INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une fois la base de données BD constituée par l’unité de traitement 34, celle-ci peut mettre en œuvre une seconde phase P2 de contrôle et de régulation sur les sections 8 de la machine IS 9, schématisée . Dans une quatrième étape SD, pour chacune des sections 8 de la machine IS 9, le microprocesseur 35 fait l’acquisition (SD2) des mesures en temps réel des nuances de gris sur les empreintes 18, 19 des deux parties 16, 17 et, de préférence sur les poinçons 24, 25, sur chaque dispositif ébaucheur 13 en position ouverte au moyen des caméras NIR 31. Puis, le microprocesseur 35 procède au calcul de données correctrices DC en comparant (SD3) les teintes visuelles correspondant auxdites nuances de gris mesurées et auxquelles sont attribuées des températures définies TD, à une ou plusieurs températures de référence Tref en des points ou des zones localisés sur les empreintes 18, 19 des deux parties 16, 17 et, de préférence, sur les poinçons 24, 25, cette ou ces températures de références étant préalablement réglées (SD1) sur le système 29 au moyen d’une interface numérique 36 de l’unité de traitement 34. Dans une cinquième étape SE, lorsque la teinte visuelle correspondante et représentative d’une valeur de température définie TD est supérieure à la température de référence Tref réglée en un point ou une zone de l’une desdites empreintes 18, 19 ou des poinçons 24, 25, l’unité de traitement 34 transmet une donnée correctrice DC permettant d’agir sur le clapet 28 du dispositif de refroidissement pour le dispositif ébaucheur 13 concerné afin d’augmenter le débit du flux d’air pour réduire les températures des empreintes 18, 19 du moule ébaucheur 13, voire d’agir sur le clapet (non illustrés) du dispositif de refroidissement des poinçons 24, 25 pour réduire leurs températures. Lorsque la teinte visuelle est représentative d’une valeur de température définie TD inférieure à la température de référence Tref réglée en un point ou une zone de l’une desdites empreintes 18, 19 ou des poinçons 24, 25, l’unité de traitement 34 transmet une donnée correctrice DC permettant d’agir sur le clapet 28 du dispositif de refroidissement pour le dispositif ébaucheur 13 concerné afin de diminuer le débit du flux d’air pour augmenter les températures des empreintes 18, 19 du dispositif ébaucheur 13, voire d’agir sur le clapet (non illustrés) du dispositif de refroidissement des poinçons 24, 25 pour augmenter leurs températures.
Une singularité dans un câble correspond à une modification des conditions de propagation du signal dans ce câble. Elle résulte le plus souvent d’un défaut qui modifie localement l’impédance caractéristique du câble en provoquant une discontinuité dans ses paramètres électriques linéiques.
Le signal réfléchi est rétro-propagé jusqu’au point d’injection, puis est analysé par le système de réflectométrie. Le retard entre le signal injecté et le signal réfléchi permet de localiser une (ou plusieurs) singularité(s), correspondant à un défaut électrique, dans le câble. Un défaut peut résulter d’un court-circuit, d’un circuit ouvert ou encore d’une dégradation locale du câble voire d’un simple pincement du câble.
Les méthodes de réflectométrie utilisent un principe proche de celui du radar: un signal électrique, le signal de sonde, souvent de haute fréquence ou large bande, est injecté en un ou plusieurs endroits du câble ou du réseau de câbles à tester. Le signal se propage dans le câble ou le réseau et renvoie une partie de son énergie lorsqu’il rencontre une discontinuité électrique. Une discontinuité électrique peut résulter, par exemple, d’un branchement, de la fin du câble ou d’un défaut électrique à un endroit quelconque du câble. L’analyse des signaux renvoyés au point d’injection permet d’en déduire des informations sur la présence et la localisation de ces discontinuités, donc des défauts éventuels. Une analyse dans le domaine temporel ou fréquentiel est habituellement réalisée. Ces méthodes sont désignées par les acronymes TDR venant de l’expression anglo-saxonne « Time Domain Reflectometry » et FDR venant de l’expression anglo-saxonne « Frequency Domain Reflectometry ». En particulier, les méthodes de réflectométrie temporelle TDR réalisent une analyse du signal mesuré en effectuant un calcul d’intercorrélation entre ce signal mesuré et le signal injecté pour plusieurs valeurs temporelles. Le résultat de ce calcul est appelé réflectogramme temporel. L’analyse des pics d’amplitude du réflectogramme permet de caractériser la présence et la position de défauts éventuels dans le câble.
