Brevet FR2304079A1 — publié le 19761008

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour mesurer l'humidité à la surface d'une bande ou un film et/ou pour contrôler et/ou régler cette teneur en humidité. Lors de la fabrication et de ltenduction de bandes ou de films il est souvent nécessaire que la surface de la bande présente une certaine teneur d'humidité ou que cette humidité ne dépasse pas une valeur limite. Par exemple, quand on emploie des cylindres a effet corona, des claquages électriques se produisent à la surface du film si l'humidité est trop grande, ce qui entraine un risque de destruction du cylindre a effet corona, qui est couteux. On connaît les dispositifs qi mesurent la variation de la capacité du diélectrique en fonction de son humidité, a lVai- de de deux électrodes plates, mais ces dispositifs connus ne permettent de mesurer la capacité et donc l'humidité que sur de petites parties du film. Un de ces dispositifs connus et constitué par une électrode ponctuelle entourée d'une électrode annulaire, ces deux électrodes étant mises en contact avec la surface du film de façon a en mesurer la capacité et par conséquent l'humidité, mais cette mesure s'effectue uniquement sur la partie du film qui est située entre les deux électrodes. Ce dispositif ne convient donc pas pour mesurer humidité sur la totalité de la surface du film, surtout lorsqu'il s'agit d'une bande en mouvement. La présente invention a pour objet un procédé pour mesurer l'humidité a la surface d'une bande ou d'un film en défilement et/ou pour contrôler et/ou régler cette humidité, la mesure étant effectuée sur toute la largeur de la bande et étant par ailleurs indépendante de la vitesse de défilement de celle-ci. Selon la présente invention, le but visé est atteint par un procédé caractérisé en ce qu'on fait passer la bande sabord sur un cylindre mis a la terre et ensuite sur un cylindre électriquement isolé, les surfaces de ces deux cylindres étant constituées en un matériau conducteur d'électricité et la longueur des deux cylindres correspondant au moins à la largeur de la bande de film, procédé caractérisé en outre en ce qu'on mesure la conductibilité électrique du film dans la zone délimitée par les plages de contact avec les deux cylindres. Le procédé de contrôle de l'humidité est caractérisé par ailleurs en ce que la valeur mesurée est amplifiée puis envoyée vers un second étage d'amplification avec un indicateur qui permet dévaluer de manière appropriée 12amplitude de l'écart par rapport à la valeur limite donnée. Le procédé de contrôle et/ou de réglage de l'humidité est en outre caractérisé selon la présente invention, en ce que la valeur mesurée est amplifiée puis transmise à des commutateurs à valeurs extrêmes qui, dès que la valeur limite prédéterminée est atteinte, déclenchent divers processus, par exemple de séchage ou de mouillagelqui qui modifient l'humidité à la surface de la bande ou encore modifient la vitesse de défilement de cette dernière. Eventuellement la valeur mesurée et amplifiée est ensuite envoyée vers un autre étage d'amplification, également relié à un indicateur. L'invention a également pour objet un dispositif pour mesureret/ou pour contrôler ou régler l'humidité à la surface d'une bande selon le procédé défini ci-dessus. Ce dispositif de mesure est caractérisé en ce qu'est disposé transversalement par rapport au sens du défilement du film, et-hs particulièrement dtun film défilant à grande vitesse et en contact Étroit avec celui-ci, d'abord un cylindre mis à terre, puis en aval de ce dernier, un cylindre isolé, les surfaces tout au moins de ces deux cylindres étant constituées en un matériau conducteur d'électricité, et en ce qu'en outre un organe comportant une alimentation et un étage amplificateur est prévu pour mesurer la conductibilité électrique de la surface du film dans la zone délimitée par les plages de contact avec les deux cylindres. Le dispositif de contrôle est remarquable en ce quDun autre étage amplificateur comportant un indicateur est disposé en aval de l'organe de mesure de la conductibilité électrique. Le