Brevet FR2312777A1 — publié le 19761224

On peut contrôler une pièce en une matière ferromagnétique, par comparaison avec une autre pièce témoin, en soumettant chacune des deux pièces à un champ magnétique alternatif qui produit dans la pièce un flux variable dépendant de a perméabilité magnétique et de sa conductibilité électrique, la variation de ce flux engendrant une tension électromagnétique induite, et en comparant les deux tensions électromagnétiques produites. Comme la tension électromagnétique induite par la pièce à analyser dépend de la perméabilité magnétique et de la conductibilité électrique de cette pièce, ce procédé permet de déterminer les qualités de ladite pièce qui sont fonction de sa perméabilité magnétique et de sa conductibilité électrique, par exemple sa profondeur de trempe, sa décarburation superficielle, ou l'apparition de plages douces; il permet également un tri des pièces en fonction de ces qualités. L'expérience montre que le signal fondamental de la tension électromagnétique produite par la variation du flux dans la pièce n'est pas sélectif et dépend, en particulier, de la masse de la pièce, une différence minime entre la masse de la pièce à analyser et celle de la pièce témoin entraînant une différence importante entre les signaux fondamentaux des tensions électromagnétiques. La demanderesse a, par contre, trouvé que, dans certaines conditions, l'harmonique trois de la tension est une fonction univoque de la perméabilité de la pièce et est ainsi représentatif de cette perméabilité, donc des qualités qui sont liées à cette dernière. La présente invention a pour objet un perfectionnement apporté à l'analyse électromagnétique d'une pièce ferromagnétique et éventuellement à son tri grâce auquel l'harmonique trois du signal produit, en cas de différence de perméabilité magnétique, est amplifié, ce qui permet d'obtenir une mesure parfaitement sélective. Selon la présente invention, on détermine le champ magnétique alternatif inducteur de façon que le point figuratif de la courbe d'aimantation se trouve, pour la pièce témoin, dans la zone linéaire de cette courbe, à proximité immédiate du coude de ladite courbe. Dans ces conditions, si la pièce à contrôler ou à trier présente une différence de perméabilité magnétique avec la pièce témoin, le point figuratif de la courbe d'aimantation se trouve sur la partie incurvée de cette courbe de sorte que l'harmonique trois du signal produit est amplifié et peut facilement entre séparé du signal fondamental; on obtient ainsi un signal qui est représentatif de la perméabilité de la pièce, donc de la qualité de la pièce contralée. Le point figuratif de la courbe d'aimantation dépend de l'aimantation rémanente de la pièce; si cette dernière présente une certaine aimantation rémanente, le point figuratif risque de se trouver dans la partie incurvée de la courbe d'aimantation. Pour remédier à cet inconvénient, dans un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on procède à une démagnétisation préalable de la pièce à contraler ou à trier. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un appareil de tri magnétique faisant application du procédé selon l'invention, avec référence au dessin schématique annexé dans lequel La Fig. 1 est une vue en élévation de l'appareil, La Fig. 2 en est un schéma électrique, La Fig. 3 montre les courbes d'aimantation des pièces. A la Fig. 1, on voit un bâti 1 sur lequel est monté mobile une bande transporteuse 2 qui passe sur un tambour-moteur 3 et un tambour tendeur 4; le tambour 3 est relié à un moteur d'entrainement 5. Sur la bande 1 sont fixés des organes 6 destinés à déterminer la position des objets 7 à contrtler; ces derniers sont, par exemple, constitués par des biellettes forgées et trempées dont on désire vérifier la profondeur de trempe. La bande 1 traverse successivement un démagnétiseur 8 et un contraleur magnétique 9. Sous son extrémité se trouve une trémie 10 qui déverse les objets 7 dansXdes bacs lla et llb par l'intermédiaire d'un volet de triage 12. Le démagnétiseur 8 est constitué par un enroulement 13 dans lequel passent les pièces 7 et qui est relié à une source de courant alternatif 14. De son coté, le contrôleur magnétique 9 comprend un enroulement primaire 15a et un enroulement secondaire 16a qui sont traversés par les pièces 7. L'enroulement primaire 15a est relié à une source de courant alternatif 17, en série avec un second enroulement primaire 15b qui entoure une pièce témoin 18. L'enroulement secondaire 16a est connecté en série avec un second enroulement secondaire 16b, bobiné en sens contraire, qui entoure la pièce témoin 18. Le signal différentiel obtenu en 19 à la sortie des enroulements 16a et 16b est envoyé à un filtre 20 centré sur l'harmonique trois de la fréquence du courant d'alimentation 17. Ce filtre est suivi d'un amplificateur 21, d'un redresseur 22, d'un intégrateur 23 et d'un relais de sélection 24 qui commande le volet 12. Les enroulements 15a et 15b comportent un faible nombre de spires, par exemple 250 à 300, et sont réalisés avec du fil d'assez grande section. Les enroulemetts 16a et 16b comportent un nombre de spires sensiblement égal à celui des enroulements primaires et sont construits de