Brevet FR2503371A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne un humidimètre travaillant en continu, notamment destiné à une installation de traitement de produits textiles en forme de bande, tels qu'un tricot tubulaire, et en particulier pour une ligne de traitement de tricots tubulaires. Selon la figure 1, une telle ligne de traitement du tricot tubulaire se compose a d'un poste de chargement 1 auquel on amène les chariots ou les cuves chargées du tricot tubulaire, pour passer d'abord dans un poste d'exprimage 2 à la sortie duquel se trouve un élargisseur d'exprimeuse 3. Puis, le produit passe sur un élargisseur de séchoir 4 à l'entrée du séchoir 5. A la sortie du séchoir, le produit passe dans un poste de stockage 6 puis dans un poste de calandrage 7 et de pliage 8. Or, dans la plupart des séchoirs utilisés actuellement, on a tendance à sursécher les matières textiles. En effet, à la sortie du séchoir, les matières textiles récupèrent effet une partie de l'humidité ambiante. C'est ainsi qU'un tissu de laine sera toujours plus humide qu'un tissu de coton, lui-même plus humide qu'un tissu de polyester. I1 est donc inutile de sécher la matière au-delà du degré d'humidité auquel elle se fixera un certain temps après la sortie de la machine. En effet, il faut savoir que suivant les cas, la matière textile théoriquement séchée à O X d'humidité reprendra de 3 à 18 X d'humidité suivant les matières. Ce surséchage représente donc à la fois une perte d'énergie et une perte de rendement. I1 est également connu d'utiliser un moyen de con trôle de l'humidité résiduelle du tricot à la fin de sa traversée du séchoir. En tenant compte de ces mesures, ainsi que de l'humidité de consigne fixée pour le produit, on asservi le séchoir à une température appropriée pour obtenir l'humidité voulue en sortie de séchage. On connatt différents appareils pour mesurer l'humidité du tissu qui défile à la continue. Tous ces appareils mesurent l'humidité à travers la matière du produit, c'est-à-dire en agissant sur la surface supérieure et sur la surface inférieure du produit. Cette solution présente un certain nombre d'inconvénients et entrasse des imprécisions de mesure qui peuvent avoir, dans certains cas, des conséquences importantes. A titre d'exemple, il existe un système de mesure de l'unité de l'air de séchage, c'est-à-dire de l'air évacué lors du séchage. Il existe également un psichromètre qui mesure la température de sortie du produit et en tire des conclusions quant au taux d'humidité résiduelle du produit. Une autre solution consiste à utiliser un hygromètre à aiguilles qui est surtout un appareil de laboratoire. I1 faut en effet piquer les aiguilles de cet humidimètre dans la matière pour qu'elles puissent en détecter l'humidité. Un tel dispositif n'est pas prévu pour un produit en mouvement. I1 existe également un dispositif de mesure constitué par deux rouleaux portés par un support et que l'on roule à la main sur le produit dont on mesure d'humidité. Ce dispositif présente toutefois l'inconvénient de ne mesurer cette humidité que très localement ; même si les deux rouleaux étaient suffisamment larges, ne pourrait détecter l'humidité avec une précision utilisable en pratique. Il existe également un système qui consiste à mesurer la résistivité de la matière qui défile entre deux cylindres. Ce dispositif mesure donc la résistivité à travers l'épaisseur du tissu, ce qui est particulièrement gênant puisque ce dispositif écrase les produits et ne peut en aucun cas s'utiliser pour des produits fragiles. En conclusion, aucun des systèmes connus n'est réellement satisfaisant à la fois pour mesurer l'humidité d'un produit en bande, défilant en continu, avec une précision suffisante pour assurer une bonne régulation du séchoir et, ne pas armer le produit détecté. La présente invention a pour but de créer un humidimètre destiné à mesurer l'humidité d'un produit en forme de bande, notamment un tricot ou un tissu tubulaire, et, en particulier, un tel produit sortant d'un séchoir, pour mesurer l'humidité résiduelle et commander le fonctionnement du séchoir à l'aide