Brevet FR2750497A1 — publié le 19980102

La présente invention concerne un capteur de vibration de très petite taille. Les capteurs de vibrations actuels sont des accéléromètres. Ils peuvent être classé en deux grandes catégories en fonction du phénomène physique auquel ils font appel - Mesure directe d'une force (capteur piézo-électrique, capteur à l'équilibre de force). - Mesure indirecte par le biais du déplacement ou de la déformation d'un corps d'épreuve. Le choix dépend de la gamme de mesure, de la sensibilité et de la plage de fréquence recherché. Le capteur, objet de l'invention, présente une taille nettement inférieure à ceux existant. L'encombrement de la partie sensible est en effet de quelques mm3. Il peut être utilisé aussi bien dans l'air que dans l'eau. II est de plus insensible aux ondes électromagnétiques. Il peut être utilisé apposé sur une structure, ou encore intégré dans celie ci. Son prix de revient est négligeable par rapport aux capteurs e.ustant. Le capteur est constitué de plusieurs éléments : (Voir figure I) - Un boîtier (1) d'émission de lumière (DEL ou laser) et de réception (photo-détecteur). Ce boîtier électronique comporte un amplificateur pour le signal de récepiion. II permet également grâce à une aiimentation stabilisée d'alimenter l'émetteur de lumière et le photo-détecteur. 11 intègre une sortie oscilloscope pour pouvoir analyser le signal de réception. - Une fibre optique d'émission (2) qui conduit le signal lumineux jusqu'à la partie sensible - Un manchon capillaire, d'une longueur peu importante ( I cm maximum). - Une fibre de réception (2) qui conduit le flux lumineux (5) jusqu'au photo-détecteur contenu dans le boîtier (1). - Des particules (6). La configuratioll du contenu du manchon est variable en foncrion de la sen.ibilité et de la bande passante choisie. On pourra en effet trouver par exemple - Des micro-organismes secs - notamment des diatomées. - Des micro-organismes en suspension. - Des microbilles de verre. - Tnutes particules homogènes, microscopiques. t'extrémité des fibres (2) et (3) (diamètre = I mm) est emmanché sur quelques millimètres dans le manchon (4), puis collé. L'espace entre les extrémités, dans le manchon capillaire (4) est de l'ordre du millimètre. l,e principe de fonctionnement est le suivant: Voir figure 2. IJne vibration (7), d'une structure mécanique par exemple, va solliciter le manchon capillaire (4). Celui-ci va transmettre les vibrations aux particules (6). Ces dernières, selon la fréquence de stimulation vont entrer en mouvement (12), en agitation, devant le flux lumineux. Chaque passage des particules va se traduire par une atténuation du signal lumineux. Ce passage étant cyclique, on obtient en réception un signal électrique alternatif dont la fréquence est la même que la fréquence de sollicitation vibratoire. Le capteur peut etre posé sur un support rigide (8) - Voir figure 3 - lui même fixé à la structure vibrante à analyser (9). En explojTdnt les principes de la corde vibrante, cette configuration permet de choisir la bande de fréquence détectable, en modifiant - La longueur de la corde. Par un appui (10) réglable, par exemple. La fréquence est inversement proportionnelle à la longueur de la corde. - La tension de la corde. La fréquence est proportionnelle à la racine carré de la tension de la corde. - Masse linéaire. La fréquence est inversernent proportionnelle à la racine carrée de la masse de la corde par unité de longueur. REVENDICATIONS 1) La présente invention concerne un dispositif permettant de capter et d'analyser des vibrations, caractérisé en ce qu'il comporte une fibre optique d'émission (2) qui pénètre dans un manchon (4), une fibre optique de réception (3), et des particules. microscopiques (6). La mise en vibration du manchon (4) crée, selon la fréquence, une agitation des particules (6) qui atténue le flux lumineux (5). On obtient après réception au photo-détecteur et amplification un signal de même fréquence que la fréquence de stimulation. Un support ngide (8) peut être ajouté au système. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif peut être placé sur un support rigide (8) permettant de faire varier, la distance entre les appuis- présence d'un appui mobile (10) - et la tension de la fibre. Ceci pour faire varier la bande passante. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le contenu du manchon peut avoir différente composition, selon la sensibilité et la bande passante voulu: - Microbille de verre. - Micro-organismes secs - diatomée notamment. - Micro-organismes en suspension (morts). - Toutes particules homogènes microscopiques. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie sensible du capteur (2) (4) (3) peut être intégrée directement dans la structure d'un matériau, d'un système mécanique.