dispositif de contrôle et de réglage de l'humidité à la surface du film est remarquable en ce qu'au moins un commutateur à valeurs extrêmes est monté en aval du dispositif de mesure de la conductibilité électrique, pour la commande des dispositifs destinés à faire varier l'humidité ou la vitesse et en ce que le premier étage amplificateur peut être relié à un autre étage amplificateur comportant un indicateur. Selon une forme de réalisation préférée du dispositif conforme à l'invention, les deux cylindres sont disposés parallèlement et sont rotatifs. Leur longueur correspond au moins à la largeur des bandes ou des films traités et leur diamètre, qui peut varier dans de larges limites - de 50 à 400 mm environ - est compris, dans cette forme de réalisation préférée, entre 200 et 300 mm. écart entre les surfaces des cylindres ne doit pas être inférieur à 3 mm de façon à éviter les claquages électriques et dans cette forme de réalisation préférée, il est compris entre 3 et 20 mm, et de préférence entre 4 et 10 mm. En cas de diminution du diamètre des cylindres, cet écart peut être augmenté en conséquence. Dans la forme de réalisation préférée, la résistance électrique entre les deux cylindres est - en l'absence de film de 109 f environ, et elle reste pratiquement inchangée lorsqu' un film complètement sec, un film d'un polyoléfine par exemple, y est appliqué, tandis qulen présence de films humides en surface de façon ininterrompue, elle peut tomber à des valeurs de 1'ordre de 3 103 -f\- Ltinvention s'applique particulièrement bien à la mesure et au contrôle de l'humidité des pellicules cellulosiques et de tous les films de matière plastique : polyoléfines, polyesters et autres. L'invention sera décrite ci-après en plus de détail en référence aux planches jointes en annexe dans lesquelles la figure 1 représente une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée du dispositif avec un schéma bloc du dispositif électrique de contrôle, les figures 2 et 4 sont des schémas de montage illustrant le fonctionnement du dispositif et la figure 3 montre les deux cylindres en coupe transversale, le film appliqué dessus. Le dispositif illustré par la figure 1 se compose d' une paire de cylindres 1, 2 disposés parallèlement dans des palies à roulements 10, 11. On fait passer dans le sens indiqué par la flèche, une bande de film 3 sur le cylindre 1 mis à terre puis sur le cylindre 2 qui est électriquementisolé et disposé, par exemple, sur le support 12. On mesure la conductibilité électrique de la surface du film située entre les plages de contact 4 et 5 ( fig. 3) du film avec les cylindres à l'aide d'un ensemble comportant un dispositif d'alimentation 9 et un amplificateur 13. En aval de ce dernier, sont montés un second amplificateur 14 avec un indicateur 6 ainsi que deux commutateurs à valeurs extrêmes 7, 8 avec contacts de sortie. Les figures 2 et 4 permettent d'expliciter l'ensemble du dispositif illustré par la figure 1. Le premier amplificateur 13 comporte une chaîne de résistances R1, R2, R3, RX, dont un composant RX constitue la section de mesure entre les cylindres 1 et 2. La valeur de la résistance RX varie selon la conductibilité qui est inversement proportionnelle à la résistance. La diode de Zener D1, montée en paral lèle avec les résistances R2, R3 et RX provoque une baisse de tension correspondant à sa tension de claquage, tandis que tension appliquée à la résistance R1 est égale à 18 V, moins la tension de Zener de la diode D1. Le condensateur C1, monté en parallèle à RX exerce un effet d0écran vis à vis des radiations incidentes d'une source de haute tension (non représentée), telle qu'un poste à effet corona.Le signal affaibli au passage par les résistances R3 et RX parvient par l'intermédiaire de la résistance R4 au premier amplificateur différentiel Al, où il subit un traitement ultérieur. Cet amplificateur différentiel reçoit une tension de référence par l'intermédiaire de la résistance réglable R6. Une. résistance R5 est montée en série avec R6 et l'un des côtés de R5 est connecté à la source de tension continue de 18 volts. La tension