INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La vitesse du son'dans le matériau est introduite comme donnée dans le dispositif électronique décrit plus haut après avoir été mesurée dans le matériau dans lequel on veut localiser la source d'émisslon acoustique.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on discrétlse les coordonnées X et Y de la source en prenant leurs valeurs entières les plus proches des valeurs mesurées. Les temps T1 et T2 d'arrivée des trains d'ondes acoustiques sur les capteurs sont eh général fractionnaires: pour comptabiliser les trains d'ondes provenant d'une source donnée, il est nécessaire de diviser le losange ou le pseudo losange constituant la maille élémentaire du réseau selon un quadrillage.
Pour discrétiser les valeurs des cordonnées X et Y, on choisit une unité de longueur égale sur l'axe des X et sur l'axe des Y, telle que les variables X et Y varient de O a N. A chaque valeur fractionnaire de X et Y mesurée a l'aide des temps T1 et T 2(et la valeur de la vitesse du son dans le matériau) on ajoute par un dispositif logique électronique la quantité 0,5 et on prend, grace à un système logique, la valeur entière du résultat,'cequi a pour effet de donner a X et Y les valeurs entières les plus proches des valeurs mesurées.
Les médiatrices des diagonales des losanges définissent sur le losange (ou le pseudo-losangei quatre quadrants. Pour s'assurer que les différents trains d'ondes reçus sur les différents capteurs correspondent bien à une source unlque, le dispositif selon l'invention comprend des moyens électroniques qui vérifient que la somme X t Y est bien inférieure a la moitié de la longueur de la pLus grande diagonale dudit pseudolosange. Cette vérìfication automatique permet d'éliminer les signaux enregistrés par les capteurs- provenant de parasites ou de sources extérieures au losange de mesure qui pourraient entraîner des erreurs.
Selon un mode de réalisation de l'invention , le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour accumuler en temps réel dans un ordinateur le nombre de trains d'ondes successifs provenant de chaque couple de valeurs discrétisées X et Y pendant un temps donné. Ainsi, on emmagasine sur un point mémoire de l'ordinateur, des valeurs discrétisées X et Y correspondant à la position approximative d'une source, le nombre de trains d'ondes provenant de cette source pendant un certain intervalle de temps. Cette accumulation statistique de signaux, dans la limite de la capacité de l'ordinateur, permet, de localiser en permanence les points émettant des trains d'ondes acoustiques sur la surface à surveiller.
Le dispositif selon l'invention -comprend des moyens électroniques' logiques pour associer aux valeurs T1 et T2, les coordonnées X ou Y selon la disposition du pseudo-losange considérée.
En effet, selon le pseudo-losange, le signal T1 correspond à l'abscisse X ou à l'ordonnée Y. Comme on le verra sur l'exemple de realisation décrit plus loin, un système logique permet d'associer, les valeurs de T1 à la coordonnée X ou Y correcte.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le quadrilatère constituant ia maille d'une partie au moins du réseau élémentaire de capteurs est un losange, c'està-dire un quadrilatère dont tous les côtés sont égaux D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif en référence aux figures annexées sur lesquelles on a représenté:: - sur ia figure 1, une représentation développée d'un réseau de capteurs - sur la figure 2, une maille élémentaire d'un capteur en forme de pseudo-losange, avec ses axes associés, - sur la figure 3, un exemple de bouclage de réseaux avec des triangles, - sur la figure 4, la chaîne des mise en forme du signal reçu et transmis par un capteur, - sur la figure 5, le schéma de raccordement des différents capteurs aux horloges au compteur et au calculateur, - sur la figure 6, la numérotation des différents points mémoires associés a un quadrant d'une maille en losange, - sur-la figure 7, le système d'aiguillage automatique des impulsions provenant des capteurs et de l'electronique associée, - sur la figure 8, le schéma du circuit de verrouillage manuel, - sur la figure 9, le dispositif de mise en mémoire des temps T1 et T2, - sur la figure -10, le schéma logique du dispositif permettant d'associer aux temps T1 et T2 les variables X et Y, - sur la figure 11, le schéma du dispositif logique permettant de déterminer le signe de X, - sur la figure 12, le schéma logique permettant de déterminer le signe de Y, - sur la figure 13, le bloc diagramme complet du dispositif multicapteurs.
Comme on l'a déjà indiqué, la présente invention a pour objet un dispositif de iocaisation de sources d'émissions acoustiques permettant d'enregistrer sur un point mémoire d'un ordinateur et en temps réel, ie nombre de trains d'ondes provenant de différents domaines sur la surface a étudier. Le dispositif d'utilisation simple est économique puisqu'il n'associe a un réseau de capteurs que deux horloges et deux compteurs vers lesquels aboutissent les différentes impulsions provenant des capteurs après mise en forme par une chalne électronique.
