Brevet FR2407461A1 — publié le 19790525

La présente invention concerne un capteur d'ondes de pression, c'est-à-dire un capteur pouvant être actionné par des ondes de pression qui se propagent dans un fluide liquide ou gazeux On contact des capteurs du genre en question, qui ont en général l'inconvénient de ne présenter aucun effet de basculement, c'est-à-dire par exemple de ne comporter aucun organe basculateur actionné par un ressort, et contribuant d'abord à mettre lentement sous tension ce ressort, pour permettre ensuite un basculementbrus- que de l'organe précité. Ces capteurs connus sont donc sensibles aux sollicitations de toutes sortes, et demandent un système de contact précis.En outre, il faut soigneusement purger ces capteurs, pour en éliminer l'air qui pourrait amener des variations de pression interne, liées aux variations de température, et provoquant une réaction indésirable du capteur. De tels capteurs comportent en général un contacteur à membrane qui réagit aux variations de pression. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients que l'on vient de rappeler, en permettant de réaliser un capteur qui demeure insensible aux variations lentes de pression, telles qu'indiquées plus haut, pour réagir seulement aux impulsions ou chocs brusques de pression. Belon l'invention, le capteur d'ondes de pression est caractérisé en ce qu'il comporte un corps tubulaire et un piston mobile dans le corps où il sert d'organe de déclenchement, le piston pouvant se déplacer entre deux butées fixées dans le corps, sous l'effet d'une impulsion de pression d'un fluide contenu dans le corps, le piston ayant au moins sur une partie de sa longueur une surface externe profilée qui présente des empreintes en creux séparées par des saillies formant avec la paroi interne du corps tubulaire un joint en labyrinthe, qui permet une variation lente de la pression, en augmentation ou en diminution, tout en autorisant un coulissement du piston sous l'effet d'une variation brutale de pression. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description donnée ci-après de quelques modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale d'un capteur sensible aux ondes de pression conforme à l'invention la figure 2 est une vue en bout du capteur de la figure 1 suivant le flèche A la figure 5,analogue à la figure 1, est une coupe axiale d'un autre mode de réalisation du capteur. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le capteur d'ondes de pression comporte un corps tubulaire 1, ouvert à une extrémité et contenant un piston 2, mobile dans le sens axial. Une section 3 du piston présente une surface externe profilée qui comporte des empreintes en creux 3a. Dans le mode de réalisation représenté sur le figure 1 à titre d'exemple, la surface externe du piston présente des empreintes en forme de filetage. La surface externe du piston est aussi peu écartée que possible de la paroi interne du corps tubulaire, sans toutefois bloquer le piston 2. Dans le corps tubulaire 1 sont montés deux butées 4,5 qui peuvent être réalisées de plusieurs manières, au chois, pourvu qu'elles laissent passer l'air sous pression et qu'elles puissent venir au contact des extrémités arrondies du piston 2, pour des positions extr8mes de celui-ci. Sur la figure 2, on a représenté un mode de réalisation possible d'une telle butée 4, montée diamétralement en travers dans la section transversale du corps tubulaire 1 , en laissant libres deux ouvertures latérales 7, pour le passage de l'air sous pression, dans le sens axial. Au lieu d'une telle disposition, les deux butées précitées peuvent etre constituées par exemple par des plaquettes percées, ou par des grilles comportant plusieurs barreaux radiaux ou en quadrillage. Comme on l'a représenté schématiquement, les butées 4,5, peuvent constituer des contacts électriques, et l'un de ces contacts, ici le contact 4, n'est pas magnétique, alors que l'autre contact 5 est ferro-magnétique. Les deux contacts sont isolés par rapport au corps tubulaire 1. Par suite de l'effet d'attraction ferro-magnétique du contact 5, le piston 2 qui présente par exemple lui aussi des propriétés magnétiques, est