Brevet FR2680625A1 — publié le 19930305

L'invention concerne un dispositif de détection de corps étrangers dans lm courant de produit récolté, convoyé par un rouleau de transport et un rouleau de pressage préliminaire, entre lesquels une fente de pas- sage est formée, dont la largeur est adaptée au débit de produit récolté, ce dispositif étant équipé d'un dé- tecteur de métaux électromagnétique, qui explore la fente de passage et dont le signal est conduit à un commutateur valeur seuil, dont le signal de sortie agit sur un interrupteur, qui arrête le rouleau lorsque le signal du détecteur de métaux surpasse une valeur seuil prédéfinie. Par DD 247 117 A 3, on connait déjà un tel dis-posi- tif de détection de corps étrangers, dans lequel un rouleau de transport concourt avec un rouleau de pres- sage préliminaire, un détecteur de métaux étant prévu, dont le signal est constamment mesuré et comparé avec une valeur seuil prédéfinie, lors du surpassement de laquelle un signal d'arrêt est lancé au dispositif de transport En outre, une accélération du rouleau de pressage préliminaire est mesurée constamment perpendi- culairement au sens de transport de la récolte et la valeur mesurée est conduite au comparateur de valeur seuil, parallèlement au signal d'accélération. Ce dispositif de détection de corps étrangers est ap- proprié pour les récolteuses à débit à peu prés cons- tant et convoyant la récolte à une vitesse à peu près égale Une certaine discontinuité du flux de la ré- colte, due à la présence d'un corps étranger, provo- quant une accélération du rouleau de pression par rap- port à la vitesse du produit, la sensibilité de réponse est relativement faibe en cas de vitesses peu élevées. En outre, les signaux de perturbations, que le détec- teur de métaux saisit dans le rouleau de pressage pré- liminaire, en raison de vibrations et de manque d'homogénéité magnétique, sont d'autant plus élévés que -2- la section transversale du courant de produit, c -à-d. l'intervalle entre le rouleau de pressage préliminaire et le détecteur de métaux, est plus faible et plus la vitesse de transport du produit, c -à-d la rotation du rouleau, est rapide, de sorte que la valeur seuil respectivement prédéfinie est à régler au-dessus du niveau d'amplitude du signal de perturbation dans les conditions mentionnées et que, dans les autres cas, seule une sensibilité de réponse relativement faible est obtenue. Le but de l'invention est de perfectionner le dispositif de détection de corps étrangers, décrit prfâcédemment, de sorte que sa sensibilité de réponse soit autant que possible indépendante du courant du produit convoyé, de même que de la vitesse de celui-ci. La solution du problème réside dans le fait que le rouleau de pressage préliminaire et/ou le rouleau de transport est équipé d'un synchrotransmetteur, du signal duquel un signal de vitesse est constamment dérivé et que le signal du détecteur de métaux est renforcé par un amplificateur de signaux en amont du commutateur valeur seuil, de sorte que cette ampli- fication, commandée par le signal de vitesse, soit d'autant plus faible que ce dernier est plus élevé. Des sortes de conception avantageuses sont prévues, En outre, le signal de position est exploité avan- tageusement pour commander la sensibilité de réponse au signal du détecteur de métaux de sorte que, lorsque la fente de passage du produit, formée entre le rouleau de transport et le rouleau de pressage préliminaire, est étroite, donc lorsque le détecteur de métaux est soumis à une influence perturbante élevée, le seuil de réponse -3- soit réduit et vice versa. Dans une forme d'exécution particulièrement avanta- geuse, représentant une propre forme de l'invention, le signal du détecteur de métaux est filtré, en amont du commutateur valeur de seuil, par un filtre de fréquen- ces, laissant passer une gamme de fréquences de signal utile, le filtre de fréquences étant commandé adéquate- ment, quant à ses fréquences de filtrage, avec le signal de