Brevet FR2667153A1 — publié le 19920327

Le contrôle de la qualité du fluide d'un circuit, de lubrification par exemple, est une opération primordiale pour maintenir en bon état les pièces fonctionnelles. Il est pour ce faire nécessaire, de la manière la plus générale, de pouvoir vérifier la transparence du fluide pour en détecter les éventuelles impuretés Selon l'état de la technique connue, les détecteurs utilisés comportent des aimants, qui attirent les impuretés métalliques, et des circuits électriques influencés par la présence desdites impuretés métalliques Cette technique présente quelques inconvénients parmi lesquels, bien sûr, la limitation de la détection aux seules particules métalliques, alors que d'autres impuretés, non métalliques ou non magnétisables, et par suite non détectables, peuvent être à l'origine de détério- rations et/ou de pannes des mécanismes De plus, les circuits électriques mis en oeuvre sont souvent compliqués et coûteux. L'invention propose un nouveau détecteur d'impuretés destiné à la détection de tous les types d'impuretés, bien entendu aussi des impuretés métalliques, mais pas uniquement celles-ci, détecteur en outre simple et efficace. L'invention a donc d'abord pour objet un détecteur des impuretés éventuellement contenues dans un fluide contenu dans une enceinte, ladite enceinte comprenant une zone de détection desdites impuretés dans laquelle est disposée une tête de détection que comporte ledit détecteur. Selon l'invention, a) la zone de détection comprend deux premières parois disposées en regard l'une de l'autre; b) le détecteur d'impuretés comprend deux fibres optiques, une source lumineuse et un détecteur de lumière; c) une première extrémité de chacune desdites fibres optiques a un accès optique de l'intérieur de la zone de détection, les deuxdites fibres optiques étant alignées dans la zone de leurs premières extrémités, qui sont supportées par lesdites premières parois; d) la deuxième extrémité d'une première desdites fibres optiques est disposée en regard de la source lumineuse; e) la deuxième extrémité de la deuxième desdites fibres optiques est disposée en regard du détecteur de lumière. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées: un conduit tubulaire est ménagé dans chacune des deux dites premières parois et débouche à l'intérieur de ladite zone de détection des impuretés, chaque conduit tubulaire recevant l'une desdites fibres optiques qui y est ajustée de manière étanche; la tranche de la première extrémité de chaque fibre optique est sensiblement contenue dans le plan de la face interne de la première paroi, dans le conduit tubulaire de laquelle est reçue ladite fibre optique; la zone de détection est délimitée par les deux dites premières parois et par une troisième paroi qui relie lesdites premières parois en étant décalée par rapport à la ligne joignant les premières extrémités des fibres optiques, cependant qu'un aimant permanent, fixé dans ladite troisième paroi, a l'un de ses pâles adjacent à ladite zone de détection; la troisième paroi comporte un logement qui débouche dans la zone de détection et qui contient au moins partiellement ledit aimant permanent, dont ledit pâle est contenu dans ladite zone de détection elle-même; l'aimant permanent est supporté par un bouchon vissé dans la troisième paroi, un joint d'étanchéité étant interposé entre le bouchon et la troisième paroi. L'invention a également pour objet un circuit hydraulique faisant application de deux détecteurs d'impuretés tels que précédemment définis. Selon l'invention, ce circuit hydraulique comprend: un circuit d'utilisation d'un fluide hydraulique; un premier desdits détecteurs d'impuretés, qui est raccordé audit circuit d'utilisation; un conduit d'alimentation en fluide hydraulique dudit circuit d'utilisation; le deuxième desdits détecteurs d'impuretés, qui est raccordé audit conduit d'alimentation; et, un dispositif différentiel de mesure du taux d'impureté, auquel sont reliées les deuxièmes extrémités des deuxièmes fibres optiques desdits premier et deuxième détecteurs d'impuretés, et qui réalise la différence des excitations lumineuses provenant desdites deuxièmes extrémités des deuxièmes fibres optiques. Les avantages principaux de l'invention sont ceux correspondant à une détection optique utilisant des fibres optiques: la détection est possible quelle que soit la nature des impuretés, métalliques et non métalliques, et la lecture et l'exploitation de la détection à distance sont réalisées simplement grâce à la transmission par fibres optiques. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une coupe d'un dé réalisation conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe d'un dé- réalisation conforme à l'invention; et, la figure 3 est une représentation hydraulique utilisant deux détecteurs l'invention. En regard de la figure 1 est d'impuretés constitué par: le corps 1 de réception d'une taraudage 3 coopérant avec un filetage fixation de celle-ci sur ledit corps; Lecteur Lecteur i schéma d'impu selon une première selon une deuxième itique d'un circuit iretés conformes à représenté un détecteur vis 2 qui 4 de ladite comporte vis pour un la un joint d'étanchéité 5, contenu dans une gorge 6 de la vis 2, interposé entre un alésage 7 que comporte le corps 1 et ladite vis 2; une canalisation 8, dont est solidaire le corps 1 au moyen de deux premières parois 9 se faisant face, une troisième paroi 10 reliant les deux premières parois 9, en s'étendant sensiblement perpendiculairement aux parois 9; deux conduits tubulaires 11, alignés (droite 12), débouchent dans la zone de détection 19 disposée entre les faces internes 9 A des parois 9; deux fibres optiques 13,14 contenues et ajustées sans jeu, avec étanchéité, l'une 13 dans l'un des conduits 11, l'autre 14 dans l'autre conduit 11, et ayant la tranche 13 A,14 A d'une première de leurs extrémités contenue dans la face 9 A de la paroi 9 correspondante; un alésage 15, ménagé dans la troisième paroi 10, la traversant, et reliant l'enceinte 16 intérieure au corps 1 à la zone de détection 19 qui communique en permanence avec la canalisation 8 appartenant à un circuit hydraulique contenant un fluide de lubrification; un aimant permanent 17, cylindrique, a une première de ses extrémités introduite en force et maintenue dans une cavité 18 d'extrémité de la vis 2 formant bouchon, cependant que sa deuxième extrémité est contenue dans l'alésage 15, y est adaptée pratiquement sans jeu, et a sa tranche extrême 17 A, constituant l'un des pôles de l'aimant, distante de l'axe 12 des conduits Il d'une longueur L 12 et de la plus proche des génératrices desdits conduits 12 d'une longueur D 12, de sorte que la zone de détection 19 constitue, pour la canalisation 8, un puits de décantation des impuretés 20 Celles de ces impuretés qui sont métalliques sont en outre attirées dans ladite zone de détection 19 par le pâle 17 A de l'aimant permanent 17. Une rondelle 21, dont l'épaisseur E 21 est choisie afin de régler la distance L 12, est intercalée entre la face externe IA du corps 1 et la face d'appui (de serrage) 22 A de la tête 22 de la vis 2. Par ailleurs, une source lumineuse 23 est placée en regard de la deuxième extrémité 13 B de la fibre optique 13, un dispositif 24 de détection de la lumière étant placé en regard de la deuxième extrémité 14 B de la fibre optique 14 Les propriétés des fibres optiques de transmission de la lumière permettent en outre de reporter, si cela est nécessaire, les sources de lumière 23 et dispositif 24 en des emplacements éloignés du corps 1, tels que par exemple peuvent l'être des écrans de surveillance de postes de pilotage d'avions ou d'automobiles, par rapport aux circuits de lubrification dont sont munis lesdits avions et automobiles. La figure 2 représente un ensemble identique à celui de la figure 1 sauf en ce qui concerne la disposition définie ci-après. La zone de détection 19 est cette fois en communication, non pas avec une canalisation 8, mais avec le carter d'huile 25 d'un moteur. Pour ce faire, le corps 1 comporte, au-delà des conduits tubulaires Il par rapport au logement de la vis 2, un manchon de fixation 26, muni de deux gorges extérieures successives 27,28 recevant, l'une, 26, un jonc métallique 29, l'autre, 28, un joint d'étanchéité 30 disposé entre cette gorge 28 et un alésage 31 que comporte un manchon de fixation 32 du carter 25 Un fourreau de liaison 33, comportant un épaulement 34 et un taraudage 35 assure la fixation du corps 1 sur le carter 25 par coopération, d'une part, du taraudage 35 avec un filetage 36, que comporte le manchon de fixation 32 du carter 25, d'autre part, de l'épaulement 34 qui vient en appui sur le jonc 29. Le circuit représenté sur la figure 3 comprend un circuit d'utilisation auquel est raccordé le détecteur de la figure 1, et qui est matérialisé par la canalisation 8 dudit détecteur d'impuretés, contenant un fluide hydraulique ayant