en appui contre le contact précité, dans sa position de repos. Dans le mode de réalisation représenté, les deux butées 4,5, formant chacune un contact, sont associées à un conducteur 8.Ainsi, le piston venant en appui contre l'un ou l'autre des contacts provoque la fermeture d'un circuit passant par le corps et tubulaire 1, et l'extrémité arrondie 3b,/qui s'étend de là au contact concerné et au conducteur 8 associé.Les arêtes des empreintes en forme de filetage, ou des saillies analogues séparant les creux 3a de la section 3 du piston, assurent un contact glissant pendait le déplacement du piston 2 dans le corps cylindrique 1. Une capsule pneumatique 6, constituant un émetteur de pression, et par exemple formée de soufflets, ou réalisée de toute autre manière, est associée au corps cylindrique 1, pour y produire une impulsion de pression. L'émetteur de pression 6 peut être montédirectement sur le corps cylindrique 1, ou raccordé à celui-ci par une tubulure de liaison 9. Si l'émetteur de pression 6 produit un choc de pression, celui-ci se propage dans le corps tubulaire, et passe par les ouvertures latérales 7 de la butée 5 pour attendre le piston 2, qui se trouve repoussé contre la butée 4. A cette occasion, intervient l'effet de la surface profilée de la partie 3 du piston, pourvue d'empreintes en creux, dont les arêtes 3b forment avec la face interne de la paroi du corps 1 un joint en labyrinthe pour contenir momentanément la pression, mais en la laissant s'établir lentement. L'air peut ainsi s'écouler lentement le long de la partie profilée 3 du piston, pour franchir les ouvertures 7 du contact 4, et s'échapper à l'extérieur. Au bout de quelques temps, la force d'appui résiduelle s'exerçant sur le piston 5 devient si faible que l'attraction magnétique du contact 5 l'emporte, et ramène le piston à sa position de repos. Plus la pression initiale est réduite, et plus le retour du piston se produit rapidement. On peut donc choisir la valeur de la pression,pour régler le temps de réponse du capteur d'ondes de pression conforme à l'invention. La surface de la section 3 présente un autre effet avantageux. Comme déjà indiqué, la surface de cette partie profilée permet un passage lent de l'air, tel quton puisse réaliser lentement une augmentation ou une diminution de pression d'un c6té du piston, sans provoquer un déplacement de celui-ci. Or de telles différences de pression se rencontrent principalement du fait d'un échauffement localisé. Ainsi le capteur d'ondes de pression conforme à l'invention est insensible aux variations de température. Le piston 2 ne sert pas seulement à provoquer séleetivement un contact avec l'une ou l'autre des deux butées conductrices 4,5, pour réaliser ainsi l'ouverture ou la fermeture d'un circuit électrique. Le mouvement du piston 2 peut aussi servir à intercepter ou à rétablir un pinceau émis par une source lumineuse, suivant la disposition de celle-ci. A cet effet, on peut prévoir sur le corps tubulaire 1 des ouvertures transparentes, disposées en regard d'une de l'autre. On peut aussi réaliser entièrement le corps tubulaire 1 en une matière transparente. Au lieu d'associer le piston 2 à une source lumineuse, on peut aussi le faire pénétrer dans un champ magnétique produit par q un dispositif associé au corps tubulaire, tel que par exemple deux bobines d'induction. La variation de flux magnétique ainsi provoquée permet d'assurer un processus de déclenchement. Le système lumineux et le système magnétique peuvent subir une telle influence du piston indépendamment, ou pour compléter la commutation électrique assurée par les contacts 4,5. On a représenté sur le figure 3 un autre mode de réalisation du capteur d'onde de pression, utilisé pour ouvrir ou fermer un circuit. Les butées 4,5 sont dans ce cas écartées l'une de l'autre, d'un intervalle proche du double de la longueur du piston 2. Du c8té de la butée 4, un second émetteur de pression 6' est relié au corps tubulaire 1 comme l'émetteur de pression 6, par exemple par une tubulure 9'. Le corps tubulaire 1 est alors en communication avec l'extérieur, non plus par son extrémité droite, comme dans le cas de la figure 1, mais