Brevet FR2736722A1 — publié le 19970117

DISPOSITIF A FOURCHE OPTIQUE POUR LA MESURE DE LA VITESSE, NOTAMMENT D'UNE CABINE D'ASCENSEUR. La présente invention concerne un dispositif de mesure de la vitesse de déplacement d'un mobile et notamment d'une cabine d'ascenseur. La connaissance du paramètre vitesse de déplacement d'une cabine d'ascenseur est très importante, car elle peut servir notamment à améliorer la précision de l'arrêt de la cabine aux différents niveaux desservis. Les ascenseurs européens bon marché, tels que les ascenseurs et montecharges à deux vitesses, ne sont généralement pas équipés de système de mesure de la vitesse, parce que ces systèmes sont trop coûteux et leur installation pénaliserait le coût global de vente de l'ascenseur. En effet, ces systèmes connus, tels que les codeurs optiques montés sur l'un des axes de rotation de l'installation, les dynamo-tachymètres, les accéléromètres, les télémètres laser, etc..., impliquent une dépense importante et nécessitent des entrées spéciales pour comptage rapide ou signal analogique. Ils sont donc réservés aux ascenseurs haut de gamme munis d'un contrôle électronique de la vitesse. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de mesure de la vitesse dont le coût, relativement modeste, est compatible avec la qualité standard des ascenseurs courants. Le dispositif de mesure de la vitesse selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend: - une fourche optique fixée sur la cabine d'ascenseur, ladite fourche comprenant deux bras creux disposés dans un plan horizontal et logeant respectivement un émetteur et un récepteur de rayonnement infrarouge, de manière que le faisceau infrarouge traverse horizontalement l'intervalle compris entre lesdits bras, - une pluralité de drapeaux verticaux, opaques vis-à-vis des rayons infrarouges, ayant une hauteur h prédéterminée, fixes dans la trémie aux altitudes o l'on souhaite connaître la vitesse de déplacement de la cabine et disposés de manière à ce qu'ils coupent le faisceau infrarouge chaque fois que la fourche optique passe à leur niveau, le récepteur émettant des signaux électriques qui ont un premier état logique lorsque le faisceau infrarouge passe et un second état logique lorsque le faisceau est coupé, - et une unité de calcul qui reçoit du récepteur situé à chaque niveau des informations sur la durée At pendant laquelle le faisceau infrarouge est interrompu par le drapeau monté audit niveau, et qui calcule la vitesse de la cabine au moyen de la formule V = h/At. Les drapeaux peuvent être constitués par des plaques ou des rubans en tôle d'acier de faible épaisseur, par exemple de l'ordre de 1 mm, et de quelques centimètres de hauteur. Ce sont donc des éléments courants et bon marché. Il en est de même pour la fourche optique qui est un accessoire couramment vendu dans le commerce. Un grand avantage de l'invention réside dans le fait que l'on peut utiliser comme unité de calcul la carte électronique de commande dont l'ascenseur est déjà équipé. Les éléments logiciels à ajouter à cette carte ne devraient pas augmenter son prix de revient. De même, l'entrée des signaux électriques envoyés par le récepteur existe déjà dans la carte électronique de contrôle. Un autre avantage de l'invention réside dans la bonne précision de la mesure de la vitesse. De plus, étant donné que la mesure se fait sans contact mécanique, la durée de vie de la fourche électronique peut être de plusieurs dizaines d'années. Le dispositif selon l'invention peut donc être utilisé dans les ascenseurs de gamme moyenne. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une fourche optique et d'un drapeau; la figure 2 est une vue schématique illustrant l'ensemble du dispositif de mesure de la vitesse selon l'invention; la figure 3 est un organigramme détaillant les opérations effectuées par la carte électronique de commande; la figure 4 est une vue schématique du montage de drapeaux dans la gaine d'un ascenseur; la figure 5 est un diagramme représentant les variations de la vitesse de la cabine en fonction du temps. Sur la figure 1 est représentée une fourche optique 10 en forme de U connue en soi. Les branches parallèles 12, 14 de la fourche optique sont creuses et logent respectivement un émetteur et un récepteur infrarouge, non représentés. Le faisceau infrarouge 16 émis par l'émetteur sort à travers un orifice 18, parcourt transversalement l'intervalle compris entre les deux branches et est capté par le récepteur. La fourche optique est fixée sur l'objet dont on désire mesurer la vitesse de