Brevet FR2310558A1 — publié le 19761203

La présente invention concerne un dispositif détecteur de fuites d'air notamment pour le contrôle de l'étanchéité d'un récipient fermé ou de l'habitacle d'un véhicule automobile0 L'invention a pour objet de concevoir un tel détecteur d'une construction simple et peu coûteuse dont la manipulation est très aisée et qui permet de localiser des fuites éventuelles avec une haute précision. Le dispositif détecteur selon l'invention comporte un émetteur de signaux ultrasoniques et un récepteur de signaux ultrasonique accordés sur une meme fréquence et dont l'un est destiné à etre disposé à l'intérieur du récipient à contrôler et l'autre à l'extérieur de ce récipient, ledit récepteur comportant un organe de signalisation déclenché lorsque l'intensité des signaux ultrasoniques reçus dépasse une valeur prédéterminée. Compte tenu que les signaux ultrasoniques traversent plus facilement les fuites d'air que les parois du récipient, l'élément de signalisation est déclenché lorsque le capteur au transducteur du récepteur est amené en regard d'une fuite d'air. L'émetteur et le récepteur selon l'invention peuvent être de dimensions très réduites et Qtre alimentés par des piles électriques. Il est ainsi très facile de déplacer le récepteur par son transducteur sur les différentes parties notamment les joints et raccords du récipient à contrôler. De préférence, ledit émetteur et ledit récepteur comprennent des transducteurs céramiques piézoélectriques travaillant à des fréquences de l'ordre de 12K HZ à 10 M HZ. Pour faciliter la manipulatioh du dispositif et pour améliorer la précision de la localisation des fuites, le transducteur ultrasonique dudit récepteur est logé dans une sonde reliée à l'entrée du récepteur par un cible souple. On peut ainsi détecter des fuites même sur des'parties difficilement accessibles du récipient ou de la carrosserie d'un véhicule. Suivant un mode de réalisation préféré, ledit récepteur comporte entre son transducteur et son premier étage un potentiomètre de réglage de sensibilité. On peut ainsi régler la sensibilité du récepteur en fonction de l'épaisseur de la paroi séparant l'émetteur et le récepteur pour éviter tout déclenchement accidentel de l'organe de signalisation. Avantageusement,ledit récepteur comportant au moins un amplificateur amplifiant les signaux fournis par les transducteurs et dont les signaux de sortie sont appliqués à un étage de modulation fournissant un courant continu modulé en intensité, ce courant modulé étant appliqué à un commutateur électronique mettant en circuit ledit organe de signalisation, et ledit étage de modulation et ledit commutateur électronique comprennent chacun au moins un transistor dont la base reçoit le signal de commande. On obtient ainsi un récepteur extrèmement simple et d'un fonctionnement sûr. Suivant un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, ledit élément de signalisation est constitué par un générateur de signaux acoustiques périodiques. L'opérateur peut ainsi concentrer sa vue sur l'exploration minutieuse de toutes les parties de la carrosserie d'un véhicule. Mais on peut également utiliser des voyants ou des ampoules clignotantes. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés montrapt à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif détecteur de fuites selon l'invention. Sur ces dessins Fig. 1 montre schématiquement une première utilisation très simple du dispositif selon l'invention, Fig. 2 montre l'utilisation du dispositif selon l'invention pour le contrôle de l'étanchéité de l'habitacle d'un véhicule automobile, Fig. 3 montre le schéma électrique d'un mode de réalisation préféré de l'émetteur du dispositif selon l'invention et, Fig. 4 montre le schéma électrique d'un mode de réalisation préféré du récepteur du dispositif selon l'invention. A la figure 1, on voit un récipient étanche 1 constitué par exemple par des t8les assemblées par soudage et qui comporte un couvercle 2 muni de moyens de fermeture 3 et qui est destiné à fermer d'une manière étanche le récipient. Les références 4 désignent ici les soudures réalisées lors de l'assemblage du récipient. Le dispositif selon l'invention permet de contrôler d'une manière extrèmement simple et rapide l'étanchéi- té d'un tel récipient et de localiser les fuites au niveau du couvercle 2 et au niveau des soudures. A cet effet, le disposi tif selon l'inventiot comporte un émetteur de signaux ultrasoniques 5 de petites dimensions et qui est monté avec ses piles d'alimentation dans un bottier 6 formant un élément indépendant. Cet émetteur 5 est disposé à l'intérieur du récipient 1 et ensuite on ferme le couvercle 2. L'énergie ultrasonique produite par l'émetteur 5 rebondit de toutes les surfaces intactes du récipient 1 en accumulant ainsi des ondes de pression ultrasoniques. Ces ondes de pression s'échappent par tous les trous d'air vers l'extérieur. Pour détecter et localiser ces trous d'air le dispositif selon l'invention comporte un récepteur de signaux ultrasoniques 7 accordé sur la fréquence d'émission de