vitesse. La vitesse d'avancement du produit récolté est avantageusement dérivée, directement du rouleau de transport ou du rouleau de pressage préliminaire, par un capteur de vitesse, de la manière connue Le signal de vitesse ainsi obtenu est redressé et filtré, si nécessaire, puis exploité par un signal de position d'un signalisateur de position du rouleau de pressage préliminaire, aux fins de commande de la sensibilité de réponse aux signaux du détecteur de métaux et, en outre, le cas échéant, d'un signal d'accélération De cette manière, il est possible de fixer la valeur seuil, respectivement adaptée à la vitesse et au- dessus de laquelle un signal de mise hors circuit est lancé, légèrement au-dessus du niveau de signal de perturbation, ce qui permet d'obtenir une sensibilité de réponse élevée dans tout le domaine de travail. En outre, les signaux du détecteur de métaux et le signal d'accélération du signalisateur de position sont avantageusement évalués séparément et les signaux de mise hors circuit éventuels sont rassemblés en une fonction OU, une adaptation spécifique aux deux niveaux de signaux de perturbations respectifs du détecteur de métaux et du signal d'accélération ayant lieu et une sensibilité de réponse élevée étant ainsi obtenue dans tout le domaine de travail pour les deux signaux. -4- La sensibilité de réponse aux signaux utiles du détecteur de métaux et/ou deu signalisateur de position est accrue par un filtrage passebande, lors duquel les fréquences sont modifiées avec la vitesse de transport mesurée, de préférence proportionnellement à celle-ci, de sorte qu'un filtrage du signal utile a lieu conformément au spectre du signal de perturbation et du signal utile et qu'un bon Storabstand gleichbleibend est obtenu lorsque la discrimination de la valeur de seuil d'amplitude y faisant suite, a lieu comme prévu. Comme les fréquences perturbatrices particuliè- rement fortes, se manifestant dans les signaux du dé- tecteur, proviennent des nervures du rouleau de trans- port et du rouleau de pressage préliminaire, le filtre du détecteur présente, dans une forme d'exécution pré- férentielle de l'invention, deux secteurs pour l'élimi- nation des fréquences perturbatrices, lesquels sont, commandés chacun, dans leurs gammes de fréquences d'absorption, par un signalisateur de rotation, sur chacun des deux rouleaux. Une autre forme d'exécution avantageuse de l'inven- tion réside dans le fait que la valeur seuil d'ampli- tude est obtenue, automatiquement, à partir du niveau perturbateur des signaux du détecteur, cette valeur seuil étant formée chaque fois proportionnellement ou à un intervalle prédéfini par rapport au niveau perturba- teur redressé et égalisé. Des conceptions avantageuses du dispositif sont re- présentées par les fig 1 et 2. La figure 1 représente une coupe transversale d'un dis- positif de transport avec transmetteurs de signaux; - la figure 2 représente un schéma-bloc du dispositif. La figure 1 représente une coupe transversale du dispositif de transport du produit récolté ( 20), du foin, par exemple, qui est conduit à l'aide rouleau de transport ( 21) entraîné, d'un rouleau de pressage préliminaire ( 22) et d'autres rouleaux, à une hacheuse ( 23), d'o le produit haché ( 20 A) est évacué Le rouleau de pressage préliminaire ( 22) est pressé par force de ressort (F), à peu prés perpendiculairement au sens de transport, vers le rouleau de transport ( 21), et est montée déplaçable ou pivotable dans le sens de la force de ressort (F) Le dispositif de détection de corps étrangers sert, d'une part, à protéger la hacheu- se, tout particulièrement les lames et la barre et, d'autre part, à maintenir toutes pièces métalliques à l'écart du produit haché Pour cette raison le disposi- tif de mise hors circuit d'un accouplement et la mise en circuit d'un frein du rouleau de transport sont conçus, par rapport au groupe d'entraînemen, pour une rapidité de réaction telle que les corps étrangers indésirables, détectés au passage