Brevet FR2657958A1 — publié le 19910809

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE D'AU MOINS UNE DIMENSION TRANSVERSALE D'UN FIL TEXTILE. La présente invention concerne un procédé de mesure d'au moins une dimension transversale d'un fil textile dans lequel on éclaire le fil au moyen d'au moins un faisceau lumineux émis par une source de lumière cohérente, on examine la figure d'interférence obtenue dans le plan focal d'un système optique et on déduit ladite dimension transversale de la distance séparant les franges d'interférence. Elle concerne également un dispositif de mesure d'au moins une dimension transversale d'un fil textile, dans lequel on éclaire le fil au moyen d'au moins un faisceau lumineux émis par une source de lumière cohérente, on examine la figure d'interférence obtenue dans le plan focal d'un système optique et on déduit ladite dimension transversale de la distance séparant les franges d'interférence pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Les procédés connus qui font une analyse du spectre de diffraction dans le plan focal d'un système optique présentent plusieurs inconvénients. Selon les dimensions des fils mesurés, les franges d'interférence sont plus ou moins écartées, de sorte que selon le type de fil analysé la sensibilité change Par conséquent, si l'appareil n'est pas conçu pour un type de fil bien déterminé, la précision de la mesure sera affectée Par ailleurs, les appareils connus ne permettent pas de fournir une information sur la forme du fil, c'est-à-dire sur la géométrie de sa section transversale qui peut être circulaire, plus ou moins ovale, voire presque rectangulaire, si le fil a la, forme d'un ruban plat ou torsadé. La présente invention se propose de pallier ces divers inconvénients en réalisant un procédé ainsi qu'un dispositif adaptés à la mesure des dimensions transversales d'un fil, quel que soit le type de fil examiné, et qui permettent de déduire des informations sur la forme géométrique de la section transversale de ce fil. 2 - Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on ménage de part et d'autre du fil au moins deux fentes symétriques par rapport à ce fil pour former deux sources secondaires agencées pour interférer et en ce que l'on déduit ladite dimension transversale du fil de l'écart entre les franges de la figure d'interférence obtenue. Selon un mode préféré, on règle la largeur desdites fentes symétriques en fonction de l'ordre de grandeur de ladite dimension transversale du fil. Selon une variante particulièrement avantageuse, on ménage de part et d'autre du fil deux paires de fentes symétriques par rapport à ce fil et perpendiculaires deux à deux, on éclaire la première paire de fentes au moyen d'un premier faisceau de lumière cohérente et la deuxième paire de fentes au moyen d'un deuxième faisceau de lumière cohérente, ces deux faisceaux étant perpendiculaires entre eux, on déduit des figures d'interférence formées respectivement par les fentes de la première paire de fentes et par celles de la deuxième paire de fentes, les dimensions transversales du fil dans deux directions perpendiculaires. Dans ce but également, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ménager au moins deux fentes symétriques par rapport à ce fil pour former deux sources secondaires agencées pour interférer, des moyens pour analyser la figure d'interfé- rence obtenue et des moyens pour déduire ladite dimension transversale du fil de l'écart entre les franges de la figure d'interférence. La largeur des fentes est de préférence réglable de manière à permettre d'adapter le dispositif à l'analyse de différents types de fils. Selon un mode de réalisation préféré le dispositif comporte deux paires de fentes symétriques par rapport au fil et perpendiculaires deux à deux, des moyens pour générer deux faisceaux de lumière cohérente perpendiculaires entre eux et respectivement perpendiculaires aux deux paires de fentes, des moyens pour analyser les figures d'interférence obtenues et des moyens pour déduire de ces figures les dimensions -3- transversales du fil selon deux directions perpendiculaires à l'axe de ce fil et perpendiculaires entre elles. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation préférée et au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représentge une vue schématique du dispositif pour mesurer une dimension transversale d'un fil, La figure 2, représente une vue schématique du dispositif pour mesurer deux dimensions transversales du fil selon des axes perpendiculaires, et La figure 3 représente une forme particulière des images d'interférence obtenues. En référence à la figure 1, le dispositif de mesure comporte essentiel- lement une source S de lumière cohérente émettant un faisceau 10 sur une lentille cylindrique 11 Il comporte par ailleurs deux lames 12 et 13, mobiles axialement, qui sont disposées de part et d'autre d'un fil 14 dont on désire mesurer au moins une dimension transversale Ces deux lames 12 et 13 sont disposées symétriquement de part et d'autre du fil 14 de manière à définir deux fentes identiques 15 et 16 Ces deux fentes deviennent deux sources secondaires émettant de la lumière en direction d'une lentille 17 et forment dans le plan de cette lentille une figure d'interférence qui est schématiquement représentée en coordonnées Y, f (o Y représente l'écart entre les franges d'interférence 18 et f l'amplitude de ces franges). Selon la qualité géométrique du fil 14, les bandes alternativement brillantes et sombres sont plus ou moins bien définies, mais leur fréquence est fonction de l'inverse de la distance séparant les deux fentes 15 et 16 c'est-à-dire du diamètre du fil 14 Ces franges d'interférence sont théoriquement plus ou moins écartées selon le diamètre du fil Le fait de disposer deux lames 12 et 13 réglables, permet de ménager des fentes de largeur appropriée de part et d'autre du fil, quel que soit le diamètre de ce fil, c'est-à-dire d'adapter la 4 - sensibilité du dispositif de mesure au type de fil analysé par un simple réglage de l'écartement des lames 12 et 13 Cet écartement peut être réel lorsque l'on modifie l'écartement des fentes ou virtuel lorsque l'on interpose un