Brevet FR2684362A1 — publié le 19930604

L'invention est relative au contrôle du centrage d'une bande et notamment d'une bande d'acier en défilement continu dans une installation, par rapport à l'axe longitudinal de l'installation. Les bandes produites en continu sur des lignes de fabrication continues doivent être bien positionnées par rapport à l'axe de la ligne. En particulier, l'axe longitudinal de la bande doit être aussi proche que possible de l'axe de la ligne de fabrication. Cependant, la bande peut glisser latéralement ; il faut alors effectuer les opérations nécessaires pour la recentrer. Mais pour celà, il faut des moyens de contrôle en continu du centrage de la bande De tels moyens existent. Ils utilisent des procédés optiques, ce qui a l'inconvénient de les rendre sensibles à la présence d'eau, de vapeurs, de fumées sur la ligne de fabrication. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle du centrage d'une bande produite en continu qui soit insensible à la présence d'eau, de vapeurs ou de fumées. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle du centrage d'une bande en défilement continu dans une installation, notamment d'une bande d'acier, produite en continu sur une ligne de fabrication, par rapport à l'axe longitudinal de l'installation selon lequel - sur une ligne parallèle à la surface de la bande et généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'installation et à l'axe longitudinal de la bande, on dispose un émetteur et un récepteur d'onde ultrasonore de Lamb, - avec l'émetteur on émet une onde de Lamb qui se propage en direction de chacun des bords latéraux de la bande appelés rives et qui génère une onde réfléchie par la première rive et une onde réfléchie par la deuxième rive, - avec le détecteur, on détecte le passage de la première onde réfléchie et de la deuxième onde réfléchie, - on mesure le temps qui sépare la détection de chacune des ondes réfléchies, ce temps étant représentatif du décalage transversal de l'axe longitudinal de la bande par rapport à l'axe longitudinal de l'installation. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui comprend un émetteur et un détecteur d'ondes ultrasonores de Lamb du type électromagnéto-acoustique. De préférence, l'émetteur et le détecteur sont disposés sur un rouleau déflecteur. L'invention a également pour objet un rouleau comprenant une table cylindrique et des tourillons, monté rotatif autour de son axe et comportant, sur au moins une génératrice de la table, au moins un logement creux dans lequel est disposé un transducteur d'ondes ultrasonores de Lamb affleurant à la surface de la table du rouleau. Ce procédé permet de contrôler en continu la position latérale d'une bande sur une ligne de fabrication sans être perturbé par la présence d'eau, de vapeur ou de fumées. Les émetteurs et les récepteurs d'ondes ultrasonores de Lamb sont du type électromagnéto-acoustique ou du type piézoélectrique. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en regard des figures annexées. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une bande défilant en continu sur une ligne de fabrication munie d'un dispositif de contrôle de la position latérale de la bande. La figure 2 est un schéma illustrant le principe du contrôle de la position latérale d'une bande. La figure 3 est une vue partielle en coupe d'un rouleau pour la mise en oeuvre de l'invention. La bande 1 (figure 1) défile sur une ligne de fabrication représentée par des rouleaux 2. La ligne de fabrication a un axe longitudinal YY'. La bande a un axe longitudinal XX' équidistant de ses bords latéraux ou rives et défile dans le sens de la flèche. On cherche à ce qu'en permanence les axes XX' et YY' soient confondus en agissant de manière déterminée sur un dispositif de réglage 8 de la position latérale de la bande qui peut être un moyen de déplacement ou d'inclinaison d'un ou plusieurs rouleaux 2. Pour contrôler la position de l'axe XX' par rapport à l'axe YY', on place le long d'une ligne ZZ' parallèle à la surface de la bande et perpendiculaire à l'axe YY' de la ligne de fabrication, un émetteur 3 et un détecteur 4 d'ondes ultrasonores de Lamb. L 'émetteur et le récepteur peuvent être placés au-dessus de la bande ou préférentiellement en-dessous de celle-ci. Ils sont disposés à proximité de la surface. L'émetteur et le récepteur sont préférentiellement du type électromagnéto-acoustique, ce qui permet d'émettre ou de détecter une onde de Lamb sans qu'il y ait contact entre l'émetteur ou le détecteur et la bande. Mais l'émetteur et le récepteur peuvent également être du type piézoélectrique. L'émetteur et le récepteur sont connectés à un dispositif 5 électronique de commande, d'acquisition et de traitement du signal. Un tel dispositif 5 est connu et ne sera pas décrit. De préférence, l'émetteur 3 et le détecteur 