Brevet FR2595460A1 — publié le 19870911

L'invention concerne un dispositif de contrôle du diamètre de canalisations et, plus précisément, du diamètre intérieur, afin de repérer les déformations d'une canalisation ou d'un tuyau tout au long de sa longueur. Ce genre de mesure s'applique aussi bien aux canalisations de petit diamètre de type téléphonique ou de distribution de gaz, qu'aux tuyaux de diamètre plus important utilisés pour l'écoulement de gaz, de pétrole ou de tout autre fluide. Actuellement, lorsque l'on désire contrôler le diamètre interne d'une canalisation, on met en oeuvre un dispositif que l'on tracte à l'intérieur de la canalisation et qui comporte des baleines ou des bras pivotant latéralement, afin de s'appliquer élastiquement contre la paroi interne de la canalisation à contrôler. Ces bras sont reliés à un dispositif mécanique qui, au cours de la mesure, se déplace dans une direction d'une distance d'autant plus grande que les bras pivotants se resserrent vers le support, c'est-à-dire que ce déplacement est d'autant plus grand que le diamètre minimum de la canalisation est plus petit. Ce dispositif mesure donc le diamètre minimum de la canalisation, sans donner aucune information sur le nombre des rétreints de la canalisation, sur la longueur de ces rétreints et sur leur position, puisqu'il ne mesure que le rétreint le plus important correspondant au diamètre minimum de la canalisation. La présente invention a, notamment, pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif de contrôle de canalisations, comportant un support relié à un câble de traction et pourvu de plusieurs bras pivotant radialement autour du support, un moyen sur le support pour repérer le degré de resserrement des branches au cours du déplacement du support dans la canalisation à contrôler, dispositif caractérisé en ce que le moyen prévu sur le support est constitué par une pièce mobile coulissant librement sur le support à l'encontre d'un ressort, cette pièce mobile étant reliée aux bras pivotants et agissant sur un moyen transformant à chaque instant, en grandeur électrique, la position instantanée de la pièce mobile sur le support au cours du déplacement du support par traction sur le câble. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la pièce mobile est constituée par une bague reliée par des biellettes articulées aux bras pivotants. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen produisant la grandeur électrique est relié par des fils électriques à une centrale de calcul disposée à une extrémité de la canalisation à contrôler, cette centrale recevant également, corrélativement, une grandeur électrique fonction de la position instantanée du support dans la canalisation, cette grandeur étant transmise par un dispositif enrouleurdérouleur d'un câble. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le câble du dispositif enrouleur-dérouleur est un câble de rappel du support, ce câble étant relié par une extrémité au support et incorporant les fils électriques de transmission de la grandeur électrique, fonction du diamètre instantané mesuré de la canalisation. L'invention est représentée à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une coupe latérale de l'ensemble du dispositif conforme à l'invention, au cours d'une opération de contrôle d'une canalisation - la figure 2 est une vue latérale du capteur du dispositif de la figure I - la figure 3 est une vue schématique de droite de la figure 2 - la figure 4 est un schéma synoptique de la partie électronique du capteur - la figure 5 est un schéma synoptique la centrale de calcul - la figure 6 est le schéma électrique du circuit de stabilisation prévu sur le capteur pour la stabilisation de la tension d'alimentation. La présente invention a, en conséquence, pour but la réalisation d'un dispositif de contrôle du diamètre interne d'une canalisation, et cela sur toute sa longueur et donc, de permettre d'apprécier l'importa-nce et la localisation précise de toutes les déformations internes résultant, par exemple, d'un écrasement ou, au contraire, d'un éclatement. Le dispositif conforme à l'invention permet donc, par exemple, de