Brevet FR2627866A1 — publié le 19890901

Circuit oscillant à haute fréquence La présente invention concerne un circuit oscil- lant ' haute fréquence, constitué par une capacité et une inductance, pour déterminer la masse ou la concentration d'une première substance -qui, conjointement avec une secon-. de substance & laquelle elle se trouve liée ou mélangée, forme le diélectrique de la capacité, le circuit oscillant servant en particulier à déterminer l'humidité (première substance) présente dans la seconde substance ou à détermi- ner la seconde substance. Des circuits oscillants à haute fréquence de ce genre pour déterminer la masse ou la concentration d'une premiere substance, par exemple une humidité telle -que l'eau, qui se trouve dlans une seconde substance, ou la masse ou la concentration, non influencée par la première substance, de la seconde substance sont connus. A cet égara il est connu fondal. lentale.ment-, par exemple grâce au brevet américain ne 3979581, de détermliner la masse des substances indépendamment l'une de l'autre, c'est-=-dire sans que par exemple des valeurs d'humidité variables influent sur les asses sèches & déterminer ou, inversement, des masses sèches variables influent sur les valeurs d'humidité & déterminer. La présente invention a pour objet d'améliorer les éléments constitutifs du circuit oscillant dans le sens d'une stabilisation, en particulier vis-à-vis de l'influen- ce de valeurs de température variables et/ou de dérives sur de longues durées. Ce but est atteint selon l'invention, pour un cir- cuit oscillant à haute fréquence, constitué par une capaci- té et une inductance, pour déterminer la masse ou la con- centration d'une première substance qui, conjointement avec une seconde substance à laquelle elle se trouve liée ou mélangée, forme le diélectrique de la capacité, le circuit oscillant étant destiné notamment à déterminer l'humidité (premiière substance) présente dans la seconde substance ou & déterminer la seconde substance, par le fait que la capacité est formée d'un condensateur dont les électrodes sont appliquées sur un support en matière céramique ou une matière analogue. S'est avérée particulièrement appropriée une mati- ère formant support formée entièrement ou pour une grande partie d'alumine (A1203). Par "substances analogues" il convient en l'occur- rence d'entendre des substances qui, comme le quartz, sont peu influencées, en ce qui concerne l'angle de pertes (tan- gente delta), la constante diélectrique et la dilatation, par des variations de température. Bien que les électrodes du condensateur selon l'invention puissent en soi présenter toute forme voulue et par exemple être constituées par des plaques placées l'une en regard de l'autre, un condensateur à champ de dispersion est particulièrement avantageux pour le domaine d'applica- tion qu'est la détermination de l'humidité. Un tel conden- sateur & champ de dispersion selon l'invention présente avantageusement une surface plane dans laquelle sont mon- tées les électrodes. Il s'est avéré particulièrement avantageux d'uti- liser, selon un développement de l'invention, des types d'électrodes comportant des électrodes partielles qui s'en- gagent les unes dans les autres à la manière de peignes. Si le support présente la forme d'un rectangle, alors l'une des électrodes peut affecter la forme de rubans qui s'éten- dent le long des bords longitudinaux du support. Les élec- trodes partielles s'étendent alors vers l'intérieur, de fa- çon à se trouver entre les électrodes partielles de l'autre électrode, laquelle s'étend sous forme de ruban dans la partie médiane du support de sorte que les électrodes par- tielles s'étendent vers l'extérieur. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention -les électrodes sont constituées par une couche métallique de préférence mince d'une épaisseur de l'ordre de 0,01 ou 0,1 min. Elles peuvent être appliquées d'une- manière connue en soi par la tecihni- que d'application dite en couche épaisse. Pour éviter de l'usure par frottement le support et les électrodes sont revêtus d'une couche de résistance à l'usure très mince, composée par exemple d'un verre spécial dont l'épaisseur est avantageusemnt également de l'ordre de 0,01 ou 0,1 ma%. Une configuration d'électrode comme belle décrite ci-dessus permet d'obtenir les avantages particuliers d'une capacité et d'une intensité de champ de dispersion suffisantes. Les influences de la temipérature et/ou les dérives sur de longues durées se trouvent réduites à un riiniiauiu. Une inductance égale.ment très stable vis-à-vis d'influences de température et/ou de dérives sur de!ongues durées peut, selon un développement de l'invention, être réalisée avantayeuse..ent sous la forime de spires conductri- ces de!'