par au moins un orifice 10, disposé exactement au milieu de l'intervalle séparant les deux butées 4,5. Chaque émetteur de pression 6,6' a ici pour r81e de provoquer le déplacement du piston 2 en l'écartant de la butée adjacente, pour l'amener au contact de l'autre butée.Une fois que le piston 2 a dépassé l'orifice 10 en se déplaçant dans le corps cylindrique, l'orifice 10 se trouve dégagé pour permettre l'échappement de l'air sous pression, pendant que le piston poursuit sa course vers l'autre butée. Indépendamment de la disposition qui vient d'être exposée, mais en réalisant avec cette disposition une combinaison avantageuse, on peut associer à chaque butée des moyens pour y produire un chnmp magnétique. Dans le mode de réalisation schématisé sur la figure 3, un enroulement inducteur 11,11' est ainsi associé à chaque butée 4,5. On peut alimenter ces enroulements constamment pour y produire un champ magnétique permanent (Dans ce cas, on pourrait aussi rempla cer les enroulements par des aimants permanents). Mais on peut aussi assurer l'alimentation des enroulements inducteurs seulement lorsque le piston 2 vient en appui sur la butée correspondante. Le champ magnétique ainsi créé sert à maintenir d'une manière stable le piston 2 en appui sur la butée en question. REVENDICATIONS 1 - Capteur d'ondes de pression, caractérisé en ce qutil comporte un corps tubulaire (1) et un piston (2) mobile dans le cor ps où il sert d'organe de déclenchement, le piston pouvant se dépla cer entre deux butées (4,5) fixées dans le corps, sous l'effet d'une onde de pression d'un fluide contenu dans le corps, le piston ayant au moins sur une section (3) de sa longueur une surface externe profilée qui présente des empreintes en creux séparées par des saillies (3a) formant avec la paroi interne du corps tubulaire un joint en labyrinthe, qui permet une variation lente de la pression en augmentation ou en diminution, tout en autorisant un coulissement du piston sous l'effet d'une variation brutale de pression. 2 - Capteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la surface externe de la partie précitée du piston est profilée à la manière d'un filetage. 3 - Capteur conforme à l revendication 1, caractérisé en ce que les deux butées (4,5) constituent des- surfaces de contact électriques, et sont chacune associées à un conducteur d'alimentation (8), pour que le piston venant en appui contre l'une ou l'autre des butées précitées ferme un circuit passant par le corps tubulaire, le piston, la butée, et le conducteur précité. 4 - Capteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1), le piston (2) et l'une des butées (4,5) sont constitués d'une matière qui peut autre aimantée. 5 - Capteur conforme à l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que, dans la zone de déplacement du piston, le corps tubulaire (1) comporte des ouvertures transparentes s'étendant sur au moins une partie de la paroi du corps, pour le passage d'un rayon lumineux émis par une source lumineuse et pouvant être inter cepté par le piston 6 - Capteur conforme à l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour produire un champ magnétique transversal au sens de déplacement du piston, le champ précité pouvant subir l'influence du piston en mouvement. 7 - Capteur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux butées (4,5) sont écartées l'une de l'autre d'un intervalle sensiblement égal au double de la longeur du piston (2), la paroi du corps tubulaire (i) présentant au moins un orifice (10) au milieu de l'intervalle séparant les deux butées (4,5), ltorifiee précité se trouvant, au cours du mouvement du piston, mis en communication avec l'extrémité du corps tubulaire d'où est parvenue l'impuhsión de pression qui a provoqué le déplacement du piston. 8 - Capteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des butées (4,5) comporte des moyens (11,11') pour produire un champ magnétique permanent. 9 - Capteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des butées (4,5) comporte des moyens (t1,11') pour établir un champ magnétique lorsque le piston (2) en matériau susceptible d'être aimanté est en appui sur la butée en question.