Brevet FR2551547A1 — publié le 19850308

"Installation de mesure pour mesurer et surveiller l'état de remplissage de centrifugeuses ". L'invention concerne une installation de mesure pour déterminer et surveiller l'état de remplissage de centrifugeuses d'installations d'usinage électrochimiques, pour séparer les hydroxydes métalliques qui sont produits lors de l'usinage par rapport à l'électrolyte liquide, installation dont le volume de remplissage 10 est proportionnel à une grandeur de mesure susceptible d'être détectée électriquement, la grandeur de mesure électrique étant une tension proportionnelle à l'intensité du courant de travail, tension qui est dérivée du circuit de courant de travail, cette tension étant trans15 formée en des signaux de fréquence proportionnelle à la tension, ces signaux étant comptés dans un compteur. Dans les installations d'usinage électrochimiques de pièces, il se forme en cours d'usinage un hydroxyde métallique qui se dépose sous forme de boue. 20 Les hydroxydes qui se produisent dans ce procédé d'usinage encrassent l'électrolyte et détériorent le rendement de l'installation Pour cela, il faut nettoyer en permanence l'électrolyte Les installations les plus généralement utilisées pour cela sont des centrifugeuses particulières dans lesquelles les hydroxydes sont séparés de l'électrolyte par la force centrifuge Sur la surface- enveloppe du tambour de la centrifugeuse, il se forme une couche de bouesqui, lorsqu'on atteint une épaisseur déterminée, peut être pelée de façon automatique ou semiautomatique Pour cela, il est important de connaître l'instant auquel une telle élimination doit se faire et de déclencher l'évacuation. Selon la loi de Faraday, le volume du matériau enlevé par un procédé d'usinage électrochimique est proportionnel au produit de l'intensité du courant 10 électrique I et du temps t de passage du courant: V=K I a t On connaissant la constante K du matériau, 15 on peut ainsi par mesure et multiplication du courant d'usinage et du temps d'usinage, déterminer la quantité de matière qui s'est déposée dans la centrifugeuse. Pour cela, jusqu'à présent, on a utilisé des générateurs d'impulsions, électromécaniques, auxquels 20 était raccordé un précompteur Un moteur électrique dont l'axe porte un disque générateur d'impulsions, est entrainé par le courant engendré par la chute de tension sur une résistance du circuit du courant d'usinage, ce courant étant toujours proportionnel au courant d'usinage. 25 A chaque rotation du disque générateur d'impulsions, celui-ci actionne un contact électrique, de sorte qu'une impulsion arrive dans le précompteur Lorsque le compteur atteint la valeur préréglée, un signal émis par le compteur déclenche l'évacuation de la centrifugeuse A la 30 suite de cela, le compteur est remis à l'état initial. De tels générateurs d'impulsions, électromécaniques, ne permettent pas du fait de l'absence de précision de leur construction, de déterminer de façon exacte les critères déterminants pour l'état de remplis35 sage de la centrifugeuse La tension de mesure et la fréquence sont liées selon un rapport fixe prédéterminé par la vitesse de rotation du moteur électrique, et la personne qui surveille l'installation n'a pas d'information directe de la valeur du courant d'usinage par unité de temps (A/h), à partir des grandeurs chiffrées apparaissant dans l'installation de comptage En outre, un générateur d'impulsions équipé d'un moteur électrique est relativement coûteux et est très encombrant dans le circuit. Le DE-OS 29 19 694 décrit un dispositif de mesure de l'énergie électrique (compteur de wattheure), qui comporte deux convertisseurs pour convertir l'intensité et la tension en une suite de signaux de fréquences différentes Ces fréquences sont alors multi15 pliées, de sorte que pendant la durée de signal fixée dans le temps, pour la fréquence la plus basse, les signaux de la fréquence la plus élevée soient comptés dans un dispositif de comptage Un tel dispositif de mesure sert à déterminer la consommation de courant de 20 consommateurs d'électricité dans lesquels le courant ainsi que la tension subissent