savoir préalablement à l'introduction d'un table ou d'une tuyauterie dans une canalisation si le diamètre interne de cette canalisation l'autorise à recevoir ce comble ou cette tuyauterie. Elle permet également de réduire considerablement les travaux de restauration de la canalisation lorsque cela est nécessaire, en localisant avec précision la position des déformations et leur importance. Ce dispositif comprend un capteur 1 que l'on déplace dans la canalisation enterrée 2 à contrôler un treuil 3 relié au capteur 1 par un câble 4, ce treuil 3 assurant le déplacement du capteur 1 à l'intérieur de la canalisation 2 par traction sur le câble 4 qui est enroulé sur un tambour A l'autre extrémité de la canalisation 2 est prévu un dispositif enrouleur-dérouleur 5 et une centrale de calcul 6. Le dispositif enrouleur-dérouleur comporte un tambour sur lequel s'enroule un câble de rappel 7 à l'intérieur duquel sont incorporés les fils de liaison de la partie électronique du capteur 1 à la centrale de calcul 6. Dune manière générale, il est prévu, suivant l'invention, de produire, au cours du déplacement du capteur dans la canalisation 2, une grandeur électrique variant à chaque instant en fonction du diamètre interne de cette canalisation et de transmettre cette grandeur électrique à la centrale de calcul 6 corrélativement à l'envoi dans cette centrale de calcul, d'une grandeur électrique fonction de la position du capteur 1 dans la canalisation 2, cette grandeur fonction de la position du capteur étant produite en fonction du déroulement du câble 7 de l'enrouleur-dérouleur 5 lorsque le capteur 1 est tiré par le treuil 3 et par l'intermédiaire du câble 4. Le capteur 1 comprend (voir figure 2) un support 8 réalisé à la manière d'un axe sur lequel coulisse une bague 9. Cet axe 8 est pourvu à ses extrémités d'oeillets 10 et 11 destinés à être accrochés respectivement aux câbles 4 et 7. Par ailleurs, cet axe 8 comporte un épaulement circulaire 11 sur lequel sont articulés des bras 12. Ces bras 12 qui sont cintrés intérieurement à leurs extrémités libres 121 sont disposés radialement autour de l'axe 8 à la manière de baleines de parapluie. Par ailleurs, ces bras 12 sont reliés de manière articulée à des biellettes 13 reliées également de manière articulée sur la bague 9. Un ressort 14 est disposé entre l'épaulement 11 et la bague 9 afin de tendre constamment à repousser cette bague 9 et, donc, afin d'écarter les bras 12 pour les appliquer élastiquement contre la face interne de la canalisation à contrôler et également afin de centrer le capteur sur l'axe du diamètre moyen minimum de la conduite. La bague 9 est solidaire d'un prolongement 15 qui pénètre à l'intérieur d'un bottier 16 contenant l'ensemble du circuit électronique du capteur et, notamment, la piste 17 d'un potentiomètre dont le curseur 171 est solidaire du prolongement 15 de la bague 9. Ainsi, au cours du déplacement du capteur 1 dans la canalisation, les bras 12 se resserrent ou s'écartent continuellement en fonction du diamètre moyen interne de la canalisation, de façon que le libre c.oulissement de la bague 9 dans un sens ou dans l'autre permette d'obtenir, aux bornes de la piste 17 du potentiomètre, une valeur de résistance variable fonction du diamètre interne de la canalisation. Les bras 12 présenteront, de préférence, une extrémité cintre en forme de palette, c'est-à-dire élargie comme cela est représenté en 122 sur la figure 3, afin de s'adapter correctement sur la paroi interne de la canalisation, éviter tout blocage du capteur dans cette canalisation et également afin de permettre un repérage de rétreints localisés sur une petite surface à la périphérie de la canalisation. Suivant l'invention, et afin d'obtenir une mesure précise, il est prévu de transformer, sur le capteur 1 la tension variable obtenue aux bornes du potentiomètre 17, en fréquence ; de prévoir dans la centrale de calcul 6 une alimentation à tension stabilisée qui alimente par les fils de liaison 7 la partie électronique du capteur 1 ; de prévoir dans la centrale de calcul une résistance 37 en série avec les fils de liaison 7 et de mesurer la variation de tension aux