Brevet FR2633388A1 — publié le 19891229

"Procédé d'étalonnage d'un dispositif de mesure opérant sans contact, notamment pour le contrôle de produits laminés et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé". L'invention concerne un procédé d'étalonnage d'un dispositif de mesure opérant sar.ns contact, au moyen d'un faisceau de rayons de mesure des dimensions de la section d'un produit à passage continu étiré en longueur, de préférence un produit laminé. De tels dispositifs de mesure ne servent pas seulement à la régulation et à la commande d'installations de produc- tion, notamment de trains de laminoirs, afin que la qualité de la matière produite puisse être optimisée, soit en premier lieu sa marge de tolérance, mais également le rendement des installations et l'utilisa- tion du temps. Il est nécessaire, pour atteindre cet objectif, de mesurer de manière aussi précise que possible les dimensions de la section du produit pendant son passage en un ou plusieurs endroits de l'installation, afin de noter aussitôt des écarts éventuels et que des contre-mesures appropriées puis- sent être prises rapidement. On utilise pour de telles mesures les dispositifs de mesure connus opérant sans contact, par exemple avec une lumière laser. Lorsqu'on travaille avec un tel dispositif de mesure, il en résulte dans la pratique des diffi- cultés dues à ce que la position du zéro des valeurs mesurées varie de manière indésirée et en ce que, par suite, on n'obtient pas des résultats de mesure irré- prochables. De tels déplacements du zéro sont le plus souvent imputables à des effets extérieurs et sont inévitables dans la pratique. Les têtes de mesure du dispositif de mesure qui émettent et reçoivent les faisceaux de rayons de mesure sont, selon leur type de construction, disposées à une distance radiale plus ou moins grande du produit qui passe et sont maintenues dans cette position par une fixation ou par un boîtier qui entoure totalement ou partiellement le produit qui passe. Si la température varie dans la halle de production ou seulement dans la zone proche du boîtier, le boîtier se dilate ou se rétracte et modi- fie ainsi la position des têtes de mesure par rapport à l'axe médian longitudinal du produit qui passe, ce qui a pour effet de déplacer le zéro. Selon le mode de construction du dispositif de mesure et selon le type de la forme de section du produit à mesurer, les têtes de mesure sont souvent aussi disposées de telle sorte qu'elles pivotent ou tournent autour de l'axe médian longitudinal du produit. Les vibrations et les forces qui interviennent à cette occasion peuvent être égale- ment la cause de ce que la distance des têtes de mesu- re à l'axe médian longitudinal est modifiée et, par suite, la position du zéro. De même, des influences extérieures non contrôlables occasionnent un déplace- ment du zéro et sont la cause de résultats de mesure imprécis. L'invention se fixe pour but de créer un procédé et un dispositif permettant d'obtenir des résultats de mesure plus précis. Ce but est atteint en ce qu'il est constam- ment tenu à disposition à proximité du point de mesure du dispositif de mesure, un corps étalon dont les dimensions de la section sont exactement connues et qui est placé pendant chaque interruption ou pendant plusieurs interruptions de mesure du produit dans la zone du faisceau de rayons de mesure, à la suite de quoi l'indication de mesure ou la sortie d'une valeur de mesure du dispositif de mesure est réglée sur les dimensions connues de la section du corps étalon. Alors que d'habitude un dispositif de mesure reçoit un nouveau réglage du zéro lors du montage et à l'occa- sion de travaux d'entretien ayant lieu à intervalles assez espacés dans le temps, il est proposé par l'in- vention d'exécuter très fréquemment un tel étalonnage. La fréquence de celui-ci dépend de la nature et du mode de fonctionnement de l'installation, dans laquel- le est monté le dispositif de mesure. En principe, un étalonnage effectué aussi fréquemment que possible procure des résultats particulièrement précis parce qu'un déplacement du zéro qui s'est produit peut, de toute manière, subsister jusqu'au prochain processus d'étalonnage qui suivra bientôt. Un déplacement petit à petit du zéro se produisant sur une assez longue période, avec une erreur de plus en plus grande, est constamment interdit par des étalonnages se succédant à brève échéance. L'étalonnage est effectué en mesu- rant continuellement le corps étalon, dont les dimen- sions de la section sont exactement connues en le plaçant pour cela, à la place du produit, dans la zone du faisceau de rayons de mesure. L'indication de mesu- re ou la sortie de la valeur de mesure doit alors indiquer les dimensions connues du corps étalon. S'il ne le fait pas à cause du décalage du zéro, le dispo- sitif d'étalonnage qui existe sur de tels dispositifs de mesure doit être actionné de manière à ce que les dimensions du corps étalon soient indiquées ou extrai- tes. Un tel processus d'étalonnage peut être exécuté lors de chaque interruption de fabrication, mais il est également possible d'exécuter le processus d'éta- lonnage, alors que le produit continue à circuler; la