4 sont disposés de façon symétrique par rapport à l'axe YY'. Pour déterminer la position latérale de la bande, avec l'émetteur 3, on émet une onde de Lamb qui se propage dans la bande 1 en direction de chacune des rives 6 et 7. Sur chacune des rives, l'onde se réfléchit et revient en direction de l'axe de la bande. On a alors une première onde réfléchie et une deuxième onde réfléchie. Les ondes réfléchies passent au droit du détecteur 4. Avec le détecteur 4 on détecte le passage des ondes réfléchies et on enregistre les instants t1 et t2 du passage de la première onde réfléchie et de la deuxième onde réfléchie. La différence entre les instants t2 et t1 permet de contrôler la position latérale de la bande. En effet, si t = 0 est l'instant d'émission de l'onde de Lamb, l'onde qui part en direction de la rive 6 et qui est réfléchie sur cette rive aura parcouru, au moment où elle sera détectée, une distance L1 égale à la distance entre les points A et B (distance entre l'émet- teur et le récepteur) plus deux fois la distance entre les points A et C (distance de l'émetteur 3 à la rive 6). Si V est la vitesse de propagation de l'onde on a L1 = AB + 2 AC = V x t1. Llonde qui part en direction de la rive 7 et qui est réfléchie sur cette rive, au moment où elle sera détectée, aura parcouru une distance L2 égale à la distance entre les points A et B et deux fois la distance entre les points B et D (distance entre le détecteur 4 et la rive 7). Si V est la vitesse de propagation de l'onde on a L2 = AB + 2 BD = V x t2. On a alors L2 L AB + 2 BD AB + 2 AC BD - AC t2 - t1 = - - - = =2 V V V V V L'intervalle de temps t2 - t1 est ainsi proportionnel à l'écart entre d'une part la distance entre la rive 7 et le récepteur 4 et d'autre part la distance entre la rive 6 et l'émetteur 3. Comme l'émetteur 3 et le récepteur 4 ont des positions fixes par rapport à la ligne de fabrication, cet écart est représentatif de l'écart latéral qui peut exister entre l'axe longitudinal XX' de la bande et l'axe YY' de la ligne de fabrication. Si la bande est bien centrée et si l'émetteur 3 et le récepteur 4 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe YY' de la ligne de fabrication, les distances AC et BD seront égales et t2 - t1 = 0 ; si la bande est décentrée les distances AC et BD seront différentes et t2 t1 + O, Le lecteur comprendra qu'il n'est pas nécessaire que l'émetteur 3 et le récepteur 4 soient disposés symétriquement par rapport à l'axe YY' de la ligne de fabrication. En effet, si les positions de l'émetteur et du récepteur ne sont pas symétriques, lorsque la bande est bien centrée, l'écart entre les distances AC et BD est déterminé, l'écart de temps t2 - t1 est également déterminé et pour contrôler le centrage de la bande, il suffit de s'assurer que l'écart de temps t2 - t1 ne varie pas au cours du temps. Dans le cas où cet écart t2 - t1 a tendance à varier au cours du temps, on peut maintenir le réglage du centrage de la bande en utilisant le dispositif de réglage 8. Le dispositif 8 peut lui-même être commandé en utilisant un signal représentatif de l'écart t2 - t1 élaboré par le dispositif électronique de commande 5. Pour mettre en oeuvre le procédé on peut utiliser un rouleau s'appuyant sur la bande, ce rouleau étant muni d'émetteurs et de récepteurs d'ondes ultrasonores. Les émetteurs et les récepteurs d'ondes ultrasonores sont associés par couple d'un émetteur et un récepteur ; chaque couple est disposé le long d'une génératrice du rouleau. Le lecteur comprendra qu'à chaque instant un seul ensemble émetteur-récepteur est en contact avec la bande. Un rouleau pour la mise en oeuvre de l'invention comporte une table cylindrique 10 et à chacune de ses extrémités un tourillon 11. La table 10 est munie d'une pluralité de logements en creux 12 disposés le long de génératrices. Dans chaque logement 12 est placé un émetteur ou un récepteur d'ondes ultrasonores de Lamb du type électromagnéto-acoustique connu de telle façon que sur chaque génératrice correspondante il y ait un émetteur et un récepteur. Un émetteur ou un récepteur comporte un aimant 14 en U dont les pôles affleurent à la surface du rouleau et une grille 13 disposée entre les pôles de l'aimant et constituée d'une pluralité de barres conductrices connectées entre elles ; les barres conductrices de la grille sont parallèles à la surface du rouleau et perpendiculaires à une génératrice. Les grilles sont placées à proximité de la surface du cylindre. Les aimants sont orientés de telle façon que le champ magnétique qu'ils induisent soit parallèle à une génératrice du cylindre. Les grilles conductrices sont connectées par l'intermédiaire de joints tournants (non représentés) à un dispositif électronique d'alimentation, de commande, d'acquisition et de traitement du signal. Les grilles de chaque émetteur sont connectées à