Brevet FR2570533A1 — publié le 19860321

2570o533 SCEAU ULTRASONORE A CABLE La présente invention a pour objet un sceau ultrasonore. Elle trouve une application dans un grand nombre de domaines et notamment dans La sur- veillance de récipients contenant des produits dange- reux, des matériaux précieux, des documents, etc... Le principe de la surveillance par sceaux ultrasonores est connu. Il consiste à fixer de maniè- re définitive un sceau uLtrasonore sur un récipient à surveiller, ce sceau étant pourvu d'un marquage uni- que et non reproductible disposé dans le voisinage de la zone préétablie de rupture du sceau. Ce marquage est obtenu par des irrégularités de structure de la matrice qui contient le sceau, par exemple par des inclusions de matière ou des cavités distribuées de manière aléatoire. En général, un sceau ultrasonore comprend un transducteur apte à transformer une excitation électrique en une onde ultrasonore et réciproquement. Les irrégularités de structure présentes sur Le tra- jet de l'onde ultrasonore émise, donnent naissance à des échos ultrasonores détectés par le transducteur, qui délivre en retour un signal électrique dont la forme complexe est spécifique du sceau. Des moyens électroniques sont prévus pour exciter le transduc- teur et pour recueillir le signal électrique qu'il délivre et analyser ce signal. Dans un tel disposi- tif, le transducteur ultrasonore travaille à la fois en émetteur et en récepteur, de sorte qu'un sceau ne comprend qu'un seul transducteur. On connaît cependant des sceaux ultrasono- res qui comprennent deux transducteurs, à savoir un transducteur ultrasonore émetteur et un transducteur ultrasonore récepteur. Un tel dispositif est décrit 2 2570533 dans La demande de brevet français FR-A 2 518 751. Sa structure est rappelée en référence à La figure 1 annexée. Tel que représenté te sceau de L'art anté- rieur comprend un corps 1, deux prises coaxiaLes 2 et 3 reliées à des moyens de traitement électronique non représentés, un transducteur ultrasonore émetteur TE et un transducteur ultrasonore récepteur TR, tous deux reliés aux âmes 6 et 7 des prises coaxiales. Une plaquette conductrice 8, formant écran électrique, est interposée entre les deux transducteurs TE et TR. Cette plaquette est connectée par des fiLs 9 aux con- ducteurs extérieurs 4 et 5 des prises 1 et 2. Chaque transducteur est composé d'un élément piézoélectri- que 18, d'un amortisseur électriquement conducteur 19 en résine (époxy par exemple) chargée de particules métalliques à haute concentration (tungstène par exemple) et d'une électrode de contact 20. Les trans- ducteurs sont collés sur une Ligne à retard 11 à l'aide d'une colle (par exemple cyanoacryLate). Les parties piézoélectriques 18 des trans- ducteurs TE et TR sont collées sur l'éLément 11 for- mant ligne à retard pour les ondes ultrasonores. Cet élément peut être en duralumin. Son extrémité af- fleure à la surface 12 du sceau. Un goujon de scelle- ment 13, par exemple en duralumin, est collé contre la surface 12 du sceau. IL est donc en contact avec la ligne à retard 11. Ce goujon possède une identité acoustique. Tel que représenté, le goujon 13 comprend trois parties: un guide d'onde 14, une zone de rup- ture 15 et une zone d'ancrage 16. Cette dernière est enfichée dans le couvercle du conteneur à surveiller. Le goujon doit nécessairement être cassé au niveau de la zone de rupture 15 pour que puisse être ouvert le conteneur. La partie restant solidaire du goujon, après rupture, est supprimée par usinage et le sceau peut être récupéré, un nouveau goujon étant fixé par collage. Ce dispositif donne satisfaction mais il est limité au cas o le scellement du conteneur s'ef- fectue par introduction du goujon indémontable dans La structure même du conteneur. La présente invention a pour but d'éviter cette limitation en élargissant le champ d'utilisa- tion du sceau. Par analogie avec le sceau appelé "plomb" utilisé par exemple dans les douanes, le sceau de l'invention