Brevet FR2441156A1 — publié le 19800606

La présente invention est relative a un procédé de mesure de la température d'objets en mouvement. Dans la stérilisation industrielle des boites de conserve, il est important de pouvoir contrôler avec le plus de précision possible, la température atteinte, de façon à éviter, d'une part les stérilisations incomplètes et, d'autre part, la cuisson des produits contenus dans les boites. Le contrôle direct de cette température pose des problèmes difficiles. En effet, si on arrête les boites pour les mettre en contact, par exemple avec une sonde a thermistance agissant par contact, cela introduit une complication importante dans les dispositifs mécaniques assurant une progression continue. De plus, pendant que la boite est arrêtée, sa température varie : elle s'échauffe si l'arrêt a lieu dans la zone de chauffage, elle se refroidit s'il a lieu après la sortie de cette zone.Une mesure de température à l'arrêt impose donc un contrôle très précis du processus d'immobilisation et du temps-de mesure. I1 existe des appareils optiques fondés sur l'analyse du rayonnement infra-rouge et permettant des mesures sans arrêt, mais ils sont coûteux et sont peu précis dans le domaine des températures utilisées, voisines de 1250, ou bien présentent un temps de réponse exagérément long. Dans la pratique, on se contente donc d'une mesure indirecte de température, portant sur l'atmosphère de l'enceinte ou zone de stérilisation, ce qui revient a admettre que toute perturbation dans la marche de l'ensemble de l'installation peut entrat- ner des rejets pour température de stérilisation incertaine, une telle méthode n'étant sûre que lorsque les conditions de marche sont stabilisées. La présente invention a été mise au point pour le contrôle des températures de stérilisation dans une installation utilisant le procédé connu sous le nom de "Stériflamme", oû l'on opère a l'air libre, mais il est bien évident qu'elle peut être mise à profit dans un grand nombre de procédés où il est nécessaire de mesurer la température d'objets en mouvement. La présente invention fournit brocédé de mesure de la température d'objets en mouvement, par emploi d'un thermocouplet dans lesuel euelîer lesdits objets sur deux rails isolés électrique- ment l'un de l'autre, et formés chacun d'un des matériaux constitutifs du thermocouple, ces deux rails étant maintenus a la même température. On créé ainsi un circuit électrique comprenant l'objet dont on veut mesurer la température, les deux rails et des moyens sensibles à la différence de potentiel entre les deux rails. I1 est nécessaire que les objets puissent rouler, c'està-dire qu'ils soient de préférence cylindriques, suivant la forme classique d'une boite à conserve . Ils peuvent aussi être tronconiques, les rails étant alors de préférence en arc de cercle. Ils peuvent aussi avoir une forme plus compliquée, du type "boite à jambon" par exemple. I1 n'est en effet nullement nécessaire que l'objet puisse faire aisément un tour complet. En revanche, il est très préférable que le déplacement se fasse sans glissement, car tout glissement, outre l'usure éventuelle des rails, produit un dégagement de chaleur de nature à fausser la mesure. Le procédé implique que l'objet conduit le courant électrique, ce qui est évidemment le cas, en général, pour les boites à conserve. Dans certains cas, les boites portent, sur leur surface latérale, un revêtement isolant servant à la décoration, par exemple, lithographique.Dans cocas, normalement, les bords du serti ne sont pas revêtus, et permettent un fonctionnement correct du procédé à condition de placer convenablement les rails. I1 peut cependant, parfois, être nécessaire d'adapter en conséquence le revêtement au procédé. Si les objets dont on veut mesurer la température, ne sont pas conducteurs de l'électricité par eux-mêmes, on peut les rendre conducteurs par un moyen convenable, par exemple un dépôt superficiel métallique recouvrant au moins les deux zones de contact avec les rails de mesure, et une zone de liaison assurant la continuité électrique, ou bien des rubans conducteurs collés ou sertis aux endroits convenables. Le procédé suppose, bien entendu, que l'objet soit constitué d'un matériau unique, ou, tout au moins, qu'il n'existe pas entre les parties de l'objet qui sont en contact avec les rails, des différences de composition susceptibles de créér des couples parasites non contrôlables. I1 suppose aussi que la température de l'objet soit suffisamment homogène d'une extrémité à l'autre, pour qu'on puisse définir une température moyenne. Les conditions sont en fait toujours remplies avec les boites de conserve, en particulier avec les procédés dans lesquels la boite tourne ou roule sur elle-même, ce qui assure une bonne homogénéité de température. Par rails, on entend évidemment toute surface sur laquel le l'objet peut rouler. I1 peut, par exemple, s'agir de plaques planes, séparées par un vide ou un isolant électrique. De préférence, on maintient en permanence les deux rails à une température aussi voisine que possible de la température de commande des objets à examiner. On a constaté, en effet, que si l'on fait rouler une boite chaude, par exemple à 125"C, sur deux rails froids, on obtient des mesures extrêmement erratiques. En effet, la boite chaude transmet de la chaleur aux rails par contact, et les zones de contact des rails s'échauffent d'une façon qui ne peut être contrôlée, I1 est donc difficile d'obtenir des mesures reproductibles si les rails ne sont pas maintenues à une température la plus proche possible de celle qu'on veut mesurer. De préférence également, les deux rails sont relies par une résistance de valeur très grande par rapport à la résistance opposée au passage du courant par l'objet roulant sur lesdits rails. La raison de cette disposition est la suivante: si les