travaillé dans le circuit d'utilisation et chargé d'impuretés. Un conduit 108 d'alimentation en fluide hydraulique épuré est raccordé d'une part, par un conduit 137 à un réservoir contenant ou à une pompe véhiculant le fluide épuré, d'autre part à l'admission du circuit d'utilisation Un détecteur d'impuretés, analogue à ceux déjà décrits, est branché sur le conduit d'alimentation 108 et comporte, schématiquement, deux fibres optiques 113,114, alignées ( 112); dont les tranches 113 A,114 A de premières extrémités de chacune d'elles sont disposées en regard l'une de l'autre; et dont les deuxièmes extrémités 113 B,114 B sont placées, respectivement, en regard d'une source lumineuse 123 et d'un dispositif de détection de la lumière 124 Des liaisons 39,139 relient les détecteurs de lumière 24 et 124 aux entrées d'un dispositif différentiel 140 de mesure du taux d'impuretés des fluides, ce dispositif différentiel réalisant la différence 141 des excitations lumineuses provenant des deuxièmes extrémités 14 B,114 B des fibres optiques 14,114 et reçues par les dispositifs de détection de la lumière, 24,124 - Le fonctionnement des détecteurs d'impuretés décrits est indiqué ci-après en référence à la réalisation de la figure 1, le remplacement, dans la réalisation de la figure 2, de la canalisation 8 par le carter 25 n'ayant évidemment aucune influence sur la détection des impuretés 20. Lorsque le fluide contenu dans la canalisation 8 ne contient pas d'impuretés, sa transparence n'affaiblit pas ou peu le signal lumineux qui est émis par la source de lumière 23 et véhiculé par la fibre optique 13, et qui est donc reçu par l'extrémité 14 A de la fibre optique 14, véhiculé par celle-ci, et finalement reçu par le détecteur de lumière 24. L'intensité du signal reçu par le détecteur de lumière 24 permet effectivement de constater la pureté du fluide. Lorsque le fluide contient par contre des impuretés 20, celles-ci, souvent principalement métalliques, sont attirées et retenues dans la zone de détection 19 par le pâle 17 A de l'aimant 17 le signal lumineux, qui parvient à l'extrémité 13 A de la fibre optique 13 est transmis à l'extrémité 14 A de la fibre optique 14 avec affaiblissement, de sorte que le détecteur de lumière 24 reçoit un signal affaibli, ce qui permet de constater la présence d'impuretés 20 dans la zone de détection 19 et donc dans le fluide contrôlé. Il peut être fixé un seuil déterminé d'affaiblissement du signal lumineux détecté par le détecteur de lumière 24 au-delà duquel il devient nécessaire, soit de changer le filtre que comporte toute installation utilisant un fluide de lubrification, soit de remplacer ce fluide impur par un fluide neuf. Il convient de faire les observations suivantes: l'épaisseur E 21 de la rondelle 21 permet de choisir simplement la profondeur de la zone de détection 19, ou encore de régler aux valeurs désirées soit la longueur L 12, soit la longueur D 12 séparant le pôle magnétique 17 A des fibres optiques 13,14; les réalisations représentées montrent des conduits tubulaires 11 qui débouchent dans la zone de détection 19, les extrémités 13 A, 14 A des fibres optiques étant contenues dans le plan des faces internes 9 A des parois 9 Il serait également conforme à l'invention d'obturer l'orifice par lequel chaque conduit tubulaire Il débouche dans la zone de détection 19 par un corps transparent (verre, glace, ou analogue), et de placer les extrémités 13 A,14 A des fibres optiques en retrait par rapport auxdites faces internes 9 A Dans ce cas, chaque fibre optique 13,14 pourrait ne pas être ajustée avec étanchéité à chaque conduit tubulaire Il; le dispositif de détection 24 peut être combiné à un dispositif d'alarme avertissant l'utilisateur du dépassement du taux maximal admissible des impuretés contenues dans le fluide lorsque les impuretés 20 susceptibles d'être contenues dans le fluide ne sont pas métalliques, la présence de l'aimant 17 n'est pas nécessaire: le système de détection des impuretés contenues dans la zone de détection 19 reste efficace et le dispositif de détection de lumière 24 permet encore la surveillance de la pureté du fluide; la transmission de signaux lumineux par fibres optiques permet, comme cela a déjà été noté, de reporter l'emplacement d'observation loin de la canalisation 8 ou du carter 25 le niveau d'alarme est réglable; la surveillance peut être permanente la détection des impuretés est insensible aux perturbations, généralement gênantes pour les