électricité qui se trouvent sur un corps de préfé- rence cylindrique en matière céranique ou une matière ana- logue (corps de bobine). Cette matière céramique est coi.nre celle du condensateur à champ de dispersion, frittée. A cet égard les spires peuvent être constituées par une couche métallique de préférence mince d'o du métal a été enlevé pour séparer les conducteurs les uns des autres, de façon à former une voie conductrice hélicoidale. Les élëi:ents constitutifs du circuit oscillant sont avantageuser.:ent disposés de telle manière tue le con- densateur réalisé en tant que condensateur & champ de dis- persion, lequel vient en contact avec les matières à mesu- rer, soit placé sur le côté extérieur d'une enveloppe dans laquelle se trouvent le corps de bobine et les composants électriques destinés au traitement des signaux délivrés par le circuit oscillant. Le circuit oscillant selon l'invention convient particulièrement pour la détermination de l'humidité (pre- mière substance) présente dans une matière organi.ue co.mme par exemple du tabac, du café, du thé et analogues. L'invention est expliquée plus en détail ci-des- sous & l'aide d'un exemple de réalisation illustré au des- sin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de dessus d'un condensa- teur à champ de dispersion selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne I-I de la figure 1, montrant également un dispositif de retenue pour un condensateur à champ de dispersion et un corps de bobine; et la figure 3 est une vue latérale, à échelle agran- die, du corps de bobine muni de spires conductrices. Sur la figure 1 est représenté un condensateur & chanmp de dispersion 1 dont les électrodes métalliques très rinces 2 et 3 sont appliquées sur un support 4 en forme de plaque en matière céramique ou une matière analogue (par exemple du quartz), par exemple par la technique d'appli- cation en couche épaisse. En tant que matière céramique formant support convient notamment de l'alumine frittée (Ai 03) qui peut être soit pure, soit mélangée à d'autres substances comme par exemple des silicates. La porcelaine convient en principe également comme matière constitutive du support. Il est essentiel que la matière constitutive du support présente une variation aussi faible que possible de l'angle de pertes (tangente delta), de la constante diélec- trique ou de la dilatation en fonction de variations de température et/ou de fluctuations sur de longues durées. L'électrode 2 est formée de deux rubans 6 et 7 reliés élec- triquement entre eux et qui s'étendent le long des grands côtés 8 et 9 du support rectangulaire 4. Les rubans 6 et 7 sont reliés électriquement entre eux par des rubans de li- aison 11 s'étendant le long des petits côtés 12 du support 4. Des électrodes partielles ou individuelles 13 s'étendent & partir des rubans 6 et 7 en direction de la région média- ne 14 de la plaque 4 formant support. Dans cette région médiane s'étend l'électrode 3 réalisée sous forme de ruban 16 et à partir de laquelle des électrodes individuelles 17 s'étendent vers l'extérieur en direction des rubans 6 et 7. Les électrodes individuelles 13 et 17 alternent de sorte que les électrodes 2 et 3 s'engagent les unes dans les autres a la manière de dents. Les électrodes 2 et 3 sont reliées & une source de tension de haute fréquence. Sur la figure 2 est représentée une partie d'une enveloppe 21 sur les faces terminales 22 de laquelle est collé le support 4 pour les électrodes 2 et 3 du condensa- teur à champ de dispersion 1. Sur la figure 2 les électro- ces 2 et 3 sont représentées de manière exagérément épais- se, pour pouvoir les faire apparaître. Sur un- gradin 23 de l'enveloppe 21 est fixée une -latine 24 qui porte un corps de