Brevet FR2760087A1 — publié le 19980828

La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour réaliser l'étalonnage optique d'une hauteur ou profondeur de liquide dans un appareil de test utilisant un liquide pour effectuer des mesures. Pour certaines applications, il est souhaitable de mesurer des différences de hauteur entre différentes parties d'un objet et d'une surface avec laquelle l'objet établit un contact. Par exemple lors de tests d'aquaplan- ning pour des pneumatiques, on fait passer un pneumatique à différentes vitesses sur une plaque de verre recouverte par une hauteur spécifique d'eau, et on prend des photogra- phies du pneumatique lorsqu'il passe sur la plaque de verre. On peut comparer les comportements d'aquaplanning de différents types de pneumatiques entre eux en comparant le degré de contact entre la sculpture de la bande de roule- ment et la plaque de verre. Cependant il n'existe aucun procédé dans l'art antérieur pour mesurer à quelle hauteur une partie de la sculpture de la bande de roulement est soulevée au-dessus de la plaque de verre lors de l'aquaplanning ou pour mesu- rer la hauteur à laquelle des barrettes spécifiques sont soulevées audessus de la plaque de verre lors du passage à travers un milieu liquide recouvrant la plaque de verre. Le problème indiqué précédemment est résolu à l'aide d'un dispositif d'étalonnage pour la mesure optique d'une hauteur de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une base constituée par une surface de contact plane dispo- sée autour de la périphérie d'une première face de ladite base, et une zone en renfoncement située à l'intérieur de ladite périphérie et des unités-repères d'étalonnage de différentes hauteurs à l'intérieur de ladite zone en renfoncement, et qu'au moins une unité-repère d'étalon- nage est chargée par un ressort de telle sorte que, lors- qu'elle est placée sur une surface plane, ladite unité- repère d'étalonnage chargée par un ressort possède la même hauteur que ladite surface de contact autour de ladite périphérie. En outre la présente invention porte sur un pro- cédé d'étalonnage de mesures optiques de la hauteur d'un liquide dans un appareil de test, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à (a) prévoir un appareil de test comportant une plaque de verre servant à maintenir une hauteur de liquide à un niveau constant pendant les procé- dures de test avec l'utilisation d'un liquide, (b) ajouter facultativement audit liquide des agents d'un type et d'une concentration qui confèrent au liquide un degré d'opacité sans rendre ce liquide totalement opaque, (c) placer sur ladite plaque de verre un dispositif d'étalonnage compre- nant une base constituée par une surface de contact plane autour de la périphérie d'une première face de ladite plaque de base, et une zone en renfoncement située à l'intérieur de ladite périphérie, et des unités-repères d'étalonnage de différentes hauteurs à l'intérieur de ladite zone en renfoncement, (d) observer ledit disposi- tif d'étalonnage à travers la plaque de verre dudit appa- reil de test, (e) établir une corrélation entre l'opacité du liquide à proximité des unités-repères d'étalonnage et la hauteur desdites unités-repères. Selon une forme de mise en oeuvre plus spécifique de la présente invention le procédé comprend en outre les étapes supplémentaires consistant à: (a) faire passer un objet à tester, sur lequel des mesures doivent être effectuées, à l'intérieur dudit liquide dans ledit appareil de test, (b) observer ledit objet à tester à travers ladite plaque de verre dudit appareil de test, et (c) corréler des propriétés optiques dudit liquide autour dudit objet à tester à des propriétés opti- ques du liquide autour d'unités-repères de hauteur situées sur ledit dispositif d'étalonnage pour déterminer les dif- férentes hauteurs du liquide autour dudit objet à tester. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif d'étalonnage de hauteur de liquide selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en élévation latérale arrachée du dispositif d'étalonnage selon l'inven- tion; - la figure 3 représente une vue de la surface de contact du dispositif d'étalonnage selon l'invention; - la figure 4 représente le dispositif d'étalon- nage selon l'invention, immergé dans un liquide situé sur la plaque de verre; - la figure 5 illustre la sensibilité de contact pour un colorant spécifique dans un liquide, constitué par de l'eau; et - la figure 6 représente un pneumatique passant dans un liquide coloré d'un colorant et situé sur une plaque de verre. En se référant maintenant à la figure 1, dans une forme de réalisation représentée, un dispositif d'étalonnage 10 selon l'invention comprend une partie de base 12 qui comporte sur sa périphérie 23 une surface de contact plane 22 destinée à établir un contact avec la plaque de verre d'un appareil de test