bornes de cette résistance en fonction de la variation du courant consommé par la partie électronique du capteur, ce courant étant fourni par l'alimentation stabilisée en tension. Ainsi, sur la figure 4, il est prévu d'appliquer la tension variable produite aux bornes du potentiomètre 17 sur un amplificateur de réglage de zéro 18 permettant de calibrer le capteur en fonction du diamètre de la canalisation à contrôler et de l'amplitude des déformations possibles. L'amplificateur 19 est ensuite relié à un amplificateur 192 dont le gain est suffisant pour produire une tension variable compatible avec le convertisseur tension/fréquence 20 qui le suit. Ce convertisseur tension/fréquence 20 produit aux bornes d'une résistance de charge 21 un signal électrique de fréquence variable dont la fréquence est directement proportionnelle au diamètre interne de la canalisation 2 au cours du déplacement du capteur 1. Cette fréquence est calibrée et étalonnée de manière répétitive grâce à la channe de réglage décrite ci-dessus et pour des raisons d'affaiblissement, sur la ligne de transmission 7, la gamme de fréquence se situe entre 0,1 et 5 kilohertz. Ce dispositif ne comportant aucune capacité de filtrage de puissance, l'émission se fait simplement en faisant débiter le convertisseur tension fréquence dans la résistance 21, ce qui implique donc une consommation qui est répercutée sur l'alimentation schématisée sur la figure 6 et donc sur la ligne 7. Le circuit de stabilisation de tension prévu sur le capteur est représenté par son schéma électrique, sur la figure 6. Ce circuit comporte un générateur de courant 22 compensé en température (indépendant de toute tension) qui débite dans une résistance 23. I1 apparat aux bornes de cette résistance une tension stabilisée car ne dépendant que du générateur de courant 22. Cette tension est filtrée par un condensateur 24. Cet amplificateur 29 sert à fournir le courant nécessaire à l'électronique en répercutant scrupuleusement cette tension stabilisée. Au cours du tirage du capteur 1 dans une canalisation, il est possible que des courants soient induits dans la ligne 7 par des lignes haute tension ou des coups de foudre. Pour protéger l'électronique du capteur de toute perturbation électrique, il est à cet effet prévu un éclateur 25 qui protège l'électronique contre les surtensions avec un fort pouvoir d'écoulement en courant. Par ailleurs, une diode 26 en série avec une résistance 27, évite la destruction du circuit en cas d'inversion de la polarité; Un varistor 28 est également prévu afin de limiter toute surtension résiduelle à 120 % de la tension nominale d'alimentation. On obtient donc à la sortie 30 de ce montage amplificateur 29, une tension stabilisée qui alimentera les amplificateurs 191 et 192, le convertisseur VIF 20 ainsi que le potentiomètre 17. La tension variable apparaissant aux bornes de la résistance 37, tension qui est directement proportionnelle à la consommation de la partie électronique du capteur, est prélevée par l'amplificateur opérationnel 31 par l'intermédiaire de condensateurs d'isolation 32. Le signal de fréquence variable est converti en tension par un convertisseur fréquence/ tension 36 puis transformé en données numériques par le convertisseur analogique/digital 32 afin d'être exploitées par l'ordinateur 33. L'ordinateur reçoit également par la liaison 34 une information relative à la position du capteur 1 dans la canalisation. Cette information est transmise par un convertisseur impulsions/mots binaires, les impulsions lues par le convertisseur étant produites par un détecteur placé sur le châssis de l'enrouleurdérouleur 5 au regard de plots ou de perforations régulièrement réparties à la périphérie du tambour, afin de produire une impulsion pour une valeur angulaire déterminée du tambour et donc pour une valeur de déroulement déterminée du câble de rappel à l'intérieur duquel sont incorporés les fils de liaison 7. L'ordinateur 33 est d'autre part relié à un écran-clavier pour permettre un mode conversationnel avec l'utilisateur, ainsi qu'à une imprimante pour imprimer les éventuels paramètres d'entrée ainsi que la courbe représentant