Brevet FR2508671A1 — publié le 19821231

l'invention est relative à un dispositif de commande automatique pour seringues. Ces dispositifs, également dénommés seringues électriques ou pousse-seringues dans la pratique, comportent des moyens é- lectriques, électroniques et mécaniques agencés pour commander automatiquement le déplacement du piston de la seringue, le corps de celle-ci étant immobilisé sur un support. L'inconvénient principal des pousse-seringues connus résulte de la grande variété de seringues disponibles sur le marché. En effet, en l'absence de normalisation, on trouve sur le marché des seringues dont notamment les sections peuvent avoir des valeurs les plus diverses. le débit d'une seringue, à l'in#ection ou à l'aspiration, est égal au produit de la vitesse de déplacement du piston et de la section utile de celui-ci. Pour une seringue donnée, l'utilisateur ne peut agir que sur la vitesse de déplacement du piston pour obtenir le débit voulu. Dès lors, un pousse-seringue ne peut recevoir une seringue quelconque que s'il peut être réglé par l'utilisateur en fonction, d'une part, des caractéristiques géométriques de celle ci et, d'autre part, du débit désiré. les pousse-serLngues actuellement disponibles sur le marché présentent un nombre limité de positions de réglage correspondant à quelques seringues particulières, ce qui exclut de les utiliser avec des seringues d'un autre type. Cet état de fait est très g8nant dans la pratique pour des raisons évidentes d'approvisionnement et d'universalité d'utilisation. Linvention a principalement pour but de remédier a' cet inconvénient en proposant un pousse-seringue adaptable par l'u- tilisateur à toute seringue de son choix, quel que soit le débit désiré. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte: un moteur pas-à-pas propre à commander le déplacement du piston de la seringue a' travers une transmission mécanique; un oscillateur dont la fréquence du signal de sortie est, d'une part, proportionnelle s' une première grandeur électrique représentative du débit désiré et f une deuxième grandeur électrique représentative dtune première caractéristique géométrique de la seringue et, d'autre part, inversement proportionnelle â une troisième grandeur électrique représentative d'une seconde caractéristique géométriqie de la seringue; des moyens pour faire commander le moteur pas i-pas par la fréquence de sortie de l'oscillateur; et des moyens pour régler manuellement en continu les première, deuxié- me et troisième grandeurs électriques en fonction respective- ment du débit désiré et des première et seconde caractéristiques géométriques de la seringue. Généralement, les seringues sont identifiées par les fabricants par leur course et leur volume; les première et secon- de caractéristiques géométriques de la seringue seront donc, de préférence, la course et le volume nominaux de la seringue. De préférence, les trois grandeurs électriques sont proportionnelles aux valeurs respectives du débit et des deux ca ractéristiques géométriques de la seringue. De préférence en- core, les trois grandeurs électriques sont des résistances. Suivant un iode de réalisation préféré, le dispositif comporte des moyens inverseurs, commandés par l'utilisateur, pour commander le moteur pas-â-pas, et donc le piston de la seringue, dans un sens ou dans lautre, suivant que la serin gue doit travailler en injection ou en aspiration. On comprendra bien 11 invention A la lecture de la descrip- tion qui va suivre et en référence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma simplifié du dispositif de commande objet de l'invention. Sur la figure, on a montré un moteur pas-à-pas 1, quatre enroulements 2, 3, 4 et 5, dont l'arbre de sortie, schéma- tisé en 6, commande travers une transmission mécanique 7, par exemple du type à pignon et crémaillère, le piston 8 d'une seringue 9, dont le corps 8t est fixe. Le débit d de la seringue dépend A la fois de la section utile S du piston et de la vitesse de déplacement v du piston (a w V-S (1)). la section utile S du piston est un paramètre propre & BR d = v.V (2) L c'est-à-dire V c'est-à-dire V Par ailleurs, la vitesse#de rotation de l'arbre de sortie 6 du moteur pas-à-pas a est, par définition et par construction, proportionnelle à la fréquence d'excitation par paires de ses enroulements 2 à Se