Brevet FR2496969A2 — publié le 19820625

FR 2496969 A2 19820625 FR 8027268 A 19801223 L'invention concerne des modes de réalisation des magnéto-inductances et des montages électriques et électroniques permettant d'en constituer des détecteurs de proximité proportionnels, en tout ou rien, à modulation de fréquence ou à modulation d'amplitude. Elle est caractérisée principalement en ce que le noyau de la magnétoinductance est une lamelle mince de métal à haute perméabilité magnétique, le bobinage en étant effectue à plat ou plus près de la dite lamelle avec le minimum de couches et de préférence une seule, permettant ainsi d'obtenir des propriétés entièrement nouvelles très différentes de celles des solénoides, même de petites dimensions. La description qui suit donnée uniquement à titre d'exemple de réalisation aidera à préciser la caractéristique de l'invention. Aux deux planches de figures La figure 1 représente une magnéto-inductance simple soumise à deux champs magnétiques possibles La figure 2 représente une magnéto-inductance équipée d'une electronique y générant un signal alternatif et donnant en sortie un signal à fréquence proportionnelle à la valeur du champ magnétique incident ; La figure 3 représente une magnéto-inductance recevant un signal alternatif extérieur à fréquence constante et donnant en sortie un signal à fréquence constante d'amplitude modulée inversement proportionnelle au champ La figure 4 représente une magnéto-inductance dont la lamelle mince du noyau est refermée sur elle même en ruban ; La figure 5 représente une magnéto-inductance dont la lamelle mince du noyau est fermée sur elle même dans son plan ; La figure 6 représente une magnéto-inductance à deux bobinages couplés en série ;; La figure 7 représente une magnéto-inductance à deux bobinages couplès en parallèle ; La figure 8 représente une magnéto-inductance à deux -bobinages, l'un recevant en générant un signal alternatif, l'autre donnant la réponse de sortie par induction ; La figure 9 représente une magnéto-inductance à deux bobinages constituant un filtre à caractéristiques variables. La figure 10 représente une magnéto-inductance polarisée détectant un métal magnétique non aimanté. La figure 11 représente une magnéto-inductance polarisée montée en filtre à caractéristiques variables détectant une cible non aimantée. La figure 12 est un exemple de détection directe monoalternance du signal de sortie d'amplitude variable. La figure 13 est un exemple de détection directe à double alternance du signal de sortie d'amplitude variable. La figure 14 est un exemple de signal de sortie à fréquence variable. A la figure (1), la lamelle mince de métal magnétique à haute perméabilité 1 selon l'invention porte le bobinage plat 2 à une couche de préférence selon l'invention. Le champ magnétique peut etre longitudinal H ou transversal H'. Dans ce cas un pôle peut être d'un côté du bobinage et l'autre pôle de l'autre. Mais dans le cas de détection de déplacement dans le sens de la longueur de la lamelle mince il est avantageux d'avoir la même polarité de chaque côté du bobinage ce qui implique l'utilisation de deux aimants selon l'invention. il est évident qu'on peut mettre plusieurs lamelles minces pour constituer le noyau, de même qu'il est possible de placer cote à cête plusieurs magnéto-inductances dans les mêmes champs. A la figure t23 le bobinage plat 2 est autogénérateur de signal électrique alternatif selon l'invention sous l'effet du circuit électronique 3 par exemple selon les figures 4, 5 ou 6 du brevet principal. On recueille à la sortie 4 une fréquence fonction de la valeur H de H' ou de la combinaison des deux. A la figure t3) le générateur de signal électrique alternatif à amplitude et fréquence constantes 5 introduit le dit signal selon l'invention dans le bobinage plat 2 par l'intermédiaire du "ballast" constitué par le condensateur 6. On recueille en S une tension alternative modulée suivant la variation des champsH, H', dont la modulation peut dépasser 40 décibels. A la figure t4) la lamelle mince 1 constituant le noyau est fermée sur elle même par enroulement selon l'invention. Dans le cas figuré, la continuité en ruban s'effectue par une deuxième lamelle mince 1' solidaire de la première 1 par les extrémités 7 et 6. Un deuxième bobinage plat 2' peut être réalisé sur 1' en position opposée à 2 par rapport à la bande fermée selon l'invention. Cette fermeture des champs magnétiques est avantageuse pour des détecteurs de proximité. A la figure t5) les lamelles minces 1 et 1' sont en L et se rejoignent par leurs extrémités en 7 et 8 pour fermer le circuit magnétique dans leur plan selon l'invention. Ici encore, selon l'invention, les bobinages 2 et 2' occupent une position symétrique par rapport au parcours continu des lames minces. A la figure (6) la lamelle mince formant noyau est fermée sur elle même en ruban comme à la figure 4 mais les bobinages 2 et 2' sont montés en série. A la figure t7) la lamelle mince formant noyau est fermée sur elle même comme précedemment mais les bobinages 2 et 2' sont montés en parallèle. A la figure t8) sur la lamelle mince 1 formant noyau sont placés deux bobinages plats selon l'invention séparés. L'un 9 générant ou recevant un signal alternatif par le dispositif électronique ou générateur 10, l'autre Il reçoit le signal du premier 9 par transfert de surface en couche mince et restitue l'influence des champs H, H' en S sous forme de modulation de fréquence si le générateur 10 est électronique et induit une fréquence, ou sous forme de modulation d'amplitude si le générateur 10 est à fréquence et amplitude constantes. A la figure 9 est représenté en ensemble magnéto-inductance réalisant un capteur de proximité par l'intermédiaire d'un filtre électrique à caractéristiques variables. Sur la lamelle mince 1 servant de noyau selon l'invention sont réalisés deux bobinages plats selon l'invention séparés 12 et 13 dont les entrées sont raccordées à la ligne d'entrée par les condensateurs 14 et 15 constituant