de ce signal de mesure, et cela sans armer le produit par écrasement ou autre déformation. A cet effet, l'invention concerne un humidimètre pour la détection en continu, notamment de produits en forme de bandes telles que les nappes textiles, humidimètre comportant un circuit d'exploitation pour commander par exemple un séchoir, humidimètre caractérisé en ce qu'il comporte une sonde composée, d'un cylindre rotatif venant en contact avec le produit, en tournant à une vitesse périphérique sensiblement égale à celle du produit, ce cylindre étant composé par une succession de zones conductrices séparées par des zones d'isolation, les zones conductrices étant réparties en plusieurs groupes reliés au circuit d'exploitation, le circuit d'exploitation mesurant la résistance électrique du produit entre les différents groupes de zones conductrices pour en déduire un signal correspondant à l'humidité du produit. Comme le cylindre rotatif tourne à la même vitesse tangentielle que le produit, il n'y a aucun frottement par différence de vitesse entre le cylindre et le produit, et qui induirait des contraintes mécaniques dans le produit. Comme ce cylindre est constitué par une succession d'anneaux conducteurs et que le cylindre s'étend sur toute la largeur de la bande à détecter, toute la bande est régulièrement détectée en continu, ce qui permet de tenir compte des éventuelles variations d'hygrométrie entre les diverses zones ou secteurs longitudinaux de la bande de produit, pour faire une moyenne de l'humidité, sachant que le point le plus humide prédominera sur le résultat de la mesure. Enfin, comme le cylindre est constitué par des anneaux en forme de tranches circulaires, il est possible de réaliser un cylindre de longueur relativement importante, correspondant aux pièces de plus grande largeur susceptibles de passer dans l'installation. Si une pièce de faille largeur passe sur un tel cylindre, cela ne modifie pas le résultat de la mesure par rapport à un cylindre identique mais de même largeur. En effet, seuls les anneaux en contact avec le produit plus ou moins humide mesurent des résistances en parallèle dont on obtient automatiquement la moyenne en mesurant le courant électrique fourni par une source de tension continue intégré à la sonde. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les anneaux sont répartis en différents groupes que le circuit d'exploitation sélectionne pour mesurer la résistance entre les différents groupes d'anneaux. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, les anneaux sont répartis en deux groupes de sorte que la résistance du produit humide en contact avec les anneaux est équivalente à la mise en parallèle de résistances mesurées entre chaque anneau. L'installation selon l'invention permet ainsi de façon générale, de mesurer l'humidité de produits et, notamment, de tissu ou de tricots dans une chatne de traitement à la continue, ces produits défilant en continu ; les mesures d'humidité se font dans le tricot mais sans écraser les produits fragiles puisqu'il s'agit d'un seul contact. Les mesures sont également très précises puisque, d'une part, le produit n'est pas déformé mécaniquement et, d'autre part, la mesure est faite sur toute la largeur du produit. De meme, l'épaisseur des produits n'intervient pas dans le résultat final. Seule la nature des produits intervient. Or, les échelles liant la résistance électrique d'un produit textile à son humidité sont connues pour la plupart des produits et ne présentent pas de difficultés majeures de mise en oeuvre. L'humidimètre selon l'invention convient pour des produits de largeur quelconque. Aucun réglage n'est nécessaire lorsque la bande de produit a une largeur inférieure à la largeur maximale. Du fait de l'entratnement du cylindre de la sonde de l'humidimètre, on induit aucun effort mécanique dans le produit en cours de traitement. De plus, comme il n'y a pas de frottement et qu'il n'y a pas de différence de vitesse, on n'induit pas non plus de charge électrostatique dans le produit. Comme le produit est humide, et que de l'humidité se dépose nécessairement sur le cylindre de l'humidimètre, les gorges périphériques réalisées dans les anneaux isolants provoquent la discontinuité d'un éventuel film de liquide en évitant ainsi le court-circuit entre deux anneaux. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'une ligne de traitement de tricot tubulaire à laquelle est appliquée 1' invention - la figure 2 est une vue en coupe du cylindre de l'humidimètre selon l'invention - la figure 3 est un schéma électrique du fonctionnement de l'humidimètre - la figure 4 est un schéma-bloc de l'humidimètre selon l'invention - la figure 5 est un détail du circuit d'amplification. Selon la figure 2, la sonde de l'humidimètre comprend un cylindre 10 composé de bagues 11, 12, conductrices, séparées les unes des autres par des bagues isolantes 13. Ces bagues sont montées sur l'axe central 14 qui assure le soutien mécanique de l'ensemble. Les bagues 11 sont directement en contact avec l'axe central 14 alors que les bagues 12 sont portées par l'axe 14 par l'intermédiaire de manchons isolants 15. De la meme manière, un axe auxiliaire 16 conducteur d'électricité comme l'axe principal 14, traverse l'ensemble des bagues parallèlement à l'axe 14 pour assurer la liaison électrique des bagues 12. Cet axe auxiliaire 16 traverse les bagues 11 àl'intérieur d'un manchon isolant 17. La largeur de la sonde 10 dépend de la largeur par exemple du séchoir ou, plus généralement, de la largeur utile de l'installation. La figure 3 montre schématiquement le fonctionnement de la sonde. Le tricot 18 qui recouvre à la fois les bagues positives 11 et les bagues négatives 12 présente, suivant les bagues, une résistance R1, R2, R3 ... R n de bague à bague suivant l'humi- dité de la matière. Si l'humidité est répartie assez régulièrement dans la matière, les valeurs R1 ... R n de la résistance entre les diverses bagues positives et négatives sont voisines et toutes ces valeurs entrent en ligne de compte pour donner le résultat. Par contre, si une zone est particulièrement humide, la résistance à ce niveau domine et les autres résistances deviennent négligeables dans le calcul. Suivant ce qui est connu, la résistance équivalente R est telle que e 1 = I + 1 1 R e R1 R2 R n dont on déduit le courant I, à partir duquel la mesure est v effectuée, tel que I Re. Comme la relation entre l'humidité M et la résis tance équivalente R dépend de façon connue de la nature des e tissu, on obtient l'humidité. I1 est très important d'éviter la formation d'un film de liquide sur toute la surface du cylindre de la sonde. Pour cela, les bagues isolantes comportent une gorge 131 à leur périphérie. Les bagues conductrices 11, 12 sont réalisées en un matériau inoxydable, de préférence à bonne conductibilité électrique, tel que par exemple du bronze. Les bagues isolantes 13 sont en un matériau très isolant, très stable en température et n'absorbant pas l'humidité. On envisagera, par exemple, des matières synthétiques dont la température de fusion ou de ramollissement soit très supérieure à la température d'utilisation, telles que, par exemple, du tétra-poly-fluoréthylène. Dans la exemple décrit, les bagues 11, 12, 13 sont réalisées globalement en des matériaux isolants ou conducteurs. Toutefois, il est également possible de réaliser le cylindre en une seule pièce isolante et de garnir sa surface de zones conductrices reliées entre elles et à deux conducteurs internes correspondant aux conducteurs 14, 16. Ces zones peuvent se réaliser par les techniques de photogravure comme des circuits imprimés. La figure 4 montre le circuit d'asservissement du séchoir 5 selon l'invention. Le circuit d'asservissement comporte un dispositif de commande 30 pour introduire la grandeur de consigne D correspondant à l'humidité désirée pour le produit à la sortie du séchoir 5. Cette grandeur de consigne D est choisie en fonction de la matière ou de la nature du produit à sécher. Le dispositif 30 se compose, comme cela est schématisé, d'un potentiomètre P dont le curseur est relié à l'une des entrées de l'amplificateur A monté en suiveur qui assure l'adaptation d'impédance. L'opérateur régle le