des variations Un tel dispositif ne convient pas sans difficulté pour déterminer l'état de remplissage d'une centrifugeuse dans une installation d'ébarbage électrochimique, car dans une telle installation, on travaille avec une tension constante et seule l'intensité du courant change en fonction de la résistance Comme résistance ohmique, on considère l'intervalle de travail parcouru par l'électrolyte, entre la pièce et l'électrode de l'outil Cette résistance 30 varie en fonction de la largeur de l'intervalle et de la concentration de l'électrolyte (conductibilité) et agit ainsi sur le courant qui passe par cet intervalle. Avantages de l'invention: L'invention concerne un dispositif de 35 mesure du type ci-dessus caractérisé en ce que le conver- tisseur est un convertisseur tension/fréquence, commandé, électronique, à constante de proportionnalité variable entre la tension de mesure et la fréquence du signal. Le dispositif selon l'invention a l'avan5 tage vis-à-vis des solutions de l'art antérieur, de permettre de déterminer exactement l'état de remplissage de la centrifugeuse par des procédés de mesure numériques, de faible encombrement et de faible coût L'économie réalisée par rapport aux générateurs d'impulsions électro10 mécaniques connus se situe à environ 50 % Du fait que le convertisseur tension/fréquence comporte un circuit permettant de modifier la constante de proportionnalité entre la tension de mesure et la fréquence du signal, il est possible de tarer l'affichage du compteur, par exem15 ple directement en A/h. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le convertisseur tension/fréquence est précédé par un amplificateur de grandeur de mesure dont l'entrée est reliée à une résistance branchée dans le circuit du courant de travail, résistance qui fournit la tension proportionnelle à l'intensité du courant de travail. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un étage diviseur de fréquence est relié à 25 la sortie du convertisseur tension/fréquence. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un compteur à présélection, est susceptible d'être remis à l'état initial, pour compter les impulsions fournies par le convertisseur tension/fréquence, compteur 30 qui, lorsqu'il atteint un état de comptage correspondant à un remplissage prédéterminé de la centrifugeuse, fournit un signal de commande pour evacuer la centrifugeuse. Ces diverses caractéristiques constituent des développements et des perfectionnements des caracté35 ristiques-du dispositif de mesure. Dessins: La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma-bloc de l'exemple de réalisation. la figure 2 est un diagramme de signaux servant à expliquer le fonctionnement. Description de l'exemple de réalisation: Une résistance de mesure d'intensité 1 est montée dans le circuit du courant de travail d'une installation d'ébarbage électrochimique, non représentée. La tension U, proportionnelle à l'intensité, qui est 15 prise aux bornes de cette résistance, est appliquée à l'entrée différentielle d'un amplificateur de valeur de mesure 2 La sortie de l'amplificateur 2 est reliée à un convertisseur tension/fréquence 3, électronique, qui transforme la tension reçue en une suite de signaux fl 20 dont la fréquence est proportionnelle à la tension. La constante de proportionnalité entre la tension d'entrée et la fréquence de sortie peut être modifiée dans certaines limites, à l'aide d'un circuit extérieur pouvant comporter un potentiomètre; cela est 25 indiqué par l'entrée E à la figure 1 Cela signifie que pour chaque tension d'entrée, on dispose d'une plage de fréquences de sortie, plage dans laquelle on peut choisir et régler une certaine fréquence A titre d'exemple, cette plage de fréquences peut être comprise entre f Amin = 124 Hz et f Amax = 10 700 hz pour une tension de sortie d'amplificateur égale à 10 volts. La figure 2 montre les signaux pour une première fréquence proportionnelle à la tension et les signaux fl' pour une seconde fréquence proportionnelle 35 à la tension La suite des impulsions de la fréquence Z 551547 fl', par unité de temps, est ainsi moitié moindre