d'aquaplanning de pneumatiques. De tels appareils de test de pneumatiques sont bien connus des spécialistes de la technique. A l'intérieur de la périphérie 23 est disposée une zone en renfoncement 25, dans laquelle sont disposés un certain nombre d'unités-repères ou plots d'étalonnage 16. Dans la forme de réalisation représentée, les plots d'étalonnage 16 sont formés d'un caoutchouc d'une bande de roulement de sorte qu'un étalonnage est effectué avec le même type de matériaux que ceux que l'on observe optiquement sur le pneumatique formant objet à tester. Comme cela est mieux visible sur la figure 2, les plots d'étalonnage 16 possè- dent des hauteurs respectivement différentes entre eux et par rapport aux surfaces de contact plates 22 de la péri- phérie 23. Au moins un plot d'étalonnage 14 chargé par un ressort est inséré dans la zone en renfoncement 25 de manière à garantir qu'au moins un plot d'étalonnage est en contact avec la plaque de verre 29. Un appareil de prise de vues 31 peut être utilisé facultativement pour photogra- phier le dispositif d'étalonnage et un objet à tester et pour comparer le contraste entre eux sur des photographies, pour l'obtention d'une mesure. Dans la forme de réalisation représentée, le dis- positif d'étalonnage 10 comporte un ensemble à poignée 18 pourvu d'une poignée 20, qui est utilisée pour faciliter la mise en place du dispositif d'étalonnage 10 sur la plaque de verre et l'en retirer. L'ensemble à poignée 18 contient également les boulons 21 utilisés pour retenir un ressort 26 qui applique une force contre un dispositif d'étalonnage 14 chargé par ce ressort. Dans la forme de réalisation représentée, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, des dispositifs d'étalonnage situés aux quatre coins du dispositif sont chargés par des ressorts. Les spécialistes de la technique constateront que le dispositif d'étalonnage peut être utilisé avec un nombre quelconque de dispositifs d'étalonnage 14 chargés par des ressorts, étant entendu qu'il est souhaitable de prévoir au moins un tel dispositif, et que le dispositif peut avoir n'importe quelle forme géométrique appropriée, y compris une forme ronde, carrée, rectangulaire, pentagonale, etc. Chaque dispositif d'étalonnage chargé par un res- sort peut être soumis à différentes pressions connues de la part du ressort et on a découvert que différentes pressions ont pour effet que les dispositifs d'étalonnage chargés par des ressorts fournissent différentes opacités sur la plaque de verre. On a trouvé que les différentes opacités sont en corrélation avec l'intensité de la pression appliquée, et une comparaison de l'opacité du dispositif chargé par un ressort à l'opacité d'une barrette du pneumatique peut être utilisée pour estimer la pression qu'une barrette particu- lière d'un pneumatique présente au niveau de la marque d'empreinte d'un pneumatique sur la plaque de verre. Pour permettre au liquide 28 d'atteindre aisément son propre niveau dans la zone en renfoncement 25 du dispo- sitif, il est prévu dans la périphérie 23 au moins une encoche 24 permettant au liquide 28 de pénétrer dans la zone en renfoncement 25 et l'en ressortir. En référence à la figure 4, lorsqu'on place le dispositif d'étalonnage 10 sur une plaque de verre recou- verte par le liquide 28 et qu'on observe le liquide à tra- vers la plaque de verre, la densité optique du liquide 28 dépend de la hauteur du liquide, qui est connue pour chaque plot d'étalonnage 16, et lorsque la densité optique est mise en corrélation avec la hauteur, on peut effectuer des mesures de hauteur sur l'objet à tester en mesurant la den- sité optique du liquide dans des parties spécifiques de l'objet à tester. Dans la forme de réalisation représentée, le liquide 28 est de l'eau contenant une substance, à savoir un colorant, qui modifie l'opacité de l'eau. Les spécia- listes de la technique constateront que l'on peut utiliser, dans le dispositif selon l'invention, d'autres liquides qui ont une couleur naturelle et par conséquent une opacité naturelle, les seules exigences pour la mise en oeuvre de l'invention étant que le liquide possède une couleur qui ne soit pas opaque pour les hauteurs auxquelles on s'inté- resse. Dans des dispositifs d'études d'aquaplanning de pneumatiques de l'art antérieur, on utilisair un colorant fluorescent dans l'eau, en tant que liquide 28. Sur la figure 5, on a produit un graphique de variation de la luminosité en fonction de la hauteur de l'eau pour un tel colorant fluorescent dans l'eau pour mesurer la sensibilité des mesures. Comme on peut le voir sur ce graphique, pour ce liquide la sensibilité est inférieure à 0,0254 cm(0,01 pouce). En se référant maintenant à la figure 6, dans le cas du procédé selon l'invention, en utilisant l'illustra- tion du test d'aquaplanning d'un pneumatique, on peut faire rouler un pneumatique 30 sur une