déplacement, par exemple sur une cabine d'ascenseur, et elle se déplace donc en même temps que cet objet. Sur le trajet de la fourche optique, aux points o l'on veut mesurer la vitesse, sont disposés des drapeaux 20 constitués chacun par une plaque de matière opaque à l'infrarouge, par exemple en tôle d'acier. Chaque drapeau est susceptible de couper le faisceau infrarouge 16 lorsque la fourche optique arrive à son niveau. Le récepteur fournit à sa sortie 28 un signal électrique ayant un certain état logique lorsque le faisceau passe librement et un autre état logique lorsque le faisceau est coupé. D'après la forme du signal électrique recueilli à la sortie du récepteur, on peut ainsi déduire la durée At de l'interruption du faisceau par un drapeau. Connaissant la hauteur h du drapeau et en supposant que la vitesse de déplacement est constante, cette vitesse peut être calculée par la formule V =h/At. On se reportera à présent à la figure 2 qui illustre l'application du dispositif de la figure 1 au calcul de la vitesse d'une cabine d'ascenseur 24. La fourche optique 10 est fixée sur une paroi extérieure de la cabine, et est orientée de manière que ses branches soient dans un même plan horizontal. Dans la trémie 26 sont fixés une pluralité de drapeaux 20, 22 disposés dans un même plan vertical, aux différents niveaux o l'on désire mesurer la vitesse de déplacement de la cabine et de manière à ce qu'ils passent entre les branches de la fourche optique lorsque celle-ci arrive à leur niveau. Le signal électrique recueilli à la sortie du récepteur est envoyé via le conducteur 28 à une unité de calcul 30. Pour des raisons économiques, celle-ci peut être constituée par la carte électronique de commande (CEC) dont est munie toute installation d'ascenseur. Mais il va de soi que l'unité de calcul peut aussi bien être constituée par une carte électronique spécifique basée sur un micro-contrôleur. La CEC comprend une entrée simple statique 32 qui est disponible sur la carte ou qui peut être partagée avec une autre information, un compteur 34, une horloge 36, un calculateur 38, une mémoire 40, un programme 42 et une sortie 44. L'information relative à la vitesse de déplacement est affichée sur un écran 46. L'organigramme de la figure 3 illustre le déroulement des opérations de calcul de la vitesse. L'information reçue du récepteur est introduite à l'entrée 32. Le programme détermine à l'étape 1 si le faisceau de la fourche est coupé. Dans l'affirmative, le programme passe à l'étape 2 o s'effectue le comptage de la durée de la coupure. Ensuite, à l'étape 3, le programme détermine si le faisceau vient d'être rétabli. Si ce n'est pas le cas, le comptage se poursuit. Si le rétablissement du faisceau est constaté, le comptage du temps est arrêté et la valeur de la durée de l'interruption du faisceau At est mémorisée à l'étape 4. Ensuite, à l'étape 5, la vitesse est calculée à partir de la durée mesurée At et de la hauteur h du drapeau. La figure 4 montre une disposition pratique des drapeaux , 22 dans la trémie par rapport à la porte palière 48. Les drapeaux sont fixés sur des bandeaux 50, 52 qui sont portés par des câbles verticaux tendus 54, 56 s'étendant sur toute la hauteur de la trémie. Le drapeau supérieur 20 sert à mesurer la vitesse de déplacement de la cabine en descente et est fixé légèrement au-dessus de la zone d'arrêt de la cabine tandis que le drapeau 22 sert à mesurer la vitesse de déplacement en montée et il est fixé légèrement au-dessous de la zone d'arrêt de la cabine. Quant à la fourche optique, elle est fixée sur une paroi de la cabine, à une hauteur telle qu'elle se trouve entre les drapeaux 20, 22 à l'arrêt. Cette disposition est avantageuse car elle permet à la CEC de calculer la vitesse suffisamment à l'avance avant que la cabine n'arrive à la zone d'arrêt, et cela afin de pouvoir éventuellement améliorer la précision de l'arrêt. Le diagramme de la figure 5 montre la variation de la vitesse de déplacement d'une cabine en fonction du temps, dans le cas particulier o la cabine est entraînée par un moto-réducteur à deux enroulements, par exemple à 16 pôles et 4 pôles respectivement, et à frein à tambour. Lorsque, à partir de l'état arrêté à un étage, on alimente l'enroulement à 16 pôles, la cabine s'accélère jusqu'à atteindre sa vitesse de déplacement normale V0 qu'elle garde sur pratiquement tout le trajet. Peu avant que la cabine arrive à l'étage o elle doit s'arrêter l'alimentation est commutée sur l'enroulement à 4 pôles, de sorte que la cabine se déplace à la petite vitesse constante Vl. L'arrêt