La transmission? fournissant un rapport de transmission constant, la vitesse v du piston de la seringue est donc proportionnelle à la fréquence d'excitation du moteur 1. lie moteur 1 est commandé, à travers un dispositif amplificateur 10 (interface) par un compteur Il à quatre sorties 12, 15, 14 et 15 associées respectivement aux enroulements 2 à 5 et activées par paires. Le compteur 11 est construit à partir de deux bascules JE classiques 16, 17,par exemple à commande par front montant du signai d'horloge. Les deux entrées d'horloge CE des bascules 16, 17 sont communes et commandées par une porte N0N 18. L'une des entrées de la porte 18 est reliée à un interrupteur Marche-Arrêt 19 et l'autre entrée reçoit un signal de fréquence fo/100 obtenu à partir d'un oscillateur -20, délivrant un signal de fréquence fo, et d'un diviseur de fréquence par 100 21. On décrira tout d'abord l'oscillateur 20 avant de décrire le mode de commande du compteur 11. L'oscillateur 20 est choisi de manière que la fréquence fo de son signal de sortie soit proportionnelle à deux grandeurs électriques et inversement proportionnelle à une troisième grandeur électrique. On associe aux deux premières grandeurs le débit d à obtenir et la course L de la seringue et on associe à la troisième grandeur le volume V de la seringue. Ces associations se font de manière proportionnelle, c'est-à-dire que, si Rd, RL et RV sont les trois grandeurs é- lectriques, respectivement proportionnelles à d, L et V, la fréquence fo, qui est donnée, par construction, par la relation Rd. RL : RV (a étant une constante propre à l'oscillateur) est égale à d. L fo = b. (5) V (b étant également une constante). En comparant les relations (3) et (5), on voit donc que, en choisissant convenablement l'oscillateur, de la manière in diquée, on obtient une vitesse v de déplacement du piston seule variable sur laquelle l'utilisateur peut agir pour une seringue donnée et un débit choisi - qui est proportionnelle à la fréquence fo de l'oscillateur 20. En d'autres termes, en réglant manuellement et en continu les paramètres d'entréesRd, et RL de l'oscillateur proportionnellement aux valeurs d, V et L, on obtient sur l'oscillateur 20 une fréquence fo telle que le piston 8 de la seringue se déplace à une vitesse v donnant le débit d désiré et affiché. Dans le mode de réalisation adopté, on a recours, pour l'oscillateur 20, au circuit intégré IM 331 N fabriqué par la Société National Semi Conductors Cy. Dans ce cas, les grandeurs électriques Rd, RV, et RL sont des résistances variables, sous forme de potentiomètres linéai res, respectivement branchées, en référence au numérotage des broches indiqué par le fabricant, entre la broche n07 et la masse, entre le plus d'alimentation et la broche n05, et entre la broche n02 et la masse. Les trois potentiomètres peuvent Qtre commandés directement à la main, depuis le bottier de l'appareil, des graduations étant prévues sur le bottier (respectivement en ml/h pour le débit d, en ml pour le volume V et en mm pour la course li); en variante, on peut prévoir un affichage numérique manuel des grandeurs d, V et L, des moteurs auxiliaires étant prévus pour mettre les potentiomètres dans des positions correspondant aux valeurs affichées. On complètera maintenant la description du-compteur 11. Sur chaque bascule JE 16, 17, les entrées J et K sont de niveaux logiques opposés, grtce à un inverseur 22, 23 dont la sortie commande l'entrée J. Linverseur 22, 23 est commandé par une porte NON 24, 25 dont les deux entrées sont commandées par une paire de portes N0N-# 26, 27, respectivement 28, 29, à deux entrées. L'une des entrées de la porte 26 est reliée à la sortie % 14 de la bascule 17 commandant l'enroulement 4. L'une des entrées de la porte 27 est reliée à la sortie Q 15 de la bascule 17 commandant l'enroulement 5. Les autres entrées des portes 26, 27 sont reliées respectivement aux bornes d'un inverseur 30 dont la borne centrale (commun) est reliée au plus d'alimentation. Chaque borne de sortie de l'inverseur est reliée à la masse à travers une résistance 31. Suivant la position de l'inverseur 30, les entrées associées des portes 26, 27 sont respectivement aux niveaux logiques 1 et O ou O et 1. Les portes 28, 29 sont montées de manière analogue aux portes 26, 27; l'une des entrées de la porte 28 est reliée à la