ainsi un filtre passe haut permettant en fonction du champ H, H' d'obtenir de très fortes variations d'amplitude entre le signal introduit en e et le signal recueilli en S. Des valeurs d'atténuations, commandées par le champ magnétique, de l'ordre de 75 Décibels et plus peuvent être atteintes, et de plus on bénéficie, par cette constitution en filtre d'un coefficient de transfert énergétique nettement supérieur à 1, en tension. En variante le condensateur 15 peut être remplacé par une inductance de façon à illustrer la notion d'impédances rapportées pour la constitution de tels filtres à caracteristiques variables. En deuxième variante : le bobinage inducteur 12 est fractionné en deux parties montées en série de part et d'autre du bobinage 13 afin dtobtenir une meilleure homogénéité magnétique et un meilleur coefficient de transfert. A la figure t103 est représentée une magnéto-inductance polarisée fonctionnant en micro magnétomètre. La lamelle mince 1 et son bobinage plat 2 sont placés entre un des pôles de l'aimant de polarisation et le métal magnétique non aimanté 17 dont le déplacement longitudinal ou latéral est détecté. A la figure t113 la magnéto-inductance proprement dite placée entre l'aimant et le métal non aimanté est montée en filtre à caractéristiques variables, c'est-à-dire que la magnéto-inductance décrite en figure (9)est interposée entre l'aimant de polarisation 16 et le métal non aimanté à détecter 17. Aux figures t103 et 11) le métal magnétique non aimanté peut être remplacé par un conducteur parcouru par un courant alternatif qui est alors détecté d'une manière fiable et précise. A la figure (12) la lamelle mince 1 porte le bobinage plat 2 constituant l'inductance de sortie, 18 est une diode redresseuse de détection, 19 et 20 le réseau RC de détection permettant la sortie en courant continu de la monoalternance à amplitude variable. A la figure t133 la lamelle-mince 1 porte le bobinage plat double en série 2, 2' avec point milieu relié à la masse, 21 et 22 sont les deux diodes de détection permettant la détection double alternance,23 et 24 sont les éléments du réseau RC permettant la sortie en courant continu de la double alternance en modulation d'amplitude. A la figure (143 sur la lamelle mince 1 est réalisé le bobinage plat 2 dont la sortie en fréquence arrive en 25 représentant ou un détecteur de rapport, ou un discriminateur de fréquence ou tout autre ensemble électrique capable de traduire en tension continue la fréquence ou toute variation de celle-ci. Revendications 1. Magnéto-inductance associée selon le brevet principal et son premier certificat d'additlon caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une lamelle mince, ou plusieurs, d'un matériau magnétique à haute perméabilité sur laquelle est effectué un bobinage plat au plus près de la dite lamelle, avec le moins de couches possible et de préférence une seule, ayant ainsi des propriétés très différentes de celles des solénoïdes 2. Magnéto-inductance selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bobinage plat est soumis simultanément à sa propre fonction à un signal électrique alternatif ou introduit dans un circuit électronique oscillateur ou relaxateur y générant un signal électrique alternatif. 3. Magnéto-inductance selon les revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la lamelle mince se referme sur elle-même et porte ou non un deuxième bobinage de position symétrique du premier relativement à la dite lamelle. 4. Magnéto-inductance selon la revendication 1 caractérisée en ce que la lamelle mince portant plusieurs bobinages l'un d'eux reçoit ou génère le signal électrique alternatif selon 2 pendant qu'un ou plusieurs bobinages le récupèrent avec son effet de réponse. 5. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les bobinages plats couplés par la lamelle mince reçoivent en série ou en parallèle, ou les deux, des condensateurs ou des impédances de valeur ap propriée afin de constituer un filtre à caractéristiques variables fonction de la valeur ou des modifications du champ magnétique incident dont il informe. 6. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendication8 1 à 5 caractérisée en ce qu'une polarisation magnétique particulière est effectuée, sur la lamelle mince ou à une certaine distance de celle-ci à l'aide d'un aimant ou d'un électro-aimant disposé longitudinalement ou latéralement par rapport à la dite lamelle afin de reconnaitre le pôle magnétique du champ magnétique incident ou de détecter tout matériau magnétique non aimanté ou tout déplacement de celui-ci. 7. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le signal électrique généré modifié en fréquence ou en amplitude, ou les deux, par le champ magnétique incident ou la variation de celui-ci, est détecté et recueilli sous forme de courant ou de tension continue, directement ou indirectement élaboré à l'aide de diodes ou de détecteurs à modulation de fréquence et de tout circuit électronique éventuel d'amplification les accompagnant. 8. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elles sont associées par paires afin ds réaliser des capteurs de proximité différentiels. 9. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 8 caractérisée on ce qu'elle constitue un capteur de proximité. 10. Magnéto-inductance selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la polarisation s'effectue par deux aimants à polarités de même sens, ou en opposition. 11. Magnéto-inductance selon la revendication 10, caractérisée en ce que celle-ci est disposée en sandwich entre deux aimants plats de polarités complémentaires afin de réaliser un capteur différentiel magnétique détectant de préférence les dissymétries des flux magnétiques de fuites des aimants considérés. 12. Magnéto-inductance suivant la revendication 11 caractérisée en ce que les deux aimants à polarités complémentaires sont confondus en un seul aimant plat partiellement fendu en son milieu, fente dans laquelle est insérée la magnétoinductance -considérée.