Brevet FR2531539A1 — publié le 19840210

DISPOSITIF DE CNTROLE DE MOUVEMENT A L'AILE DE FIBRES OPTIQUES Le présent dispositif appartient au genre applicable notamment au domaine ferroviaire et suivant lequel un gén6ra- teur fixe de signaux continus agit sur des moyens récepteurs correspondants , pour déterminer des signaux d'information, en fonction de la position d9un moyen mobile asservi au mouve- ment de l'élément à contrôler On notera que le controle complet d'un mouvement en récurité positive absolue est déjà obtenu en faisant appel à un courant BF transforme' en signaux d'information par des amplificateurs appropriés, en fonction de 11 intervention d'un moyen mobile inséré dans la transmission HF.En tel pro- cédé nécessite seulement, pour agir en circuit fermé, le blindage des lignes et éléments constitutifs, afin d'tinter dire aussi bien rayonnement qu'influence parasite extérieure Cette nécessité ne présente évidemment aucune difficulté pra- tique. Toutefois, dans certains cas, les responsables d'une application peuvent souhaiter l'utilisation d'éléments et liaisons dépourvus de blindage, tout en conservant 19avantao go-, en fait indispensable, de lignes parfaitement souples Ce présent dispositif répond à ce souhait.Il est constitue par un ensemble comprenant essentiellement un générateur produisant continssment un signal sur une fréquence transmissible par fibres optiques, des moyens récepteurs correspondants pourvus de moyens photo-éleotriques reliés à ce générateur par des lignes de fibres optiques tronçonnées, mais en regard bout à bout, pour l'insertion, dans lgintern valle ainsi créé, d'un moyen obturateur mobile commandé par le mouvement qui anime l'élément à contrôler et dans lequel des ouvertures sont pratiquées.De telle sorte que la liai son entre générateur et moyens récepteurs soit effective lorsqu'une ouverture est présente entre deux tronçons en regard et supprimée par une partie pleine. il en résulte, sui- vant la disposition et le nombre de lignes de fibres optiques, la constitution et le nombre de moyens récepteurs, des signaux électriques d'information indiquant aussi bien l'état d'immobilité de l'élément à contrôler que la vitesse du mouvement qui l'anime; la présence d'un signal indiquant cette immobilité étant indispensable à l'obtention de la sécurité positive. On décrira la structure et le fonctionnement général en se référant au dessin annexé à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 représente le schéma de principe de l'en- semble du dispositif. La figure 2, en vue simplifiée, un mode de réalisation suivant lequel le moyen obturateur est constitué par un tambour cylindrique. La figure 3, également en vue simplifiée, un mode de réalisation suivant lequel le moyen obturateur est constitué par une pièce en forme de disque. La figure 4 représente une vue en plan de la figure 9. Sur la figure 1, le moyen obturateur est mobile en rotation autour de son centre 2. Les références 3 et 4 désignent respectivement l'une des parties pleines et l'une des ouvertures pratiquées dans cet obturateur, la représentation en est évidemment schématique. La référence L désir gne un générateur produisant continûment un signal sur une fréquence transmissible par fibres optiques Les références RI, 220 R3 désignent chacune un ampli- ficateur comprenant, à l'entrée, un moyen photo-électrique et incluant, à la suite, des inductances d'arrêt de tout courant pulsé. Ces trois amplificateurs sont indépendants, mais dans cet exemple, ont une sortie commune 5.R4 est un amplificateur comprenant, lui aussi à l'entrée, un moyen photc-électrique, mais incluant à la suite, des circuits de mise en forme et, favorablement, des circuits-filtre dont on justifiera plus loin l'utilité de la présence. La sortie 6 de cet amplificateur lui est propre. Les références 7 à 15 désignent des lignes de fibres optiques. La ligne 7 est alimentée par le générateur L et elle est divisée en trois tronçons S 8, 99 10. La ligne 11 provient de la réunion des lignes 12 et 13 reliées respoc- tivement à l'entrée des amplificateurs RI et R4. La ligne 14 est reliée à l'entrée de l'amplificateur A2 ; la ligne 15 à celle de l'amplificateur R3 Les extrémités libres des tron- çons 8, 9, 10 aboutissent à l'obturateur 1, en regard immédiat de la partie dans laquelle les ouvertures 4 sont pratiquées. K1 en est de meme des extrémités des lignes 11, 14, 15 opposées à celles qui ont été déjà wentionnées.Ces extrémité