système optique réglable qui permet de créer à partir des fentes deux sources secondaires virtuelles. Le dispositif selon la figure 1 permet d'obtenir une information correspondant à une direction transversale du fil Pour obtenir des informations plus précises sur la géométrie de ce fil, il est indispensable de pouvoir disposer d'informations relatives aux dimensions transversales du fil selon deux directions de préférence perpendiculaires Ces informa- tions peuvent être obtenues au moyen du dispositif selon la figure 2. Comme précédemment, ce dispositif comporte une source lumineuse agencée pour émettre un faisceau de lumière cohérente 10 Ce faisceau est envoyé sur un miroir semi-transparent M 1 qui le divise en un faisceau a et en un faisceau 10 b Le faisceau 10 a correspond au faisceau 10 de la figure 1 et est envoyé sur une lentille cylindrique de focalisation I la identique à la lentille Il du montage de la figure 1 Le faisceau émergeant de cette lentille est dirigé sur le fil 14 à analyser et sur deux lames 12 a et 13 a disposées de part et d'autre du fil 14 et agencées pour définir deux fentes 15 a et 16 c identiques aux fentes 15 et 16 du montage précédent Dans cette représentation, les lames 12 a et 13 a sont représentées par des flèches doubles pour indiquer qu'elles sont mobiles axialement dans deux directions opposées On notera d'ailleurs que les déplacements des lames sont synchronisés étant donné que les fentes doivent être parfaitement symétriques par rapport au fil Comme précédemment, les fentes 15 a et 16 a constituent des sources secondaires qui forment à travers la lentille 17 une figure d'interférence dans le plan de cette lentille Cette figure d'interférence comportent des franges d'interférence 18 identiques aux franges obtenues dans le cadre du montage de la figure 1. Le faisceau divisé 10 b est envoyé sur un réflecteur R 1 disposé à 45 qui transmet le faisceau réfléchi sur un second réflecteur R 2 également disposé à 450 pour le transmettre finalement sur une lentille cylindrique llb identique à la lentille la Cette lentille focalise le faisceau sur le fil 14 et sur deux lames respectivement 12 b et 13 b mobiles axialement qui définissent de part et d'autre du fil deux fentes symétriques 15 b et 16 b Ces fentes constituent comme précédemment des sources secon- daires qui émettent la lumière sur une lentille 19 formant dans son plan des franges d'interférence 20. Grâce à ce montage, on obtient des informations sur les dimensions transversales du fil selon deux directions perpendiculaires. En référence à la figure 3, la figure d'interférence obtenue se compose d'un ensemble de franges de Young 30 qui sont contenues à l'intérieur d'une enveloppe 31 Si a représente la distance entre les fentes, b la distance entre le fil et le bord des plaques, c la largeur de la fente du dispositif, d le diamètre du fil, S la distance entre la fente et la lentille de focalisation, la longueur d'onde de la lumière, l'interfrange Ay est donné par = Si/a = S/ d + b ce qui donne si SX k b d = _S_ _ àv k 6 - On peut également considérer la courbe enveloppe et dans ce cas: Ay = SA/ b = 25 / c d ce qui donne si 2 S k 2 c d = SA k 2 -ay La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais peut subir différentes modifications évidentes pour l'homme de l'art. -7- Revendications 1 Procédé de mesure d'au moins une dimension transversale d'un fil textile dans lequel on éclaire le fil au moyen d'au moins un faisceau lumineux émis par une source de lumière cohérente, on examine la figured'interférence obtenue dans le plan focal d'un système optique et on déduit ladite dimension transversale de la distance séparant les franges d'interférence, caractérisé en ce que l'on ménage de part et d'autre du fil au moins deux fentes symétriques par rapport à ce fil pour former deux sources secondaires agencées pour interférer et en ce que l'on déduit ladite dimension transversale du fil de l'écart entre les franges de la figure d'interférence obtenue. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on règle la largeur desdites fentes symétriques en fonction de l'ordre de grandeur de ladite dimension transversale du fil. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ménage de part et d'autre du fil deux paires de fentes symétriques par rapport à ce fil et perpendiculaires deux à deux, en ce que l'on éclaire la première paire de fentes au moyen d'un premier faisceau de lumière cohérente et la deuxième paire de fentes au moyen d'un deuxième faisceau de lumière cohérente, ces deux faisceaux étant perpendiculaires entre eux, en ce que l'on déduit des figures d'interférence formées respectivement par les fentes de la première paire de fentes et par celles de la deuxième paire de fentes, les dimensions transversales du fil dans deux directions perpendiculaires. 4 Dispositif de mesure d'au moins une dimension transversale d'un fil textile dans lequel on éclaire le fil ( 14) au moyen d'au moins un faisceau lumineux émis par une source de lumière cohérente (S), on examine la figure d'interférence obtenue dans le plan focal d'un système optique ( 17) et on déduit ladite dimension transversale de la distance séparant les franges d'interférence, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ménager au moins deux fentes symétriques ( 15, 16) par rapport à ce fil 8 - ( 14) pour former deux sources secondaires agencées pour interférer, des moyens pour analyser la figure d'interférence obtenue et des moyens pour déduire ladite dimension transversale du fil de l'écart entre les franges ( 18) de la figure d'interférence. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur des fentes est réglable. 6 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de fentes symétriques ( 15 a, 16 a; 15 b, 16 b) par rapport au fil et perpendiculaires deux à deux, des moyens pour générer deux faisceaux de lumière cohérente perpendiculaires entre eux et respectivement perpendiculaires aux deux paires de fentes, des moyens pour analyser les figures d'interférence obtenues et des moyens pour déduire de ces figures les dimensions transversales du fil selon deux directions perpendiculaires à l'axe de ce fil et perpendiculaires entre elle.