Brevet FR2528186A1 — publié le 19831209

Systèmes permettant la détection d'objet par variation de mouvement d'un fluide. a présente invention concerne les appareils du type capteurs d'informations pour le contrôle dans le domaine de l'automatisme. Aucun capteur connu jusqu'à nos jours ne possède une grande finesse de détection de petits objets tel qu'un foret de 0,2 mm ou plus petit encore, car leur principe de fonctionnement est basé sur le déplacement d'un clapet avec l'aide d'une membrane qui ne peut être actionnée que par une pression d'air relativement importante. Les capteurs selon la présente invention permettent d'éviter tous ces inconvénients car un courant fluidique (air, eau, huile ect...) modulé ou continu provenant de ltémet- teur suffit pour détecter la présence ou l'absence d'un objet placé sur la trajectoire du jet fluidique. Ce courant fluidique est très faible car aucune pression n'est nécessaire, un courant d'air ou une vibration sont suffisants pour obtenir un signal électrique. Pour convertir en signal électrique la présence de l'objet sur la trajectoire du jet, il y a deux principes de fonctionnement - le premier principe est basé sur le mouvement d'air provenant du jet et détruisant le micro-climat qui se trouve autour de la ou des thermistances CTN ou CTP ou les deux. - l'autre principe est d'utiliser comme récepteur une membrane portant un marteau et un piezo-électrique comme enclume. Dans ce cas lâ c'est la présence, l'absence ou la modulation du jet fluidique qui par l'ensemble membrane, marteau et enclume sont converties en impulsions électriques puis décodées par amplificateurs appropriés. Suivant l'objectif à atteindre ces deux principes sont couplés pour obtenir des sécurités plus grandes. Dans certaines applications oû la vitesse de déplacement de la membrane est très lente on utilisera comme élément sensible une cellule photoélectrique associée avec un élément émetteur de lumière visible ou infra-rouge à la place du pizo-électrioup,en uti] iant +otites les possibi'i+éF que donne l'optique dans le but de détecter un faible déplacement. Planche 1/2. Selon une première variante fig1, ltémet- teur (1) est placé en face du récepteur (3) creux dans lequel est logée une thermistance (2), le fluide (4) crée un courant d'air qui refroidit ou réchauffe suivant les objectifs à atteindre, le micro-climat de la thermistance. Selon une deuxième variante fig. 2, l'émetteur (1) est toujours placé en face du récepteur (5) composé dans ce cas là de deux logements ayant chacun une thermistance (2) CTN ou CTP ou CTN et CTP suivant les objectifs à atteindre. Ce type de récepteur permet aussi de faire du centrage de pièces car si la pièce est très petite, elle partage le jet fluidique en deux parties égales si elle se trouve parfaitement centrée. Si la pièce à contrôler est plus importante on attribuera à chaque récepteur un émetteur. Selon une troisième variante fig. 3, le récepteur (7) peut se suffire à lui même car il possède son propre émetteur qui dans ce cas là émet un jet fluidique (8) sur le pourtour du tube récepteur et crée ainsi un courant d'air par effet venturi, lorsque l'objet ou un contre jet (1) est présent sur la trajectoire du fluide (8) le micro-climat qui est autour de l'élément sensible varie. Selon une quatrième variante fig. 4, le récepteur possède lui même un jet fluidique qui, en l'absence d'objet sur la trajectoire fluidique (4) venant de l'émetteur (1), est devié et change ainsi le micro- climat qu'il y a autour de ltélément sensible (2), une variation est ainsi détectée. Planche 2/2. Selon un cinquième variante fig. 7, le récepteur (12) est constitué d'un piezo-électrique (15) por té par une vis de réglage (17), il sert d'enclume , , un micro- marteau (13) sollicité par une membrane (14) , une sortie collectrice d'échapement (16). Lorsque le fluide (4) venant de ltémetteur (1) s'établit par disparition de l'objet à détecter, la membrane se déplace, le marteau est en action et percute le piezo-électrique, ainsi le signal électrique est obtenu. Pour le cas ou le jet (4) venant de (i) est modulé en fréquence, la présence d'un objet dévie la trajectoire et ainsi la modulation n'est plus perçue par la membrane réceptrice, l'amplificateur approprié donne un signal. Selon une sixième variante fig. 5, le monobloc (10) sert d'émetteur d'une part et d'autre part de récepteur, lorsque dans ce cas là le bout du foret (11) est présent, la trajectoire fluidique (4) rebondit sur l'objet (11) et refroidit I'élément sensible qui, dans ce cas là, est une thrrmistance CTN auto-alimentée par un amplificateur (18), lui-même suivit par un montage en comparateur (19), excitant lui-même un étage électro-mécanique (20). L'absence ou la casse du bout du foret (11) ne dévie pas la trajectoire du jet fluidique, la thermistance CTN (2) se réchauffe et crée son micro-climat, la sortie de l'amplifiBateur change de seuil, 1'étage de comparaison est actionné lui-même au seuil choisi, déclenche ltétage du relais électromagnétique (20). Selon une septième variante, il est possible d'utiliser dans un même récepteur les deux technologies de détection thermistance et membrane qui actionne soit un système piezoélectrique soit un système optoélectrique dans le but pour certains cas d'augmenter la sécurité de détection. Parmi les applications les plus intéressantes dans le domaine industriel, c'est le contrôle d'outillage tel que petits forets, tarauds sur les tours automatiques dans le décoletage, là où il y a des projections d'huile et de copeaux. REVENDICATIONS 1. Système permettant de détecter la présence ou l'absence d'objet par variation de mouvement d'un fluide continu ou modlllé, froid ou chaud ou à température ambiante, caractérisé en ce qi' i I comporte d'une part une ou plusieurs thermistances CTN (coéfficient de température négative) ou CTP (coéfficient de température positive) utilisées seule ou associées entre elles, d'autre part, une membranne transmettant le ou les mouvements provoqués par la variation du fluide, ces mouvements sont convertis en électricité de deux manières, l'une est un système piezo-électrique, l'autre un système avec cellule photoélectrique associée à un émetteur de lumière visible ou infra-rouge, utilisant toutes les possibilités que donne l'op- tique pour détecter des mouvements peu rapides en fréquence et très faibles en amplitude, l'ensemble de ces systèmes permettant d détecter la ou les variations d'un fluide. Le système de détection par thermistance et le système de détection par membranne sont utilisés soit séparément, soit combines entre eux, ils sont intégrés dans un seul ou plusieurs récepteurs avec un ou plusieurs émetteurs de fluide. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le capteur de variation de fluide est composé de deux parties. Planche 1/2 fig. 1 : l'émetteur (1) de fluide (!0), le récepteur (3), une thermistance (2) CTN ou CTP. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le récepteur fig.2 (5) est composé de deux logements creux comprenant chacun un élément sensible du même type ou de type différent suivant les objectifs à atteindre. 4. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'émetteur et le récepteur fig. 3 (7) forment un monobloc, le jet fluidique (8) est de forme annulaire. 5. Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le récepteur fig. 4 possède lui-même un jet fluidique (9). G. Système selon la revendication 1 et 4, l'invention est caractérisée par le fait que l'émetteur et le récepteur )nl partis d'un monobloc, la présence de l'objet dévie l.a .rajectoire f]uidique et active ainsi l'élément sensible (2) du récepteur. 7. Système selon la revendication 1, l'invention est caractérisée par le fait que les jets fluidiques (4) et (9) sont détectés par l'intermédiaire d'une membrane (14). 8. Système selon la revendication 1 et 7, l'invention est caractérisée par le fait que le mouvement de la membrane est détectée par un sytème piezo-électrique. 9. Système selon la revendication 1 et 7, l'invention est caractérisée par le fait que le mouvement de la membrane (14) est détecté par un système opto-électrique.