Brevet FR2466746A1 — publié le 19810410

Dispositif pour mesurer avec précision la longueur d'un produit allongé en translation. La présente invention se rapporte à un dispositif qui permet de mesurer avec précision la longueur d'un produit ma- gnétisable de grande longueur tel qu'un câble d'acier, pendant que celui-ci se déplace dans la direction de son axe. Il existe un procédé pour mesurer la longueur d'un produit allongé pendant son mouvement de translation qui con- siste à compter le nombre de tours par unité de temps d'une roulette ou d'une bande sans fin qui tourne ou qui se déplace par friction avec le produit en translation et à déterminer sa longueur à partir de ce nombre de tours. Le défaut de ce pro- cédé est qu'un certain pourcentage d'erreur est inévitable du fait du glissement possible entre le produit en translation et la roulette de mesure ou la bande sans fin. Avec un tel procédé de mesure par friction se pose un autre problème, car il ne peut pas être appliqué aux produits ayant une surface irrégu- lière, tels que des tuyaux ondulés et des câbles toronnés, car le nombre des tours obtenu ne représente pas avec précision la longueur du produit considéré. En vue d'apporter une solution aux problèmes ci- dessus, on a déjà proposé un système de mesure de longueur qui comporte des moyens de marquage mécaniques et des moyens de lec- ture de ces marques disposés à des intervalles fixes le long de la direction de translation du produit, et dans lequel le mar- quage s'effectue en synchronisme avec-la détection des marques de sorte que la longueur du produit peut être mesurée en mul- tipliant le nombre des marques détectées par la distance entre les moyens de marquage et les moyens de détection. Le défaut de ce système connu est qu'il est difficile de marquer le pro- duit en mouvement avec précision et cette difficulté se tra- - duit inévitablement par un certain pourcentage d'erreur dans la lecture des marques. La précision des mesures peut, natu- rellement,. 8tre augmentée en allongeant la distance entre les marques, mais il en résulterait un accroissement intolérable de la surface au sol de l'appareillage, sans que pour autant les erreurs soient complètement éliminées. *2- 2466746 Le but de la présente invention est de fournir un système de mesure de longueur, n'impliquant pas de contact physique, qui permet de mesurer avec une très grande préci- sion la longueur d'un produit magnétisable allongé pendant que celui-ci est en mouvement. Le système suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de marquage comportant une tête de marquage pour magnétiser ledit produit à des intervalles afin d'appliquer une marque magnétique sur celui-ci t - des moyens pour détecter ladite marque magnétique, lesdits moyens de détection comprenant trois détecteurs ma- gnétiques disposés le long de le trajectoire de translation du produit, et, - des moyens de traitement de signaux adaptés à dé- tecter le point o la différence entre les signaux de sortie des deux détecteurs magnétiques latéraux devient nulle tandis que le signal de sortie du détecteur magnétique central dépas- se une valeur de seuil prédéterminée, et adaptés à appliquer une impulsion magnétique auxdits moyens de marquage au moment de la détection dudit point. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en réfé- rence au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique représentant les composantsdu dispositif de mesure de l'invention: - la figure 2 est un schéma par blocs des circuits de traitement des signaux de mesure; et, - la figure 3 est un diagramme montrant les formes des divers signaux produits dans le circuit représenté sur la figure 2. En se référant à la figure 1, on voit un produit allongé 1 se déplaçant vers la droite de la figure. Le dispo- sitif de mesure conforme à l'invention comprend un magnéti- seur 2 ayant une tête de marquage 3 pour marquer le produit en translation 1 par voie magnétique, des moyens de détection comprenant trois détecteurs Si, S2 et S3 ayant sensiblement la même sensibilité, et un circuit de traitement de signaux 4 connecté aux détecteurs et qui transmet une impulsion au *3 *2466746 magnétiseur 2 chaque fois qu'une marque est détectée par les moyens de détection. La tête de marquage 3 et les trois détecteurs magnétiques sont disposés le long de la trajec- toire du produit en mouvement, une distance de référence L séparant la tate de marquage et le détecteur magnétique central S2. La figure 2 est un schéma par blocs du montage de traitement qui comprend un premier circuit de comparaison 5 qui compare les signaux de sortie des détecteurs Si et S3 et qui délivre un signal représentatif de leur différence, un second circuit de comparaison 6 qui compare les signaux de sortie du détecteur central S2 avec un niveau de seuil pré- déterminé et qui délivre un signal de déclenchement seulement quand son niveau est supérieur audit niveau de seuil, un géné- rateur de niveau de seuil 7, un circuit de détection du pas- sage par zéro 8 qui constate si le signal de sortie du pre- mier circuit de comparaison 5 est devenu nul lorsque le signal de déclenchement est présent et un générateur d'impulsions de magnétisation 9 qui met en forme le signal de sortie du circuit de détection du passage par zéro 8 afin de produire une impulsion de magnétisation. En considérant la figure 3, on voit que pendant que le signal de sortie du détecteur central S2 dépasse le niveau de seuil, c'est-à-dire, pendant que le signal de déclenche- ment est fourni au circuit de détection du passage par zéro 8, on détecte le point o la différence entre le signal de sor- tie du détecteur Si et celui du détecteur S3 s'annule et on l'utilise comme point de détection. L'impulsion de magnétisa,- tïon peut être une impulsion ayant une amplitude de 15V et une largeur de 5 millisecondes, par exemple. Avec un dispositif de détection utilisant la méthode de détection du passage par zéro, la