Brevet FR2585463A1 — publié le 19870130

Procédé et installation pour déterminer des surfaces superficielles sans contact, notamment pour le controle du bandage de roues de véhicules ferroviaires." L'invention concerne un procédé et une installation pour déterminer sans contact la surface superficielle d'objets mobiles, selon lesquels on dirige une source de rayons vers l'objet et on mesure les faisceaux réfléchis avec mouvement relatif entre le faisceau et l'objet. Selon le document DE-OS 23 56 491, on connait une installation de ce type pour mesurer une quantité de matière tansportée sur une bande transporteuse. Au-dessus de la bande transporteuse, on a une source de rayons de forme linéaire avec écran et qui coupe la bande transporteuse. Une camera dirigée suivant un angle aigu par rapport à la bande transporteuse reçoit les rayons; l'écran forme une image en nombre sur la bande transporteuse de sorte que le contour précis de l'accu- mulation de matière apparaît dans le champ de la caméra. Partant de cette image et de la vitesse de défilement de la bande transporteuse, on déduit la forme et la quantité de matière transportée par la bande tansporteuse. Les possibilités d'application d'un tel procédé sont limitées et on ne peut envisager une application générale. La présente invention a pour but de créer un procédé du type ci-dessus permettant de mesurer les contours d'objets indépendamment de la forme et de la dis- position des objets. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci-dessus caractérisé en ce qu'on éclaire l'objet à l'aide d'au moins un rayon ponctuel. Grâce au rayon ponctuel qui peut être notam- ment un faisceau ou rayon laser, d'une part il n'est pas nécessaire de prévoir un écran et d'autre part, on peut diriger un tel faisceau également sur des surfaces superficielles d'objets difficilement accessibles. En déplaçant l'objet et/ou le faisceau, on éclaire une ligne ou une zone de la surface superficielle à la manière d'une trame. Cela a l'avantage supplémentaire que la formation donnée en fonction du temps et qui concerne les rayons réfléchis peut être mis en mémoire sans formation d'images intermédiaires comme signaux de données ou signaux vidéo. Il est également possible d'enregistrer le contour sur une plaque photo. Pour arriver à un contour précis, il n'est pas nécessaire d'avoir des écrans encombrants. Le procédé est appliqué de préférence pour mesurer ou contrôler le bandage de roues de véhicules ferroviaires. Pour cela, on place la source de rayonnement et le récepteur au voisinage de la voie, de sorte que le faisceau passe sensiblement au-dessus des rails et pour que le récepteur soit disposé de manière inclinée par rapport à la surface de roulement. Si lors du roulage sous pression la roue arrive par sa surface superficielle dans le champ de rayonnement. Pour saisir toute la largeur de la surface de bandage de la roue, on peut également prévoir plusieurs sources de rayons ponctuels et/ou plusieurs récepteurs. L'invention concerne également une installa- tion pour la mise en oeuvre du procédé, installation caractérisée en ce que la ou les sources de rayons sont des sources de rayons ponctuels. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la ou les sources de rayons ponctuels sont montées mobiles dans au moins un plan. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'installation utilise un faisceau laser. Suivant une autre caractéristique de l'in vention, l'installation est installée de manière fixe au niveau des voies, en ce que la ou les sources de rayons sont prévues de manière que les rayons émis passent à une distance h par-dessus les rails. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation de mesure du contour extérieur de roues de véhicules ferro- viaires, cette installation étant schématiquement représen- tée dans l'unique figure annexée. Pour contrôler de manière périodique le bandage 10 de roues de véhicules ferroviaires 11, on installe un poste de contrôle directement au niveau du rail utilisé et au voisinage du rail 12 on prévoit une source de rayons 13 comme par exemple une source de rayons laser, de sorte que le rayon laser 14 ponctuel passe par-dessus le rail 12 de manière verticale ou inclinée pour tomber sur le contour à éclairer du rail 12, et cela à une hauteur h qui est inférieure au diamètre de la roue. Pour contrôler le bandage 10 de -la roue Il on fait passer le train sur le rail de contrôle 12 à une certaine vitesse. La roue 11 qui tourne à la vitesse de rotation w coupe le rayon 14 qui éclaire le bandage de la roue 11 suivant la ligne 15; du fait du mouve- ment de la roue 11, cette ligne est transversale au contour d'un segment de la roue. A l'aide d'un récepteur 16 comme par exemple une camera vidéo qui est placée aussi près que possible de la ligne d'éclairement 15, cette caméra photographie la ligne 15 sur la plaque-photo 17. Selon le récepteur, la géométrie de l'instal- lation de mesure et sa position relative par rapport à la roue Il ainsi que la vitesse de rotation w, on détermine le contour du bandage 10 selon les procédés connus. Par comparaison avec des images de référence ou des parties de contours de référence de la roue 11, on détermine finalement l'usure de la roue 10. On peut prendre la vue successive de diffé- rentes lignes de contours 15 à la périphérie de la roue en disposant un nombre correspondant d'installation 13, 14, 16,17 de manière appropriée le long des rails 12 ou encore en déplaçant une installation 13, 14, 16, 17 après la prise de vue d'une ligne de contour 15 comme un ensemble parallèlement aux rails, dans la direction de déplacement du train. I1 est également possible de déplacer la source de rayon 13 en même temps que se déplace la roue 11, si pour faciliter l'exploitation on veut éclairer la surface enveloppe de la roue 11, dans une direction d'é- clairage prédéterminée. Une autre variante est possible en prévoyant plusieurs sources de rayon et une caméra ou inversement, ou simultanément, ou plusieurs sources de rayons et plusieurs caméras. Cela est notamment néces- saire si l'on veut mesurer non seulement un côté, mais en même temps plusieurs côtés d'un objet. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour déterminer sans contact la surface d'objet mobile. procédé selon lequel on dirige une source de rayonnement sers l'objet et on reçoit les ra>ons réfléchis par mouvement relatif entre les rasons et l'objet, procédé caractérisé en ce qu'on éclaire l'objet (11) à l'aide d'au moins un rayon ponctuel (14). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon (14) est déplacé pendant la réception. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayon (14) et l'objet (11) sont déplacés pendant la réception. Lo) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par l'application de ce procédé au contrôle du compteur de la roue (11) de véhicule ferroviaire. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour la réception du profil de roue, on dirige un champ de rayon (14) sur le rail (12) et en ce que la roue (11) montée sur le véhicule ferro- viaire est développé par le champ de rayons. ) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, installation compre- nant au moins une source de razon et au moins un appareil pour recevoir les ra>ons réfléchis, instalaltion carac- térisée en ce que la ou les sources de rasons sont des sources de ra\ons ponctuels (13). ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la ou les sources de rayons ponc- tuels (13) sont montées mobiles dans au moins un plan. 8 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle utilise un faisceau laser (14). 9 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, pour déterminer sans contact la surface de roue de %éhicule ferroviaire, installation caractérisée en ce qu'elle (13, 16) est installée de manière fixe au niveau des soies, en ce que la ou les sources de rasons (13) sont préNues de manière que les rayons émis (14) passent à une distance (h) par-dessus les rails (12).