mesure du produit est alors interrompue pendant la brève durée de l'étalonnage. L'invention concerne aussi un dispositif de mesure pour l'exécution du procédé décrit, lequel dispositif est équipé d'au moins une tête de mesure logée dans un boîtier entourant le produit qui passe. Il peut y avoir ici plusieurs têtes de mesure répar- ties sur le pourtour et celles-ci peuvent être dispo- sées aussi bien libres en rotation ou pivotantes que fixes. Le boîtier peut être, en outre, remplacé par une fixation appropriée. D'après l'invention, il est disposé dans, contre ou à proximité du boîtier un corps étalon dont les dimensions de la section sont également connues, qui est supporté par un dispositif de maintien et qui peut être à la demande, placé provisoirement dans la zone du faisceau de rayons de mesure de la tête de mesure. On dispose ainsi d'une possibilité d'exécuter le processus d'étalonnage à peu de frais et dans un temps très court et de le répéter aussi souvent qu'on le désire, parce que le corps étalon peut être placé facilement et rapidement dans la zone du faisceau de rayons de mesure, coaxialement à l'axe longitudinal médian du produit, et en être retiré de même. Il est avantageux que le dispositif de main- tien possède un tuue entourant le produit qui circule avec des ouvertures radiales pour les rayons de mesure et que le tube supporte sur sa face extérieure un anneau mobile axialement comme corps étalon. Cette forme d'exécution convient particulièrement pour la mesure d'un produit échauffé notamment pour un produit laminé par des laminoirs à chaud parce que le tube entourant le produit réduit considérablement la charge de chaleur des têtes de mesure et du corps étalon. Le tube peut aussi être réalisé avec une double paroi, ce qui permet de le refroidir avec un agent réfrigérant qui le parcourt. Avec cette forme d'exécution de l'in- vention, l'anneau servant de corps étalon peut être relié de manière fixe au tube du dispositif de main- tien et être mobile en direction axiale par rapport à celui-ci à l'intérieur du boîtier. Il suffit ensuite, pour amener le corps étalon dans la zone du faisceau de rayons de mesure, de déplacer le tube conjointement avec le corps étalon en direction axiale; on opère de même pour l'éloignement du corps étalon de cette zone. Les deux opérations s'effectuent rapidement et sans problèmes. Il est possible par ailleurs de guider l'anneau servant de corps étalon et pourvu de mobilité longitudinale sur le tube du dispositif de maintien. Avec cette forme d'exécution, ce n'est plus le tube mais seulement l'anneau servant de corps étalon qui est déplacé en direction axiale avant et après l'éta- lonnage. Sur une autre forme d'exécution de l'inven- tion, le dispositif de maintien possède au moins un levier pivotant sur lequel est fixé le corps étalon et le levier maintient à volonté le corps étalon au même endroit que le produit dans la zone des rayons de mesure ou en dehors de cette zone. Cette forme d'exé- cution convient particulièrement pour les cas d'appli- cation o il n'est procédé à l'opération d'étalonnage que pendant les interruptions de passage du produit. Il est également possible ici que le corps étalon possède les dimensions de section désirées pour le produit. L'opération d'étalonnage est alors effectuée avec les dimensions de section du produit à mesurer et il en résulte un étalonnage particulièrement précis. L'invention est représentée sur les dessins du brevet avec quelques exemples d'exécution à l'appui. On y voit: - Figure 1: un dispositif de mesure pendant la mesure, en coupe longitudinale; - Figure 2: le dispositif de mesure de la figure 1 pendant l'étalonnage, en coupe longitudinale. - Figure 3: une coupe suivant la ligne III- III de la figure 1; - Figure 4: une autre forme d'exécution du dispositif de mesure, en coupe longitudinale. - Figure 5: une vue en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation du dispositif de mesure. Il est représenté à la figure 1 un tronçon d'un produit 1 étiré en longueur, qui possède une section circulaire. Toutefois, cette dernière n'est pas indispensable et le produit 1 peut, au contraire, posséder une section de forme quelconque, être consti- tué des matières les plus diverses et présenter une température élevée ou basse. Le produit 1 est entouré par un tube 2 qui n'est représenté que partiellement dans un but de simplification du dessin. Le tube 2 est réalisé avec une double paroi, de telle sorte qu'il en résulte un intervalle annulaire 3 qui est fermé, du côté de l'entrée, par une paroi frontale 2a disposée avec une inclinaison par rapport au produit et, du côté de la sortie, par une paroi frontale 2b s'éten- dant perpendiculairement au produit 1. L'intervalle annulaire 3 est alimenté par une prise d'eau 4 en eau de refroidissement, qui peut couler à nouveau par le raccord 5. Le tube 2 possède respectivement en plusieurs endroits de son pourtour deux ouvertures radiales 6 et 7 par lesquelles une tête de mesure 8 dirige un faisceau de rayons de mesure 9 sur la surfa- ce du produit 1 et reçoit les rayons réfléchis 9. La tête de mesure 8 est maintenue dang un boîtier 11 à l'aide de fixations 10. Le