sensibilité des deux détecteurs magnétiques S1 et S3 joue un r6le très important. En effet, lorsque la différence de leurs sensibilités est grande, le point zéro s'écarte naturellement de sa véritable position. Pour éviter cet inconvénient, il est préférable de prévoir un circuit qui détecte les deux tensions maximales VAet VB ayant des polarités opposées de l'onde de sortie Si-S3 du premier circuit de comparaison 5 (figure 3) et qui délivre un signal d'alarme lorsque la différence entre eux, 4. V -iVBIdépasse une valeur prédéterminée. De préférence, on prévoira également un circuit de compensation destiné à compenser automatiquement les erreurs présentes dans les signaux de sortie du circuit de détection des marques dues aux variations de température car le point de passage par zéro peut s'écarter de sa position véritable sous l'effet des variations de température du circuit de dé- tection des marques. Le montage est conçu de sorte qu'en l'ab- sence d'un signal de passage par zéro, les variations des si- gnaux de sortie, par exemple, du premier circuit de comparai- son, dues aux variations de la température soient mesurées et pour que, lorsqu'elles dépassent une valeur préétablie, un signal d'alarme soit émis. En fonctionnement, le produit en translation 1 est magnétisé par la tête de marquage 3 à des intervalles égaux à la distance de référence L. La marque magnétique résultante est détectée au moyen des trois détecteurs magnétiques par la méthode du passage par zéro. Ainsi, du fait qu'une impulsion de magnétisation est appliquée à la tête de marquage en même temps que la marque magnétique est détectée, il est clair que la magnétisation du produit en translation se répète à des intervalles uniformes très précis. La longueur totale du pro- duit en translation est obtenue en multipliant la distance L par le nombre des signaux de détection. Pour obtenir des mesures extrêmement précises, il est préférable de prévoir un circuit de calcul supplémentaire pour compenser les erreurs qui pourraient résulter de la ten- sion et de la température du produit. Après qu'une marque magnétique a été détectée,la température et la tension du produit sont mesurées au moyen d'un thermomètre 10 et d'un tensiomètre 11. Ainsi, la température et la tension sont converties en signaux électriques qui sont entrés dans le cir- cuit de traitement 4 o s'effectue la compensation des erreurs de mesure dues aux variations de la température et de la ten- sion de la matière en utilisant pour les calculs la formule suivante: LK = 4 _.(TM - TMS} -, AE dans laquelle LB est la longueur après compsnsation, Lo est la distancs entre la t9te de marquage st le détecteur w3ignzqLUe S20 e sst le coefficient de dilatation du produit considéré e est, la teIpérDature du produit au moment de la mesurea TS est la température de référence de la mesure0 FM est la tension du produit aukkomnst ds la mesurs0 F0 S est la tension de référence du produit, A est l0airs de]/ section du produit0 E est la module des oung du prod.uit considéréeo il ressort clairement de ce qui précède que le dis- posi'tif de mesurs ds longusur qui fait 10objet ds la présentse irnvsntion permett de mesurer la longusur de tuyaux ayant uins surface lisse0 aussi bien que de tuyaux ondulés et psrmet de réduirs à un mtinimum les sterreurs de détection des marques magnétiques0 De pl-us0 divers:facteurs susceptibles de produire des errsurs sont éliminés par des moyens de compensation élec- -triques et un signal d0alarme est prévu pour le cas od 1 erreur dépassserait un niveau préétablio Dans ces cond.itions des mesurss extrimemsnt précises sont assUréSo 5. 6. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mesurer la longueur d'un produit allongé pendant que celui-ci se déplace axialement, caractéri- sé en ce qu'il comprend: - des moyens de marquage comportant une tete de marquage pour magnétiser ledit produit à des intervalles afin d'appliquer une marque magnétique sur celui-ci; - des moyens pour détecter ladite marque magnétique, lesdits moyens de détection comprenant trois détecteurs magné- tiques disposés le long de la trajectoire de translation dudit produit; et, - des moyens de traitement de signaux adaptés à détecter le point o la différence entre les signaux de sor- tie des deux détecteurs magnétiques latéraux devient nulle tandis que le signal de sortie du détecteur magnétique central dépasse une valeur de seuil prédéterminée, et adaptés à appli- quer une impulsion magnétique auxdits moyens de marquage au moment de la détection dudit point. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de signaux comprennent un premier circuit de comparaison pour comparer les signaux de sortie des deux détecteurs magnétiques latéraux et pour délivrer un signal représentatif de la différence entre eux, un second circuit de comparaison pour comparer les signaux de sortie du détecteur magnétique central avec ladite valeur de seuil prédéterminée et pour produire un signal de déclen- chement seulement quand ces signaux dépassent ladite valeur de seuil; un circuit de détection du passage par zéro pour détecter le point o ladite différence entre les signaux de sortie desdits deux détecteurs magnétiques latéraux devient nulle en présence dudit signal de déclenchement, et un générateur d'impulsions de magnétisation pour engendrer une impulsion de magnétisation et pour l'appliquer auxdits moyens de marquage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il comprend également des moyens pour produire un signal d'alarme lorsque la différence entre le maximum du signal de sortie du premier circuit de comparaison ayant une *7- 2466746 certaine polarité et celui ayant l'autre polarité dépasse un niveau prédéterminé. 4. Dispositif selon la revendicalion 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il-comprend également des moyens pour compen- ser les erreurs de mesure dues aux variations de la tension et/ou de la température au produit mesuré.