est utitisable chaque fois qu'il convient de passer un câble de sécurité autour d'un paquet ou d'un objet, ou à travers quelque orifice pratiqué à cet effet dans la structure de l'objet à sceller. De façon précise, l'invention a pour objet un sceau ultrasonore comprenant un module semblable à celui qui a été décrit plus haut et une capsule de scellement d'un câble entre le module et cette capsu- le. Le sceau de l'invention est caractérisé d'abord par le fait que la ligne à retard est prolongée par deux parties tronconiques terminées par une calotte sphérique. La première partie tronconique a pour but de guider la plus grande partie du faisceau émis vers la seconde partie tronconique o a lieu le marquage du sceau c'est-à-dire les diverses conversions de mode de l'onde longitudinale en onde transversale et de surface. Les dimensions (diamètre et longueur) de cette seconde partie ont été choisies pour la meil- leure répartition possible de ces différents modes. Le marquage de la surface de cette calotte s'effectue avant scellement et donne au sceau une identité pro- visoire. Par ailleurs, le sceau de l'invention est caractérisé par le fait que la capsule de scellement est percée en son centre d'un trou conique qui se trouve en regard de la partie tronconique du module d'identité après scellement. Cette capsule est emman- chée en force au moment du scellement et elle permet de maintenir le câble de scellement oui se trouve pincé entre ladite capsule et le module d'identité. Lors de la mise en place du c ble, la par- tie inférieure du module d'identité se trouve défor- mée, ce qui crée un marquage supplémentaire. De toute façon, les caractéristioues de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'un exemple de réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexes sur lesquels: - la figure 1, déjà décrite, illustre un sceau selon l'art antérieur, - la figure 2 représente un modute d'iden- tité conforme à l'invention, - La figure 3 montre en coupe un sceau com- plet formé du module de La figure précédente et d'une capsule de scellement, - la figure 4 montre le même ensemble mais en vue de dessus, - la figure 5 iltlustre un outil de scelle- ment, - la figure 6 représente un détail de cet outil. Le module d'identité représenté sur la fi- gure 2 comprend deux transducteurs ultrasonores, l'un d'émission TE, l'autre de réception TR, un écran mé- tallique 8 qui sépare ces transducteurs et une ligne de retard 11, jouant le rate de guide d'ondes acous- tiques. Cette ligne à retard présente un premier épaulement constitué par une jupe 30 nécessaire pour le blocage du câble. Une partie conique interne 31 est prolongée par un embout tronconique 32. La coni- 2570533 cité est de l'ordre de 4 . L'embout se termine par une calotte sphérique 34. Ces moyens sont repris sur la figure 3 en coupe longitudinale, mais avec une capsule de scelle- ment 40 percée d'un trou central conique 41 qui dé- bouche dans un dégagement 42 pour le passage de l'ou- til de scellement. Le trou central 41 et la partie tronconique 32 sont ajustés pour un emmanchement en force. L'outil de scellement (qui sera décrit en liaison avec la figure 5) reduit le diamètre du cône dans sa partie d'extrémité (d'environ 0,4 à 0,5 mm) et repousse le métal pour former un bourrelet 43. Les deux brins du câble de scellement 46 sont pincés entre la capsule 40 et la base du module, déformant localement la jupe 30. La figure 4 montre l'ensemble en vue de dessus. La figure 3 correspond à la coupe marquée ab. On observera, sur la figure 4, Les connexions élec- triques 2, 3 avec les transducteurs d'une part et 8a avec l'écran, d'autre part. Ces connexions peuvent être constituées de tubes creux (par exemple en lai- ton). L'opération de scellement s'effectue à l'aide d'une pince spéciale qui est représentée sur les figures 5 et 6. Cette pince maintient sur le même axe un module d'identité et une capsule de scelle- ment. Un guide-fil maintient l'écartement du fil de scellement