnés de défaut des pièces métalliques, - des moyens pour commander le triage des pièces métalliques, recevant les signaux de commande fournis par le moyen de sélection, 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le suppresseur de signaux aléatoires comporte une pre mière voie de transmission disposée en sortie du détecteur de phase et munie d'un premier filtre pour éliminer des signaux de niveau IL supérieur à un seuil#o, et laisser passer les autres, et une deuxième voie de transmission disposée en parallèle avec la première et munie d'un deuxième filtre pour éliminer les si gnaux de niveau t inférieur au seuil Plo et effectuer une translation du niveau des signaux de niveau il supérieur au seuil #o de manière à transmettre des signaux analogiques de niveau al et des moyens pour additionner les sorties des deux voies. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la deuxième voie comporte en plus un changeur de signe pour fournir à sa sortie un signal négatif #o-# . 4 Dispositif selon l1une des revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que les moyens pour additionner les signaux de sortie des deux voies comportent un mélanger à mémoire. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le mélangeur à mémoire possède un temps d'intégration réglable. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5,caractérisé par le fait que le seuil Mo des premier et deuxième filtres est réglable. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un déphaseur à déphasage réglable intercalé entre le détecteur de pbase et le suppresseur de si gnaux aléatoires pour permettre de distinguer un défaut donnant lieu à une phase nulle de l'absence de défaut en présence d'un bruit de phase aléatoire. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le moyen de sélection comprend un comparateur à deux seuils réglables indépendamment pour fournir un si- gnal de commande, lorsque le niveau du signal d'entrée du moyen de sélection est compris entre ces deux seuils. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le moyen de sélection comprend au moins un autre comparateur, disposé en parallèle sur le premier et possédant deux autresseuils réglables indépendamment du premier, pour fournir un autre signal de commande lorsque le niveau du signal d'entrée du moyen de sélection est compris entre les seuils de l'autre comparateur, chaque comparateur commandant une partie différente des moyens de triage.