Sur la figure 1, sn a représenté une configuration d'un réseau de capteurs comportant 30 capteurs. Ce réseau permet déjà de couvrir une surface importante et de plus, ce nombre de capteurs n'est pas limitatif: il pourra être réduit si la structure à surveiller est de plus faible dimension; de même une configuration modulaire de l'appareil permet d'accroître aisément ce npmbre de capteurs, celui-ci étant limité uniquement par la capacité de mémoire de l'organe de traitement comme on le verra plus loin.Les capteurs 1 à 30 de la figure 1 sont placés au sommet de losanges, les capteurs du groupe G1 étant les capteurs dont les numéros sont encerclés clest-à-dire les capteurs 1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 27, 28 et les capteurs du aroupe G2 .les 24 capteurs restants c'est-à-dire les capteurs 5, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 24, 29 et 30.Cette configuration de capteurs permet de localiser une source d'émission située sur un cylindre, fermé à ses deux extrémités par dieux demi-sphères. Les capteurs 29 et 30 sont situés au pôle des deux demi-sphères alors que, comme indiqué-sur la figure 1, le plan contenant le réseau de capteurs est replié autour du cylindre, de façon a ce que les capteurs représentés sur la taure -par les chiffres 1, 9, 17 et 25 coïncident avec ceux représentés par les mêmes chiffres sur le côté opposé du rectangle formé par les deux chiffres 1 et les deux chiffres 25.
Dans la suite de l'exposé, on désignera le numéro d'un losange par le numéro du capteur le plus à gauche de ce losange. Par exemple, le losange 15 est constitué par les capteurs 15, 11, 14 et 19 Sur la figure 2, on a représenté le cas plus général d'une maille élémentaire constituée par un pseudo-losange, les capteurs étant disposés sur les sommets a, b, c, d du pseudolosange.Les capteurs situés sur les sommets a et c reçoivent des trains d'ondes successifs, provenait d'une source S-, à un intervalle de temps T1 Le capteur sis sur le sommet a étant attaqué le premier, ceci indique que la source se trouve sur la branche d'hyperbole 50. A l'aide de la différence de temps T2, le capteur prioritaire étant dans ce cas, le capteur situé sur le sommet b, on détermine que la source est située sur la branche d'hyperbole 52. On voit que l'approximation consistant à remplacer les branches d'hyperboles 50 et 52 par leurs tangentes au sommet aux points d'intersections avec les diagonales du pseudo-rectangle revient à localiser la source non pas en S mais en S' comme représenté sur la figure 2.La position S' de la source est définie par les coordonnées X et Y et rapportée à deux axes 54 et 56, ces axes étant les médiatrices des diagonales a c et b d.
On voit clairement sur cette figure que lorsque le point a se rapproche du point a' d'intersection des deux diagonales pour se confondre avec lui, le pseudo-losange se transforme en triangle, mais que le même principe de détection et de localisation de la source d'émission peut être utilisé sans autre modification du branchement des capteurs.
Le réseau représenté sur la figure 1 avec 30 capteurs présente une très grande souplesse d'utilisation, Dans le cas où l'on veut localiser une source non pas sur la surface d'un cylindre terminé par deux hémisphères, mais sur une surface plane le "bouclage" du réseau par les capteurs 1, 9, 10, 7 et 25 n'est pas possible.On introduit alors trois capteurs supplémentaires 5',.13' et 21' comme on l'a représenté sur la figure 3; les capteurs supplémentaires 5', 13' et 21' sont branchés sur les entrées 5, 13 et 21 (deux capteurs branches sur une même entree) les entrées étant celles du dispositif de comptage èt de mise en mémoire du dispositif électronique logique qui sera décrit plus loin; de même, les capteurs 29', 30' et 29", 30" ont été ajoutés, car dans le cas d'une surface plane, le découpage en peau d'orange a l'aide des capteurs 29, 30 n'a plus sa raison d'être. On n'a plus dans ce réseau seulement des losanges mais des triangles qui, encore une fois, peuvent être conçus comme des pseudo-losanges Limites.Les capteurs 30, 30' et 30" de même que les capteurs 29, 29' et 29 sont branchés sur la même entrée du circuit électronique de comptage et de mise en mémoire des impulsions.
