Brevet FR2615612A3 — publié le 19881125

FR 2615612 A3 19881125 FR 8806601 A 19880517 La présente invention concerne un dispositif pour la mesure des dimensions des objets. Le but de l'invention est de réaliser un dispo- sitif d'une fabrication simple et économique et d'une grande fiabilité, qui permette de mesurer les dimensions d'objets (en particulier leurs dimensions transversales) avec une haute résolution, sans contact mécanique avec ces objets, en particulier lorsqu'il s'agit d'objets re- lativement petits, de dimensions de l'ordre du dixième de millimètre. Ce but est atteint selon l'invention à l'aide d'un dispositif de mesure opto-électronique caractérisé en ce qu'il comprend: un corps creux opaque présentant une ouverture permettant d'y introduire un objet à mesurer; au moins une diode émettrice de rayonnement, de préférence infrarouge, et une cellule photovoltaique linéaire apte à engendrer un signal électrique indicatif de la quantité de rayonnement reçue; ladite diode émet- trice et la cellule photovoltaique étant disposées à l'intérieur de la cavité du corps dans un même plan or- thogonal à la direction de l'introduction de l'objet à mesurer, de sorte qu'en utilisation, un objet introduit dans le corps dans la direction d'introduction prédéter- minée peut s'interposer entre la diode et la cellule pho- tovoltaîque, en projetant sur celle-ci une ombre qui est fonction de ses dimensions transversales. Selon une autre caractéristique, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement un autre cou- ple diode émettrice-diode photovoltaique, de préférence disposé dans le même plan que le premier couple et tour- né de 90 par rapport à celui-ci. Les dispositifs selon l'invention qui ont été réalisés par la demanderesse ont permis de mesurer des objets possédant des dimensions al- lant jusqu'à O,1 mm, et avec une résolution de mesure de moins de 0,01 mm. autreE c&rattéristiaues et avntaceS de 'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en perspective d'un dis- positif de mesure opto-électronique selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne II-II de la figure 1; et la figure 3 est un graphique qui montre un exem- ple de courbe de variation du courant engendré par une cellule photovolta!que du dispositif selon l'invention, en fonction des dimensions d'un corps à mesurer intro- duit dans le dispositif. Dans l'exemple de réalisation représenté, un dispositif opto-électronique selon l'invention comprend un corps tubulaire 1 de section carrée, en matière opa- que. Dans ce corps, est définie une cavité 2 qui s'étend le long de l'axe X-X du corps 1 et, dans l'exemple repré- senté, cette cavité est ouverte aux deux extrémités du corps. Deux diodes émettrices 3 et 4 sont fixées dans la zone médiane de deux parois adjacentes du corps 1, dans un même plan transversal audit corps, ainsi que ce- ci ressort des figures 1 et 2. Les diodes émettrices 3 et 4 peuvent être constituées, par exemple, par des dio- des émettrices de lumière. Le rayonnement émis par ces lumières peut être visible mais il est de préférence in- frarouge afin que la mesure ne soit pas influencée par la lumière ambiante. Deux dispositifs photosensibles linéaires 5 et 6 sont fixés sur deux autres parois du corps 1, à l'inté- rieur de la cavité 2, dans le même plan que celui dans lequel les diodes 3 et 4 sont montées, le premier de ces dispositifs étant placé face au photo-émetteur 3 et le deuxième face au photo-émetteur 4, ainsi qu'on l'a repré- senté en particulier sur la figure 2. Ces photodétec- teurs sont aptes à engendrer un signal électrique indica- tif de la quantité de rayonnement reçue et ils sont cons- titués en particulier par des cellules photovoltaiques. Les dispositifs émetteurs 3 et 4 et les photodé- tecteurs 5,- 6 sont connectés à un circuit électronique (non représenté) d'alimentation et de traitement des si- gnaux fournis par les photodétecteurs 5 et 6. On a représenté en 10 sur les figures 1 et 2 un objet cylindrique de forme allongée dont on veut mesurer les dimensions transversales à l'aide du dispositif op- to-électronique décrit ci-dessus. On introduit cet objet dans la cavité 2 du corps 1 de manière que son axe coin- cide avec l'axe du corps. A cet effet, on peut prévoir à l'entrée et/ou à la sortie du corps 1 des dispositifs de centrage de type connu en soi et non représentés. En s'interposant entre les diodes 3 et 4 et les cellules photovoltaiques 5 et 6 qui leurs sont respectivement as- sociées, le corps 10 projette sur ces dernières une om- bre dont l'étendue est indicative des dimensions trans- versales de ce corps. Cette ombre détermine une réduc- tion du niveau du signal fourni par les cellules photo- voltaiques 5 et 6 et, à partir de cette réduction du si- gnal, il est possible de remonter aux dimensions trans- versales de l'objet 10. Le dispositif de mesure opto-électronique selon l'invention peut être utilisé, entre autres, pour le con- trôle sans contact de fils ou câbles électriques munis d'un revêtement isolant, pour vérifier si des portions prédéterminées de ces fils ou câbles ont été dénudées, ou pour vérifier si leurs extrémités ont été munis de cosses serties ou