Brevet FR2590976A1 — publié le 19870605

L; présente iii\cntion se rapporte aux dispositifs de mesure utilisables pour détecter et présenter une caracté- ristiquc physique d'uii cbjet ou d'un appareil ou sa modification dans le temps et en Farticulier aux dispositifs de mesure utilisant des fibres optiqucs aussi bien monomodes que inultimodes. On connaît déjà dans la technique antérieure des appareils de mesure permettant une transformation électrique ou une lecturc électrique d'une grandeur. Cette grandeur physique peut ainsi, par exemple, etre une pression, une température, un déplacement, une rotation, une contrainte, un poids, etc... Les dispositifs connus nécessitent des conducteurs électriqucs pour détecter et transmettrc ces informations, ces informations risquant alors d'être déformées électriquement ou magnétiquement ou bien peuvent engendrer des parasites. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients des dispositifs électriques connus. L'invention consiste essentiellement à mesurer une atténuation variable avec une longueur nl de fibre optique courbée. Le dispositif de l'invention convertit une grandeur physique en un déplacement mécanique d'une pièce 10 qui exerce une flexion sur une longueur El de fibre optique 2, ladite fibre optique étant reliée à des moyens (3, 4) de scrutation du signal lumineux transmis par la fibre optique 2. Selon une caractéristique de l'invention, la longueur t1 dc fibre optique 2 courbée dépend du déplacement de la pièce 10. Le déplacement de cette pièce 10 peut être une rotation, une translation, un glissement ou une combinaison de ces mouvements. Les moyens (3, 4) de scrutation du signal lumineux sont des moyens sensibles à une atténuation de l'intensité lumineuse. Ces moyens (3, 4) de scrutation- sont formés de moyens 3 émetteurs de signal lumineux, de moyens 4 pour détecter le signal lumineux transmis par la fibre optique 2 et pour transformer ce signal lumineux en un signal électrique. Selon une autre caractéristique, le signal électrique issu desdits moyens 4 est appliqué à des moyens 5 de comparaison à une tension Vréf de référence. Les pièces (10, 11, 12) peuvent par exemple être des galets. Le galet 10 mobile peut avoir une section cylindrique ou en cardiolde, ou parabolique. Selon une autre caractéristique, la pièce 10 exerce une flexion sur plusieurs boucles de fibre optique 2. D'autres avantages et caractéristiques apparaitront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. L figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de mesure selon l'invention. La figure 2 représente un exemple de mesure selon l'invention. En se référant à la figure 1, le dispositif de mesure de l'invention comprend essentiellement un pointeau 1 mobile solidaire d'une pièce mécanique 10 à une de ses extremités, l'autre extrêmité non représentée étant raccordée au dispositif proprement dit sur lequel une grandeur doit etre mesurée. Ainsi, s'il s'agit d'un poids, on peut avoir une masse en mouvement ; stil s'agit d'une pression, on peut avoir une membrane en mouvement qui déplace alors linéairement le pointeau 1. De façon générale, le pointeau 1 transmet une variation d'une grandeur physique en un déplacement.Dans la plupart des cas, ce déplacement est linéaire, comme dans des applications à des manomètres, thermomètres, etc..., mais l'invention s'appliquerait de la même façon à des déplacements non linéaires de ce pointeau 1 tels que des rotations, des glissements, des translations ou à une combinaison de ces déplacements. La pièce 10 est placée en quinconce avec deux autres pièces mécaniques 11 et 12. Ces deux pièces 11 et 12 sont portées par un bras non représenté et sont par exemple fixes. Une fibre optique 2 est placée selon l'invention entre ces deux pièce 11 nt 12 ot i nièce 10 si bion que. lorsque la pièce 10 se déplace dans i'espacc compris entre les deux pièces 11 et 12, la fibre 2 est soumise à des courbures mécaniques. Il convient d'éviter un allongement ou une traction dc la fibre 2 et, à cet effet, une grande réserve de fibre 2 est prévue d'un coté ou de l'au- tre des pièces 11 et 12. Le mouvement du pointeau 1 peut par exemple entre transmis à la pièce 10 par l'intermédiaire d'une pièce 1 déplaçant une came lb mobile en rotation autour d'un axe 0 perpendiculaire au plan de déplacement du pointeau 1.La cnme lb déplace alors la pièce 10 dans l espace compris entre les pie ces 11 et 12 et provoque une flexion d'une longueur ldl de fibre optique 2 fonction du déplacement du pointeau 1. De telles pièces mécaniques sont aisément réalisables on peut concevoir que ces pièces 10, 11, 12 sont des galets. De la sorte, la longueur de fibre 2 optique soumise à la courbure est rendue variable. Elle peut être augmentée en bouclant la fibre plusieurs fois autour de la pièce 10. Cette fibre optique 2 est reliée, par exemple à l'une de ses extrêmités, à des moyens sources3 metteurs de signal lumineux susceptibles d'injecter dans cette fibre 2 un signal lumineux et, à son autre extrêmité, à des moyens récepteurs 4 de signal lumineux susceptibles de recevoir le signa lumineux transmis