à une valeur correcte, ce qui permet d'approcher au plus près l'objet à sceller. La pince (qui est du genre de celles qu'on emploie pour l'in- jection de silicone en cartouche) comprend un corps , une poignée 52, une détente 54, un axe 56 action- nant un ressort spirale 58, un support de capsule de scellement 60, un support de module d'identité 62 et 6 2570533 une prise 64 pour le contr8le d'identité en cours de scellement. Sur la figure 6, on peut voir la position des différentes pièces en cours de scellement. En actionnant la pince, l'extrémité de la ligne à retard s'engage en force dans le trou conique 41 de la capsule de scellement 40 jusqu'à bloquer te câble 46. Un poinçon achève la Liaison mécanique par enlèvement de matière le long de la zone d'extrémité de la partie 32. Cette matière est repoussée jusqu'à la capsule de scellement pour former le bourrelet 43. Cette liaison mécanique entre le module d'identité et la capsule de scellement est indémontable et te blo- cage du câble est définitif. La définition de l'identité du sceau s'ef- fectue de la manière suivante. Une empreinte est pra- tiquée sur la calotte sphérique 34 de la ligne à re- tard, ce qui a pour effet de modifier la forme du signal électrique mesuré. Il suffit de modifier Légè- rement l'état de surface de la calotte sphérique avant le scellement, pour conférer au sceau une iden- tité provisoire. Celle-ci est modifiée par l'opéra- tion de scellement, ce qui garantit une identité non reproductible, même après une éventuelle récupéra- tion du sceau. Les transducteurs et la ligne à retard contribuent, de toute manière, par leurs propriétés acoustiques, à assurer l'identité définitive et uni- que du sceau. Le marquage de la calotte sphérique a sur- tout pour but de distribuer un nombre suffisant d'in- formations (4 à 5 pics) dans L'intervalle de temps pendant lequel le signal électrique détecté est échantillonné (environ 10 ps) avec des amplitudes contenues dans une dynamique raisonnable (envi- ron 10 dB). Le démontage du sceau, dans le but de récu- pérer le module d'identité, ne peut s'opérer que par 7 2570533 usinage de la capsule de scellement. Une telle opéra- tion, même si eLtle est menée avec beaucoup de.précau- tions, a une grande probabilité de modifier la surfa- ce tronconique 32 de la ligne à retard et, par consé- quent, l'identité du sceau. En outre, tout échauffe- ment au-delà de 601C ou tout effort anormal sur la ligne à retard, provoque la détérioration du sceau. 8 2570533 REVENDICATIONS 1. Sceau ultrasonore comprenant un module d'identité composé d'un transducteur émetteur (TE), d'un transducteur récepteur (TR), d'un élément (11) formant ligne à retard pour les signaux ultrasonores émis et reçus par ces transducteurs et d'un écran métallique (8) ancré dans la ligne à retard entre les deux transducteurs, ce sceau comprenant en outre une capsule de scellement (40) apte à sceller un câble (46) entre ledit module et ladite capsule, caractéri- sé par le fait que la ligne à retard est prolongée par une partie tronconique (32) terminée par une ca- lotte sphérique (34), Laquelle est susceptible de re- cevoir un marquage qui participe à l'identité acous- tique du sceau, et par Le fait que la capsule de scellement (40) est percée d'une ouverture tronconi- que (41) adaptée aux dimensions de la partie tronco- nique (32) du module d'identité, ces deux ouvertures (42) étant en regard l'une de L'autre lorsque la cap- suIe est scellée au module. 2. Sceau selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que La ligne à retard (11) présen- te un épaulement en forme de jupe (30) sur laquelle le câble (46) vient en appui lors du scellement. 3. Sceau selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'après scellement, la capsule de scellement (40) et la partie tronconique (32) sont liées mécaniquement l'une à l'autre par un bourrelet de matière (43) obtenu par enlèvement de matière le long de la partie d'extrémité de la partie tronconi- que (32).