Brevet FR2320536A1 — publié le 19770304

L'invention se rapporte à un piezographe adapté à une analyse commode du fonctionnement d'un moteur Diesel et à la mesure de sa vitesse de rotation. On sait depuis longtemps analyser les mouvements vibratoires à l'aide de piezographes mais aucun appareil, conçu en vue de l'analyse aisée du fonctionnement d'un moteur Diesel et de la détermination de sa vitesse de rotation, n'a encore été réalisé. Les diesels ne comportant pas de cycle d'allumage électrique, il va de soi qu'aucun des nombreux dispositifs électriques connus pour l'analyse du fonctionnement d'un moteur à essence ne peut convenir et de ce fait les seuls dispositifs de mesure de la vitesse de rotation consistent à placer un capteur approprie sur le volant du moteur Diesel. Ce dispositif, quoiqu'efficace en ce qui concerne la vitesse, est peu pratique et ne permet pas à lui seul de régler le moteur puisqu'aucune information directe n'est disponible en ce qui concerne le moment de l'injection, l'un des facteurs principaux du réglage du moteur. L'objet principal de l'invention est un piezographe conçu pour être aisément serré sur tout tube, tubulure, ou pièce de section relativement faible, sujets à la vibration causée par le Elux d'injection,-une pompe ou une pièce en mouvement, le piezographe comprenant à cet effet une pince sollicitée par un ressort assurant le serrage constant d'un quartz piezoélectrique dont une électrode reçoit les vibrations de la pièce serrée et dont l'autre électrode transmet les variations de tensions électriques engendrées à un oscilloscope et, ou, un analyseur de fréquence et,ou, un tachymètre. Ainsi, contrairement aux anciens appareils nécessitant des moyens particuliers pour adapter un piezographe aux divers endroits transmettant une vibration, il suffit de serrer la pièce à observer, injecteur et canalisation de la pompe d'injection en particulier, à l'aide de la pince pour observer les impulsions correspondant à ces vibrations. Un autre objet de l'invention est une pince de ce type, caractérisée en outre en ce que le cristal piezoélectrique est monté entre la face d'une mâchoire opposée à la face d'application de cette mâchoire contre la pièce dont on désire étudier les vibrations et un bloc de caoutchouc isolant, mécaniquement et électriquement, le cristal de la branche de la pince servant à appliquer ladite mtchoire contre ladite pièce. On réalise de la sorte un moyen de fixation mécanique et électrique très commode puisque l'on peut, en raison de l'enveloppe de caoutchouc, soit réaliser un contact électrique entre la pince et l'électrode de la face du cristal en contact mécanique avec la mâchoire, soit isoler chacun des fils connectés aix deux électrodes du cristal, la pince comprenant par exemple une rainure pour le logement des deux fils. D'autres objets et caractéristiques ressortiront de la description suivante faite en référence au dessin représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de la présente invention Sur le dessin la figure 1 représente de schéma électrique sous forme de blocs des circuits du piezographe, objet de l'invention, la figure 2 une vue schématique en coupe de la pince serrant un tube, et la figure 3 la vue en plan de la branche de la pince supportant le cristal. Le cristal piezoélectrique 1, auquel on applique les vibrations subies par la pièce que l'on serre au moyen de la pince représentée figure 2, peut etre tout composant approprié du commerce et en particulier un composant céramique pouvant répondre, par exemple, aux caractéristiques d'une céramique ferroélectrique dont la composition peut etre du type mixte Titanates-Zirconates de plomb. A titre d'exemple, on peut utiliser une céramique de ce type vendue sous la désignation P7-60 dont la constante de fréquence en épaisseur est 1.870 kHz/mm. L'électrode 16, voisine de la face du cristal appliquée à la mâchoire 20, est reliée par le fil 17 à la masse 18.L'électrode 19 de la face opposée du cristal est reliée à un adaptateur d'impédance 4, les informations électriques émises par le cristal étant transmises, soit à l'oscilla- teur 8 par le fil 21, soit à l'amplificateur 5 par le fil 22 afin de commander le tachymètre 7 après mise en forme par le dispositif 6 des impulsions amplifiées, soit à l'amplificateur 9 par le fil 23 pour l'analyse du spectre des fréquences à l'aide de l'analyseur 10. Tous ces appareils étant des appareils connus et disponibles dans le commerce, il n'est pas nécessaire de les décrire et l'on comprendra que l'on peut apporter aux circuits représentés toutes modifications de détail sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, des commutateurs peuvent etre utilisés pour mettre en circuit tout appareil désiré et l'amplificateur 5 peut comporter tout filtre de fréquence ajustable approprié. On choisit selon l'invention toute céramique utilisée en émission et de fréquence propre supérieure à 1 mHz.L'invention étant relative au piezographe particulier conçu pour l'analyse aisée des vibrations correspondant à l'injection, à l'explosion, à l'expulsion par simple prise mécanique de la pièce considéré à l'aide de la pince particulière représentée et non à une méthode d'analyse particulière des résultats électriques affichés, enregistrés ou non sur tout support, on décrira seulement les moyens représentés autres que les appareils électroniques conventionnels représentés et l'on comprendra que l'on peut connecter plusieurs capteurs du type représenté figure 2, notamment pour comparer simultanément les résultats obtenus. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le composant céramique t est monté entre la face de la mâchoire 20 opposée à la face de serrage du tube 3 et un bloc de matière électriquement et mécaniquement isolante 11, ce bloc pouvant être en caoutchouc. Les branches 14, de toute forme désirée, sont articulées sur l'axe pivot 15 et le serrage est obtenu par le ressort 13. Les fils 12 et 17 de la figure t peuvent etre groupés et logés dans une rainure longitudinale 27 de la branche portant le composant céramique 1. Selon un mode de réalisation, les faces des mâchoires 2 et 20 opposées aux faces servant de prise peuvent etre collées respectivement à la branche 14 et au composant 1, celui-ci étant collé sur ses autres faces au bloc isolant 11. Ce dernier peut être de aeme collé sur la partie interne de la branche 24. Il va de soi que les parties des branches 14 et 25 sur lesquelles s'appuie le ressort 13 peuvent Entre parallles, les extrémités du ressort 13 s'appuyant dans les logements 25 et 26 et l'axe du ressort restant pratiquement perpendiculaire aux branches. En outre, ce ressort est choisi pour que quelle que soit l'ouverture des vSchoires, la force exercée sur le cristal ne varie pas de plus de 10 %. On -réalise donc un piezographe extrêmement coxeode puisque l'on peut tester chaque pièce désirée et déduire aisément la vitesse de rotation d'un moteur diesel en cooptant les impulsions émises par le composant céramique 1. On peut aisément régler avec précision les cycles du moteur puisque le piezographe permet de connaître les instantes exacts de début et de fin d'injection. De même, l'amplitude des impulsions fournies dépendant directement du bon fonctionnement de la pompe et des injecteurs, on peut connaître la qualité de fonctionneaent de ces organes et détecter en conséquence toute anomalie à l'aide de ce procédé d'analyse. L'invention peut s'appliquer à tous autres systèmes d'injection. REVENDICATIONS 10) Piezographe pour l'analyse des vibrations de pièces et notamment de pièces tubulaires sollicitées par le passage d'un flux, caractérisé en ce que le cristal est sollicité par l'intermédiaire d'une mâchoire d'une pince pourvue d'un ressort de serrage. 2.) Piezographe tel que revendiqué en 1 dont le cristal est maintenu entre la face d'une mâchoire opposée à la face de serrage de la pièce dont on désire analyser les vibrations et un bloc mécaniquement isolant de la branche de la pince. 30) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 et 2 dont le bloc compris entre le cristal et la branche de la pince est aussi un corps électriquement isolant. 40) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3 dont l'une des mâchoires est collée à l'une des faces du cristal, la face opposée du cristal et au moins une face latérale du cristal étant collées à un bloc mécaniquement et électriquement isolant, ledit bloc étant lui-même collé à l'une des branches de la pince. 5 ) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 7 à 4 dont la mâchoire non en contact avec le cristal est collée sur l'une des branches de la pince. 6 ) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 5 dont les fils connectés aux électrodes du cristal sont logés dans une rainure de l'une des branches. 7.) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 dont le cristal est un composant céramique dont les caractéristiques correspondent à celles utilisées en émission et ayant une fréquence propre supérieure à 1 nHz. 8 ) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 dont les extrémités du ressort de serrage s'appuient dans des logements des branches de la pince, le ressort étant choisi pour que, quelle que soit l'ouverture des mâchoires, la force exercée sur le cristal ne varie pas de plus de 10 %. 9 ) Piezographe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 8 dont la sortie du cristal est transmise pour analyse à un oscilloscope et, ou, un amplificateur et un dispositif de mise en forme des impulsions pour la commande d'un tachymètre et, ou, un amplificateur pour l'attaque d'un analyseur de spectre de fréquence. 100) Procédé de mise en oeuvre du piezographe revendiqué en 9 selon lequel on dispose la pince que l'on relie Flectriquement à l'un au moins des dits appareils indicateurs d'amplitude, de fréquence et de vitesse pour que les mâchoires maintiennent serré un tube d'injection ou toute autre pièce dont on désire analyser les vibrations.