deux rails sont totalement isolés, lorsqu'aucun objet ne se trouve dans la zone de mesure, les moyens sensibles à la température, par exemple un galvanomètre à lecture directe, ou un régulateur, ou surtout un dispositif de commande de température, se trouvent "en l'air", le circuit étant coupé, et, de ce fait, donnent des indications erratiques.On pourrait évidemment arrêter le fonctionnement de ces deux moyens lorsque la résistance du circuit dépasse un certain seuil, mais il est préférable de relier les rails par une résistance, par exemple de 50 à 1000 ohms, l'impédence de l'appareil de mesure étant de l'ordre du mégohm, et celle opposée par l'objet dont on veut mesurer la température étant une très petite fraction d'ohm. Dans ce cas, l'appareil indique, lorsqu'aucun objet n'est en position de mesure, la température de la résistance, qui peut être très voisine de la température de commande des objets à examiner, surtout si elle est placée dans la même enceinte. Lorsqu'un objet se trouve en position de mesure, l'emplacement de la résistance reliant les rails devient négligeable, et l'on obtient la température de l'objet. Le procédé selon l'invention est particulièrement applicable à la régulation automatique d'une installation de chauffe, par exemple de stérilisation : dans ce cas les moyens sensibles à la différence de potentiel entre les deux rails commandent directement les moyens de chauffe. On va maintenant décrire un exemple, non limitatif, de réalisation de liinvention, en s'aidant de la figure jointe qui en est un schéma en perspective. L'installation, destinée à la stérilisation de boites de conserve 1,comprend des chemins de roulement 2, 3, sur lesquels roulent les boites sous l'impulsion de moyens moteurs non représentés. Les chemins de roulement 2, 3,sont interrompus au niveau du poste de mesure, des butées 4 empêchant les boites de s'écarter de leur trajectoire. Dans la partie où les rails 2, 3, sont interrompus, les boites sont supportées par deux rails de mesure 5, 6, constitués l'un d'une tige de cuivre, l'autre d'une tige d'alliage "constantan". Ces rails de mesure sont sans contact avec les chemins de roulement 2, 3, ils sont portés par des tubes métalliques 7, 8, sur lesquels ils sont brasés pour obtenir une bonne continuité thermique.Ces tubes sont reliés entre eux,à l'une de leurs extrémités,par un tube 9 en matière non conductrice de I'électricité (matière plastique résistant aux températures de stérilisation). A leur autre extrémité, ils sont reliés, l'un à un conduit 10 d'amenée de vapeur, l'autre à un conduit 11 d'évacuation de vapeur. La conduite d'amenée de vapeur est reliée à un détendeur 12, une bonbonne tampon 13 avec purgeur et un thermomètre 14, de façon à assurer aux tubes 7, 8, une température très régulière et une alimentation en vapeur sèche, donc parfaitement non conductrice de l'électricité. Un appareil de contrôle et commande 15 est relié aux rails de mesure 5,6. La température relevée est enregistrée, et en même temps, la tension relevée sert à commander la vanne 16 de brûleurs 17. L'appareil comprend aussi des moyens d'alarme. Une résistance auxiliaire 18 de 50 à 100O ohms relie les rails de mesure 5,6. Comme on peut le voir sur la figure, plusieurs portes de mesures peuvent être reliées à un même poste d'enregistrement et de commande. L'invention ne se limite pas au domaine de la stérilisation des conserves, elle est applicable, par exemple, au contrôle de recuit de billettes de certains alliages, qui se font dans des domaines de température comparables REVENDICATIONS 1/ Procédé de mesure de la température d'objets en mouvement, par emploi d'un thermocouple, caractérisé en ce qu'on fait rouler lesdits objets sur deux rails isolés électriquement l'un de l'autre, et formés chacun d'un des matériaux constitutifs du thermocouple, ces deux rails étant maintenus à la même température, et qu'on créé ainsi un circuit électrique comprenant l'objet dont on veut mesurer la température, les deux rails et des moyens sensibles à la différence de potentiel entre les deux rails. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient en permanence les deux rails à une température aussi voisine que possible de la température de commande des objets à examiner. 3/ Procédé selon 1' une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux rails sont reliés par une résistance de valeur très grande par rapport à la résistance opposée au passage du courant par l'objet roulant sur lesdits rails. 4/ Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, à la régulation automatique d'une installation de chauffage d'objets, caractérisée en ce que les moyens sensibles à la différence de potentiel entre les deux rails commandent directement les moyens de chauffe. 5/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes métalliques sur chacun desquels est fixé un des rails, ces tubes étant reliés l'un à l'autre par un tube en matière non conductrice de l'électricité, et étant parcourus par un fluide caloporteur non conducteur de l'éledtricité. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une résistance de valeur très grande reliant lasaeux tubes est placée dans la même enceinte et à proximité de l'endroit où se fait la mesure de température. 7/ Dispositif selon la revendication 5 ou 6, et destiné à la régulation automatique d'une installation de chauffage par flamme, caractérisé en ce que les moyens de détection de la différence de potentiel entre les rails commandent une vanne d'alimentation des brûleurs. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, et destiné à une installation de stérilisation de conserves, carac térisé en ce que les tubes sont maintenus à une température com prise entre 100 et 2000C par passage de vapeur sèche. 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un des rails est en cuivre et autre en "constantan".