e de ligne sent respectivement en regard des tron- çons 8, 9, 10, mais avec interposition de l'obturateur 1 La liaison du générateur L à l'un des amplifica- teurs est donc subordonnée à la présence d'une ouverture de l'obturateur 1 entre deux extrémités de lignes en regard correspondantes.De plus, la répartition des tronçons 8, 9, 10 et lignes respectivement en regard, ainsi que la disposition des ouvertures 4 sont telles qu'au moins l'un des amplificateurs R1, R2, R3 est en liaison avec le génératour L, quelle que soit La position de l'obturateur et lorsque es dernier est en mouvement, que la liaison du généra- teur avc l'un de oes amplificateurs est affective avant que cesse celle de l'amplificateur le précédant, durant le cycle d'intermittence de liaison, résultant du mouvement précité. Mn outre, il est important d'obtenir, à vitesse égale de l'obturateur, des temps d'interruption de liaison entre lignes en regard, au moins égaux aux temps de liaison A cet effet, les tronçons 8, 9, 10 sont répartis ic avec un intervalle de 1260 et, de toute façon, le nombre des ouvertures (et par conséquent des parties pleines) doit être un multiple de trois, plus deux, c'est-à-dire, par eremple : 20, 23, 26... et ainsi de suite. Lorsque l'obturateur est à l'arrêt, l'un au moins des amplificateurs R1, R2, R3 reçoit un signal continûment, les inductances d'arrêt ne s' s'opposent donc pas à la transmission et un signal électrique d'autorisation est présent à la sortie 5. Au contraire, l'amplificateur R4 étant prévu pour courant alternatif et son entrée étant, suivant la po- sition de l'obturateur, soit alimentée continhment, soit isolée, aucun signal électrique ne peut titre présent à la sortie 6.En revanche, des que l'obturateur est en mouve- ment, c'est un signal pulsé qui agit, et successivement, sur l'entrée de chacun des amplificateurs R1, R2, R3 ; les inductances diarret interdisent la transmission du courant électrique correspondant et aucun signal ne peut être présent à la sortie 5; tandis que ce signal pulsé transmis à l'entrée de l'amplificateur R4 donne naissance, dans cet amplificateur, à un courant alternatif et un signal électrique est présent à la sortie 6.La fréquence de ce courant est donc proportionnelle à la vitesse de l'obturateur et cette présence peut entre subordonnée à la commutation de circuits-filtre; cette commutation pouvant être commandée par tous moyens automatiques déjà connus, eux-mêmes asservis à des signaux duinformation de provenance déterminée. il est entendu que les circuits des amplificateurs sont prévus pour que, lors de la mise en mouvement, un si- gnal soit transmis à la sortie 6 avant que cesse celui transmis à la sosrtie 5 et inversement lors de l'arrêt. Il auffit ainsi que l'autorisation de marche nécessite la presence d'un signal, soit à la sortie 5, soit à la sortie 6,=ce qui est aisé à l'aide de moyens connus, pour constituer un dispositif de con-srtle à sécurité positive, aar toute avarie quelconque, survenant en marche aussi bien qu'à l'art rêt, a pour conséquence le déclenchement de sécurité. En effet, les inductances d'arrêt des amplificateurs 111 à R3 sont parcourues-uniquement par des courants très faibles; en disposant en série un fusible correspondant, une aurintensité, aussi improbable qu'elle soit, aurait pour cnséquence d'interrompre le signal d'adtorisation, si cette surintensité risquait de provoquer, par destruction, une mise en $court-circuit es enroulements L'autre part, des circuits-filtre constitués par un transformateur à primaire et secondaire asymétriques interdisent, quelle que soit l'a- varie, tout passage de fréquence autre que celle normalement autorisée On peut noter que cette sécurité ne peut etre ob- tenue lorsque le signal d'information est un courant dont le niveau est fonction de la vitesse, celui-ci pouvant varier par suite d'une défectuosité affectant la chaîne de transmission de ce signal et donner ainsi une information srrc- née. Il importe de compter sur la fiabilité d'un équipement pour ne pas provoquer de déclenchement intempestif et non pour garantir la s6curité. On décrira deux exemples de réalisation en se référant aux figures 2 à 40 Sur la figure 2, l'obturateur 1 de la figure 1 est un tambour cylindrique 16 pourvu d'un fond 18 $une seule extrémité ; une perforation à cannelures pratiquée au centre de ce fond rend ce tambour solidaire de l'arbre (non représenté) également pourvu de cannelures, sur lequel il est