par la fibre et de le présenter sous forme électrique. Ces moyens récepteurs 4 sont en outre associés à des moyens de comparaison 5 qui permettent de comparer le signal reçu à u étalon. Cette compa raison est aisément effectuée sur le signal électrique dis ponible à l'entrée des moyens 5 de comparaison qui reçoit alors une tension Vréf de référence. Un dispositif 6 de mesure de la variation ainsi détectée par les moyens 5 permet d'effectuer un enregistrement de la mesure. Cette mesure se traduit alors par une variation de l'atténuation, comme représentée sur la figure 2, en fonction de caractéristiques dimensionnelles de ces galets 10, telles que l'en trame des galets et les diamètres de ces mêmes galets(10, 11 et 12). Le tableau ci-dessous récapitule les entraxes et diamètres des galets(11, 12) utilisés pour effectuer les mesures des courbes A, B, C, D de la figure 2 obtenues au moyen du # galets 11, 12 entraxe A îOn.m20mm B 8 mm 16 mm C 6 mu 15 mm D 5 mm 12 mm On constate, sur la courbe D, une atténuation &alpha; qui varie de façon quasi linéaire avec le déplacement Y du galet 10. Les courbes A à C drivent des variations non linéaires de l'atténuation enregistrée en fonction du déplacement Y du galet 10. Si ces galets 10, 11, 12 sont cy lindriquts, il est aisé d'effectuer un enregistrement facilement étalonnable au moyen du dispositif 6 de mesure. il n'est toutefois pas nécessaire que les pièces mécaniques 10 présentent des diamètres égaux dans le cas de galets cylindriques. En effet, il peut s'avérer utile d'aniplifier la variation d'atténuation pour de faibles déplacements de la pièce 10 ou, au contraire, d'obtenir un déplacement important à un bout de course du déplacement de cette pièce 10. De même, si l'on choisit des pièces mécaniques 11 et 12 de grande dimension et une pièce 10 centrale de faible dimension, on obtient une variation brusque de l'atténuation u voisinage des faibles déplacements. Ceci se confirme dans le cas de galets (10, 11, 12) à section circulaire. Si les pièces (10, 11, 12) ont une structure en coupe non circulaire mais par exemple présentent une structure en cardiolde pour la pièce 10 centrale, alors le dispositif de mesure est surtout sensible aux déplacements en bcut de cour se. Si la pièce centrale 10 a en coupe une structure pa folique, lors le dispositif de masure de l'invention sera tres sensible aux faibles x-ariations de déplacement du pointeau 1 et donc de la pièce 10 ct donc à de faibles atténuations au voisinage de la position de départ. La mesure enregistrée par le dispositif 6 peut égalemont être obtenue par une mesure de rétrodiffusion bien connue de l'homme de métier, les moyens émetteurs et récepteurs étant alors confondus de façon connue en soi. Le résultat de la comparaison obtenu en sortie du dispositif 5 peut également s'exprimer par un tout ou rien le dispositif 6 de mesure n'est alors pas utile. REVENDICATIONS 1 - Dispositif optique de mesure comprenant des moyens pour convertir une grandeur physique n un déplacement mécanique d'une pièce 10, dispositif caractérisé par le fait que ladite pièce 10 exerce une flexion sur une longueur a de fibre optique 2, ladite fibre 2 s'appuyant par exemple sur deux pièces mécaniques (11, 12) placées en quinconce avec ladite pièce 10, ladite fibre 2 cotant reliée à des moyens (3, 4) de serutation du signal lumineux transmis par la fibre optique 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérise par le fait que la longueur b1 de fibre optique 2 courbée dépend du déplacement de ladite pièce 10. 3 - Dispositif selon la revend A cation 2 caractérisé par le fait que le déplacement mécanique de ladite pièce 10 est une rotation, une translation, un glissement ou une combinaison de ces mouvements. 4 - Dispositif selon l'une des revencications 1 à 3 caractérisé par le fait que lesdits mcyens (3, 4) de scrutation du signal lumineux sont des moyens sensibles à une atténuation de l'intensité lumineuse. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que lesdits moyens (3, 4) de serutation sont formés de moyens 3 émetteurs de signal lumineux, de moyens 4 pour détecter le signal lumineux transmis par ladite fibre 2 optique et pour transformer ce signal lumineux en un signal électrique. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le signal électrique issu desdits moyens 4 est appliqué à des moyens 5 de comparaison à une tension de référence. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à6 caractérisé par le fait que lesdites pièces (10, 11, 12) sont des galets. 8 - Dispositif selon la revendication 7 caractérise par le fait que le galet 10 a une section cylindrique. 9 - Dispositif selon la revendication 7 caractérise par le fait que le galet 10 a une section en-cardiolde. 10 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fit que le galet 10 a une section parabolique. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 cractérîsé par le fcit que lesdites pièces mécaniques (11, 12) sont fixes. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que ladite pièce 10 exerce une flexion sur plusieurs boucles de fibre 2 optique.