Un système de réflectométrie utilise en général un convertisseur numérique analogique pour convertir le signal de test numérique généré en signal analogique à injecter dans le câble sous test et un convertisseur analogique numérique pour convertir le signal réfléchi mesuré en un signal numérique.
Ces deux composants fonctionnent chacun à une fréquence d’échantillonnage donnée qui est limitée par la technologie de ces composants.
Cependant, dans le domaine de la réflectométrie temporelle, pour caractériser le plus précisément possible les signatures des défauts potentiels présents sur le réseau de câbles à analyser, il est nécessaire d’obtenir la meilleure résolution temporelle possible tout en respectant les contraintes des fréquences d’échantillonnage en émission et réception.
Pour améliorer la résolution temporelle et donc spatiale en réflectométrie temporelle, plusieurs solutions sont envisagées dans l’état de l’art.
Concernant l’acquisition du signal de test rétropropagé dans le câble, en utilisant un signal périodique, il est possible de réaliser des mesures avec un haut niveau de suréchantillonnage au moyen de techniques de suréchantillonnage telles que celles décrites dans les publications de brevet FR3067815 ou FR2926141 du Demandeur.
La technique de suréchantillonnage décrite dans FR2926141 est basée sur plusieurs mesures du signal à une fréquence d’échantillonnage basse mais en déphasant pour chaque mesure l’horloge du convertisseur analogique numérique d’une durée inférieure à la période d’échantillonnage.
La technique de suréchantillonnage décrite dans FR1755478 est basée sur une horloge de convertisseur analogique numérique fonctionnant à une fréquence spécifique qui produit des instants d’échantillonnage qui, une fois remis dans le bon ordre, constituent une mesure équivalente à celle qui serait réalisée avec une fréquence d’échantillonnage plus élevée.
Des techniques de suréchantillonnage existent donc pour augmenter la résolution temporelle du signal mesuré sans augmenter la fréquence d’échantillonnage du convertisseur analogique numérique.
Cependant, concernant l’injection du signal de test dans le câble, les techniques précitées ne sont pas applicables et la résolution temporelle du signal de test généré est limitée par la fréquence d’échantillonnage du convertisseur numérique analogique.
Ainsi, il n’est pas possible d’injecter dans le câble à analyser un signal de test composé d’impulsions dont la largeur temporelle est inférieure à la période d’échantillonnage du convertisseur numérique analogique, autrement dit des impulsions de très courtes durées. Cela entraine une limitation sur la résolution spatiale des défauts qu’il est possible d’analyser, par exemple des défauts superficiels qui génèrent une singularité dont la signature temporelle dans le réflectogramme serait de durée inférieure à la période d’échantillonnage.
Pour améliorer la résolution temporelle au niveau de l’injection du signal de test, une première approche consiste à augmenter la fréquence d’échantillonnage du convertisseur numérique analogique, cependant cela présente l’inconvénient d’une complexité plus élevée pour ce composant et pour les autres composants qui s’interfacent avec lui.
Une autre approche consiste à utiliser plusieurs convertisseurs numériques analogiques fonctionnant en parallèle avec des horloges déphasées de façon équilibrée. Une sommation de toutes les sorties des convertisseurs est réalisée au moyen d’un mélangeur sommateur. Le signal résultant a une fréquence d’échantillonnage apparente plus élevée, par contre la dynamique de ce signal est très fortement altérée lors du processus en comparaison avec la dynamique native du convertisseur numérique analogique. En outre la présence du mélangeur sommateur entraine une complexité supplémentaire dans la partie analogique du dispositif ce qui peut entrainer des défauts analogiques supplémentaires.
Il n’existe donc pas de solution satisfaisante pour améliorer la résolution temporelle en émission dans un système de réflectométrie temporelle.
Pour réaliser le fil chauffant, on utilise couramment un conducteur électrique (i.e. âme) comportant un alliage de fer et de nickel enrobé d'un isolant minéral électrique mais pas thermique tel que de l'alumine ou de la magnésie. L'isolant est lui-même enrobé d'une gaine de nickel, de nickel chrome, ou d'inconel permettant le brasage du fil sur le corps de la sonde. Autrement dit, un tel fil chauffant correspond à un coaxial gainé métallique, ou à titre d’alternative à un fil spiralé blindé. La mise en forme du fil chauffant, également désignée par la suite par le terme « bobinage », au sein du tube de Pitot 10, avec ou sans tube interne 12, est complexe et vise à permettre d’apporter une importante densité de chaleur régulièrement répartie le long de la paroi du tube 10 de très petite dimension, comparée aux possibilités de formage du fil), et surtout le plus près possible de son extrémité ouverte 12 la plus critique pour l’antigivrage et le dégivrage, notamment en eau surfondue.
