Brevet FR2519773A1 — publié le 19830718

APPAREIL PORTATIF ET AUTONOME POUR L'ENREGISTREMENT GRAPHIQUE DE PHENOMENES NATURELS ET METEOROLOGIQUES ,EN PARTICULIER ENSOLEILLEMENT ET VITESSE DU VENT. La présente invention concerné les appareils de mesure et d'enregistrement de phénomènes météorologiques,en particulier l'ensoleillement et la vitesse du vent. Les appareils connus à ce jour,en particulier pour l'ensoleillement,donnent soit la valeur de celui-ci à un instant donné soit l'énergie totale reçue pendant. une période déterminée : un jour,une semaine par exemple. La présente invention permet l'enregistrement graphique de ces valeurs de façon continue,en un lieu donn8,pendant une période relativement longue (une semaine,un mois par exemple) sans recharger l'appareil et permet donc une interprétation plus fine des phénomènes étudiés,puisque l'on possède alors un relevégraphique continu de ceux-ci,avec leur s variations tout au long de la journée. L'appareil comprend sous boitier étanche : (schéma 1) A- Le dispositif destine à inscrire la courbe sur papier qui comprend -Une table sur laquelle défile un papier électrosensible disponible dans le commerce et sensible aux brulures par étincelles électriques. -Un mouvement d'horlogerie piloté par quartz disponible dans le commerce-dont l'axe de l'aiguille des heures entraine le papier ci-dessus par l'intermédioire de galets et d'une transmission simple. -Une aiguille "Aw pivotant sur son axe vertical et dont l'extrémité porte une petite bobine "B" qui ddfile au dessus d' une rampe "R" d'aimants permanents situés sous la table portant le papier électrosensible; la pointe de cette aiguille se déplace au dessus du papier électrosensible sans le toucher,donc sans que son déplacement soit freiné par frottement ; la sensi bilié de la mesure est ainsi conserve. -Un ensemble électronique (schéma 2 ) destiné à provoque un point par brûlure électrique toutes les deux secondes sur le papier à I'extrémité de l'aiguille "A" . Il est constitué de la manière suivonte Rappelons d'abord que le mouvement d'horlogerie pilote par quartz comporte un petit moteur électrique constitué d'un rotor (aimant permanent ) tournant à l'intérieur d'un stator dont le bobinage reçoit toutes les decondes une impulsion électrique inversée chaque fois,faisant ainsi tourner le rotor d'un demi tour.Ceci dit,notre ensemble électronique (schéma 2 ) est constitué de -Un circuit wC2" comportant en série une source d'énergie (piles) ,la bobine "B" ,le primaire basse-tension d'un transformateur et un transistor de puissance "T2" ouvrant ou fermant ce circuit wC2" . Le transistor "T2" est commandé par le transistor "TI" . Le transistor "TI" est commandé par la dérivation "b1" et "b2" faite sur les bornes du stator du moteur du mouvement d'horlogerie décrit ci-dessus;une résistance "RO" y est intercalée. -Un circuit "C3* comportant en série le secondaire hautetension du transformateur ,l'aiguille "A" et sa pointe ,le papier électrosensible. L'ensemble fonctionne ainsi : Les impulsions très brèves reçues par le stator du moteur en "b1" et "b2" changent de sens toutes les secondes ; une impulsion sur deux,toutes les deux secondes,commande T1" qui va commander "T2" ; ce qui va provoquer une impulsion dans le circuit "C2" . La bobine "B" parcouru par un courant va être attiré par la rampe "R" d'aimants permanents et va appliquer la pointe de l'aiguille "A" sur le papier. A la coupure de cette impulsion par "T2" , qui est brusque,le transformateur envoie une impulsion de haut voltage dans son secondaire,ce qui provoque une étincelle et un point de brûlure à l'extrémité de la pointe de l'aiguille "" sur le papier élecrosensible.Le courant etant coupé dans le circuit C2",l'aiguille "A se relève jusqu'à la prochaine impulsion. B- Le dispositif destiné à recueillir les valeurs à enregistrer et les rendre exploitables Il comprend : ( schéma 3 ) -Un condensateur de grande capacité "CT" -Un galvanomètre "G" mesurant la tension aux bornes du condensateur et sur le quel est monté l'aiguille *A* précedemment décrite. -Une résistance R1" dans laquelle débite le capteur (cellule photovoltaique pour l'ensoleillement ou dynamo entrainée par un anémomètre dans le cas de relevé de vitesse du vent ). Cette résistance peut prendre plusieurs valeurs préetablies par étalonnage en fonction des sensibilités recherchées dnas la mesure et l'enregistrement. -Une