Brevet FR2827382A1 — publié le 20030117

Procédé et dispositif de détection de fuites sur des récipients au moyen de rayons ultraviolets. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé pour la détection de fuites sur des récipients, par exemple des bouteilles, des flacons, ou des bouchons en matière plastique et analogues. Lors de la fabrication de tels récipients, il se forme parfois sur leur paroi latérale des trous minuscules qui les rendent inaptes à l'utilisation. Il est donc nécessaire de soumettre les récipients, à leur sortie de l'unité de fabrication, à un contrôle de détection des fuites et d'éliminer les récipients trouvés défectueux. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Il existe déjà sur le marché divers dispositifs de détection de fuite, mais ils ont tous l'inconvénient d'immobiliser relativement longtemps chaque récipient pendant le contrôle. Cette durée du contrôle est incompatible avec les cadences de production élevées obtenues actuellement sur les unités de fabrication modernes. De plus, les dispositifs de détection de fuites connus sont relativement peu sensibles, car ils sont incapables de détecter la présence de trous de diamètre inférieur à quelques dizaines de microns. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de détection de fuites qui permet de contrôler chaque récipient en un temps relativement court, compatible avec la cadence de fabrication des récipients, et qui n'introduit donc pas de retard dans la fabrication. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste : à introduire dans le récipient une électrode interne en matériau conducteur, à faire passer le récipient muni de ladite électrode interne devant au moins une électrode externe fixe en matériau conducteur, en laissant un intervalle entre l'électrode externe et le récipient, à appliquer une tension électrique auxdites électrodes interne et externe, afin que le gaz, tel que l'air, intérieur au récipient s'ionise, à éclairer ledit intervalle au moyen d'un rayonnement ultraviolet afin d'ioniser l'air se trouvant dans cet intervalle, de sorte que, dans le cas où le récipient présente un trou à travers sa paroi, l'air ionisé qui se trouve dans ledit intervalle et l'air ionisé se trouvant à l'intérieur du récipient soient en continuité électrique à travers le trou et complètent, avec l'électrode interne et l'électrode externe, un circuit électrique dans lequel un courant électrique est susceptible de circuler, et à détecter la présence éventuelle dudit courant électrique dans ledit circuit électrique. Ainsi, selon le procédé de l'invention, la détection de fuites est ramenée à la mesure d'un courant. Etant donné que l'on sait détecter de très faibles courants, il est possible de détecter la présence de trous de très faible diamètre. De plus, toutes les opérations du procédé peuvent être automatisées et être exécutées à mesure que les récipients défilent, sans interruption de leur mouvement. L'invention concerne également un dispositif de détection de fuites pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend : une électrode interne en matériau conducteur que l'on introduit dans le récipient, au moins une électrode externe fixe, en matériau conducteur, disposée à l'extérieur du récipient en laissant un intervalle entre elle et le récipient, une source de tension connectée à ladite au moins une électrode externe et à ladite électrode interne, afin de provoquer l'ionisation de l'air intérieur au récipient, au moins une source de rayonnement ultraviolet pour éclairer ledit intervalle et provoquer l'ionisation de l'air qui s'y trouve de façon que, si le récipient présente un trou sur sa paroi, un courant électrique circule dans le circuit électrique formé par l'électrode interne, l'air ionisé se trouvant à l'intérieur du récipient, l'air ionisé se trouvant à l'extérieur du récipient, dans ledit intervalle et l'électrode extérieure, et des moyens de mesure pour détecter la présence éventuelle de courant électrique dans ledit circuit électrique. Avec ce dispositif, on peut déterminer s'il y a une fuite ou non sur le récipient, mais on ne peut pas connaître l'endroit précis où elle se trouve. Selon un perfectionnement de l'invention, on peut localiser les fuites avec précision en utilisant plusieurs électrodes externes fixes, isolées électriquement l'une de l'autre et disposées chacune en regard d'une zone de la paroi du récipient, de manière que la totalité de la surface externe des parois soit entourée par les électrodes externes. Dans ce cas, un courant ne sera détecté que sur la ou les électrodes externes qui se trouvent en face de la ou des fuites. Avantageusement, la source de rayons ultraviolets est constituée par une lampe EXCIMER émettrice de rayons ultraviolets. Cette lampe ionise l'air pour une longueur d'onde de 172 nm. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'électrode interne est en forme de tige terminée par une pointe, et une haute tension est appliquée aux bornes de ladite tige interne et à ladite au moins une électrode externe, de sorte que la pointe de l'électrode interne provoque l'ionisation du gaz intérieur au récipient, par effet corona. Dans le cas de récipients volumineux, il serait nécessaire d'appliquer aux électrodes interne et externe une très haute tension, mais cela est onéreux et présente des risques pour le personnel. On remédie à ces inconvénients, en introduisant dans le récipient, en plus de l'électrode interne, une lampe EXCIMER interne émettrice de rayons ultraviolets. Dans ce cas, c'est cette lampe EXCIMER interne qui provoquera l'ionisation du gaz contenu dans le récipient et l'on pourra alors appliquer une tension modérée aux électrodes interne et externe. BREVE DESCRIPTION DE LA FIGURE. Un mode de réalisation préféré de l'invention sera décrit à présent en détail en regard de l'unique figure ci-jointe qui représente schématiquement une bouteille en matière plastique, en poste dans le dispositif de détection de fuites selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE. Le dispositif de détection de fuites selon l'invention permet de détecter des fuites sur des récipients. La description qui va suivre sera faite, à titre d'exemple, dans le cas de bouteilles en matière plastique 10. Les bouteilles comprennent un fond 12, une paroi latérale cylindrique 14 et un goulot 16. A leur sortie de la chaîne de fabrication, les bouteilles sont amenées une à une, par des moyens de convoyage non représentés, à un dispositif 20 capable de détecter la présence de fuites, tels que des trous 18 sur la paroi des bouteilles. De préférence, les bouteilles sont amenées en position verticale. Le dispositif de détection de fuites comprend une électrode interne 22 et plusieurs électrodes externes 24,26, 28 en matériau conducteur. L'électrode interne est en forme de tige et se termine par une pointe 30. Elle traverse un bouchon 32 en matière isolante. L'électrode interne est introduite dans la bouteille et le bouchon est fixé dans l'ouverture du goulot 16. On notera que l'utilisation d'un bouchon n'est pas obligatoire. Les électrodes externes sont montées à poste fixe. Dans le mode de réalisation illustré, on utilise trois électrodes externes, l'une d'elles, 24, étant disposée horizontalement sous le fond 12 de la bouteille et les deux autres, 26,28, étant disposées verticalement, parallèlement entre elles et sans contact avec l'électrode externe de fond 24. Les électrodes 24,26, 28 sont espacées de manière que lorsqu'une bouteille passe entre elles, un intervalle 33,34, 35 subsiste entre la bouteille et chacune d'elles. L'électrode interne 22 et les électrodes externes 24,26, 28 sont branchées aux bornes d'une source de tension continue ou alternative, non représentée. L'électrode interne est branchée à la borne plus de la source de tension et les électrodes externes sont reliées à la borne moins ou à la masse par l'intermédiaire de résistances de fuite série 36, 38,40 dont le rôle sera précisé par la suite. Des appareils de mesure de courant 42, 44, 46, du type galvanomètre, sont branchés aux bornes des résistances de fuite. Des sources de rayons ultraviolets 48,50, 52 éclairent les intervalles 33,34, 35 afin d'ioniser l'air qui s'y trouve. Dans le mode de réalisation illustré par la figure, les sources de rayons ultraviolets éclairent lesdits intervalles à travers les électrodes externes qui, à cet effet, ont une structure grillagée, à larges mailles. Ainsi, la source de rayons ultraviolets 48 éclairent l'intervalle 33 à travers les mailles de l'électrode externe 24 et de même, les sources de rayons ultraviolets 50, 52 éclairent les intervalles 34,35 à travers les mailles des électrodes externes 26,28. Le fonctionnement du dispositif de détection de fuites 20 est le suivant : Lorsqu'une bouteille 10 arrive dans le couloir défini entre les électrodes externes 24,26, 28, on adapte le bouchon 32 muni de l'électrode interne 22 dans l'ouverture du goulot 16. Le gaz contenu dans la bouteille s'ionise aussitôt par effet corona. En même temps, les sources de rayons ultraviolets provoquent l'ionisation de l'air qui se trouve dans les intervalles 33,34, 35. Si la bouteille présente un trou 18 sur sa paroi, par exemple du côté gauche sur la figure, il se forme un circuit électrique continu comprenant l'électrode interne 22, l'air ionisé contenu dans la bouteille, l'air ionisé se trouvant dans l'intervalle 34, du côté du trou 18, et l'électrode externe 26. Un courant électrique circule alors dans ce circuit. Ce courant est détecté et mesuré au moyen de l'appareil de mesure 44. Par contre, aucun courant ne circule dans les deux autres circuits électriques puisqu'il n'y a pas continuité électrique entre l'air ionisé intérieur au récipient et l'air ionisé se trouvant dans les intervalles 33,35. La bouteille défectueuse est éliminée. Si la bouteille ne présente aucune fuite, aucun courant ne circulera dans les trois circuits électriques. Cette bouteille sera donc retenue. Le dispositif selon l'invention permet donc non seulement de détecter les bouteilles défectueuses, mais également de localiser la fuite sur la bouteille. Le dispositif selon l'invention est très sensible et permet de détecter des trous de faible