Autrement dit, la manière de mettre en forme (i.e. « bobiner ») cet élément chauffant, généralement du type fil chauffant coaxial gainé métallique, dans le tube 10 de la sonde de pression type Pitot ou Pitot statique impacte les capacités de dégivrage, notamment de dégivrage en eau surfondue.
Les solutions de mise en forme actuelles de fil chauffant sont illustrées par les figures 2 et 3, respectivement représentatives d’une part d’un bobinage goupillé de l’état de la technique, et d’autre part d’un bobinage en aller-retour tel que divulgué au sein du brevet EP 3 173 797 B1.
La illustre un bobinage goupillé basé sur l’utilisation d’une goupille 20 positionnée selon l’axe radial du tube interne 14 de la , le tube interne 14 étant non représenté sur la à des fins de simplification. Pour former un bobinage goupillé, le fil chauffant est tout d’abord plié à mi-longueur pour réaliser une boucle 22, la boucle 22 étant ensuite accrochée à la goupille 20. Puis, le « double fil » correspondant aux deux branches de la boucle 22 est simplement enroulé, selon une seule épaisseur, sur une longueur prédéterminée avec un pas prédéterminé sur le tube interne 14 de la et un gabarit de bobinage, le bobinage (i.e. l’enroulement) étant effectué selon un sens de l’avant en regard de l’extrémité ouverte 12 du tube de Pitot vers l’arrière de la sonde.
Toutefois, le bobinage goupillé n’est pas optimal principalement du fait de la boucle 22 qui entoure la goupille 20, le diamètre de cette boucle 22 obligeant à reculer la seconde spire 24 de double-fil de la bobine de fil chauffant. Ce décalage génère des espaces vides 26 entre les spires des fils chauffants, du fait de la boucle 22 initiale de formage, la surface de ces espaces vides 26 étant trop importante en proportion de la surface réchauffée directement. La densité de fil chauffant est donc plus faible que sur le reste du bobinage alors que c’est précisément à l’extrémité ouverte 12 de la sonde qu’il faut apporter le plus de puissance. Cette limite technologique est aujourd’hui compensée en s’assurant que le bobinage complet dispose de suffisamment de puissance pour la transférer vers l’avant par conduction thermique, mais l’inconvénient est une surchauffe du nez du tube de Pitot au sol ou en conditions non givrantes. Par ailleurs, de tels vides 26 sont potentiellement propices à la corrosion car propres à se remplir de pollution issue de l’environnement du véhicule sur lequel est disposé l’équipement de mesure comprenant ledit tube 10.
A titre d’alternative, la représente une autre solution de l’état de la technique correspondant à bobinage en aller-retour tel que divulgué au sein du brevet EP 3 173 797 B1. Un tel bobinage en aller-retour consiste à enrouler le fil chauffant en simple (et non en double-fil comme pour le bobinage goupillé précédemment décrit en relation avec la ) sur un gabarit, puis le tube interne 14 (non représenté sur la à des fins de simplification) selon un premier sens « aller » de l’arrière vers l’avant 12 de la sonde. Puis, une fois arrivé à l’extrémité ouverte 12, le bobinage est continué dans le même sens de rotation mais en s’enroulant par-dessus le bobinage initial (i.e. de manière coaxiale) selon un deuxième sens « retour » de l’avant 12 vers l’arrière de la sonde, opposé en direction (i.e. sens inverse) au premier sens « aller » de l’arrière vers l’avant 12 de la sonde.
Autrement dit, un tel bobinage en « aller-retour » entraine obligatoirement une superposition de deux couches 28 et 30 (épaisseurs) de bobinage, tel qu’illustré en coupe sous la ligne brisée de la , ce qui diminue l’efficacité du fil chauffant pour transmettre la chaleur par conduction. En effet, entre les deux épaisseurs de fil, une zone centrale d’accumulation de chaleur se forme, car le fil n’est pas en contact direct avec les zones d’échanges thermiques, si bien qu’un tel bobinage est propre à désavantageusement entrainer, dans des conditions prédéterminées, une élévation de température supérieure ou très proche du point de fusion de la brasure qui maintient assemblé le fil sur le corps de la sonde, et en conséquence potentiellement une diminution de la durée de vie de la sonde.