l'émetteur 5. Le récepteur 7 comporte une sonde 8 constituée par un transducteur piézoélectrique convenable et qui est relié par un câble souple 9 à l'entrée du récepteur.De plus, on voit à la figure 1 un bouton 10 pour l'actionnement du potentiomètre de réglage de sensibilité du récepteur ainsi qu'un haut-parleur Il relié à la sortie du récepteur et qui émet un signal acoustique lorsque l'intensité détectée dans la sonde 8 dépasse une valeur prédéterminée. Pour détecter les fuites éventuelles du récipient 1, on dispose d'abord sur l'une des parois du récipient la sonde et on amène le bouton 10 dans une position dans laquelle le haut-parleur 11 émet un signal acoustique. Ensuite, on retourne le bouton 10 jusqu'à ce que l'émission du haut parleur s'arrête. On obtient ainsi un réglage convenable de la sensibilité du récepteur. Maintenant on déplace la sonde 8 le long du bord du couvercle 2 comme indiqué par la flèche 12 (fig.l) et le long des soudures 4. Tout déclenchement de l'émission du haut- parleur Il du récepteur indique alors la présence d'une fuite d'air. De la même manière, le dispositif selonl'invention peut être utilisé pour contrôler l'étanchéité de lhabitacle d'une voiture automobile comme représenté à la figure 2. Dans ce cas, l'émetteur 5 est disposé à l'intérieur du véhicule 20 et mis en marche. Ensuite, on ferme toutes les portières et glaces. Pour détecter les fuites situées à l'avant du véhicule, on place l'émetteur sur le siège avant face au pare-brise sdu véhicule. De même pour détecter les fuites à l'arrière du véhicule, on dispose l'émetteur sur le siège arrière ou sur la plage arrière en orientant le transducteur piézoélectrique vers la sour ce éventuelle de fuites. tour lcl réglage de la sensibilité du récepteur 7 l'émetteur 6 étant disposé sur le siège avant - on met en marche le précepteur et place la sonde contre la partie centrale du parebrise. On tourne le bouton de réglage 10 jusqu'à obtenir une émission de signaux acoustiques et ensuite on retourne le bouton 10 lentement dans le sens opposé jusqu'à l'arrêt de cette émission. Le précepteur est maintenant prêt à l'usage. Sans modifier le réglage, on avance la sonde 8 sur toutes les parties du véhicule seusceptibles de fuites. Lorsque la sonde arrive au voisinage d'une fuite, l'émission de signaux acoustiques est déclenchée et ceci permet de localiser avec précision cette fuite. Le dispositif selon l'invention permet de détecter et de localiser toutes les fuites d'air et l'homme de l'art appréciera si une telle fuite est susceptible de laisser passer l'eau à l'intérieur du véhicule ou non. On voit que le dispositif selon l'invention est d'une construction très simple, peu conteuse et peu encombrante. Sa manipulation est très aisée et permet d'éviter toute erreur de mesure. Dans certains cas, on peut disposer l'émetteur 6 à l'ex- térieur du récipient ou du véhicule et procéder au contrôle d'e- tanchéité de l'intérieur du véhicule ou du récipient ferme. La figure 3 montre le schéma des connexions électriques de l'émetteur 5 du dispositif selon l'invention. L'émetteur comprend un générateur de signaux périodiques d'une fréquence ultrasonique. Les signaux ultrasoniques sont amplifiés et appliqués à un transducteur piézoélectrique émission. Le générateur est constitué par un oscillateur comprenant deux transistors T1 et T2. La base du transistor T1 est reliée par une résistance RI à la ligne d'alimentation positive, par une résistance R2 à la masse et par une capacité C1 à l'émetteur du transistor T2. Le collecteur du transistor T est relié par une résistance R3 à la ligne positive et par un condensateur C2 à la base du transistor T2. L'émetteur du transistor T1 est relié à la masse par un couple RC comprenant la résistance R4 et une capacité C3.La base du transistor T2 est mise par une résistance R5 è la ligue positive tandis que le collecteur de ce transistor est relié directement à cette ligne. émetteur du transistor T2 est relié par une résistance R6 et une capacité C4 à la masse, par une capacité C5 et une deuxième capacité C5' et une résistance R7 à la ligne positive et enfin par ladite capacité C5, une résistance R8 et une résistance variable VR1 encore à la masse. La fréquence d'oscillation de ce générateur est réglée par déplacement de phase à l'aide de ladite résistance variable VR1.Là sortie du générateur (émetteur du transistor T2) est appliquée à travers une résistance R 10 et une capacité C6 à l'entrée d'un amplificateur opérationnel V1 qui comporte un circuit de réaction avec une résistance Roll. La sortie de l'amplificateur est reliée par un réseau de raccord C9, C10 et L1 au transducteur ultrasonique TUS qui est de préférence constitué par un élément céramique piézoélectrique travaillant par exemple à 40k HZ. D'une manière générale, les fréquences d'émission utilisées dans le dispositif selon l'invention sont de préférence comprises entre 10K HZ et 10 M HZ. A la figure 3, on voit, de plus, une résistance R9 assurant le découplage entre le générateur T1, T2 et l'amplificateur V1 et deux condensateurs de