des rouleaux ( 21, 22) n'atteignent pas la hacheuse ( 23) et puissent être éli- minés du produit après un bref renversement de la mar- che du rouleau de transport ( 21) Les vitesses de transport d'une récolteuse moderne étant de l'ordre de 1 à 4 m/sec, on ne dispose que d'une fraction de seconde mettre le dispositif de transport fiablement hors circuit. Comme détecteur de métaux ( 1), un dispositif est prévu dans le rouleau de transport ( 21), lequel dispo- sitif est composé d'aimants permanents et de bobines de champ, dont la caractéristique détectrice commune cor- respond à peu près à la répartition du champ en deux lobes, représentée par des lignes de même sensibilité. 6 - La caractéristique détectrice traverse la fente, située entre les rouleaux ( 21, 22), dont la largeur (W) peut varier dans un domaine étendu, allant, par exemple, de à 150 mm Il en résulte que, pour une fente de gran- de largeur, tout particulièrement dans la zone de fente la plus éloignée, la sensibilité du détecteur est plus faible Il est évident que les nervures des deux rou- leaux de transport, mêmes si elles sont hélicoïdales, provoquent des perturbations de champ magnétique, dont résultent des fréquences perturbatrices dominantes, causées en dépendance de la vitesse et du nombre de nervures En outre, aussi les modifications de la lar- geur de la fente, lors des ajustages des rouleaux, que les différences locales de matériel des rouleaux don- nent lieu à des signaux de perturbation sporadiques et à fréquences plus basses. Le rouleau de transport ( 21) est équipé d'un capteur magnétique de vitesse de rotation ( 3), dont la fréquence et l'amplitude de signaux correspond à la vitesse de rotation Un capteur de vitesse de rotation ( 30) peut également être prévu au rouleau de pressage préliminaire ( 22), ce qui est avantageux en cas de différence de glissement relativement élevée entre le rouleau de transport et le rouleau de pressage préli- minaire. Le rouleau de pressage préliminaire ( 22) est pourvu d'un capteur du signalisateur de position ( 4), lequel consiste de préférence en un potentiomètre La position angulaire de ce potentiomètre permet de mesurer constamment la largeur (W) de la fente, cette mesure servant à la commande de la sensibilité de réponse. Les signaux des signalisateurs ( 1, 3, 30, 4) sont conduits, côté entrée, à un dispositif de commande (ST), qui commande, côté sortie, la mise en et hors 7 - circuit de l'accouplement du rouleau de transport ( 21). La figure représente un schéma-bloc du dispositif de commande (ST) avec touches d'entrée ( 8, 9), signali- sateurs ( 2, 3, 30, 4), composants de réglage et indi- cateurs ( 6, 7, 11, 5, 14) raccordés Les groupes de fonction, représentés dans le dispositif de commande (ST), peuvent consister en matériel ou en logiciel, donc en circuits de commutation ou en parties de pro- gramme du processeur de commande (STP), les signaux analogiques des avertisseurs ( 1, 4), le cas échéant préamplifiés et filtrés, étant reçus par le processeur de commande (STP), à l'aide d'un multiplexeur et d'un convertisseur analogique-numérique, puis traités selon les autres fonctions. La commande du traitement des signaux dans le dispositif de commande (ST) se fait, primairement, en dépendance d'un signal de vitesse d'avancement (GS, TS) Celui-ci est obtenu, par principe, à partir d'une partie de signal de perturbation du signal du détecteur de métaux (MS), généré par les lamelles de l'un des rouleaux Dans le dispositif représenté, un transmet- teur de vitesse de rotation ( 3) est cependant prévu, dont la fréquence et/ou l'amplitude de signal est pro- portionnelle à la vitesse de rotation du rouleau de transport Le signal du capteur de vitesse de rotation ( 3) est transformé en un signal de vitesse (GS) par un convertisseur fréquence-tension (F/U) ou un redresseur. Si prévues, des commutations adéquates sont inter- calées en arrière du second capteur de vitesse de rotation ( 30), des signaux de vitesse (G 51, TSI) étant tout particulièrement générés pour la commande d'un secteur de filtre qui élimine les perturbations en pro- venance du rouleau de pressage préliminaire. 