Brevet FR2613476A1 — publié le 19881007

I La présente invention concerne les détecteurs de proximité. du type inductif, comprenant un circuit oscillant, une électronique de commande et de traitement du signal, et destinés à être raccordés à des moyens d'alimentation en énergie électrique, ainsi qu'à des moyens de transmission d'un signal représentatif de l'état du circuit oscillant selon la présence ou l'absence d'un objet métallique dans le champ électromagnétique d'une bobine servant de capteur. Dans les dispositifs connus de ce genre, la présence d'un objet est décelée par l'altération du faisceau électromagnétique émis par une bobine, placée dans un circuit oscillant dont l'amplitude d'oscillation varie selon l'importance de cette perturbation électromagnétique. Les circuits électroniques de commande et de traitement du signal sont regroupés dans le même boitier que le détecteur et nécessitent une alimentation en énergie électrique, extérieure, au moyen d'une ligne électrique. De ce fait, ce type de capteurs est sensible aux parasites industriels captés par cette ligne électrique et ils ne peuvent pas être utilisés en ambiance électrique difficile. De plus, ils ne permettent pas de déterminer si le signal représentatif de l'état du circuit oscillant, correspond à une information valable ou parasitée. Il existe un autre type de capteurs qui présentent l'avantage de ne pas être sensibles aux parasites électromagnétiques, ce sont les capteurs optiques. Ces capteurs sont basés, soit sur la détection de la coupure d'un faisceau lumineux, émis par une source lumineuse vers un élément récepteur, soit sur la détection du faisceau lumineux réfléchi par l'objet à détecter. Ces capteurs présentent cependant l'inconvénient d'avoir des éléments optiques à proximité immédiate des objets à détecter et ces derniers sont alors exposés à la poussière. aux graisses et aux projections d'huile ce qui, là encore, limite leur utilisation. Le dispositif suivant l'invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Il permet en effet de réaliser un capteur de proximité qui ne soit pas sensible aux parasites électromagnétiques. car, il est exempt de toute liaison électrique. D'autre part, les éléments optiques qu'il utilise sont incorporés à l'intérieur du boitier, ce qui leur évite d'être pollués par les poussières, les graisses ou l'huile. En outre, ce dispositif permet de contrôler la validité de son information, c'est à dire de faire la distinction entre: un signal de présence d'un objet, un signal d'absence d'objet, et un signal incohérent, correspondant à une panne éventuelle. Pour cela, le détecteur de proximité selon l'invention est du type inductif, c'est à dire qu'il comprend une bobine de détection associée à un circuit oscillant classique, mais il se caractérise en ce que les moyens d'alimentation en énergie électrique et les moyens de transmission du signal sont opto-électroniques. Cette nouvelle conception d'un capteur de proximité lui permet de cumuler les avantages des capteurs optiques avec ceux des capteurs électromagnétiques. En effet, les moyens d'alimentation optoélectroniques consistent en une cellule photovoltaïque disposée, à l'intérieur du boitier, derrière un dispositif optique qui focalise l'énergie lumineuse venant de l'extérieur et transmise par une fibre optique. C'est la cellule voltaïque qui, en transformant l'énergie lumineuse en énergie électrique, assure l'alimentation des moyens électromagnétiques classiques du capteur. Inversement, le signal électrique issu du détecteur est, après modulation, appliqué à une diode optoélectronique qui le transforme en un signal lumineux, transmis vers l'extérieur au moyen d'une seconde fibre optique. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un capteur conforme à la présente invention. - La figure 1 est un schéma synoptique du capteur, - La figure 2 est une vue extérieure du capteur. Tel que représenté, figure 1, le capteur utilise une détection électromagnétique au moyen d'une bobine 6 émettant un champ électromagnétique 5, entretenu par un circuit oscillant 7. La bobine est avantageusement insérée dans un pot ferrite 4 dont la face ouverte représente la face de détection. La présence d'un objet métallique dans le champ électromagnétique 5 modifie les caractéristiques de l'oscillateur 7. Cette modification de caractéristiques est perçue par un circuit de détection 8 consistant par exemple en un condensateur dont le niveau de charge correspond à l'amplitude des oscillations, qui délivre un signal à un amplificateur suiveur 10. Cet amplificateur consiste en un transistor de commutation. La stabilité du sytème est assurée par un basculeur 9 inserré entre le système de détection 8 et l'amplificateur 10. Le basculeur 9 peut être un trigger de Schmitt classique à deux transistors. Il a pour rôle d'introduire de l'hystérésis, entre le niveau d'action et le niveau de relachement, afin d'éviter un phénomène de battement sur le point de détection. 4 2 6 1 2613476 La ligne 33, issue de la connexion positive de la cellule photovoltaique 2, assure l'alimentation générale du détecteur. Selon une caractéristique de l'invention, l'amplificateur de sortie 10 commande un modulateur 11 qui permet par l'intermédiaire d'une diode optoélectronique d'émission 12, d'envoyer un signal lumineux modulé, par exemple suivant trois modes par la fibre optique de retour d'état 13. Ceci permet d'obtenir un renseignement précis sur l'état du dispositif à savoir par exemple: - en détection: Impulsion de 10ps à la fréquence de KHz, - hors détection: Impulsion de 10 Os à la fréquence de KHz, - En défaut ou panne: Etat indéterminé. Selon une autre réalisation de l'invention,le modulateur focntionne sur un mode linéaire permettant un signal de sortie proportionnel pour être utilisé en un capteur de déplacement, par exemple: distance 1 mm: Fréquence de sortie 1 KHz distance 2 mm: Fréquence de sortie 2 KHz distance 10 mm: Fréquence de sortie 10 KHz Comme représenté, figure 2, le dispositif est intégré dans un boitier 11 couplé à deux fibres optiques. Une fibre optique incidente 1, transmettant l'énergie lumineuse vers les moyens internes la transformant en énergie électrique, et une fibre optique de retour 13, transmettant vers l'extérieur la lumière modulée selon l'état du détecteur. Le dispositif objet de l'invention permet de réaliser des détecteurs de proximité insensibles aux parasites électriques et à la pollution extérieure. REVENDICATIONS 1 - Détecteur de proximité du type inductif, comprenant un circuit oscillant, une électronique de commande et de traitement du signal, et destiné à être raccordé à des moyens d'alimentation en énergie électrique ainsi qu'à des moyens de transmission d'un signal représentatif de l'état du circuit oscillant, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en énergie et les moyens de transmission du signal sont optoélectroniques. 2 - Détecteur de proximité selon la revendication 1. caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en énergie électrique consistent en une cellule photovoltaïque (3), disposée derrière un dispositif optique de focalisation (2), relié à une source d'énergie lumineuse extérieure au moyen d'une fibre optique (1). 3 - Détecteur de proximité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. caractérisé en ce que les moyens de transmission du signal électrique représentatif de l'état du circuit oscillant (6,7) consistent en un circuit de détection (8) un amplificateur suiveur(10). un trigger (9) et un modulateur (11) agissant sur une diode d'émission (12) disposée en regard d'une fibre optique de retour (13). 4 - Détecteur de proximité selon la revendication 3. caractérisé en ce que le modulateur (11) module le signal lumineux de la diode (12) selon trois modes. significatif de l'état du détecteur, sur la fibre optique de retour(13).