curseur à la valeur de consigne D. A la sortie du dispositif 30, la grandeur de consigne D est appliquée à un dispositif d'affichage 31 qui affiche en clair cette grandeur qui correspond en fait dans le dispositif 30, à la position du curseur de la résistance variable P. La grandeur de consigne D est également appliquée, d'une part à un comparateur soustracteur 32 d'autre part à un comparateur à deux limites 38. La grandeur réelle ou grandeur mesurée est fournie au circuit dNasservissement par la sonde 10. Cette sonde est placée à l'entrée du séchoir 5, audessus du transporteur à bande 51 servant à l'entraSnement du produit à sécher à travers le séchoir 5. Ce transporteur est entratné par le moteur 52 dont la vitesse est réglée par le dispositif de commande 35. Suivant l'humidité plus ou moins importante à enlever du produit à sécher (non représentée), le dispositif de commande 35 commande la vitesse appropriée du moteur 52 et par suite la vitesse de défilement du transporteur, c'est-à-dire le temps de séjour du produit dans le séchoir 5. La grandeur I fournie par la sonde 10 est appliquée à un amplificateur 33 donnant la grandeur réelle M. Cette grandeur réelle M est appliquée au comparateur 32, au comparateur à deux limites 38 ainsi qu'à un dispositif d'affichage 36. Le comparateur 32 reçoit sur l'une des entrées, la grandeur de consigne D et sur l'autre, la grandeur réelle M pour fournir le signal de différence qui est amplifié par l'amplificateur 34 avant d'être appliqué au dispositif de commande 35. Le comparateur 38 reçoit les grandeurs D et Mgpour les combiner et former trois indications suivant que le produit est trop humide, trop sec ou normal. Les indications sont établies avec un certain seuil pour éviter que le circuit n'oscille entre deux indications lorsqu'il y a une situation limite entre soit les états "trop sec et normal", soit les états "trop humide" et "normal". Cette précaution est indispensable car les indications fournies par le comparateur à limites sont non seulement affichées mais égale ment appliquées au dispositif de commande 35. Le comparateur à deux limites 38 se compose des additionneurs 381, 382 et des soustracteurs 383, 384. L'additionnement 381 reçoit le signal D pour le combiner au seuil c'est-à-dire donner le signal ( D + L'additionneur 382 reçoit le signal D pour le combiner au seuil et donner le signal (D -E). Le soustracteur 383 reçoit le signal M sur son entrée positive et le signal (D + f) sur son entrée négative pour donner le signal S1 = M - ( D + Le soustracteur 384 reçoit le signal (D - E) sur son entrée positive et le signal M sur son entrée négative pour donner le signal S2 = ( D - 8) - M Enfin le comparateur fournit le signal 53 = t- t-ID-Ml En fait le comparateur à deux limites 38 ne donne que celui des signaux S1, S2, S3 qui est positif.Cela signifie S1) O = produit trop humide S2 > O = produit trop sec S3 > O = produit normal, c'est-à-dire ni trop sec, ni trop humide. Pour chacun des signaux S1, S2, S3, il est prévu un dispositif d'affichage 40, 41, 42. Les signaux S1, S2, S3 sont également appliqués par le bus 37, au dispositif de commande 35 pour faire fonctionner ce dispositif 35 suivant l'un des trois états en fonction de celui des signaux S1, S2, S3 qui lui est appliqué. Le circuit de commande 35 est un multivibrateur qui fournit des impulsions pour alimenter le moteur 52. La durée des impulsions détermine la vitesse de rotation du moteur 52. Selon la figure 5, le circuit d'amplification 33 est relié au circuit de détection 20 composé d'une source de tension 201 reliée à l'une des bornes du cylindre 10 dont l'autre borne fournit en sortie un courant I ; le circuit 33 qui reçoit le signal I comprend un amplificateur de courant 21 à gain réglable suivi d'un filtre actif 22 qui a une caractéristique de filtre passe-bas ; le signal de sortie du filtre actif 22 attaque un amplificateur logarithmique 23 qui donne le signal M. Ce signal M qui représente le signal de mesure réelle de l'humidité, est fourni au dispositif d'affichage 24 ainsi qu'au comparateur 32. Dans l'exemple ci-dessus, les anneaux 11, 