un générateur de courant haute fréquence. Les grilles des détecteurs sont connectées à un détecteur de courant haute fréquence. A la place des émetteurs et récepteurs électromagnéto-acoustiques, le rouleau peut comporter des émetteurs et récepteurs d'ultrasons du type piézoélectrique connus en eux-mêmes. Dans une ligne de fabrication les rouleaux de contrôle sont montés rotatifs autour de leur axe qui est parallèle à la surface de la bande en défilement. Lorsqu'on utilise des émetteurs-récepteurs d'ultrasons du type électromagnéto-acoustique, il faut que le matériau constituant la bande soit sensible aux champs électromagnétiques. Il faut par exemple que ce soit un métal de préférence ferromagnétique. Les rouleaux de contrôle du centrage s'appuient sur la bande. En se déplaçant, la bande entraîne en rotation les rouleaux de contrôle de centrage qui peuvent également être entraînés par un moteur. Du fait de la rotation des rouleaux, les émetteurs et récepteurs d'ultrasons viennent successivement au contact de la bande. Chaque fois qu'un couple émetteur-récepteur vient en contact de la bande on émet une onde ultrasonore de Lamb et on fait un contrôle du centrage ; on effectue éventuellement un recentrage de la bande, en utilisant un dispositif de réglage agissant par exemple sur les rouleaux de guidage de la bande. Les dispositifs émetteurs et récepteurs d'ondes ultrasonores de Lamb du type électromagnéto-acoustique appelés transducteurs sont identiques. Aussi, en utilisant des moyens électroniques adaptés et connus en eux-mêmes, on peut utiliser le même transducteur pour assurer l'émis- sion et la réception des ondes ultrasonores de Lamb. Dans ce cas les points A et B sont confondus et sur chaque génératrice du rouleau de contrôle de centrage équipée d'un dispositif émetteur-récepteur d'ondes ultrasonores de Lamb, il n'y a qu'un seul logement creux. REVENDICATIONS 1.- Procédé de contrôle du centrage d'une bande (1) en défilement continu dans une installation, notamment d'une bande d'acier produite en continu sur une ligne de fabrication, par rapport à l'axe longitudinal de l'installation, caractérisé en ce que - sur une ligne parallèle à la surface de la bande (1) et généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'installation et à l'axe longitudinal de la bande, on dispose un émetteur (3) et un récepteur (4) d'onde ultrasonore de Lamb, - avec l'émetteur, on émet une onde de Lamb qui se propage en direction de chacun des bords latéraux (6, 7) de la bande appelés rives de la bande (1) et qui génère une première onde réfléchie par la première rive (6) et une deuxième onde réfléchie par la deuxième rive (7), - avec le détecteur (4) on détecte le passage de la première onde réfléchie et de la deuxième onde réfléchie, - on mesure le temps qui sépare la détection de chacune des ondes réfléchies, ce temps étant représentatif du décalage transversal de l'axe longitudinal de la bande (1), par rapport à l'axe longitudinal de l'installation. 2.- Procédé de réglage du centrage d'une bande (1) en défilement continu, caractérisé par le fait qu'on réalise le contrôle du centrage par un procédé selon la revendication 1 et qu'on effectue le réglage du centrage de la bande en fonction du décalage transversal déterminé par le procédé de contrôle. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (3) et un récepteur (4) d'ondes ultrasonores de Lamb disposés sur une ligne parallèle à la surface de la bande (1) et perpendiculaire à l'axe longi (5) de commande de l'émetteur et d'acquisition du signal provenant du récepteur. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'émetteur (3) et le récepteur (4) sont constitués par le même transducteur. 5.- Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'émetteur (3) et le détecteur (4) d'ultrasons sont du type électromagnéto-acoustique et comportent chacun un aimant (14) et une grille (13). 6.- Dispositif selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'émetteur (3) et le détecteur (4) d'ultrasons sont disposés dans un rouleau. 7.- Rouleau pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 du type comprenant une table cylindrique (10) et des tourillons (11) monté rotatif autour de son axe, caractérisé en ce qu'il comporte sur au moins une des génératrices de la table (11) au moins un logement (12) creux dans lequel est disposés un transmetteur d'onde ultrasonore de Lamb affleurant à la surface de la table (10) du rouleau. 8.- Rouleau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou les émetteurs et le ou les récepteurs d'onde ultrasonore de Lamb sont du type électromagnétoacoustique et comportent chacun un aimant (14) et une grille (13). 9.- Rouleau selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les émetteurs (3) et le ou les récepteurs (4) d'onde ultrasonore de Lamb sont du type piézoélectrique.