BE372960A

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Publication number: BE372960A
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Description

Procédé et dispositifs pour la mesure des déformations ou des variations de longueur,
La mesure des déformations internes dans les solides s'effectue, à 1' .heure actuelle, à l'aide d'ap- pareils électriques à résistance ou à capacité d'un ré- glage difficile et d'un maniement délicat;, qui relèvent davantage du laboratoire que du chantier.

Aussi la mesure des déformations internes ou auscultation des ouvrages en vraie grandeur: massifs de maçonnerie ou de béton, tels que barrages, ponts etc... ouvrages en béton armé, est-elle pratiquement inexistan- te.

C'est pourtant d'elle seule, par uneanalyse directe des détonations et, si possible, des fatigues ëlastiques en chaque point, qu'on peut attendre quelques progrès dans la construciton des grands ouvrages.

L'invention a pour objet un procédé et un dis- positif ou appareil qui apportent une solution complète du problème.

Le procédé repose, d'une manière générale, sur la mesure de la fréquence d'un phénomène oscillatoire produit par un corps solidaire de la maçonnerie ou du béton de manière à en suivre les déformations, ce corps étant tel que la fréquence des oscillations qu'il émet varie avec ses déformations consécutives à celles du béton.

Par exemple le corps émetteur d'oscillations pourra '%et:ce une corde ou barre vibrante agencée dans le béton ou la maçonnerie de manière à suivre ses déformations.

L'invention a également pour objet différents dispositifs ou appareils pour la mise en pratique de ce procédé qui seront décrits dans ce qui suit, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple.

La fig. 1 représente une éprouvette contenant une corde vibrante.

Les fig. 2 à 4 représentent schématiquement plusieurs modes d'exécution d'appareils suivant l'inven- tion.

Une éprouvette 1 - ( fig. 1) noyée dans la masse du solide dont on veut mesurer les déformations, par exemple du béton, est terminée par deux brides 2, 3 ou organes quelconques de fixation, crochets par exemple, disposés de façon telle qu'on sache exactement entre quels points on mesure les allongements ou raccourcissements (fig.l).

Les formes et sections de l'éprouvette sont étudiées dans chaque cas particulier pour apporter le moindre trouble possible dans la masse du béton et la répartition des tensions interneso
A l'intérieur de l'éprouvette est disposée une corde vibrante métallique 4 qu'on accorde à l' avance avec précision ( au moyen par exemple d'une vis micro- métrique 5 se vissant dans l'écrou 6) de telle sorte qu'elle émette, sous l'influence de ses vibrations pro- pres, un son fondamental choici à l'avance.

Il est clair que toute variation de longueur de 1'éprouvette et par conséquent de la corde ( sauf toute- fois, dans une certaine mesurefl les variations dues aux changements de température) modifie le son fondamental émis par la corde.

Il suffit donc, une fois l'éprouvette noyée dans la masse du béton, d'être en mesure:
1 - de mettre la corde en vibration:
2 - de connaître avec précision sa fréquence propre.

A cet effet, l'éprouvette peut être complétée par le dispositif électrique suivant: ( fig.2).

Un circuit 7 où l'on peut lancer à l'aide d'un générateur 8 un courant alternatif à fréquence musicale

qu'on peut faire varier à volonté, aboutit à un électro- aimant 9, 10 disposé dans l'épronvette au voisinage de la corde. Un écouteur téléphonique 11 est branché sur le circuit @. Le courant étant lancé dans l'électro- aimant, on fait varier sa fréquence de façon progressive jusqu'à mettre la corde en résonance, phénomène qui se traduit par le renforcement du son perçu dans le télépho- ne. On connaît dès lors la fréquence cherchée qui est celle du courant alternatif parcourant le circuit.

Ce procédé d'écoute peut être extrêment précis, le réglage de la fréquence du courant d'accord ou d'en- tretien pouvant se faire au moyon des phénomènes d'in- terférence ou de battement avec d'autant plus de préci- sion que l'oscillogramme du courant d'entretien se rap- proche davantage d'une sinusoïde.

Le mieux est de se servir, à cet effet, d'un courant alternatif entretenu soit par un diapason, soit par une corde vibrante dite corde étalon ou corde témoin ( par contact ou par. eourant induits amplifiésau moyen de lampes triodes) comme il en existe pour les fréquence- mètres ou les stroboscopes.

La corde étalon ou témoin, servant à moduler le courant d'entretien, pourra être avantageusement de même nature et de mêmes dimensions que la corde contenue dans l'éprouvette.

Une simple mesure de longueur donnera dans ces conditions, à la correction de température près, l'allon- gement ou le raccourcissement exact de l'éprouvette ou sonde acoustique.

La précision de la mesure peut 'être augmentée beaucoup de la façon suivante:

Pour éviter le phénomène des vibrations forcées on se contente, après avoir recherché au téléphone une résonance approchée, de lancer le courant d'entretien dans l'éprouvette. Puis on le coupe aussitôt à l'aide de l'interrupteur 16 ( fig. 3 et 4). La corde témoin 17 et la corde 4 située dans l'éprouvette vibrant alors séparément sans liaison électrique entre elles, on s'ar- range pour les écouter @ toutes les deux ensemble, dais untéléphone ou mieux dans les deux téléphones ou hauts- parleurs 11 et 15 ( fig. 3) ce qui permet de régler leur @ accord au moyen des phénomènes de bettement.