boîtier 1l présente des paliers 12 au moyen desquels il peut tourner sur le tube 2 fixe ou est déplacé suivant un mouvement de pivotement autour de l'axe médian longitudinal la du produit 1. Les entraînements nécessaires à cet effet sont connus et ont été supprimés. L'intérieur du boî- tier 11 est balayé, au moyen d'un raccord 13 par de l'air de refroidissement, qui peut s'échapper entre autres par les ouvertures radiales 6 et 7. Il est disposé sur la face extérieure du tube 2, à proximité immédiate des ouvertures radiales 6 et 7, un anneau 14 servant de corps étalon, qui est relié de manière fixe au tube 2. Si on doit dans un but d'étalonnage, amener l'anr.eau 14 servant de corps étalon dans la zone du faisceau de rayons de mesure, il suffit d'alimenter avec un agent de pression un cylindre de travail 15 monté sur la paroi extérieure du boîtier 11. Le boîtier il est ainsi déplacé en direction axiale par rapport au tube 2 - vers la gau- che à la figure 2 - de telle sorte que les rayons de mesure 9 atteignent l'anneau 14 dont le diamètre exté- rieur est exactement connu. Si ce diamètre extérieur est, lui aussi, mesuré par la tête de mesure ou si, en cas d'écart, il est effectué un nouveau réglage, la position d'étalonnage du boîtier 11 qui est représen- tée à la figure 2 est annulée au moyen d'un déplace- ment adéquat, en direction opposée, effectué par le vérin de travail, de telle sorte que la position représentée à la figure 1 est à nouveau atteinte et que la mesure peut être poursuivie. Il est montré à la figure 3 que plusieurs têtes de mesure 8 peuvent se trouver dans le boîtier 11, de manière à effectuer plusieurs mesures simulta- nément afin d'obtenir une plus grande précision. La forme d'exécution à la figure 4 correspond essentiel- lement à la forme d'exécution aux figures 1 à 3, à la différence près que l'anneau 4 servant de corps-étalon est disposé mobile longitudinalement sur le tube 2 et peut être amené à l'aide du cylindre de travail 16 dans la zone du faisceau de rayons de mesure et être éloigné de celle-ci. Il n'est pas nécessaire ici de déplacer le boîtier 11 par rapport au tube 2 en direction axiale. Les paliers 12 ne servent plus à la figure 4 que pour le mouvement de rotation ou de pivo- tement du boîtier 1il autour de l'axe médian longitudi- nal. Si ce mouvement de rotation ou de pivotement ne doit pas être nécessaire, on peut renoncer aux paliers 12. Sur la forme d'exécution à la figure 5, le produit 1 a quitté le tube 2, de telle sorte que celui-ci est libéré pour une broche 17 qui, avec cette forme d'exécution, sert de corps étalon. Elle est disposée coaxialement à l'axe médian longitudinal la du produit 1 et possède, de manière adéquate mais non obligatoire, les dimensions de section qui sont désirées pour le produit 1 et qui sont normalement mesurées si le dispositif de mesure est en bon ordre; ce point est également valable pour l'installation de fabrication ou d'usinage du produit 1. La broche 17 est fixée à un dispositif de maintien 18 et peut être échangée. Le dispositif de maintien 18 est équipé de deux leviers 19 qui sont pourvus, à leurs parties d'extrémité d'articulation , ce qui permet de les faire pivoter. Il est ainsi possible de faire pivoter la broche hors du tuyau dans la position représentée en traits et points. Dans cette position, ni le dispositif de maintien 18, ni la broche 17 ne gênent le passage du produit. Mais si on doit procéder à une opération d'étalonnage, la broche 17 servant de corps d'étalon peut pivoter à nouveau très rapidement dans sa position d'étalonnage à l'intérieur du tube 2 dès que le produit 1 a quitté l'intérieur du tube. REVENDICATIONS 1) Procédé d'étalonnage d'un dispositif de mesure opérant sans contact au moyen d'un faisceau de rayons de mesure des dimensions de la section d'un produit à passage continu, étiré en longueur, de préférence un produit laminé, caractérisé en ce qu'il est continuellement tenu à disposition à proximité du point de mesure du dispositif de mesure un corps étalon (14, 17) dont les dimensions de la section sont exactement connues et qui est placé pendant chaque interruption, ou pendant plusieurs interruptions de mesure du produit dans la zone du faisceau de rayons de mesure, à la suite de quoi l'indication de mesure ou la sortie d'une valeur de mesure est réglée sur les dimensions connues de la section du corps étalon. 2) Dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comportant au moins une tête de mesure (8) dans un boîtier entou- rant le produit qui passe, caractérisé en ce qu'il est disposé, sur ou à proximité du boîtier (11), un corps- étalon (14, 17) dont les dimensions de la section sont exactement connues, qui est supporté par un dispositif de maintien et qui peut être, à la demande, placé provisoirement dans la zone du faisceau de rayons de mesure (9) de la tête de mesure (8). 3) Dispositif de mesure selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le dispositif de main- tien possède un tube (2) entourant le produit (1) qui circule avec des ouvertures radiales (6, 7) pour les rayons de mesure (9) et en ce que le tube (2) supporte sur sa face extérieure un anneau (14) mobile axiale- ment.