résistance NR2" interposée entre les bornes de la résistance "roi" et celles du condensateur "CT" Ce dispositif fonctionne ainsi: En fonction de l'ensoleil- lementiles cellules photovoltaiques de la sonde extérieure vont donner aux bornes de la résistance "R1" une différence de potentiel PI fonction de cet ensoleillement, Le condensateur "CT" va se décharger ou se charger en fonction de cette difference de potentiel P1 ; ceci avec une temporisation due à'la résistance "R2" .Dans le cas d enregistrement de vitesse du vent,il en sera de même,car la dynamo entrainée par l'ané momètre étant branchée aux bornes de pa résistance "R1" ,la différence de potentiel PI sera fonction de sa vitesse, Et la différence de potentiel P2 ,mesurée par le galvanomètre sera fonction de P1 .La temporisation par la résistance "R2" est nécessaire,car les grandes fluctuations sur des périodes courtes des phénomènes à relever rendraient le graphique illisible et inexpoitable ( passages nuageux devant le soleil dans un ciel clair , coup de vent ,par exemple ) L'ensemble est étalonné pour exprimer sur le graphique des valeurs expriées en Watts/mètre carré pour l'ensoleillement Hètre/secondes pour la vitesse du vent C- Des capteurs extérieurs -Pour l'ensoleillement :capteurs constitués de cellules photovoltaiques reliées par fil électrique aux bornes de la résistance "RI". -Pour la vitesse du vent : Un anémomètre entrainant une dynamo ou génératrice dont la tension aux bornes est fonction de la vitesse et dont les bornes sont reliés par fil électrique aux bornes de la résistance ZR1" Les avantages de ces dispositifs sont multiples En particulier;les enregistrements se conservent indifiniment,permettant des comparaisons d'un lieu à un autre,d'un mois à un autre,d'une année à l'autre ect.. Le grphique permet pour un emplacement donné de connaitre l'influence au cours d'une journée et en fonction des saisons des obstacles edifices,qrbres,ect.. .Nous pouvons étudier les microclimats; dans certaines régions l'ensoleillement et le régime des vents peuvent varier de façon sensible àquelques dizaines de kilometres de distancie. Cet appareil peut être utile,entre autre pour: -L'étude d'installationde capteurs solaires thermiques ou b photopiles. -L'installation d'éoliennes -L'influence des phénomènes meteorologiques en agriculture sylviculture,cultures maraichères,fruitières,vinicoles ect,. -De manière générale,pour ltétudeet l'enregistrement des ensoleillements et vitesse des vents dans tous les domaines ou cette étude peut présenter un intéret théorique ou pratique Enfin ce dispositif supprime tout système encreur. D'autre part,les impulsions aux bornes "b1"etb2" du mouvement d'horlogerie piloté par quartz étant de durée très brèves,chaque point de la courbe consomme un minimum de courant électrique;nous avons ainsi une durée maximum de vie des piles.On peut évidemment utiliser des accus rechargeables à la place des piles. REVENDICATIONS 1-Appareil pour l'enregistrement graphique par points de valeurs,grandeurs et phénomènes physiques évolutifs dans le temps et mesurables de façon continue,caroctérisc par l'utilisation d'un papier électrosensible,d'une bobine "B" montée en bout de l'appareil de mesure,d'une rampe "R" d'aimants permanents attirant la bobine "B" lorsque celle-ci est parcourue par un courant et d'un dispositif électronique suivant le schéma 2 synchronisant l'envoi d'une impulsion basse tension dans la bobine "B" appliquant ainsi la pointe de l'aiguille "A" sur le papier électrosensible,et l'envoi d'une impulsion haute tension entre la pointe de l'aiguille et le papier électrosensible y marquant ainsi un point par brûlure 2-Appareil selon la revendication 1 ,caractrisc' en ce que le dispositif de temporisation des valeurs a enregistrer, lorsqu'elles peuvent se convertir en différence de potentiel, est constitué d'un condensateur de grande capocité "CT" se chargeant ou se déchargeant en fonction de cette différence de potentiel à travers des résistances "R1"et"92" temporisont cette charge et décharge,et d'un galvanometre "G" mesurant la tension aux bornes de ce condensateur 3-Applicution des revendications 1et2 à l'enregistrement graphique de l'ensoleillement grâce a des cellules photovoltaïques. 4-Application des revendications 1 et à a' l'enregistre ment graphique de la vitesse du vent grâce à un anémomètre entrainant une génératrice.