8 - Le signalisateur de position ( 4) est raccordé au dispositif de commande (ST) de sorte que son signal de position (PS) corresponde approximativement à la lar- geur de la fente située entre les deux rouleaux de transport Ce signal de position (PS) règle, d'une part, le traitement du signal de détection de métaux (MS) du détecteur de métaux ( 2) et, d'autre part, est post- traité aux fins de détection de corps étrangers non métalliques, les deux différenciateurs (Dl, D 2), connectés l'un derrière l'autre, formant un signal d'accélération (BS) à partir du signal de position (PS). Le signal d'accélération (BS) et le signal de détection de métaux (MS) sont traités de façon analo- gue: ils sont conduits, respectivement, l'un après l'autre, à un amplificateur ( 1 V, 4 V) réglable, coor- donné, et un filtre de fréquence régable ( 1 F, 4 F), puis à une commutation valeur seuil ( 1 S, 4 S) Les signaux de sortie des commutations valeur seuil (l S, 45) sont rassemblés par l'intermédiaire d'un intersecteur de circuit logique OU (Gi) et conduits ainsi, côté entrée, au processeur de commande (STP), qui actionne alors l'aimant de mise hors circuit ( 11), qui arrête le transporteur Pour la commande de l'aimant interrup- teur, on utilise préférentiellement une commutation à réaction rapide connue. La commande des amplificateurs de signaux (l V, 4 V) s'effectue de sorte que leur amplification est d'autant plus faible que la vitesse de transport, donc le signal de vitesse (GS), est plus élevée techniquement, ceci se fait comme suit: le signal de vitesse est conduit à un amplificateur (RV) à rétroaction, dont le signal de rétroaction (RS) agit sur un diviseur de tension /R, RT) commandé, composé d'une résistance (R) et d'un transistor MOS-FET (RT), de sorte que le signal de 9 - division de tension généré corresponde à une tension de référence fixe (UR) Le signal à rétroaction (RS) ainsi obtenu est conduit, en tant que signal de commande, aux amplificateurs de signaux ( 1 V, 4 V), de même qu'à un diviseur de tension respectif (R 1, RT 1; R 4, RT 4) adéquatement conçu, dont le signal de sortie est alors amplifié. La commande des filtres de fréquences ( 1 F, 4 F) a lieu, selon le genre de filtre, directement avec le signal de vitesse (GS) et/ou avec le signal de rétroaction (RS) prescrit, en résultant, de sorte que les fréquences limites et la largeur de bande du filtre sont proportionnelles à la grandeur du signal de vites- se, tout particulièrement en cas de circuit RC avec résistances commandables. Alternativement, des filtres de capacités commutées sont avantageusement prévus Ceux-ci (représentés en tirets) sont commandés directement par les signaux de synchronisation de vitesse (TS, T 51), obtebnus à partir des signaux des capteurs de vitesse de rotation ( 3, 30) avec un redresseur et un amplificateur (SV) De cette manière, tous les paramètres de filtres sont toujours proportionnels au signaux de synchronisation et, ainsi, réglés à la vitesse de transport du produit récolté, la hauteur des fréquences perturbatrices et la pente du signal utile, provoqué par un corps étranger, étant également proportionnelles à celle-ci. De plus, il est avantageusement prévu, indépendemment du signal de position (PS) d'élever respectivement le facteur d'amplification de l'amplifi- cateur de signaux ( 1 V) du signal du détecteur de métaux (MS), afin de compenser l'affaiblissement de sensibili- té du détecteur de métaux ( 1) lors de l'accroissement de la largeur de la fente Le signal de position (PS) - est simplement conduit, par l'intermédiaire d'un divi- seur de tension adéquat, sur un transistor MOS-FET (MT), dans un diviseur de tension à contre-couplage (RG, MT), de sorte que le contre- couplage est réduit quand le signal de position (PS) augmente. Dans une autre forme d'exécution avantageuse, il est prévu