bobine 26 du circuit os- cillant. Le corps de bobine avec ses spires, dont la figure 3 représente des détails, doit, en ce qui concerne l'angle de pertes, la constante diélectrique et la dilatation en cas de températures variables et/ou de fluctuations sur de ion3ues durées, présenter une stabilité analogue à celle du condensateur à champ de dispersion. A cette fin le corps de bobine 26 est également constitué de matière céramique frittée. Sa surface est métallisée. Les spires conductrices 27 sont obtenues à partir de la surface métallique 27a en éliminant, sous une forme hélicoidale, de la matière con- ductrice. Les grandeurs caractéristiques, utilisées de façon connue en soi à des fins de traitement, du circuit oscil- lant, lequel est attaqué par une source de haute fréquence, parviennent à un dispositif de traitement électrique 28 dans lequel la valeur de mesure pour l'humidité (première substance) ou la matière sèche (seconde substance) de la matière à déterminer est générée par des procédés connus (par exemrple selon le brevet américain n 3979581). Le signal de sortie est alors délivré à la sortie 29 du dispo- dispositif de traitement 28. REVENDICATIONS 1 -Circuit oscillant à haute fréquence, consti- tué par une capacité et une inductance, pour déterminer la masse ou la concentration d'une première substance qui, conjointement avec une seconde substance à laquelle elle se trouve liée ou mélangée, forme le diélectrique de la capa-. cité, le circuit oscillant servant en particulier à déter- miner l'humidité (première substance) présente dans la se- conde substance ou à déterminer la seconde substance, ca- ractérisé en ce que la capacité est constituée par un con- densateur (1) dont les électrodes (2, 3) sont appliquées sur un support (4) en matière céramique ou une matière analogue. 2 - Circuit oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant que condensateur un condensateur à champ de dispersion présentant une surfa- ce de préférence plane. 3 - Circuit oscillant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les électrodes (2, 3) du condensa- teur (1) s'engagent l'une dans l'autre à la manière de peignes. 4 Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (4) présente la forme d'un rectangle, en ce que l'une (2) des électrodes présente au niveau des grands côtés (8) la forme de rubans (6, 7) à partir desquçls des électrodes partielles (13) s'étendent vers l'intérieur, et en ce que l'autre électrode (3) présente, dans la région médiane (14) du support, la forme d'un ruban (16) à partir duquel des électrodes partielles (17) s'étendent vers l'extérieur. - Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les élec- trodes (2, 3) sont constituées par des couches métalliques de préférence minces qui sont appliquées sur le support. 6 - Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes et le support sont revêtus d'une mince couche de résistance à l'usure, en particulier d'une glaçure. 7 - Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'induc- tance est formée de spires (27) conductrices de l'électri- cité qui se trouvent sur un corps (26) de préférence cylin- drique en matière céramique ou une matière analogue (corps de bobine). 8 - Circuit oscillant selon la revendication 7, caractérisé en ce que les spires (27) sont constituées par une couche métallique de préférence mince d'o du métal a été éliminé afin de séparer les conducteurs les uns des autres. 9 - Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le con- densateur réalisé en tant que condensateur à champ de dis- persion (1) et qui entre en contact avec les substances à mesurer est disposé sur le côté extérieur d'une enveloppe (21) à l'intérieur de laquelle se trouvent le corps de bobine (26) et les composants électriques (28) destinés à traiter les signaux délivrés par le circuit oscillant. - Circuit oscillant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cir- cuit oscillant est prévu pour déterminer l'humidité (pre- mière substance) présente dans une matière organique. 11 - Circuit oscillant selon la revendication 10, caractérisé en ce que la matière organique est une substan- ce de l'industrie des denrées alimentaires ou de produits de consommation tels que le tabac, le café, ou le thé.