stabilisation C8 et C 20.Enfin, la référence SI désigne un commutateur marche-arrêt reliant l'émetteur à une pile d'alimentation P. L1a figure 4 montre le schéma électrique du-récepteur 7 du dispositif détecteur de fuites selon l'invention . Ce récepteur comporte un transducteur TS1 logé dans la sonde 8. Le courant détecté par ce transducteur qui est du méme type que le transducteur TS (fig.3) de l'émetteur est appliqué à travers un potentiomètre de réglage VR2 et un condensateur C12 à la base du premier transistor T3 d'un amplificateur à trois transistors à couplage direct. Le collecteur du transistor T3 est relié à la ligne positive et l'émetteur directement à la base du transistor T4. Le collecteur de ce dernier est relié à travers une résistance Rîl à la ligne positive et directement à la base du transistor T5.L'émetteur du transistor T4 est mis à la masse à travers une résistance R12 et une capacité C 13 montées en parallèle. Le collecteur du transistor T5 est relié à travers une résistance R 25 à la ligne positive et l'émetteur à travers une résistance R 14 à la masse et à travers une résistance de réaction R 22 à la base du transistor T3. La sortie de cet amplificateur est reliée à travers une capacité C 14 à l'entrée d'un amplificateur opérationnel V2 comprenant un réseau de réaction RIS, R16, R17, C15 et C16. Le signal de sortie de l'amplifica teur V2 est appliqué à travers un condensateur C 17 et une résistance R 18 à la base d'un transistor T6 destiné à détecter ce signal et à moduler en intensité un courant continu.La base de ce transistor T6 est de plus reliée par une résistance R 19 à la masse, le collecteur par une résistance R 20 à la ligne positive et a travers une capacité C18 à la masse, tandis que l'é- metteur est directement mis à la masse. Le courant continu modulé est prélevé au collecteur du transistor T6 et appliqué à travers une résistance R 21 à la base d'un transistor T7 servant d'élément de commutation. L'émetteur de ce dernier transistor est relié à la ligne positive et le collecteur à travers un hautparleur HP,une diode D et une capacité C 19 montées en parallèle à la masse. En service, le transducteur TS 1 détecte les signaux émis par l'émetteur 5 et fournit des signaux électriques qui sont amplifiés dans les amplificateurs T3 à T5 et V2 et appliqués à la base du transistor T60 Ici, ils servent à moduler un courant continu pour obtenir un courant variable en intensité proportionnellement à l'intensité du son reçu par le transducteur TS 1. Lorsque cette intensité dépasse une valeur prédéterminée le transistor T7 est dloqué et met en circuit l'ensemble HP, D et C 19 de sorte que le haut-parleur émet des signaux acoustiques périodiques. Compte tenu que l'intensitd du signal ultrasonique reçu par le transducteur TSI augmente au niveau d'une fuite d'air, on obtient en regard ou au voisinage de chaque fuite un déclenchement du haut-parleur. Comme l'émetteur, le récepteur est alimenté par une pile électrique P1 et comporte un commutateur marche-arret S2 ainsi que deux capacités de stabilisation Cll et C25. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Dispositif détecteur de fuites d'air notamment pour le contrôle de l'étanchéité d'un récipient fermé ou de l'habitacle d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un émetteur de signaux ultrasoniques et un récepteur de signaux ultrasoniqug accordés sur une même fréquence et dont l'un est destiné à être disposé à l'intérieur du récipient à contrôler et l'autre à l'extérieur de ce récipient, ledit récepteur comportant un organe de signalisation déclenché lorsque 1intensité des signaux ultrasoniques reçus dépasse une valeur prédéterminée0 2" - Dispositif détecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit émetteur et ledit récepteur comprennent des transducteurs céramiques piézoélectriques travaillant à des fréquences de l'ordre de 12K HZ et 10 M HZ. 30 - Dispositif détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le transducteur ultrasonique dudit récepteur est logé dans une sonde reliée à l'en- trée du récepteur par un câble souple. 4" - Dispositif détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit récepteur comporte entre son transducteur et son premier étage un potentiomètre de réglage de sensibilité. 50 - Dispositif détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit récepteur comportant au moins un amplificateur amplifiant les signaux fournis par les transducteurs et dont les signaux de sortie sont appliqués à un étage de modulation fournissant un courant continu modulé en intensité, ce courant modulé Fant appliqué à un commutateur électronique mettant en circuit ledit organe de si gnalisation. 60 - Dispositif détecteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit étage de modulation et ledit commutateur électronique comprennent chacun au moins un transistor dont la base reçoit le signal de commande. 70 - Dispositif détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ledit élément de siqnalisation est constitué par un générateur de signaux acoustiques périodiques.