Dans la partie du double bobinage non jointive (i.e. selon deux couches superposées), les deux épaisseurs 28 et 30 ne se superposent pas sur toute la surface. Pour autant, il est difficile d’assurer que le bobinage intérieur 30, plus petit en diamètre, est bien plaqué aux parois et dissipe bien la chaleur. Ainsi, cette solution bien qu’efficace localement à l’extrémité ouverte 12 du tube 10 n’est pas très efficace en terme de rendement global et entraine également un risque accru de surchauffe au sol.
En résumé, un tel bobinage en « aller-retour » de la propose de réduire les espaces vides 26 du bobinage goupillé, par un « double bobinage » correspondant à une superposition coaxiale du fil bobiné, mais en créant ainsi une « surdensité » de chaleur pouvant être préjudiciable pour la durée de vie du fil chauffant, et qui plus est, en ne permettant pas d’optimiser la puissance nécessaire au dégivrage, par la création de zones sans échange thermique direct avec les zones à réchauffer.
Une autre solution de l’état de la technique, non représentée, consiste à utiliser une partie d’un fil chauffant bi-matériaux non autorégulé sur les premières spires du bobinage au niveau du nez du tube de Pitot, pour éviter de perdre de la capacité de réchauffage locale lorsque les conditions au nez sont sévères, la résistance du fil diminuant avec la température dans les structures plus classiques. Toutefois, l’utilisation d’un fil chauffant bi-matériaux est couteuse et présente des risques au niveau de la fiabilité, notamment du fait d’une potentielle rupture du fil au niveau de la jonction des deux matériaux le constituant.
Le but de la présente invention est donc de pallier les inconvénients de l’état de la technique précité, en proposant une nouvelle solution de mise en forme de fil chauffant (i.e. un nouveau type de bobinage) afin d’intégrer une longueur de fil optimale dans le peu d’espace offert par le tube 10, et ce en cherchant à positionner la plus grande densité de fil chauffant vers l’avant de l’équipement de mesure, c’est-à-dire à proximité de l’extrémité ouverte 12 du tube, pour garantir d’apporter une chaleur maximale au nez de l’équipement de mesure, le nez étant la partie la plus exposée aux conditions climatiques extérieures hostiles, telles que des conditions climatiques givrantes eau surfondue ou des conditions climatiques givrantes cristaux.
A cet effet, l’invention a pour objet un équipement de mesure comprenant un dispositif de réchauffage, ledit équipement de mesure étant destiné à être disposé à l’extérieur et au niveau de la peau d’un véhicule propre à se déplacer dans un environnement climatique hostile associé à des conditions climatiques givrantes, ledit équipement correspondant à un corps formé d’un mat portant un tube fermé à l’une de ses extrémités, le dispositif de réchauffage étant destiné à être logé au sein dudit tube et comprenant au moins un fil chauffant bobiné dans le corps dudit tube, le bobinage dudit fil chauffant est un bobinage ponté défini par la présence d’un pont, le pont correspondant à une portion de fil chauffant chevauchant, selon l’axe dudit tube, un nombre prédéterminé de spires de l’extrémité dudit bobinage localisée à proximité de l’extrémité ouverte dudit tube, lesdites spires chevauchées étant régulièrement espacées selon un pas prédéterminé associé à la zone de chevauchement.
Un tel « bobinage ponté » proposé selon la présente invention permet d’augmenter la densité de réchauffage au niveau de l’extrémité ouvert avant du tube, qui est la zone critique pour l’antigivrage ou le dégivrage de la sonde en conditions givrantes eau surfondue, mais également à moindre échelle en conditions givrantes cristaux.
Autrement dit, le principe de la présente invention consiste donc à supprimer la goupille et la boucle initiale de formage du bobinage goupillé afin de pouvoir disposer les spires de bobinage de manière régulièrement espacées, tout en effectuant le chemin de retour du fil parallèlement à l’axe de révolution du bobinage et dans une zone d’échange thermique avec les zones à réchauffer afin de limiter les superpositions et donc les pertes calorifiques.