manière à être aussi symétriques que possible de façon que si la pièce 7 en cours de contre a la meme perméabilité magnétique que la pièce témoin 18, le signal obtenu 19 soit nul ou tout au moins présente un harmonique trois de valeur nulle. Lorsque les enroulements 15a et 15b sont sous tension, ils engendrent chacun un champ magnétique alternatif d'intensité H. La pièce 18 placée dans l'enroulement 15b s'aimante et engendre un champ induit alternatif B. La variation du flux due à celle de ce champ engendre une certaine tension dans l'enroulement 16b. La courbe 25 de la Fig. 3 représente la variation de B en fonction de H, Selon la présente invention, l'intensité maximale du courant qui parcourt les enroulements 15a et 15b est déterminée, en fonction des caractéristiques de ces enroulements, de façon que le point représentatif 26 de la courbe 25, correspondant à la valeur maximale Ho du champ inducteur H, soit sur la partie rectiligne de cette courbe 25, à proximité du début de sa partie courbe 25a. Lorsqu'une pièce 7 se trouve dans l'enroulement 15a, une certaine force électromotrice est induite dans l'enroulement 16a et l'on mesure en 19 la différence des forces électromotrices engendrées dans les enroulements 16a et 16b. Si la pièce 7 est correctement trempée, sa courbe d'aimantation 27 est voisine de la courbe 25 et le point représentatif 28 de cette courbe correspondant au champ inducteur 40 se trouve encore sur la partie rectiligne de la courbe. La tension mesurée en 19 ne comporte pas d'harmonique trois de sorte que la tension à la sortie du filtre 20 est nulle. Le relais 24 n'est pas excité et la pièce 7 tombe à la sortie de la bande transporteuse 2, par exemple dans le bac lla. Par contre, si la pièce 7 est mal trempée, sa courbe d'aimantation 29 est éloignée de la courbe 25 et le point représentatif 30 de cette courbe se trouve sur la partie incurvée de celleci. La tension en 19 est la superposition d'une tension à la fréquence de la source 17 et de tensions à des fréquences harmoniques; seule la tension à la fréquence harmonique trois est recueillie à la sortie du filtre 20. Cetté tension est amplifiée en 21, redressée en 22 et intégrée en 23. Si le signal recueilli à la sortie de l'intégrateur 23 a une valeur suffisante, le relais 24 est excité de sorte que le volet 12 pivote et que la pièce tombe dans le bac llb. Les courbes 31 et 32 sont les courbes caractéristiques limites pour lesquelles la pièce 7 est acceptée. La courbe 33 montre la nécessité du démagnétiseur 8. Si une pièce 7, ayant la meme perméabilité magnétique que la pièce témoin 18, donc basse, n'était pas démagnétisée, sa courbe d'aimantation serait la courbe 33 de sorte que son point représeAtatif 34, correspondant à la valeur Ho du champ inducteur, serait sur la partie incurvée de cette courbe. La tension recueillie en 19 comporterait non seulement la fondamentale, ce qui ne serait pas gênant puisqu'elle serait filtrée, mais encore une quantité importante d'harmonique trois qui pourrait etre suffisante pour entrainer un fonctionnement du relais 24, dont un rebut non justifié de la pièce. Les pièces mal trempées et rebutées dans le bac llb peuvent btre retrempées et recontralées. Mais, si leurs qualités sont trop mauvaises, une nouvelle trempe ne permettra pas de leur donner des qualités satisfaisantes. Pour remédier à cet inconvénient, on peut prévoir un relais alimenté en parallèle avec le relais 24, qui se ferme pour une valeur du signal plus importante que celle qui assure l'excitation de ce relais 24, en entraînant l'arrêt du moteur 5; il est alors possible de retirer à la main la pièce défectueuse. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas Qtre consi dégrée cuve limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS I. - Procédé de contrale ou de tri d'une pièce en une matière ferromagnétique, dans lequel on soumet cette pièce et une pièce témoin à un meme champ alternatif qui produit dans chacune des pièces un flux variable dépendant de sa perméabilité magnétique, la variation de ce flux engendrant une tension électromagnétique induite, dans lequel on compare les deux tensions électromagnétiques produites, et dans lequel on isole l'harmonique trois de la tension électromagnétique différentielle, caractérisé en ce qu'on détermine le champ magnétique alternatif inducteur de façon que le point figuratif de la courbe d'aimantation se trouve, pour la pièce témoin, dans la zone linéaire de cette courbe, à proximité immédiate du coude de ladite courbe. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on procède à une démagnétisation préalable de la pièce à contrôler ou à trier. 3. - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé défini dans la revendication 1 ou 2, caractérisé par un démagnétiseur interposé sur le trajet des pièces à contr8ler ou à trier. 4. - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé défini dans la revendication 1, comprenant une bande transporteuse entraînée par un moteur, caractérisé par un premier relais excité par une certaine valeur du signal et propre à séparer la pièce contrôlée des pièces bonnes, et par un second relais excité par une valeur plus élevée du signal et propre à arr8ter l'alimentation du moteur.