12 sont répartis en deux groupes ; il est toutefois possible de les répartir en un nombre plus grand de groupes et de déterminer les résistances des différents groupes, en procédant par exemple à une mesure par balayage ou multiplexage. A titre d'exemple, on peut prévoir un certain nombre de tiges conductrices reliées aux différents groupes d'anneaux ou de zones conductrices pour prélever les valeurs des résistances. Cette organisation par groupes multiples est intéressante en cas de court-circuit et de destruction d'une partie des anneaux ou zones conductrices en ne tenant pas compte des signaux fournis par les zones en court-circuit. Cela est d'autant plus possible qu'en pratique la grandeur de mesure M. associée à un groupe est en toute vraisemblance relativement proche de celle des autres groupes et toute grandeur trop différente correspond à un résultat faux. REVENDICATIONS 10) Humidimètre pour la détection en continu notamment de produits en forme de bandes telles que les nappes textiles, humidimètre comportant un circuit d'exploitation pour commander par exemple un séchoir, humidimètre caractérisé en ce qu'il comporte une sonde (20) composée d'un cylindre rotatif (10) venant en contact avec le produit, en tournant à une vitesse périphérique sensiblement égale à celle du produit, ce cylindre (10) étant composé par une succession de zones conductrices (11, 12) séparées par des zones d'isolation (13), les zones conductrices étant réparties en plusieurs groupes reliées au circuit d'exploitation, le circuit d'exploitation mesurant la résistance électrique du produit entre les différents groupes de zones conductrices pour en déduire un signal correspondant à l'humidité du produit. 20) Humidimètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones (11, 12, 13) sont constituées par des anneaux conducteurs et isolants emmanchés sur un axe (14). 30) Humidimètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les anneaux conducteurs (11, 12) sont de deux types (+, -) séparés par un anneau isolant (13), les anneaux (11) d'un type (+) étant directement en contact électrique avec l'axe (14) alors que les anneaux (12) de l'autre type (-) sont en contact électrique avec une tige traversante (16), cette tige étant séparée des anneaux de l'autre groupe par des manchons isolants (17) alors que des manchons isolants (15) séparent. les anneaux du second groupe de l'axe (14). 40) Humidimètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les anneaux isolants (13) comportent une gorge périphérique (131) destinée à rompre la continuité du film de liquide susceptible de s'établir à la surface du cylindre (10) et qui risque de provoquer un court-circuit ou une mesure érronée de deux anneaux adjacents (11, 12) de type différent. 50) Humidimètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation se compose d'un moyen (30) pour l'affichage de la valeur du pourcentage d'humidité (D), de consigne, d'un comparateur (32) qui reçoit la grandeur de consigne (D) et la grandeur réelle (N) fournies par la sonde (20, 10) pour donner un signal de différence qui est amplifié pour attaquer le circuit d'entralnement (35) du moteur (36) du circuit asservi. 60) Humidimètre selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation comporte un comparateur à 2 limites (38) qui reçoit, d'une part, la grandeur de consigne (D) et, d'autre part, la grandeur réelle (M) pour fournir des signaux d'affichage destinés au dispositif d'affichage (40, 41, 42) en fonction du résultat de la comparaison, suivant que la différence entre la vapeur réelle et la valeur de consigne dépasse en valeur absolue un seuil ( 8 ) ou est inférieur à ce seuil (g ). 70) Humidimètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le comparateur à deux 2 limites se compose de deux additionneurs (381, 382) qui ajoutent et retranchent respectivement le seuil (g) à la grandeur de consigne (D) pour combiner les signaux obtenus (D +E) et (D -() à la grandeur réelle M, mesurée, par deux comparateurs (383, 384) et fournir en sortie des signaux de différence attaquant les dispositifs d'affichage (40, 41, 42).