L'émission d'une onde de contraintes au sein du matériau donne naissance à une vibration de sa surface, qu'il faut mettre en évidence: les capteurs piézoélectriques sont tout à fait appropriés pour ce genré de détection. Mais il est clair que l'on peut utiliser toute autre sorte de capteurs, par exemple des capteurs à fibre optique enregistrant la variation de lumière réfléchie par'un polit de la surface a étudier, le mouvement de cette surface faisant varier la lumière captée par la fibre optique.Dans l'exemple- de réalisation décrit dans le brevet, on se limitera au capteur piézoélec1trique. Les signaux recueillis par ces capteurs sont de très faible niveau et leur forme est tout à fait aléatoire puisqu'il se produit de nombreuses réflexions du train d'ondes au sein du matériau, ce qui transforme grandement le train d'ondes inltial émis par la source. I1 convient donc d'amplifier ces signaux puis d'engendrer, à partir de ces- signaux des impulsions calibrées.
Les capteurs piézoélectriques étant très sensibles au bruit ambiant, il est nécessaire après amplification de filtrer les trains d'ondes. Les impulsions doivent, de plus, n'être engendrées que lorsque le signal délivré par le capteur est supérieur à un certain niveau. Pour ce faire, le dispositif de mise en forme est précédé par un discriminateur à seuil réglable.
Selon une variante de l'invention, on utilise des moyens électroniques pour régler l'amplitude du seuil en fonction du bruit de fond moyen.
De préférence, plusieurs outils coopèrent successivement avec la même ligne longitudinale de la pièce, ces outils étant décalés transversalement. En effet, si l'on considère un cylindre à encoches, dont la vitesse périphérique doit, en tout état de cause, être supérieure à la vitesse de défilement de la pièce, les encoches saisiront bien au droit de ses extrémités diamètrales, dont la tangente est parallèle aux bords de la pièce, les fils ayant une direction transversale mais risqueront de ne faire qu'écarter les fils ayant une direction sensiblement longitudinale et il existera de même un risque que ne soient pas coupés les fils ayant une direction sensiblement transversale qui passeront au droit de l'axe de outil.
Selon un mode de réalisation, les axes des outils sont en grainés en rotation autour d'un axe central situé sensiblement au milieu de la largeur de la pièce, le rayon d'excentrement des axes étant tel que le point le plus excentré de chaque outil vienne, au cours de cette rotation, au moins tangenter le bord ingitudinal de la pièce. D'axe de chaque outil décrivant un cercle, une encoche d'un outil décrit une trajectoire épicycloïdale. On se heurte toutefois à la difficulté que sur les parties de la pièce voisines des bords, la trajectoire des encoches reste sensiblement longitudinale.
I1 est de ce fait préférable que la largeur de la pièce de dentelle soit comprise entre le diamètre de la trajectoire des axes des outils et la somme de ce diamètre et du diamètre des outils.
Selon un autre mode de réalisation, les outils sont répartis en quinconce avec leurs axes étagés selon au moins deux transversales à la direction de défilement de la pièce de dentelle sur la table. les axes des outils peuvent, dans ce cas, être fixes ou entraînés selon une trajectoire,par exemple circulaire,assurée par un excentrique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce de dentelle est travaillée par deux séries successives d'outils situées chacune entre deux paires de rouleaux d'entraînement de la pièce, éventuellement. avec des guides pour les bords de la pièce, de manière à, dans une première zone, soumettre la pièce de dentelle à un rétrécissement en largeur et, dans une deuxième zone, à un rétrécissement en longueur de manière à provoquer, dans la première zone, du lâche dans les fils transversaux ou sensiblement transversaux et, dans la seconde zone, du lâche dans les fils longitudinaux ou sensiblement longitudinaux.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la table sur laquelle circule la pièce est perforée avec un flux d'air traversant les perforations pour mettre en relief les fils à couper.
D'autres caractéristiques de lt-invention apparaitront à la lecture de la description faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en coupe par l'axe d'un outil illustrant l'outil et son montage dans une machine avec entraqnement à rotation des outils autour d'un axe central.
Fig. 2 est une vue en élévation d'une partie du bord de l'outil destinée à illustrer la forme des encoches.
L'outil qui constitue la pièce essentielle de la machine conforme à l'invention est constitué par un cylindre à encoches L et un couteau cylindrique 2. le cylindre à encoches est une pièce cylindrique portant à sa partie supérieure un flasque intérieur 3 solidaire d'un moyeu 4.Sur son bord inférieur, il présente un bourrelet externe 5 comportant dans sa partie supérieure externe une gorge de section en V 6 de manière à donner à la section de la paroi du cylindre à encoches une forme générale en J. A l'intérieur du cylindre est monté un écarteur 7 constitué par un flasque circulaire dont le bord inférieur est recourbé en 8 pour prendre appui sur la pièce de dentelle. le bord recourbé 8 qui est suffisamment vdéportté vers l'intérieur pour que les fils lâches puissent prendre une flèche leur permettant de s'engager dans l'encoche, déborde légèrement par rapport à lîareate 9 arrondie du cylindre à encoche, par exemple de cinq centièmes de millimètre, pour éviter quelle cylindre à encoches vienne prendre appui trop fortement sur les motifs de la dentelle.