plaque de verre à diffé- rentes vitesses, et on peut utiliser des mesures du liquide 28 dans différentes zones évidées ou creuses du pneumatique pour analyser avec quelle intensité la bande de roule- ment et quelle partie de cette dernière sont soulevées par le liquide audessus de la plaque de verre pour chaque vitesse, et on peut obtenir un mesure précise de la hauteur de séparation entre la bande de roulement et la plaque de verre. Les spécialistes de la technique constateront qu'un dispositif d'étalonnage selon l'invention est utile au-delà du test de pneumatiques, par exemple pour observer la forme de la coque d'un bateau. Bien que dans la pratique il soit possible à des individus talentueux d'établir des corrélations de hauteurs au moyen d'une observation visuelle, les spécialistes de la technique constateront que l'on peut obtenir des résultats automatisés en utilisant des scanners optiques et que les données fournies par des scanners optiques peuvent etre corrélées et analysées d'une manière automatique moyennant l'utilisation d'ordinateurs. De même il apparaîtra à l'évidence que des don- nées peuvent être collectées directement à partir de l'observation de la plaque de verre ou par analyse de pho- tographies ou de bandes vidéo de la plaque de verre et du dispositif d'étalonnage et de l'objet à tester. Bien que l'on ait représenté des modes de mise en oeuvre spécifique de l'invention, les spécialistes de la technique constateront que l'invention peut être modifiée5 et mise en oeuvre différemment. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étalonnage pour la mesure optique d'une hauteur de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une base (12) constituée par une surface de contact plane (22) disposée autour de la périphérie d'une première face de ladite base, et une zone en renfoncement (25) située à l'intérieur de ladite périphérie et des unités-repères d'étalonnage (14) de différentes hauteurs à l'intérieur de ladite zone en renfoncement, et qu'au moins une unité-repère d'étalonnage (14) est chargée par un res- sort de telle sorte que, lorsqu'elle est placée sur une surface plane, ladite unité-repère d'étalonnage (14) char- gée par un ressort (26) possède la même hauteur que ladite surface de contact autour de ladite périphérie (23). 2. Dispositif d'étalonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que différentesunités-repères d'étalonna- ge charges par des ressorts sont chargées par des pressions de ressorts différentes. 3. Procédé d'étalonnage de mesures optiques de la hauteur d'un liquide dans un appareil de test, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: (a) prévoir un appareil de test comportant une plaque de verre servant à maintenir une hauteur de liquide à un niveau constant pendant les procédures de test avec l'utilisation d'un liquide, (b) ajouter facultativement audit liquide des agents d'un type et d'une concentration qui confèrent au liquide un degré d'opacité sans rendre ce liquide totale- ment opaque, (c) placer sur ladite plaque de verre un disposi- tif d'étalonnage (10) comprenant une base (12) constituée par une surface de contact plane (22) autour de la périphé- rie (23) d'une première face de ladite plaque de base, et une zone en renfoncement (25) située à l'intérieur de ladite périphérie, et des unités-repères d'étalonnage (16) de différentes hauteurs à l'intérieur de ladite zone en renfoncement, (d) observer ledit dispositif d'étalonnage (10) à travers la plaque de verre dudit appareil de test, et (e) établir une corrélation entre l'opacité du liquide à proximité des unités-repères d'étalonnage (16) et la hauteur desdites unités-repères. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes supplémentaires consistant à: (a) faire passer un objet à tester, sur lequel des mesures doivent être effectuées, à l'intérieur dudit liquide dans ledit appareil de test, (b) observer ledit objet à tester à travers ladite plaque de verre dudit appareil de test, et (c) corréler des propriétés optiques dudit liqui- de autour dudit objet à tester à des propriétés optiques du liquide autour d'unités-repères de hauteur situées sur ledit dispositif d'étalonnage pour déterminer les diffé- rentes hauteurs du liquide autour dudit objet à tester. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par l'étape supplémentaire consistant à charger élastique- ment un certain nombre de dispositifs d'étalonnage (10) avec différentes pressions de ressorts et établir une corré- lation entre l'opacité au niveau de ladite plaque de verre, dans ledit dispositif d'étalonnage chargé par un ressort, et la pression appliquée par le ressort. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à corréler l'opacité de différentes barrettes sur un pneuma- tique de test à des opacités établies pour différentes pressions dans des dispositifs chargés par un ressort.