le diamètre du tuyau en fonction de la position du capteur. Lors de la mise en oeuvre du dispositif conforme à l'invention, l'opérateur entrera dans l'ordinateur les différents paramètres relatifs au responsable de la mesure, à la date, au chantier contrôlé, etc. Dans l'exemple ci-dessus décrit, la conversion mécanique/électrique est réalisée sur le capteur par un potentiomètre et cela pour des raisons de fiabilité, de précision et de coût. Cependant, tout autre mode de conversion pourra être adopté et, par exemple, il pourra être prévu des ponts de jauge résistifs ou piézo-électriques, des selfs, des capacités ou encore un coupleur optique incrémental ou absolu associé à un convertisseur tension ou fréquence. REVENDICATIONS 1) Dispositif de contrôle de canalisations, comportant un support (8) relié à un câble de traction (4) et pourvu de plusieurs bras (12) pivotant radialement autour du support, un moyen sur le support pour repérer le degré de resserrement des branches (12) au cours du déplacement du support dans la canalisation (2) à contrôler, dispositif caractérisé en ce que le moyen prévu sur le support est constitué par une pièce mobile (9) coulissant librement sur le support à l'encontre d'un ressort (14), cette pièce mobile étant reliée aux bras pivotants (12) et agissant sur un moyen (17) transformant à chaque instant, en grandeur électrique, la position instantanée de la pièce mobile sur le support au cours du déplacement du support par traction sur le câble. 2) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile (9) est constituée par une bague reliée par des biellettes articulées aux bras pivotants. 3) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (17) produisant la grandeur électrique, est relié par l'intermédiaire d'une channe de conversion électronique et par des fils électriques (7) à une centrale de calcul (6) disposée å une extrémité de la canalisation à contrôler, cette centrale recevant également, corrélativement, une grandeur électrique fonction de la position instantanée du support (1) dans la canalisation (2), cette grandeur étant transmise par un dispositif enrouleur-dérouleur (5) d'un câble. 4) Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le câble du dispositif enrouleurdérouleur (5) est un câble de rappel (7) du support, ce câble étant relié par une extrémité au support et incorporant les fils électriques de transmission de la grandeur électrique, fonction du diamètre moyen instan tané mesuré de la canalisation. 5) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le support comporte un moyen (20) produisant une grandeur électrique variable en fréquence en fonction du diamètre de la canalisation à contrôler. 6) Dispositif conforme aux revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le moyen produisant la grandeur électrique est constitué par un potentiomètre (17) actionné par la bague (9) et actionnant un convertisseur tensionfréquence (20). 7) Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le potentiomètre (17) est relié au convertisseur tension-fréquence (20) par un amplificateur de réglage de zéro (191) et par un amplificateur de gain (192), ce convertisseur débitant dans une résistance de charge. 8) Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la centrale de calcul comporte une alimentation stabilisée en tension (18) reliée par les fils de liaison (7) aux moyens (17, 20, 37) transformant la position de la pièce mobile (9) sur le support (8) en courant à fréquence variable, les mêmes fils de liaison assurant ainsi l'alimentation du capteur et la transmission de la grandeur électrique de mesure vers la centrale de calcul. 9) Dispositif conforme aux revendications 3 et 8, caractérisé en ce que la centrale de calcul comporte une résistance (21) insérée sur les fils de liaison (7), un moyen (31) étant prévu pour prélever la composante alternative de la tension présente aux bornes de cette résistance, cette tension étant proportionnelle au courant débité dans les fils de liaison (7) par l'alimentation (18) stabilisée en tension et donc proportionnelle à la fréquence du signal émis par le convertisseur tension-fréquence (20).