Le pont du bobinage ponté selon la présente invention permet d’obtenir un bobinage en « Aller-Retour » quasiment en simple épaisseur et non en double épaisseur selon l’état de la technique précité relatif au bobinage en aller-retour tel que divulgué au sein du brevet EP 3 173 797 B1. En effet, la seule zone de double épaisseur selon la présente invention est limitée à la zone de chevauchement et présente une surface limitée à la surface de contact entre le fil du pont et les spires que le pont chevauche (i.e. enjambe), si bien que la génération de chaleur associée à cette surface réduite de contact est négligeable en terme de perte thermique.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, équipement de mesure comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
Ces extensomètres de catégorie à contact sont moins couteux que ceux sans contacts et ont une fréquence de rafraîchissement très importante, mais ils sont plus fragiles, car les bras ne peuvent pas s’étendre au-delà de leur écartement maximal avec un risque d’endommagement. Une des solutions pour éviter cet endommagement est une butée mécanique qui limite le déplacement des bras de l’extensomètre. Cependant les bras peuvent subir tout de même une torsion pouvant déformer les bras et endommager l’ensemble électronique et mécatronique.
En outre, lorsque l’éprouvette rompt lors de son test de traction, les bras peuvent subir un choc transmis au corps d’extensomètre détériorant régulièrement les moyens de fixation, les couteaux, le bras et pouvant détériorer l’ensemble électronique et mécatronique du corps. C’est en particulier le cas lors d’essais sur des éprouvette en composite à matrice organique (CMO), du fait de leur comportement mécanique, qui peuvent amener à des ruptures à haute énergie. Ces ruptures peuvent endommager la partie capteur de l’extensomètre dans le corps d’extensomètre, formant par le biais des bras en contact direct avec l’éprouvette. C’est pourquoi, la plupart du temps, les extensomètres sont retirés avant la rupture de l’éprouvette. Il existe donc un besoin d’un système qui est en mesure de protéger l’extensomètre lors de la rupture de ces matériaux.
Une des solutions de protection d’extensomètres de catégorie avec contact, notamment pour des tests de traction à haute température, et d’utiliser des bras en alumine qui servent de fusible lors de la rupture de l’échantillon. Lorsque les bras en alumine rompent, il faut les remplacer et réinitialiser l’extensomètre par des tests, entraînant une perte de temps important.
Il existe donc un besoin d’amélioration de la longévité d’extensomètre non couteux, c’est à dire de catégorie à contact, notamment en cas de rupture de l’éprouvette.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir une fonction de protection comme un fusible mécanique permettant de rapidement facilement réactiver l’appareil de protection.
Un aspect de l’invention concerne un appareil de protection d’extensomètre de catégorie à contact comprenant caractérisée en ce qu’il comprend : un premier corps , adaptée à être solidaire d’une portion d’un bras d’extensomètre, comprenant une surface de contact, un deuxième corps comprenant : une surface de contact en contact avec la surface de contact du premier corps, une portion d’attache d’un couteau, un dispositif de collage exerçant une force de maintien collant le premier corps au deuxième corps pour garder en contact la surface de contact du premier corps à la surface de contact du deuxième corps, le dispositif de collage permettant une fonction de protection mécanique contre une force de séparation par le détachement du premier corps et deuxième corps l’un de l’autre en s’éparant les surfaces de contacts lorsque la force de séparation est exercée au-delà de la force maintien.
Grâce à l’invention, en cas de rupture d’une éprouvette provoquant un choc au bras entraînant une accélération brutale du déplacement des bras pouvant entraîner une détérioration ou en cas d’étirement d’une éprouvette au-delà de la plage de mesure de déplacement, entraînant une force supérieure à la force maintien, les deux corps se désolidarisent l’un de l’autre permettant d’éviter une détérioration sur les bras ou le corps de l’extensomètres. En outre, l’appareil de protection peut se rétablir sans réinitialiser l’extensomètre en s’assurant uniquement (par exemple visuellement ou par un test de dépistage de jeu par exemple par un liquide ou insertion d’une feuille très fine entre les deux surfaces de contacts) que les surfaces de contacts sont en contact l’une avec l’autre.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’appareil de protection d’extensomètre selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi celles décrites dans les paragraphes suivants, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de collage est de la colle. Cette solution est peu onéreuse, permet d’éviter une réinitialisation mais nécessite de vérifier que les deux surfaces soient en contact lors du collage. En outre, il peut être nécessaire de nettoyer avant de recoller les deux blocs. Par exemple, au moins un des corps comprend un logement de colle et l’autre une protubérance agencée pour rentrer dans le logement, dans lequel la colle produit la force de maintien en collant la protubérance au logement. Cela permet d’éviter que la colle empêche le contact entre les deux surfaces de contact. La colle peut être une colle expansive à prise rapide par exemple. On peut aussi vérifier après chaque essai que les deux surfaces de contact soient en contact l’une avec l’autre pour vérifier que la colle ne s’est pas étirée lors d’une force de séparation importante (par exemple un choc lié à une rupture de l’éprouvette).