s'obtient en coupant l'alimentation du moteur et en relâchant les mâchoires du frein. La vitesse décélère progressivement jusqu'à l'arrêt de la cabine. Bien entendu, la mesure de la vitesse devra être effectuée à un moment o elle est constante et de préférence au cours du déplacement à petite vitesse, car la précision de la mesure sera meilleure dans cette phase. On expliquera à présent, à propos d'un exemple particulier, comment on choisit la hauteur du drapeau en fonction de la précision que l'on recherche pour la vitesse. On suppose que la petite vitesse est de l'ordre de 250 mm/s, que l'on recherche une précision de 0,5 % et que l'on utilise un automate ayant une base de temps de 4 ms pour mesurer le temps et calculer la vitesse. En 4 ms la cabine parcourt une distance de 4.10-3 x 250 = 1 mm. Cette distance représente la précision de 0,5 % recherchée. Il en résulte que le drapeau doit avoir une hauteur h telle que h x 0,5/100 = 1 mm d'o l'on tire h = 200 mm. Avec un automate ayant une base de temps inférieure, on pourrait utiliser des drapeaux plus courts. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la vitesse, notamment d'une cabine d'ascenseur, caractérisé en ce qu'il comprend: - une fourche optique (10) fixée sur la cabine d'ascenseur (26), ladite fourche comprenant deux bras creux disposés dans un plan horizontal et logeant respectivement un émetteur et un récepteur de rayonnement infrarouge, de manière que le faisceau infrarouge (16) traverse horizontalement l'intervalle compris entre lesdits bras, - une pluralité de drapeaux verticaux (20, 22), opaques vis-à-vis des rayons infrarouges, ayant une hauteur h prédéterminée, fixés dans la trémie (26) aux altitudes o l'on souhaite connaître la vitesse de déplacement de la cabine et disposés de manière à ce qu'ils coupent le faisceau infrarouge (16) chaque fois que la fourche optique (10) passe à leur niveau, le récepteur émettant des signaux électriques qui ont un premier état logique lorsque le faisceau infrarouge passe et un second état logique lorsque le faisceau est coupé, - et une unité de calcul (30) qui reçoit du récepteur situé à chaque niveau des informations sur la durée At pendant laquelle le faisceau infrarouge est interrompu par le drapeau monté audit niveau, et qui calcule la vitesse de la cabine au moyen de la formule V = h/At. 2. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul est constituée par la carte électronique de commande (30) dont l'installation d'ascenseur est habituellement munie. 3. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul est constituée par une carte électronique spécifique basée sur un micro-contrôleur. 4. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fourche optique (10) est fixée sur une paroi extérieure de la cabine (24) et est orientée de manière que ses branches (12, 14) soient dans un même plan horizontal, et en ce que dans la trémie (26) sont fixés une pluralité de drapeaux (20, 22) disposés dans un même plan vertical, aux différents niveaux o l'on désire mesurer la vitesse de déplacement de la cabine et de manière à ce qu'ils passent entre les branches de la fourche lorsque celle-ci arrive à leur niveau. 5. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à chaque étage desservi par la cabine, un premier drapeau (20) est fixé au- dessus de la zone d'arrêt de la cabine afin de mesurer la vitesse de déplacement en descente, et un second drapeau (22) est fixé en-dessous de la zone d'arrêt de la cabine afin de mesurer la vitesse de déplacement en montée et en ce que la fourche optique est fixée sur la paroi de la cabine, à une hauteur telle qu'elle se trouve entre les drapeaux (20, 22) lorsque la cabine est à l'arrêt. 6. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 4, caractérisé en ce que les drapeaux sont fixés sur des supports (50, 52) portés par des câbles verticaux tendus (54, 56) s'étendant sur toute la hauteur de la trémie. 7. Dispositif de mesure de la vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la durée d'interruption At du faisceau infrarouge (16) est effectuée sur une portion du parcours o la vitesse de déplacement de la cabine est constante. 8. Dispositif de mesure de la vitesse dans le cas d'une cabine d'ascenseur (24) entraînée à une grande vitesse constante sur pratiquement tout son trajet et à une petite vitesse constante sur une courte distance avant son arrêt à un niveau, caractérisé en ce que la mesure de la durée d'interruption du faisceau infrarouge est effectuée lorsque la cabine se déplace à ladite petite vitesse constante.