sortie q 12 de la bascule 16 commandant 1 t enroulement 2; 1' une des entrées de la porte 29 est reliée à la sortie Q 13 de la bascule 16 commandant l'enroulement 3; les autres entrées des portes 28, 29 sont communes aux entrées respectives des portes 26, 27 reliées à Irinverseur 30. Suivant la position de l'inverseur 30, il apparaîtra à l'homme de métier que, lorsque la fréquence fo/1OO est délivrée simultanément sur les entrées d'horloge CE des bascules 16, 17, les enroulements 2-5 du moteur sont excités par paires suivant une séquence qui provoque, à la vitesse voulue v définie par l'affichage des grandeurs de fonctionnement d, V, L, le déplacement du piston 8 de la seringue 9 dans un sens ou dans l'au- tre. À titre d'indication, on notera que, dans l'exemple considéré, l'ordre d'excitation par paires des enroulements 2-5 est le suivant - pour la position de l'inverseur 30 pour laquelle les entrées associées des portes 26, 28 sont au niveau 1 et celles des portes 27, 29 au niveau O 2 et 5; 5 et 3; 3 et 4; 4 et 2 - pour l'autre position de ltinverseur 30 2 et 4; 4 et 3; 3 et 5; 5 et 2. il ressort de la description que, avec le dispositif selon l'invention, on peut utiliser toute seringue en seringue électrique, quelles que soient ses caractéristiques géométriques, gracie à la faculté de régler en continu les paramètres de fonctionnement Qu dispositif. REVENDICAIONS 1.- Dispositif de commande automatique pour seringues, caractérisé par le fait qu'il comporte : un moteur pas-à-pas (1) propre à commander le déplacement du piston (8) de la seringue (9) à travers une transmission mécanique (7); un oscillateur (20) dont la fréquence (fo) du signal de sortie est, d'une part, proportionnelle à une première grandeur électrique (Rd) représentative du débit désiré ) et à une deuxième grandeur électrique (ruz) représentative d'une première caractéristique géométrique (L) de la seringue et, d'autre part, inver semez proportionnelle à une troisième grandeur électrique (RU) représentative d'une seconde caractéristique géométrique (v) de la seringue; des moyens (10, 11) pour faire commander le moteur pas-à-pas (1) par la fréquence de sortie (fo) de l'os- cillateur (20); et des moyens pour régler manuellement en continu les première, deuxième et troisième grandeurs électriques (Rd, e et RV) en fonction respectivement du débit désiré (d) et des première et seconde caractéristiques géométriques (L, V) de la seringue. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la transmission (7), par exemple du type à pignon et crémaillère, a un rapport de transmission constant entre la vitesse de déplacement du piston (8) de la seringue et la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (6) du moteur (1). 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les trois grandeurs électriques sont proportionnelles aux valeurs du débit et des deux caractéristiques géométriques de la seringue, par exemple la longueur et le volume nominaux. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens inverseurs (2431), commandés par l'utilisateur, pour commander le moteur pasà-pas (1) dans un sens ou dans l'autre, suivant que la seringue doit travailler en injection ou en aspiration. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un compteur (11) recevant des impulsions de comptage de fréquence proportionnelle à celle de l'oscillateur (20). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le compteur (11) est constitué par deux bascules JE (16, 17) dont les entrées d'horloge 0K sont communes pour recevoir simultanément les impulsions de comptage, les deux paires de sorties q , Q des bascules étant utilisées pour commander, après amplification, les enroulements (2-5) du moteur (1) et constituant, après traitement, des entrées pour l'autre bascule. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que, sur chaque bascule (16, 17), les entrées J et K sont de niveaux logiques opposés. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'une des entrées J et K de chaque bascule (16, 17) est constituée par la sortie d'une porte NON-ES (24, 25) à deux entrées constituées chacune par la sortie d'une porte NON E! (26-29) à deux entrées, les deux entrées de ces dernières portes étant reliées respectivement à un inverseur (30) de sens de marche et à une sortie Q ou Q de l'autre bascule JE (16, 17).