Il suffit à cet effet, de disposer dans l'éprouvette soit un micro- phone 12 relié au circuit 14 du téléphone 15 ( fig. 3) soit un aimant 13 ( fi go 4) dans lechamp duquel la corde 4 se déplace de manière à créer dans le circuit auxiliaire 14 des courant indu. ils qu'on amplifie au moyen d'un amplificateur à lampes triodes 18.

D'autre part le procédé et l'appareil peuvent bien entendu convenir non seulement pour la mesure des dé- formations internes,mais aussi pour des déformations externes, ils remplacent alors un comparateur ou tel autre appareil de mesure habituel. Ils peuvent servir pour l'étude des déformations dans des points inaccessibles, notamment dansun navire ou un avion.

Le principe du procédé peut aussi être appli- qué à tout autre dispositif sonore qu'une corde vibran- te , notamment une lame. tendue ou fléchie. On peut l'é- tendre au delà des fréquences musicals jusqu'aux ultras sons, le contrôle de la résonance étant /fait au besoin par des moyens optiques ou électriques lampe s'allumant

ou aiguille de galvanomètre déviée périodiquement sous l'effet des courants d'interférence.

On peut aussi imaginer qu'au lieu d'une corde
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on on motta doux on pluniET\:I.:rF1. da nnture d3, ;Gfb xont o, cï2n l'éprouvette; de façon à corriger les erreurs de tempé- rature ou autres par un dispositif différentiel.

La fig. 5 représente un mode de réalisation de ce genre dans lequel l'éprouvette comporte une corde en acier 4a et une corde en laiton 4b munies de leurs circuits d'entretien respectifs 7a et 7 . b
On peut amplifier au moyen d'un amplificateur à levier, par exemple, les déformations de la corde par rapport à celles de l'éprouvette.
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On peut ad9pter, à" cetL'efft l1, la disposition représentée sur la fig. 6.Une des extrémités de la cor- de 4 est fixée aux extrémités de deux leviers 20 arti- culés en 21 autour de pivots fixés à l'éprouvette et en 22 sur un manchon s'appuyant en 24 sur la joue terminale de l'éprouvette; un joint de bitume étant prévu en 25 entre le manchon et le corps de l'éprouvette.

Si l'éprouvetteest comprimée les leviers 20 se pla-
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cent dans la position indiquée eniraits'-mixtës en exerçant une traction sur la corde 4, traction amplifiée dans le rapport des bras de levier situés de part et d'autre des pivots 21.

Il va de soi que des modifications de détail pour- ront être apportés au dispositif qui vient d'être décrit sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.

Claims

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H .u; V 1± N DIe 1.. 1 UNS.

1 - Procédé pour la mesure des déformationsou des variations de longueur des solides, particulièrement appli- cable au contrôle expérimental des maçonneries et des bé- tons, caractérisé en ce qu'on mesure la fréquence d'un phénomè- ne oscillatoire produit par un dispositif ou un corps associé au solide à observer de manière à en suivre les déformations, ce dispositif étant tel que la fréquence des oscillations qu'il émet varie avec ses déformations consécutives à celles du solide à observero 2 - Un procédé comme spécifié sous 1 , caractérisé en ce que l'on mesure la fréquence du son fondamental rendu. par une corde vibrante dont les extrémités sont solidaires du solide à observer; cette corde étant excitée par un électro traversé par un courant alternatif et le son qu'elle rend étant écouté dans un microphone.

3 - Un dispositif pour l'exécution du procédé spé- cifié en 1 ,et 2 , caractérisé en ce que la corde vibrante est montée dans une éprouvette portant à ses extrémités deux brides ou organes de fixation sur le solide à observer, ce dispositif étant complété par une vis micrométrique permet- tant de régler la tension de la corde.

4 - Un procédé comme spécifié en 1 dans lequel on mesure la fréquence du phénomène oscillatoire par des interférences avec un phénomène oscillatoire de même nature et de fréquence connue et réglable, voisine de la fréquence à mesurer.

5 - Un procédé comme spécifié en 1 , 2 et 4 dans lequel la fréquence du son fondamental rendu par la corde vi- <Desc/Clms Page number 8> brante est mesurée par interférences avec les oscillations produites par une autre corde vibrante témoin,de fréquence connue et réglable, la corde à observer étant mise en os- cillation par un courant électrique alternatif qui est cou- pé aussitôt, après quoi on écoute simultanément dans un ou deux téléphones les sons de la corde à observer et de la cor- de témoin.

6 - Un procédé comme spécifié en 1 , dans lequel on mesure par résonnance la fréquence d'oscillationsultra- sonores émises par un dispositif générateur convenable associé au solide à observer, le contrôle de la résonance étant fait au besoin par des moyens optiques ou électriques.

7 - Un dispositif comme spécifié sous 3 , dans lequel pour éliminer les erreurs dues aux variations de température,on associe différentielle ment deux cordes vi- brantes.

8 - Un dispositif comme spécifié sous 3 , dans lequel les déformations de la corde par rapport à l'éprou- vette sont amplifiées par un système de leviers-