Brevet FR2416459A1 — publié le 19790831

La présente invention a pour objet la réalisation d'un capteur de pression dynamique, composé d'un élèment pièzoàlectrique associé à un élèment photoélétrique. Primipe s Voir plancha 1 L'élèment piézoélectrique PE sous l'action de la force F, produit une pointe de tension iiportante.(Quelques kilovolts) Une étincelle est produite par l'éclateur E. La lumière produite est captée par un élément photoélectrique (ou photosamiconducteur ou photorésistancs), qui traduit la pres sion exercée F par un signal électrique, lors de l'application ou do la disparition de la pression. C'est donc un capteur de pression dynamique. Réalisation : Voir planche 1 L'élèment piézoélectrique PE, sous forme de pastille cylindrique est monté entre deux armatures d'acier i et 2. Une calotte isolante 3 permet l'isolement électrique et procure Une certaine élasticité à la pression F en évitant les défauts de planëîté entre les élèments du montage. Une joint 4, en caoutchouc de faible épaisseur disposé entre I et 2 assure l'étanchéité du système et limite l'écrassement de l'élément PE. Les armatures 1 et 2 en acier ou autre matériau magnétique, for isat un blindage très efficace contre les champs électromagnéti- ques ou électriques extérieurs. Le sigest pièaoéectrique est recueilli sur les faces planes et argentées de l'élément PE, entre armature 2 et connexion isolée Il arrive sur l'éclateur E. Cet éclateur est disposé de telle sorte que 11 étincelle produite soit captée par la cellule C. Celle-ci produit à son tour un signal électrique exploitable par les moyens classiques. flots s Dans le cas d'utilisation dàveloppés ci-aprEs, il faut pouvoir discriminer la polarité de la tension pièzoàlsctrique En effet, lors de l'apparition de la pression F, c'est un signal positifi qui est-dàlivré et lorsque la pression disparâit c'est un signal négatif qui est délivré par l'élément PE. Cela est réaliséx par l'emploi de 2 d@@des connectées an sens op posése à la sortis de l'élement PE. La diode polarisés dans le bon sens wéhicule le courant vers l'é- clateur El ou E2, auquel correspond la cellule C1 ou C2 Bien entendu, chaque ensemble Dl/El et D2/E2 sont isolés optéque ment de manière à ne pas Stre influencés l'un l'autre. Applications : - Le comptage du nombre d'objets se présentant successivement sur le capteur, et traduisant leur passago par la pression exercée par leur poids. - La mesure du poids de l'objet - la mesure de l'homogénéïté de l'objet - La mesure de le dimension défilante de l'objet - Le sens de circulation de l'objet Traductions Electrioues 1' Présenced de l'objet : #ension positive 2' Disparition de l'objet : Tension négetive. 3 Longueur de objet 5 intervalle de temps entre ces deux ten siens connaissant la vitesse v de l'objet. 4' Poids ou variation de poids de l'objet: la mesure de l'ampli- tude du signal PE se traduit par une intensité lumineuse proportionnelle au poids de l'objet dans une plage déterminée. 50 Sens de circulation de objet : par l'emploi de deux capteurs disposés à une certaine distance l'un de l'autre. L'apparition du prier signal discrimine le sens de passage. 6' Vitesse de l'objet se déplaçant de façob rectiligne sur un rail par exemple, en resurant le temps séparant les deux signaux positifs produits par les deux capteurs, compte tenu dee la distnace entre ceux-ci Le traitement des informations se fait par les moyens classiques résumés planche 2. Remarque : Bien entendu dans ce qui précède, nous avons dàdrit un capteur de pression dynamique. On peut également exercer une traction sur l'élément pièzoélectri- que. Dans ce cas, c'est un capteur de traction dynamique que l'on obtient, dont l'exploitation quoique moins facilement réalisable entre dans le domaine du présent brévtt. Avantages essentielâsi - Isolement aux champs electromagnétiques et électriques extérieurs au capteur. - Isolement électrique du capteur, et son exploitation. - Exploitation très simple du signal pièzpélectrqque de forte tension mais de très faible puissance. Remarque s I1 est bien entendu que l'emploi d'autres dispositifs, tels que phototransistors, photodiodes, tubes photomultiplicateur ..l.stc, peuvent être employés. Mais ni l'emploi de ces dispositifs, ni l'emploi de force de traction ne peusent limter en quei que ce seit l'objet du pràsent brevêt. Résumé s La présente invention a pour objet , un capteur de pression dynaw- que, associant le phénomène piézoéléctrique dirett Pression/Tension au phenomène phâtoélectrique Lumière/tension par l'intermédiaire d'un ou plusieurs éclataurs,traduisant la haute tension piézo élec- trique an intensité lumineuse. Ells ast caractérisée par - La simplicité des moyens employés - L'isolement électromagnétique et électrique du système - Les possibilités d'applications telles que la détection oùobjets défilant,par leurs présence , leur passage, leur vitesse, leurbpeids leur longueur dans le sens de déplacement, leur sens de circulation REVENDICATIONS 1 Capteur de pression dunemique, caractàrisé par l'association du phénomène piàzoélsctrique au phénomène photoéloctrique,par l'intermêdiaire d'un éclateur. 2 Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait de la traduction facilement exploitable basse tension de la tension "très haute tension" développée par l'élément pitzoólectrique. 3 Dispositif selon revendication 2 caractérisé par le fait de l'insensibilité aux champs électroma- gnétique et éléctrique extérieurs au capteur. Ce qui est réalisé par le blindage facile du capteur, et l'exploitation basse tension à faible impédance des signaux résultants du système. 4 Dispositif selon revendication 3 caractérisé par le fait des possibiltés d'utilisations pour la détection d'objets défilants avec détection dl leur présence, de leur passage, de leur vitesse, de leur poids ou variation de poids, de leur longucur dans le sens de déplacement, ainsi que de leur sens de circulation.