différentielle de sortie de l'amplificateur différentiel Al est envoyée d'une part vers le second étage d'amplificaton 14 et d'autre part vers les deux commutateurs à valeur, extrêmes 7 et 8. Le second amplificateur 14 est accouplé par l'intermédiaire d'un condensateur C2 au premier étage d'amplification 13. Le signal provenant du premier amplificateur 13 est transmis par une série de résistances R7 et-R9 au second amplificateur différentiel A2. Le niveau d'entrée de ce dernier est déterminé par les résistances R8, RIO et Roll. La sortie du second amplificateur différentiel A2 est, d'une part, couplée en contre-réaction avec 1D entrée par l'intermédiaire d'une résistance R12, et d'autre part elle est connectée par l'intermédiaire d'une autre résistance R13 à la ligne d'amenée de la tension continue de 18 volts. Par ailleurs, la sortie du second amplificateur différentiel A2 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance R14 à la base d' un transistor amplificateur d'intensité T1, dont le collecteur est connecté à l'indicateur 6.Ce dernier est, par exemple, gradue et étalonné en pour cent d'humidité en surface du film. L'émetteur du transistor T1 est relié à une résistance R15 qui, elle, est reliée à la masse. La résistance réglable R16 et le potentiomètre RI7a permettent le réglage du point de référence commun aux deux commu tateurs à valeurs extrêmes 7 et 8. Entre la résistance réglable RI6 et le potentiomètre RI7a, est montée une résistance fixe RI7, et en parallèle à cette dernière et au potentiomètre RI7a, est monté un condensateur C3. La série de résistances RI6, RI7, RI7a et le condensateur C3 connectent les amplificateurs 13, 14 avec les commutateurs 7, 8 et ces composants ne sont pas représentés à la figure 1. Les deux commutateurs 7 et 8 sont symétriques et les éléments qui les composent sont désignés par les mêmes chiffres de référence, mais rendus distincts par l'addition de la lettre (a), comme c'est le cas notamment des résistances R18 a , RI9 a , R2I a et R22 a . On ne décrira donc ci-après que le commutateur 7. Le premier des commutateurs 7 sert, par exemple, en cas de dépassement de la limite minimale, réglée à l'aide du potentiomètre R20a, pour activer le relais RL2 et augmenter, par exemple, l'apport d'humidité au film. Le relais RL2 présente deux contacts dont le premier peut être prévu pour émettre un signal d'alerte et le second pour actionner une soupape que règle l'apport d'humidité. Le second commutateur 8, est analogue au commutateur 7 et actionne le relais RL1 qui entre en action en cas de dépassement d'une valeur préréglée à l'aide des potentiomètres R20 et R2I. Entre la résistance réglable R16 et la résistance fixe RI7, est montée la résistance d'entrée RI8a d'un quatrième amplificateur différentiel A4, la seconde entrée A4/3 de ce dernier étant reliée à une série de résistances RI9a et R20a dont la résistance RI9a est rétrocouplée par l'intermédiaire d'une résistance réglable R2Ia à la sortie A4/7 du quatrième amplificateur différentiel A4. Cette résistance réglable R2Ia est en outre reliée à la source de tension continue de 18 V. Par ailleurs, la sortie A4/7 du quatrième amplificateur différentiel A4 est reliée par l'intermédiaire d' une résistance R22a à la base d'un troisième transistor T3 qui fournit le signal pour l'actionnement du relais RL2, signal qui est appliqué au collecteur de ce transistor T3. Et en parallèle au relais RL2, il est monté une troisième diode de Zener D3, dont la tension de claquage détermine en même temps la tension de déclenchement du relais RL2. Le second commutateur 8 comporte, entre autres, un second transistor T2, un premier relais RL1 et une seconde diode de Zener D2, ces composants exerçant les mêmes fonctions que les com composants analogues T3, RL2 et D3 du premier commutateur 7. La figure 3 met en évidence la disposition des deux cylindres 1 et 2 qui présentent des surfaces 15 et 16 électriquement conductrices. Les plages de contact entre le film 3 et les cylindres 1, 2 sont repérées par les chiffres 4 et 5. La figure 4 est un schéma de montage du dispositif dg alimentation 