équivalents. Sur la figure 3, on a représenté un objet cylin- drique 10 dont deux portions axiales 10a et lO0b présen- tent des diamètres d1 et d2 différents l'un de l'autre. Sur la même figure, on a représenté d'une façon corres- pondante le graphique qui montre la variation du courant f '..,- pendant la mesure de l'objet 10 représenté sur cette mê- me figure, en fonction de la longueur de cet objet. Le graphique qui montre la variation du courant I présente un premier segment A dans lequel le courant prend une valeur sensiblement constante Io, qui est la valeur du courant engendré par les cellules photovoltai- ques en l'absence de corps interposées entre ces cellu- les et les diodes émettrices. Lorsque le corps 10 de la figure 3 est interpo- sé entre les diodes émettrices et les cellules photovol- taiques, le courant fourni par ces dernières présente une valeur constante Il (segment B du graphique de la fi- gure 3) aussi longtemps que la portion 10a du corps 10 est interposée entre les diodes et les cellules, et il prend ensuite une valeur sensiblement constante 12 (seg- ment C du graphique de la figure 3) lorsque la portion lO0b vient s'interposer. Les valeurs Il et 12 du courant sont indicati- ves des diamètre d1 et d2 des deux portions du corps 10 soumis à la mesure. Ce corps peut être constitué, par exemple, par une portion de câble électrique dont l'ex- trémité l0a a été dénudée. En comparant le courant I à des niveaux cons- tants de courant Ils et I2s (voir la figure 3), il est possible de déterminer le début de la portion lOa du corps 10 et la transition entre la portion lOa et la por- tion 10b. En outre, si la vitesse de passage du corps 10 dans le dispositif de mesure est constante, l'intervalle séparant les instants o le courant I franchit les seuils est lié par une relation univoque à la longueur 11 de la portion 10a du corps 10. Le circuit électroni- que de commande et de traitement (non représenté) asso- cié au dispositif de mesure peut facilement être réalisé de manière à pouvoir fournir des indications relatives aux dimensions transversales des objets mesurés, aussi bien que des indications relatives à la longueur des seg- ments de ces objets qui sont définis par les variations de sections successives. A ce circuit, on peut connecter des dispositifs de visualisation des valeurs mesurées et/ou des disposi- tifs d'interface aboutisant à d'autres appareils de trai- tement et d'enregistrement, par exemple, à des proces- seurs, enregistreurs, imprimantes, etc.. Le dispositif selon l'invention peut en outre être utilisé pour envoyer des signaux d'autorisation et de commande à des machines travaillantes qui ont pour mission d'effectuer d'autres opérations ou traitements sur les objets mesurés. Bien entendu, diverses modifications et varian- tes pourront être apportées au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 2615612- R E V E N D I C A T IONS 1 - Dispositif pour la mesure sans contact des dimensions d'un objet, caractérisé en ce qu'il com- prend: un corps creux opaque (1) présentant une ouvertu- re permettant d'y introduire un objet (10) à mesurer; au moins une diode émettrice de rayonnement, de préféren- ce infrarouge (3, 4), et.une cellule photovoltaique li- néaire (5; 6) apte à engendrer un signal électrique (I) indicatif de la quantité de rayonnement reçue; ladite diode émettrice (3, 4) et la cellule photovoltaique (5, 6) étant disposées à l'intérieur de la cavité (2) du corps (1) dans un même plan orthogonal à la direction (X-X) de l'introduction de l'objet à mesurer, de sorte qu'en utilisation, un objet (10) introduit dans ledit corps (1) dans la direction d'introduction prédéterminée (X-X) peut s'interposer entre la diode émettrice (3, 4) et la cellule photovoltaîque (5, 6) en projetant sur cel- le-ci une ombre qui est fonction de ses dimensions trans- versales. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre une deuxième diode émettrice (4) et une deuxième cellule photovoltaique li- néaire (6) associée à cette diode, ces éléments étant disposés dans la cavité (2) du corps (1), dans un même plan orthogonal à la direction (X-X) d'introduction de l'objet à mesurer (10) et opposés face à face, selon une direction qui forme un angle avec la direction selon la- quelle ladite première diode émettrice (3) et ladite pre- mière cellule photovoltatque (5) sont opposéses face à face. 3 - Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que ladite deuxième diode émettrice et ladi- te deuxième cellule photovoltaique (4, 6) sont placées dans le même plan que la première diode émettrice et que la première cellule photovoltaique (3, 5). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la direction selon laquelle la première diode émettrice (3) et la pre- mière cellule photovoltalque (5) se font face est perpen- diculaire à la direction selon laquelle la deuxième diode émettrice (4) et la deuxième cellule photovoltaXque (6) se font face. - Dispositif selon une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la cacité (2) dudit corps (1) est de forme quadrangulaire. 6 - Dispositif selon une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps (1) est de forme tubulaire.