que la suite des impulsions de fl La suite de signaux de sortie fl ou fl' est appliquée à un étage diviseur de fréquence 4 dont la sortie est reliée à un compteur 5. Ce compteur est un compteur à présélection qui peut être remis à 1 'état initial; lorsque la couche de boues d'hydroxyde déposée dans la centrifugeuse de l'installation d'ébarbage électrochimique atteint une certaine épaisseur, ce compteur émet un signal 52 qui déclenche 10 l'évacuation de la centrifugeuse Dans le schéma de la figure 2, l'étage 4 divise la suite de signaux fl selon le rapport 2/1 On peut évidemment utiliser d'autres étages avec d'autres rapports de division. Le compteur a une entrée de mise à l'état 15 51 qui libère le compteur pour l'opération de comptage ainsi qu'une entrée de remise à l'état initial 53 pour remettre le compteur à l'état initial La constante de proportionnalité variable entre la tension de mesure et la fréquence du signal dans le convertisseur de tension 20 3, en combinaison avec le diviseur de fréquence 4 permet d'étalonner le compteur 5 directement en A/h, de sorte que l'utilisateur est toujours informé de la consommation de courant par unité de temps grâce à l'état du compteur. Comme cela apparait à la figure 2, les 25 valeurs analogiques de la tension à mesurer à l'entrée du convertisseur tension/fréquence 3 sont converties en continu en des fréquences d'impulsions, proportionnelles fl et fl' Lorsque la tension d'entrée U change, la fréquence de la suite des signaux change également propor30 tionnellement, à la sortie Pour la valeur la plus faible de la tension, la fréquence est la plus faible et les impulsions sont plus écartées Pour des valeurs de tension élevées, les impulsions se suivent de près Après l'opération de mise à l'état, le compteur 5 laisse passer 35 toutes les impulsions Il compte les diverses impulsions fz qui lui arrivent, sans tenir compte de leur intervalle et il additionne ces impulsions La somme correspondante des impulsions qui arrivent dans le compteur par unité de temps est affichée en des grandeurs de mesure en graduation A/h correspondantes Lorsque le compteur atteint un nombre prédéterminé, il s'arrête et émet le signal de commande déjà mentionné ci-dessus. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Installation de mesure pour déterminer et surveiller l'état de remplissage de centrifugeuses d'installations d'usinage électrochimiques, pour 5 séparer les hydroxydes métalliques qui sont produits lors de l'usinage par rapport à l'électrolyte liquide, installation dont le volume de remplissage est proportionnel à une grandeur de mesure susceptible d'être détectée électriquement, la grandeur de mesure électrique 10 étant une tension proportionnelle à l'intensité du courant de travail, tension qui est dérivée du circuit de courant de travail, cette tension étant transformée en des signaux de fréquence proportionnelle à la tension, ces signaux étant comptés dans un compteur, installation 15 caractérisée en ce que le convertisseur est un convertisseur tension/fréquence ( 3) commandé-électroniquement, dont la constante de proportionnalité entre la tension et la fréquence des signaux est variable. 2 ) Installation de mesure selon la reven20 dication 1, caractérisée en ce que le convertisseur tension/fréquence ( 3) est précédé par un amplificateur de grandeur de mesure ( 2) dont l'entrée est reliée à une résistance ( 1) branchée dans le circuit du courant de travail, résistance qui fournit la tension proportion25 nelle à l'intensité du courant de travail. 3 ) Installation de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un étage diviseur de fréquence ( 4) est relié à la sortie du convertisseur tension/fréquence ( 3). 4 ) Installation de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par un compteur à présélection ( 5), susceptible d'être remis à l'état initial, pour compter Ies impulsions fournies par le convertisseur tension/fréquence ( 13), compteur qui, lorsqu'il atteint un état de comptage correspondant à un remplissage prédéterminé de la centrifugeuse, fournit un signal de commande ( 52) pour évacuer la centrifugeuse.