Brevet FR2662499A1 — publié le 19911129

"Hygromètre électronique" La présente invention concerne un hygromètre électronique. Les hygromètres sont soit des hygromètres à simple lecture, en général des hygromètres mécaniques à cheveu ; l'humidité ambiante imprègne le cheveu qui s'allonge ou se rétracte suivant cette humidité. Une extrémité du cheveu est fixe et l'autre extrémité est reliée à un dispositif indicateur tel qu'un axe portant une aiguille se déplaçant devant une échelle graduée. Dans ce cas, le cheveu est enroulé. I1 existe également des hygromètres utilisant un composant électronique dont la caractéristique varie en fonction de l'humidité de l'air auquel est exposé cet hygromètre. Les composants de tels hygromètres sonde sèche/sonde humide sont très sensibles à la poussière, aussi, ne conviennent-ils pas pour des atmosphères chargées de poussière. Lorsque l'hygromètre assure un simple affichage de l'hygrométrie relative, la situation n'est pas particulièrement grave. Par contre, si un tel hygromètre est utilisé pour asservir le réglage du taux d'humidité dans une enceinte chargée de pous sière, les conséquences peuvent être très graves ; il en est par exemple ainsi dans le cas de la régulation de l'hygrométrie dans des installations agricoles comme par exemple des poulaillers industriels, ou les filtres à poussière sont encrassés très rapidement. De plus, les hygromètres à sonde sèche et sonde humide sont d'une utilisation très délicate car il faut en permanence réajuster le niveau de la réserve d'eau. Les hygromètres à capteur capacitif ou au silicium sont très sensibles à la pollution par les poussières, aux ambiances agressives ; il en résulte une dérive importante de leurs caractéristiques et par suite une absence totale de fiabilité à moyen terme de la régulation assurée par de tels hygromètres. La présente invention a pour but de remédier à cette situation et se propose de créer un hygromètre électronique de réalisation facile et simple, qui soit peut sensible à la poussière de l'air, ne nécessite pas d'entretien fréquent et permette de fournir un signal de commande utilisable par exemple dans un système de régulation de l'atmosphère. A cet effet, l'invention concerne un hygromètre électronique caractérisé en ce qu'il comprend - un cheveu exposé à l'air ambiant, ce cheveu étant tendu entre un point fixe et l'axe d'une aiguille indicatrice, axe que ce cheveu peut faire tourner contre un ressort antagoniste, - un capteur de rotation formé par au moins un aimant porté par l'axe et un élément à effet Hall coopérant avec l'aimant pour fournir un signal électrique dé pendant de la rotation de l'axe, - un circuit de traitement électronique recevant le signal du capteur à effet Hall pour le transformer en un signal de commande. Cet hygromètre est extrêmement robuste ; il présente la précision d'un hygromètre classique à che veu, c'est-à-dire une bonne précision comprise entre 50 et 95 % d'hygrométrie relative ; cet hygromètre, du fait qu'il est peu sensible aux poussières surtout dans une atmosphère chargée en poussière et en ammoniac, ne nécessite pas d'entretien fréwent ce qui réduit son coût de fonctionnement et augnente la fiabilité de son utilisation. Comme par ailleurs le capteur à effet Hall est encapsulé et n'est pas sensible à la poussière, la lecture de la position angulaire de l'aiguille ou de l'allongement du cheveu selon l'hygrométrie assure une garantie totale contre les erreurs. Suivant une autre caractéristique de l'invention, deux aimants sont portés par l'axe et/ou l'aiguille et coopèrent avec l'élément à effet Hall. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le cheveu est tendu sur au moins une poulie de renvoi et une poulie d'ajustage de la longueur. Grâce à la conversion analogique numérique on peut effectuer une linéarisation à l'aide d'une mémoire de linéarisation. On peut ainsi faire abstraction des caractéristiques propres au cheveu de chaque hygromètre. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un hygromètre selon l'invention représenté schématiquement dans l'unique figure annexée. Selon la figure, l'hygromètre électronique se compose d'une partie mécanique 1 et d'une partie électronique 2. La partie mécanique est essentiellement constituée par une platine 3 portant un axe 4 sur lequel est montée une aiguille indicatrice 5. L'axe 4 est relié à un cheveu 6 sensible à l'humidité. Pour avoir une longueur suffisante dont les variations de longueur donnent un mouvement utilisable à l'aiguille, ce cheveu 6 est accroché par une extrémité en un point fixe 7 et passe sur des poulies de renvoi 8, 9 ; la poulie 9 est elle-même montée sur un bras 10 mobile autour d'un axe 11 de manière à tendre le cheveu 6. L'autre extrémité 12 du cheveu est reliée à l'axe 4. Cette extrémité 12 peut être soit enroulée partiellement autour de l'axe 4, soit être fixée à un petit bras (non représenté) porté par l'axe 4 pour transformer ses mouvements de longueur en un mouvement de rotation de l'aiguille 5. Un ressort de rappel non représenté agit sur l'axe 4 ou sur l'aiguille 5 pour s'opposer au mouvement induit par le changement de longueur du cheveu 6 et le maintenir tendu. Il est en outre prévu un moyen de tarage ou de mise à zéro, non représenté. L'axe 4 porte également deux aimants 13, 14, solidaires en rotation de cet axe. Selon l'exemple représenté, les aimants 13, 14 sont portés par l'aiguille 5. Ces aimants 13, 14, coopèrent avec un capteur 15 qui est un capteur à effet Hall. Le mouvement des aimants 13, 14 modifie le champ magnétique par rapport au capteur 15 qui détecte cette modification et la transforme en un signal. Le capteur 15 constitue le premier élément de la partie électronique 2 de l'hygromètre. Ce capteur 15 est relié par un amplificateur 16 à un convertisseur analogique/numérique 17. Ce dernier est relié à un circuit de linéarisation 18 en sortie duquel se trouve un convertisseur numérique/analogique. Ce dernier attaque un amplificateur de sortie 20. Le signal fourni par le capteur à effet Hall 15 est amplifié dans l'amplificateur 16 pour lui permettre d'appliquer une conversion analogique/numérique 17 et le transformer en un signal numérique. Le signal numérique est appliqué au circuit de linéarisation 18 comportant une mémoire de linéarisation. Le signal linéarisé, en sortie du circuit 18, attaque le convertisseur numérique/analogique 19 qui transforme de nouveau le signal numérique en un signal analogique. Ce dernier est appliqué à l'amplificateur de sortie 20 pour être utilisé par exemple comme signal de commande ou de régulation. Le circuit de traitement électronique 2 du signal de pivotement fourni par la coopération des aimants 13, 14 et du capteur 15 permet de faire abstraction des caractéristiques particulières des cheveux 5 constituant l'élément sensible à l'humidité de l'air. Lors de la première mise en service et au moment du remplacement du cheveu on effectue l'étalonnage ou la remise à zéro de l'hygromètre. Ce calage se fait facilement grâce à l'aiguille 5, en atmosphère saturé en humidité. REVENDICATIONS 10) Hygromètre électronique caractérisé en ce qu'il comprend - un cheveu (6) exposé à l'air ambiant, ce cheveu étant tendu entre un point fixe (7) et l'axe (4) d'une aiguille indicatrice (5), axe (4) que ce che veu (6) peut faire tourner contre un ressort antago niste, - un capteur de rotation (13, 14, 15) formé par au moins un aimant (13, 14) porté par l'axe (4) et un élément à effet Hall (15) coopérant avec l'aimant (13, 14) pour fournir un signal électrique dépendant de la rotation de l'axe (4), - un circuit de traitement électronique (2) recevant le signal du capteur à effet Hall (15) pour le transformer en un signal de commande. 2') Hygromètre électronique selon la revendication 1, caractérisé par deux aimants (13, 14) portés par l'axe (4) et/ou l'aiguille (5) et coopérant avec l'élément à effet Hall (15). 3") Hygromètre électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cheveu (6) est tendu sur au moins une poulie de renvoi (8) et une poulie d'ajustage de la longueur (9). 4 ) Hygromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de traitement électronique (2) du signal fourni par l'élément capteur à effet Hall (15) se compose d'un amplificateur (16) attaquant un convertisseur analogique/numérique (17) relié à un circuit de linéarisation (18) dont la sortie est reliée à un convertisseur numérique/analogique (19) fournissant le signal de sortie appliqué à un amplificateur de sortie pour donner le signal de commande.