Dans le'bord inférieur du cylindre et sur la hauteur du bourrelet 5 sont réalisées des encoches 10 présentant un bec 11 orienté vers l'avant dans le sens F de rotation du cylindre à encoches. La partie avant 12 de l'encoche est inclinée pour permettre l'engagement des fils lâches dans l'encoche. L'arête 13 du couteau est engagée dans la rainure en V 6 du cylindre à encoches et vient en saillie à l'intérieur des encoches. le nombre des encoches 10 sur la périphérie du cylindre est quelconque mais aussi élevé que possible.
le couteau 2 est également porté par un flasque 14.
On décrira maintenant, à titre d'exempe, le montage de l'outil à l'extrémité de l'un des bras 15 d'une machine comportant une pluralité de tels bras entraînés en rotation autour d'un axe (non représenté) situé sensiblement au milieu de la table (non représentée) sur laquelle se déplace la pièce de dentelle.
Le bras 15 porte à son extrémité un manchon 16 à l'intb- rieur duquel est monté par des roulements à billes 17 un arbre 18.
Sur l'extrémité inférieure 19 de l'arbre est solidarisé à la rotaz tion,par une clavette 20,le moyeu 4 du tambour à encoches. De pré- férence et quoique cela ne soit pas représenté, le moyeu 4 peut prendre un faible débattement longitudinal pour que 1'écarteur 7 du cylindre à encoches appuie par son seul poids sur la pièce de dentelle et puisse suivre les saillies des motifs. A sa partie sua périeure l'axe 18 porte une roue dentée 21 qui engrène avec une roue dentée fixe 22 de manière que le cylindre à encoches soit ena traîné autour de l'arbre 18 dans le sens des aiguilles d'une montre' lorsque les bras 16 sont entraînés dans la-même direction.
A l'extérieur du manchon 16 est monté à-rotation,par des roulements à billes 23, un manchon 24 à la base duquel est monté le flasque 14 du couteau cylindrique 2. le flasque supérieur du manchon 16 forme un pignon 25 qui engrène avec un pignon intermédiaire 26 monté à rotation autour d'un axe 27 solidaire du bras 15. le pignon intermédiaire 26 engrène avec une roue dentée fixe 28 deJ sorte que le couteau 2 est entralné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire en sens inverse du cylindre à encoches.
Le mode de réalisation ci-dessus décrit à titre d'exemple est susceptible de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention
la figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation selon l'invention pour une installation de frittage de corps isolants en alumine entrant dans la constitution des bougies d'allumage pour moteurs à combustion internez Ces corps isolants a présentent une forme 7oisine de celle d'un tronc de cône.
Les produits à fritter a sont transférés par un dispositif d'alimentation 1 non représenté en détail, sur le brin horizontal supérieur d'un tapis sans fin 2 qui les transporte dans le sens de la flèche G à travers le laboratoire 3 (indiqué en tireté) d'un four électrique-de modèle connu, chauffé par des résistances, par exemple des résistances en siliciure de molybdène.Ce four permet sans difficultés particulières de porter la température des produits a à un niveau voisin de 19000C par exemple0 A un tel niveau, les dispositifs permettant de manipuler les- produits a à l'intérieur et à la sortie du four, ainsi que l'essentiel de la structure même du four, peuvent être réalisés en matériaux relativement peu nobles, tels que des aciers réfractaires, et il n'est pas nécessaire de faire appel aux solutions techniques complexes, encombrantes et coûteuses, qui s'imposent à des températures de niveau plus élevé A la sortie du four 3 de longueur 4 , les produits a sont transférés par un dispositif de transfert 4 non représenté, sur le brin vertical ascendant 5 d'un convoyeur à channe 6 qui porte des supports réfractaires 7 (figure 2) composés d'une tige 8 portant une plaque 9.La tige 8 et la plaque 9 sont par exemple réalisées en alumine frittée, à haut degré de pureté Dans la position 10, juste avant dtêtre transférés sur les plaques 9 du convoyeur 6, les produits a sont coiffés d'un protecteur b en forme de pot renversé également réalisé en alumine de haut degré de pureté, et qui a été prélevé en position 10', sur le brin descendant du convoyeur 6. Le transfert du protecteur b de la position 10' à la position 10 est assuré par un dispositif automatique non représentéo Les produits à fritter a, préchauffés dans le four 3 et reveXtus de leur protecteur b, sont déplacés dans le sens de la flèche G' par le brin ascendant du convoyeur vertical 5 dans un guide d'ondes 11, de longueur 12, à l'intérieur duquel règne un champ électrique hyper fréquentiel,- par exemple d'une fréquence de 2450 MHz. Dans ce guide d'onde les produits a sont portés à la température de frittage La vitesse des produits à fritter dans ce guide d'ondes est réglables Cette vitesse peut être uniforme ou variables Le cas d'un convoyeur-à vitesse variable n'est pas représenté à la figure 1.