engagé, Cet arbre est lui-meme solidaire de l'élément dont le mouvement doit être contrôlé, soit di rectement, soit par engrenage interposé.Une pièce fine 19 présente une surface perpendiculaire à l'axe de rotation du tambour et sur laquelle sont fixés les constituants Cette pièce 19 peut entre le couvercle d'une boîte d'essieu ou un élément intercalaire fixé sur ce couvercle Un support 20 est fixé à la pièce 19 et comprend la partie terminale 21 où aboutit une ligne de fibres optiques 22, soit l'un des tronçons 8, 9, 10 de la figure i Un support 23 également fixé à la pièce 19 comprend la partie ter- minale 24 où aboutit la ligne de fibres optiques 25, telle que 11, 14 ou 15 de la figure 1 Dans la paroi du tambour 16 sont pratiquées des ouvertures dont l'une est désignée par la référence 26; ces ouvertures sont très étroites transversalement au mouvement de rotation du tambour 16, afin de commander le plus grand nombre possible d'Impulsions par tour. Un capot 27, lui aussi fixé à la pièce 19, assure la protection des constituants et l'étanchéité de l'enceinte qu'il détermine. Sur la figure 3, au tambour 16 est substituée la pièce ce 36 en forme de disque et dans laquelle les ouvertures sont pratiquées radialement et situées à la périphérie 37. Les pièces identiques à celles de la figure 2 ou assurant des fonctions identiques portent même référence. Suivant cette forme de réalisation, la partie 37 du disque 36 est insérée entre les parties terminales 21 et 24 au lieu et place de la paroi du tambour 16 de la figure 2 Sur la figure 4 est représenté en plan, comment le support 20 et sa partie terminale 21 sont fixés eux aussi directement sur la pièce 19 au moyen de la pièce en U 28 et ce. en raison de la forme ronde, même de grand diamètre, de la périphérie 37 du disque 36. La disposition du générateur L et de l'origine correspondante de la ligne de fibres optiques 7 ne présente aucune particularité relativeraent à la technique connue, y compris en ce qui concerne l'impossibilité d'action d'une source parasite extérieure au dispositif Il en est de même de la disposition des lignes 12, 13, 14, 15 en regard des moyens photo-électriques constituant l'entrée des amplifica tueurs R1 à R4. Enfin, les extrémités de lignes en regard de l'obtu rateur 1 de la figure 1, logées dans les parties terminales 21 et 24 des figures 2 à 4, sont pourvues de moyens optiques connus, de très petites dimensions et munies de visiè res, ainsi que de caches transversaux au mouvement de rotation de l'obturateur, limitant efficacement le passage du pinceau que forme le signal, à l'étroitesse requise par celle des ouvertures pratiquées dans 11 obturateur. D'autre part, il est évidemment possible de munir moyens optiques et photo-électriques de filtres de couleur Il est entendu que sans sortir du cadre de l'inven- tion toutes variantes pourront etre apportées à 19exemple illustré qui a été donné à titre indicatif ; on citera en- tre autres les proportions9 le nombre et la forme des éléments constitutifs7 ainsi que l'emplacement du dispositif Dans cet ordre d'idée de variante on peut concevoir un dispositif ne comprenant pas l'amplificateur R4 ; l'information de vitesse étant alors donnée par un moyen connu, avec tou tefols une sécurité moindre, en raison de ce qui a été exposé plus haut à ce sujet REVENDICATIONS 10 Dispositif pour le contrôle du mouvement d'un élément mobile et appartenant au genre suivant lequel un géné- rateur fixe de signaux continus agit sur des moyens récep- teurs correspondants, en fonction de la position d'un moyen mobile asservi au mouvement de cet élément, caractéri- sé en ce qu'il comprend en comblnainon : 1 un gén6rateur produisant continûment un signal sur une fréquence transmissible par fibres optiques; 20 des doyens récepteurs coz- respondants pourvus de moyens photo-électriques tranzfor- mant le dit signal en signaux électriques, 30 au moins deux lignes de fibres optiques formées chacune de deux tronçons disposés en regard bout à bout, néparés par un court inter valle, les dits tronçons étant, par leur autre extrémité, respectivement en regard du dit génératour et des dits mo- yens récepteurs; 4 un moyen obturateur mobile en rotation dans lequel des ouvertures sont pratiquées, inséré dans le dit court intervalle et rendu solidaire de ltélément dont le mouvement doit etre contrlé les dits signaux électriques étant ainsi engendrés seulement lorsqu'une des dites ouvertures est présente entre les dits deux tronçons en regard et obligatoirement interrompue par une partie pleine du dit moyen obturateur;; de telle sorte que, suivant la constitution et le nombre des dits moyens récepteurs, le nombre et la ré- partition des fibres optiques, il soit obtenu des signaux electriques d'information indlquant aussi bies l'état d'immobilité du dit élément à contröler que a vitesse du mouvement qui l'anime. 