9, qui comporte un transbrmateur 17 et des redresseurs 18. I1 y est, en outre, prévu un transistor T4, dont la base est mise sous tension initiale par l'intermédiaire de la résistance R23 et de la diode de Zener D4. La résistance R23 connecte la base du transistor T4 au collecteur de ce transistor T4. Lorsque la diode de Zener D4 est en conduction, la base est sous tension zéro, et quand cette diode de Zener ne conduit pas le courant, la tension de la base est de '18 volts. Les condensateurs C4 et C6 sont des condensateurs dXegalisation. Le condensateur C5 fait fonction de condensateur d'égalisation pour la tension de base du transistor T4. REVENDICATIONS IO - Procédé pour mesurer l'humidité en surface de bandes ou de films, caractérisé en ce qu'on fait passer la bande d'abord sur un cylindre mis à la terre puis sur un cylindre électriquement isolé, ces deux cylindres étant constitués ou tout au moins revêtus en surface par un matériau conducteur dwélectricité et leur longueur étant au moins égale à la largeur du film, et en ce qu'on mesure la conductibilité électrique de la bande dans la zone comprise entre les deux cylindres. 20 - Procédé pour contrôler 1' humidité en surface d'une bande ou d'un film, caractérisé en ce qu'on mesure la conductibilité électrique de la surface du film conformément à la revendication 1, en ce qu'un signal correspondant à la valeur mesurée est dirigé après amplification sur un dispositif indicateur. 30 - Procédé pour contrôler et pour régler l'humidité en surface d'une bande ou d'un film, caractérisé en ce qu'on mesure la conductibilité électrique de la surface du film confor mément à la revendication 1, qu'on amplifie le signal correspondant à la valeur mesurée et qu'on le transmet à des commutateurs à valeurs extrêmes qui, dès que la valeur limite préréglée est atteinte, déclenchent divers processus pour faire varier l'humidité en surface du film et/ou sa vitesse de défilement et qu'on transmet éventuellement,à un indicateur,après une nouvelle amplification, le signal correspondant à la valeur mesurée. 40 - Dispositif pour la mesure et le contrôle de l'hu midité en surface d'une bande ou d'un film en défilement, confor mément à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un cylindre relié à la terre et, en aval de celui-ci, par un cylindre isolé électriquement, ces deux cylindres étant cons titués, en totalité ou tout au moins en surface, en un matériau conducteur d'électricité, et étant disposés transversalement au contact du film en défilement et en ce que ces deux cylindres sont reliés à un dispositif de mesure de la conductibilité électrique comportant un amplificateur relié à un bloc d'alimentation. 50 - Dispositif pour le contrôle de l'humidité en surface d'une bande ou d'un film par mesure de la conductibilité électrique de ces derniers, conforme à la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la conductibilité électrique du film est relié à un dispositif indicateur par l'intermédiaire d'un second amplificateur. 60 - Dispositif pour contrôler l'humidité en surface d'une bande ou d'un film, conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un commutateur à valeurs extrêmes est monté en aval du dispositif de mesure de la conductibilité électrique, ces commutateurs commandant des dispositifs destinés à faire varier 1' humidité en surface du film et/ou sa vitesse de défilement, le premier amplificateur pouvant être relié à un second amplificateur relié à un indicateur. 70 - Dispositif sein l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les deux cylindres sont disposés en parallèle et qu'ils sont rotatifs. 80 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la longueur des cylindres est au moins égale à la largeur du film en défilement. 90 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la tance qui -sépare les surfaces exterieures28eux cylindre s n'est pas inférieure à 3 mm et de préférence comprise entre 3 et 20 mm. 100 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le diamètre des deux cylindres est compris entre 50 et 400 mm, et de préférence entre 200 et 300 mm.