A la sortie de guide d'ondes 5, les produits a maintenant frittés sont notablement refroidis su un trajet de longueur L3, avant d'être transférés par un dispositif aomatique 12 non représenté, sur un convoyeur d'évacuation 13.
Quand le produit a se trouve dans la position 14 précédant immédiatement ce dernier transfert, le protecteur b est enlevé par un dispositif automatique non représenté et transporté dans la position 14', à la partie supérieure du brin descendant du convoyeur 5.
Le temps t2 mis par le produit a pour parcourir la longueur L2 est beaucoup plus court que le temps t1 mis pour parcourir la longueur 4 s 4 étant beaucoup plus grande que lez Cependant, comme le produit a, lors de son entrée dans le guide d'ondes 1, se trouve, du fait de son préchauffage dans le four 3, et éventuellement du fait des ajouts qu'il contient présente une constante diélectrique ;;r et un angle de perteSdont les valeurs sont élevées, il est porté à la température de frittage pendant son court passage dans le guide d'ondes Au contraire, les supports 7 et les protecteurs b, réalisés en alumine de haute pureté, et dont la température, par des moyens qui seront explicités plus loin, est maintenue à un niveau relativement bas, présentent à leur entrée dans le guide d'onder des constantes diélectriques relatives et des angles de perte faibles et s'échaufferont donc peu pendant leur court passage dans le champ hyperfréquentiel.
Ainsi, et contrairement à ce qui se passe dans les fours de frittage classiques, non seulement les produits réfractaires nobles associés aux produits à fritter sont réduits à leur simple expression (support 7 et protecteur b), mais encore ils sont utilisés dans des conditions telles que leur durée de vie est incomparablement plus grande que celle des réfractaires utilisés dans les fours classiques à haute température.
Les parois métalliques du rayonnement d'ondes 5 préservées du rayonnement thermique des produits a par les plaques 9 et les protecteurs b, ne s'échauffent que très modérément et peuvent d'ailleurs être facilement refroidies par leur face externe, par exemple par ventilation. Il ne se pose donc aucun problème de détérioration par effets thermiques en ce qui concerne ce guide d'ondes et ses annexes, ni en ce qui concerne le convoyeur 5.
On voit donc que le procédé de frittage selon l'invention permet d'échapper à toutes les sujétions du frittage à haute température selon les procédés classiques, sujétions qui, ainsi qu'on l'a vu, grèvent de façon inadmissible le coût de ltopération, notamment dans le cas de pièces de faibles dimensionso Le rdle des protecteurs b en association avec les plaques 9 est non seulement de protéger le guide d'ondes 11 contre le rayonnement thermique des produits a, mais également de limiter les déperditions thermiques des produits a aussi bien par rayonnement que par convection.
Les courants de convection peuvent meme être totalement supprimés dans le cas où l'enceinte individuelle forméè par la plaque 9 et le protecteur b peut être pratiquement étanche, c'est-àdire dans le cas où il n'est pas nécessaire que le produit a reste en contactavec l'atmosphère du fouro I1 est avantageux, ainsi qu'on l'a vu, que la température des protecteurs b et des plaques 9 soit inférieure à celle des produits a Cependant, il n'est pas souhaitable que l'écart entre ces deux températures soit trop grand, afin d'éviter un choc thermique lors de la dépose du produit a sur la taque 9, et afin de limiter, de façon générale, les échanges thermiques entre le produit a et son environnement immédiat.
Il y a donc un compromis à trouver en ce qui concerne le niveau de la température du protecteur b et de la plaque 8 à leur entrée dans le guide d'ondes, et l'installation doit comporter des moyens pour régler ce niveau de température0 Dans le meilleur des cas, ces moyens sont constitués par exemple par une enceinte thermiquement isolée, entourant le brin descendant du convoyeur 5, enceinte dans laquelle on peut régler la circulation d'air frais. On pourra ainsi contrôler le refroidissement des protecteurs b et des plaques 9 entre la sortie et entrée du guide d'ondesll.