20 Dispositif de contrôle de mouvement suivant la revendication 1.9 caractérisé en ce que les tronçons de fibres optiques en regard et les ouvertures du moyen obturateur déterminent le couplage du générateur à au moins deux moyens récepteurs différents, en alternance lorsque l'élément à coatrô- ler est en mouvement9 mais disposés de telle sorte qu'il y ait au moins un des dits moyens récepteurs couplé au dit générateur9 quelle que soit la position du dit moyen obturateur. 3 Dispositif de controle de mouvement suivant les revendications 1. et 2., caractérisé en ce quelle Is nombre de moyens récepteurs est de trois, afin que le développement angulaire de chacune des parties pleines du moyen obturateur puisse etre égal au développement angulaire de chacune des ou vertures du dit moyen obturateur9 de manière que9 pour une mê- me vitesse de rotation9 le temps d'interruption de couplage puisse être égal au- temps de couplage9 successivement pour chacun des dits moyens récepteurs 4 , Dispositif de controle de mouvement suivant les revendications 1., 2. et 3., caractérisé en ce que lejs moyens récepteurs sont indépendants 9 mais à sortie commune et sont pourvus checun d'inductances d'arrêt de tout courant pulsé 9 de telle sorte que les dits moyens récepteurs ne fournissent aucun signal de sortie dès que le moyen obtura teur est en mouvement 5 Dispositif de contrôle de mouvement suivant la revendication 1 o , caractérisé en ce que les tronçons de fibres optiques et les ouvertures du moyen obturateur déterminent le couplage du générateur à un récepteur pourvu de moyens de mise en forme suivis, à volonté9 de circuits-filtre9 de telle sorte que le courant pulsé soit transformé en couvrant alternatif de fréquence proportionnelle à celle des impulsions D de manière qu'il en résulte un signal électrique constitué par un courant de fréquence elle-meme proportionnelle à la vitesse du mouvement à contrôler. 60 Dispositif de controle de mouvement suivant les revendications 1., 2., 3., 4. et 5., caract6risé en oc que les tronçons de lignes de fibres optiques et les ouvertures du moyen obturateur déterminent la liaison du générateur à un ensemble de récepteurs en comprenant au moins deux dont la sortie est commune et qui sont pourvus d'inductancon f'an- rêt, ainsi qu'à un autre moyen récepteur pourvu, lui, de mo- yens de mise en forme et, à volonté, de circuits-filtre; de telle sorte qu'un signal électrique soit transmis par au moins l'un des dits moyens récepteurs pourvus d'inductances d'arrêt et présent à la dite sortie commune, tant que le moyen obtu- rateur est à l'arrêt et supprimé dès la mise en mouvement, tandis que, dès la dite mise en mouvement, un signal électriqueesoit présent à la sortie du dit récepteur pourvu à volonté de circuits-filtre, la dite présence pouvant ainsi être subordonnée à la commutation des dits circuits-filtre, le dit dispositif permettant ainsi d'obtenir un contrôle complet à sécurité positive. 70 Dispositif de contrôle de mouvement suivant la revendication 1., caractérisé en ce que le moyen obturateur est constitué par un tambour cylindrique pourvu d'un fond à une seule extrémite pour etre rendu solidaire de l'arbre porteur de l'élément dont le mouvement doit être contrôlé, aussi bien directement que par engrenage interposé, les ouvertures étant pratiquées dans la paroi du dit sambour cylindrique et répar- ties sur toute la circonférence, tandis que les extrémités de tronçons de lignes optiques en regard, en liaison respectivement avec le générateur et 7es moyens récepteurs, sont dispo- ses respectivement de part et d'autre de la dite paroi, intériearement Et extérieurement. 80 Dispositif de contrôle de mouvement suivant la revendication 1., caractérisé en ce que le moyen obturateur est constitué par un disque dont les ouvertures sont pratiquées radialement, à la périphérie, les extrémités de fibres opti flues en regard, en liaison respectivement avec le générateur et avec les moyens récepteurs étant disposées respectivement de-part et d'autre de la dite périphérie.