Brevet FR2704056A1 — publié le 19941021

L'invention concerne un capteur pour la mesure du ballant d'un câble. Les capteurs utilisés actuellement pour la mesure du ballant mettent en oeuvre des technologies de contact, ils comportent un ou des capteurs ou instruments placés directement sur le câble ou la charge ce qui nécessite un moyen de liaison entre l'instrument et le moyen d'affichage devant l'utilisateur, ou entre le capteur et l'instrument. Ce moyen de liaison est sujet à pannes et entretiens. De plus le capteur est difficilement déplaçable et ne donne que des mesures unidirectionnelles. Pour résoudre tous ces problèmes la demanderesse a eu l'idée d'utiliser des capteurs à champ magnétique stable qui jusqu'à présent ne pouvaient être utilisés que sur des câbles immobiles. Pour que ces capteurs à champ magnétique stable, dont l'entrefer est traversé par un câble en mouvement, donnent des résultats de mesure interprétables, fiables, sans influence de l'hystérésis, il a fallu en modifier la conception. Des études en laboratoire ont permis d'aboutir à un mode de réalisation nouveau décrit ci-après et qui se caractérise en ce qu'il comporte d'une part une couronne fixée sur le câble, formée d'aimants permanents disposés radialement entre une bague magnétique intérieure et une bague magnétique extérieure, d'autre part une partie fixe formée d'éléments de mesure fixés sur un support délimitant un espace de mesure dans lequel se déplace la couronne. En outre on peut prévoir sur le support des concentrateurs magnétiques pour obtenir de meilleurs résultats avec des éléments de mesure constitués de capteurs à effet Hall ou de magnétorésistances. Préférentiellement les aimants sont au nombre de quatre disposés sur deux axes de mesures x et y perpendiculaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées suivantes: - Figures I et 2: croquis en vue latérale et vue de dessus d'un premier mode de réalisation du capteur selon l'invention, - Figures 3 et 4: croquis en vue latérale et vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation du capteur selon l'invention. On se reportera d'abord aux figures 1 et 2 d'un premier mode de réalisation non limitatif conforme à l'invention. - 2 - Le capteur à champ magnétique stable (9) est installé sur un câble (1) dont on veut surveiller et mesurer le ballant. Le capteur (1) est formé de quatre aimants permanents (3) disposés radialement entre une bague magnétique intérieure (2) et une bague magnétique extérieure (4). La bague intérieure (2) est fixée au câble (1) et l'ensemble bagues (2, 4) - aimants (3) forme une couronne (8) qui se déplace avec le câble. Le capteur (1) comporte en outre une partie fixe formée d'éléments de mesure (6 ou 7) fixés sur un support (5) en éléments non ferromagnétiques formés par exemple et non limitativement de barrettes disposées en carré autour de la couronne (8), délimitant ainsi un espace de mesure (10) dans lequel se déplace la couronne (8). On peut utiliser des capteurs simples (6) pour des mesures simples comme par exemple le capteur (C) placé sur le plan YZ et réagissant au mouvement dans la direction X, ou le capteur (P) placé sur le plan XZ et réagissant au mouvement dans la direction Y ou utiliser des capteurs différentiels (7) comme par exemple le couple (Ca-Cb) réagissant au mouvement dans la direction Y, sachant qu'on a pris comme référence le système de coordonnées XYZ o XY représente le plan de mouvement du câble et l'axe Z représente les résultats de mesure. Les éléments de mesures peuvent être des capteurs à effet Hall, capteurs magnéto-résistifs, inductifs, ultra-soniques, ou autre. Les figures 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation conforme à l'invention. Il comporte les mêmes éléments que le précèdent mais comporte en plus des éléments concentrateurs magnétiques (11) placés sur le support (5) et utilisés avec des éléments de mesure directe (6) ou des éléments de mesure différentielle (7) formés de capteurs à effet Hall. Les éléments concentrateurs (11) sont fait de matériaux à petite coercibilité par exemple en ARMCO Q ou en PERMALLOY et permettent de diminuer l'influence réciproque des champs sur X et Y. Pour des éléments de mesures formés de capteurs à effet Hall, on peut étudier les variations de l'induction magnétique à l'intérieur des capteurs à effet Hall au moyen de Gaussmètres classiques, les variations étant produites par le déplacement du câble (1) et de la couronne (8). - 3 - Pour des éléments de mesure d'un autre type on utilisera l'appareil de mesure du type correspondant. On peut aussi traiter les signaux reçus sur les éléments de mesure (6,7) par des procédés informatisés en particulier par celui décrit dans la demande de brevet français 93 02191. Les avantages et performances de l'invention sont importants et nombreux, on citera notamment: - simplicité de réalisation, - facilité de mise en oeuvre et de changement d'implantation sur le câble, - utilisation d'éléments de mesure fixes d'o absence de points de liaison mobile avec les appareils de mesure, fragilité et entretien diminués, - pas d'influence de l'hystérésis sur les valeurs de mesure, - faible influence des signaux issus de X sur ceux issus de Y et inversement, - possibilité de modifier le nombre et la répartition angulaire des aimants de la couronne en fonction des axes de références utilisés. -4- REVENDICATIONS 1. Capteur à champ magnétique stable dont l'entrefer est traversé par un câble en mouvement, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part une couronne (8) fixée sur le câble, formée d'aimants permanents (3) disposés radialement entre une bague magnétique intérieure (2) et une bague magnétique extérieure (4), d'autre part une partie fixe formée d'éléments de mesure (6,7) fixés sur un support délimitant un espace de mesure (10) dans lequel se déplace la couronne (8). 2. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des concentrateurs (11) placés sur le support (5). 3. Capteur selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en en ce qu'il comporte plusieurs aimants disposés sur deux axes de mesures X et Y. 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les éléments de mesure sont choisis dans l'ensemble (capteur à effet Hall, élément magnéto-résistif, élément à ultra-sons). 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les éléments de mesure sont des éléments simples (6). 6. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les éléments de mesure (7) sont des couples d'éléments différentiels (Ca-Cb).