ne ne pas prédéterminer constamment la valeur seuil (SW) du commutateur de valeur seuil ( 15) du signal de détection de métaux (MS), mais de former ce signal (MS), automatiquement, à partir du niveau de signal de perturbation Pour ce faire, la signal, amplifié dans l'amplificateur de signaux ( 1 V) et non filtré est redressé avec un redresseur à pointes (SG) et filtré, et la tension de sortie du redresseur de signal ainsi obtenue est amplifiée d'un facteur prédéfinissable et conduite, en tant que valeur seuil (SW), au commutateur valeur seuil ( 1 S) du signal du détecteur de métaux (MS) Le facteur d'amplification peut être simplement formé à l'aide d'une résistance réglable (EP). Une commutation correspondante ou semblable de génération automatique de valeur seuil peut être également utilisée pour une prédéfinition de valeur seuil du second commutateur ( 4 S), en cas de niveau de perturbation plus élevé du signal d'accélération (BS). Lorsque le rouleau de pressage préliminaire est relativement large, il est opportun de disposer, de chaque côté, un signalisateur de position, dont les signaux sont enchaînés entre eux, de préférence additionnés. La conception favorable du détecteur de métaux avec caractéristique à deux lobes donne, respectivement, en présence de pièces métalliques, deux fois une pointe de il - tension positive et une pointe de tension négative. Pour cette raison, il est avantageusement prévu de soumettre le signal de détection amplifié et filtré à un redressement bi-plaque dans un couplage redresseur ( 1 G), avant de le conduire au commutateur valeur seuil (l S). Les touches d'introduction ( 8, 9) servent à la signalisation d'un démarrage du dispositif de transport et à la signalisation d'un renversement de marche, lors de la rencontre d'un obstacle Le processeur excite alors adéquatement les aimants de commande ( 6, 7) En outre, lors de la découverte d'un corps étranger, le processeur de commande (STP) met sous courant une lampe de signalisation ( 14) jusqu'à ce que le renversement de marche, indiqué par la seconde lampe de signalisation ( 5) ait eu lieu. 12 - Revendications: 1 Dispositif de détection de corps étrangers dans un courant de produit récolté ( 20), convoyé par un rouleau de transport ( 21) et un rouleau de pressage préliminaire ( 22), entre lesquels une fente de pas- sage est formée, dont la largeur (W) est adaptée au débit de produit récolté, ce dispositif étant équipé d'un dé- tecteur de métaux ( 1) électromagnétique, qui explore la fente de passage et dont le signal est conduit à un commutateur valeur seuil (l S), dont le signal de sortie agit sur un interrupteur ( 11), qui arrête le rouleau de transport ( 21) lorsque le signal (MS) du détecteur de métaux surpasse une valeur seuil prédéfinie(SW), caractérisé par le fait que le rouleau de pressage préliminaire ( 22) et/ou le rouleau de transport ( 21) est/sont équipé/s d'un signalisateur de vitesse de rotation ( 3, 30), du signal duquel un signal de vitesse (GS, TS, G 51, T Sl) est constamment dérivé et que le signal du détecteur de métaux (MS) est amplifié, en amont du commutateur de valeur seuil ( 1 S), par un amplificateur de signal (l V), l'amplification par le signal de vitesse (GS, G 51) étant d'autant plus petite que celui-ci est plus grand. 2 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 1, caractérisé par le fait que le rouleau de pressage préliminaire ( 22) est équipé d'au moins un signalisateur de position ( 4), disposé de sorte à lancer un signal de position (PS) correspondant approximativement à la largeur de la fente de trans- port, et que le signal de position (PS) est conduit à l'amplificateur de signal (l V) de sorte que son amplification soit d'autant grande que le signal de position (PS) est plus petit. 13 - 3 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le signal du détecteur de métaux (MS) est filtré, en amont du commutateur valeur seuil (i S), par un filtre de fréquences ( 1 F, 4 F), laissant passer une gamme de fréquences de signal utile, et que le filtre de fréquences ( 1 F) est commandé adéquatement, quant à ses fréquences, par le signal de vitesse (GS, TS, GSI, T 51). 