détections conformes à l'art antérieur, notamment aux perturbations magnétiques et nucléaires. Le dispositif différentiel 140 de la figure 3 reçoit les informations correspondant aux mesures de l'énergie lumineuse transmise provenant des sources lumineuses 23,123, aux dispositifs de détection de la lumière 24,124, respectivement et réalise la différence de ces mesures Autrement dit, ce dispositif différentiel tient compte de l'opacité du fluide hydraulique propre, épuré, et la déduit de celle du fluide ayant travaillé, la différence 141 des excitations lumineuses correspondant alors uniquement à l'atténuation de transmission provoquée par les seules impuretés, la déduction ayant été effectuée de l'atténuation de transmission lumineuse provoquée déjà par le fluide hydraulique épuré lui-même. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1 Détecteur des impuretés éventuellement contenues dans un fluide contenu dans une enceinte ( 8), ladite enceinte ( 8) comprenant une zone ( 19) de détection desdites impuretés ( 20) dans laquelle est disposée une tête de détection ( 14 A) que comporte ledit détecteur, caractérisé en ce que a) la zone de détection ( 19) comprend deux premières parois ( 9 A) disposées en regard l'une de l'autre; b) le détecteur d'impuretés comprend deux fibres optiques ( 13,14), une source lumineuse ( 23) et un détecteur de lumière ( 24); c) une première extrémité ( 13 A,14 A) de chacune desdites fibres optiques ( 13,14) a un accès optique de l'intérieur de la zone de détection ( 19), les deuxdites fibres optiques étant alignées ( 12) dans la zone de leurs premières extrémités, qui sont supportées ( 11) par lesdites premières parois; d) la deuxième extrémité ( 13 B) d'une première ( 13) desdites fibres optiques est disposée en regard de la source lumineuse ( 22); e) la deuxième extrémité ( 14 B) de la deuxième ( 14) desdites fibres optiques est disposée en regard du détecteur de lumière ( 24). 2 Détecteur d'impuretés selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un conduit tubulaire ( 11) est ménagé dans chacune des deux dites premières parois et débouche à l'intérieur de ladite zone ( 19) de détection des impuretés, chaque conduit tubulaire ( 11) recevant l'une ( 13,14) desdites fibres optiques qui y est ajustée de manière étanche. 3 Détecteur d'impuretés selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tranche ( 13 A,14 A) de la première extrémité de chaque fibre optique ( 13,14) est sensiblement contenue dans le plan de la face interne ( 9 A) de la première paroi, dans le conduit tubulaire de laquelle est reçue ladite fibre optique. 4 Détecteur d'impuretés selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone de détection ( 19) est délimitée par les deux dites premières parois ( 9) et par une troisième paroi ( 10) qui relie lesdites premières parois en étant décalée par rapport à la ligne ( 12) joignant les premières extrémités ( 13 A,14 A) des fibres optiques, cependant qu'un aimant permanent ( 17), fixé dans ladite troisième paroi, a l'un ( 17 A) de ses pôles adjacent à ladite zone de détection ( 19). Détecteur d'impuretés selon la revendication 4, caractérisé en ce que la troisième paroi ( 10) comporte un logement ( 15) qui débouche dans la zone de détection ( 19) et qui contient au moins partiellement ledit aimant permanent ( 17), dont ledit pôle ( 17 A) est contenu dans ladite zone de détection elle-même. 6 Détecteur d'impuretés selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'aimant permanent ( 17) est supporté par un bouchon ( 2) vissé ( 4) dans la troisième paroi, un joint d'étanchéité ( 5) étant interposé entre le bouchon ( 2) et la troisième paroi. 7 Circuit hydraulique faisant application de deux détecteurs d'impuretés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit ( 8) d'utilisation d'un fluide hydraulique un premier ( 1) desdits détecteurs d'impuretés, qui est rac- cordé audit circuit d'utilisation; un conduit ( 108) d'alimentation en fluide hydraulique dudit circuit d'utilisation; le deuxième ( 113-114) desdits détecteurs d'impuretés, qui est raccordé audit conduit d'alimentation; et, un dispositif différentiel ( 140) de mesure du taux d'impureté, auquel sont reliées ( 39,139) les deuxièmes extrémités ( 14 B,114 B) des deuxièmes fibres optiques desdits premier et deuxième détecteurs d'impuretés, et qui réalise la différence ( 141) des excitations lumineuses provenant desdites deuxièmes extrémités des deuxièmes fibres optiques.