diamètre, de l'ordre de quelques microns, car le faible flux de gaz ionisé qui s'échappe à travers de tels trous suffit pour compléter le circuit électrique. De plus, le temps mis pour contrôler un récipient avec le dispositif de l'invention est relativement court. Les récipients peuvent être contrôlés pratiquement sans ralentissement de leur mouvement. Selon un autre mode de réalisation, non représenté sur le dessin, et qui convient aux récipients volumineux, on introduit dans le récipient, outre l'électrode interne, une lampe EXCIMER interne émettrice de rayons ultraviolets. Cette lampe ionise l'air contenu dans le récipient. On peut alors appliquer aux électrodes externe et interne une tension modérée, nécessaire pour établir un courant électrique, en cas de fuite. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de fuites sur des récipients, caractérisé en ce qu'il consiste : à introduire dans le récipient une électrode interne en matériau conducteur, à faire passer le récipient muni de ladite électrode interne devant au moins une électrode externe fixe en matériau conducteur, en laissant un intervalle entre l'électrode externe et le récipient, à appliquer une tension électrique auxdites électrodes interne et externe, afin que le gaz, tel que l'air, intérieur au récipient s'ionise, à éclairer ledit intervalle au moyen d'un rayonnement ultraviolet afin d'ioniser l'air se trouvant dans cet intervalle, de sorte que, dans le cas où le récipient présente un trou à travers sa paroi, l'air ionisé qui se trouve dans ledit intervalle et l'air ionisé se trouvant à l'intérieur du récipient soient en continuité électrique à travers le trou et complètent, avec l'électrode interne et l'électrode externe, un circuit électrique dans lequel un courant électrique est susceptible de circuler, et à détecter la présence éventuelle dudit courant électrique dans ledit circuit électrique. 2. Dispositif de détection de fuites pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : une électrode interne (22) en matériau conducteur que l'on introduit dans le récipient (14), au moins une électrode externe fixe (24,26, 28), en matériau conducteur, disposée à l'extérieur du récipient en laissant un intervalle (33,34, 35) entre elle et le récipient, une source de tension connectée à ladite au moins une électrode externe et à ladite électrode interne, afin de provoquer l'ionisation de l'air intérieur au récipient, au moins une source de rayonnement ultraviolet (48,50, 52) pour éclairer ledit intervalle et provoquer l'ionisation de l'air qui s'y trouve de façon que, si le récipient présente un trou (18) sur sa paroi, un courant électrique circule dans le circuit électrique formé par l'électrode interne, l'air ionisé se trouvant à l'intérieur du récipient, l'air ionisé se trouvant à l'extérieur du récipient, dans ledit intervalle et l'électrode extérieure, et des moyens de mesure (36,38, 40,42, 44,46) pour détecter la présence éventuelle de courant électrique dans ledit circuit électrique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode interne (22) est en forme de tige terminée par une pointe (30), et en ce qu'une haute tension, continue ou alternative est appliquée aux bornes des électrodes interne et externe, de sorte que l'air intérieur au récipient s'ionise par effet corona. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode interne traverse un bouchon (32) qui est adapté sur une ouverture (16) du récipient. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs électrodes externes (24,26, 28) en forme de grilles planes, isolées électriquement l'une de l'autre et disposées chacune en regard d'une zone de la paroi du récipient de manière que la totalité de la surface externe des parois soit entourée par les électrodes externes. 6. Dispositif selon la revendication 5, pour la détection de fuites sur des bouteilles en matière plastique, caractérisé en ce que la bouteille (10) est amenée au dispositif en position verticale, et en ce que l'une des électrodes externes (24) est disposée horizontalement sous le fond (12) de la bouteille et deux autres électrodes externes (26,28) sont disposées verticalement et parallèlement entre elles. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite au moins une source de rayonnement ultraviolet (48,50, 52) est constituée par une lampe EXCIMER. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la lampe EXCIMER émet des rayons ultraviolets de longueur d'onde 172 nm. 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure comprennent des résistances de fuite (36,38, 40) montées en série respectivement avec les électrodes externes (24,26, 28) et la masse et des appareils de mesure (42,44, 46) branchés respectivement sur lesdites résistances pour mesurer le courant électrique qui parcourt la ou les électrodes externes dans le cas où une fuite existerait en regard de ladite ou desdites électrodes externes. 10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le cas de récipients volumineux, on introduit dans le récipient, outre l'électrode interne, une lampe EXCIMER interne émettrice de rayons ultraviolets.