4 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 3, caractérisé par le fait que le signal du détecteur de métaux filtré est conduit à une commutation de redresseur biplaque (IG), dont le signal de sortie est conduit au commutateur de valeur seuil ( 15). Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 2, caractérisé par le fait que le signal de position (PS) est conduit, successi- vement, à deux différenciateurs (Dl, D 2) et qu'un signal d'accélération (BS), ainsi obtenu, est conduit à un second commutateur de valeur seuil ( 4 S), dont le signal de sortie est conduit, dans une commutation OU, avec le signal de sortie de l'autre commutateur de valeur seuil ( 1 S), au dispositif de mise hors circuit ( 11) qui arrête le transport. 6 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 5, caractérisé par le fait que le signal d'accélération (BS) est filtré avec un filtre de fréquences ( 4 F), en amont du commutateur de valeur seuil ( 4 S), qui, en raison sa caractéristique 14 - de passe-bande, laisse passer les fréquences de signal utile d'accélération, les fréquences de passage, d'ab- sorption et fréquences limites caractéristiques étant commandées proportionnelles au/aux signal/signaux (GS, TS, G 51, T 51). 7 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que le signal d'accélération (BS) est amplifié, en amont du commutateur de valeur seuil ( 4 S), par un second amplificateur de signal ( 4 V), l'amplification par le signal de vitesse (GS) étant d'autant plus faible que celui-ci est plus élevé. 8 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 7, caractérisé par le fait que le second amplificateur de signal ( 4 V) est commandé dans son amplication par le signal de position (PS), de sorte que son amplification est d'autant plus grande que le signal de position (PS) est plus élevé. 9 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 1 ou 6, caractérisé par le fait que le signal de vitesse est au moins un signal de synchronisation (TS, T 51), dont la fréquence de cycle est proportionnelle à la fréquence de signal du signa- lisateur de rotation, et que le filtre de fréquences est composé de composants résistance condensateur, com- mandés par le signal de cycle (TS, T 51). Dispositif de détection de corps étrangers selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal du détecteur de métaux (MS), non filtré, - amplifié par le premier amplificateur de signal (IV), est conduit à un redresseur de niveau de perturbation à pointes (SG), dont le signal de sortie, mémorisé avec une constante de temps, relativement longue par rapport à un comportement de temps de signal utile, et amplifié, est conduit, en tant que valeur seuil (SW) au premier commutateur valeur seuil ( 1 S) ou au second commutateur valeur seuil ( 45). 11 Dispositif de détection de corps étrangers selon revendication 10, caractérisé par le fait que la relation entre valeur seuil (SW) et signal de sortie du redresseur de niveau de perturbation est réglable. 12 Dispositif de détection de corps étrangers selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal de position (PS) et le signal de vitesse (GS) sont multipliés et intégrés temporellement et que le résultat est sortie comme valeur de débit de produit récolté. 13 Dispositif de détection de corps étrangers selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal de position (PS), le signal du signalisa- teur de rotation et le signal du détecteur de métaux (MS) sont conduit& numérisés, à un dispositif de commande (ST) digital, commandé par programme, qui assure les filtrages du premier et du second filtre ( 1 F, 4 F), le fonctionnement du redresseur bi-plaque ( 1 G) et du redresseur de valeurs de pointes (SG), ainsi que la fonction OU du circuit logique OU (GI) et excite adéquatement le dis-positif de mise hors circuit ( 11).