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.PERFECTIONNEMENTS.APPORTES AUX .MOYENS :DE CONTROLE, .NOTAMMENT POUR CONTROLER L EPAISSEUR DE PRODUITS FABRIQUES .SOUS .FORME DE FILS.
.BANDES OU ANALOGUES o
L'invention est relative aux moyens de contrôle, et elle concerne plus particulièrement, parmi ces moyens (parce que c'est dans leur cas que son application paraît devoir présenter le plus d'intérêt), mais non exclusivement, ceux à utiliser pour contrôler l'épaisseur de produits fabriqués sous forme de fils (produits tels, notamment, que les fibres textiles), de bandes (telles que des bandes de papier) ou de produits analogues, étant entendu que les moyens de contrôle en question peuvent servir ou bien à faire des mesures, ou bien à effectuer des servo-commandes diverses, telles qu9ar- rêt automatique, téléréglage, etc...
Elle a pour but, surtout, de rendre, lesdits moyens tels qu'ils répondent mieux que jusqu9à présent à divers desiderata de la pratiquée
Elle consiste principalement et en même temps qu'à faire agir le corps dont on veut contrôler une caractéristique sur un organe susceptible de modifier la fréquence d'un circuit oscillant, et à traduire, à l'aide d'eau moins un disoriminateur, ladite variation de fréquence., par une variation de tension exploitée dans au moins un appareil de mesure et/ou de serve-commande convenable à constituer ledit circuit oscillant sous forme d'un circuit simultanément auto--oscillateur et auto-stable,et à introduire les oscillations résultantes, sans changement de fréquence,
dans un discriminateur sensible à des oscillations de fréquence éventuellement élevéeso
Elle comprends mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s9utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, et notamment :
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- une deuxième disposition consistante -- pour permettre l'ex-
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ploitatîon, par des organes de contrôlée de variations de tension nées aux bornes d'un discriminateur placé en aval d'un circuit oscillante ledit dis- criminateur présentant., vers au moins une fréquence donnée, une forte résonan- ce se traduisant en fonction de la fréquences de part et d'autre de la fréquen- ce de résonance, par deux tronçons de courbe à flancs relativement raides, l'un ascendante 1?autre descendant -- à établir ledit circuit oscillant de
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façon que sa fréquence deoseillation moyenne se situe sur l'un des susdits flancs des moyens de réglage étant avantageusement prévus pour permettre de déplacer.,
selon les besoins, ladite fréquence d9oscillation sur lesdits flancs, et notamment pour permettre le passage de cette fréquence de 1-'un à l'autre de ces flancs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels
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complément et dessin sont!) bien entendue donnés surtout à titre d'indicationo La figure 1 de ce dessin est le schéma sommaire d'ensemble d'un dispositif de contrôle établi conformément à lpinventionp et prévu pour le contrôle de leépaisseur de fibres textiles en fin de fabrication.
La figure 2 est un schéma développé correspondant au précédente dans le cas deun mode de réalisation de la3.nventiono
La figure 3 est la courbe caractéristique d'un quartz, exprimant la tension à ses bornes en fonction de la fréquence appliquée, et la figure 4 est le schéma du montage permettant le relevé de cette courbe.
La figure 5 est la courbe caractéristique d'un montage discriminateur particulièrement avantageux.
La figure 6, enfin., est un schéma montrant une variante de
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réalisation d-lune partie du montage de la figure 2a
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application)) ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d9accorder la préfé-
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rence, se proposant d'établir un dispositif de mesure de l9épaisseur de fibres textiles, on procède comme suit ou de façon analogue.
On sait qu'il est déjà connu d'utiliser des corps isolants dont on veut mesurer 19épaisseur avec précision, comme diélectrique d'un conden-
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sateuro Les variations de qualité ou de volume, et notamment d9épaîsseur à largeur constante, dudit corps, se traduisent alors par des variations de capacité du condensateur et par suite, si ce dernier est introduit dans un
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circuit oscillante par des variations de la fréquence d.9oscillation de ce circuit. Aussi a-t-on déjà utilisé de tels dispositifs.
Cependant, les dis- positifs déjà connus à cet effet sont usuellement des dispositifs à change- ment de fréquence, la fréquence obtenue sur le circuit oscillant à capacité variable étant mélangée avec une fréquence fixée ce qui permet dabaisser la fréquence à utiliser dans un discriminateur pour obtenir des variations de tension correspondantes, à des valeurs très faibles, pouvant être seule- ment de l'ordre de quelques dizaines de cycles par secondée ou moins encore.
Cependant., l'avantage qui peut résulter de ce changement de fréquence pour ce qui est de l'augmentation des variations relatives mesurées par le dis- criminateur, a pour contrepartie de sérieux inconvénients, notamment en ce qui concerne le nombre et l'importance des tubes électroniques à utiliser9 ainsi qu'en ce qui concerne les nécessités de pilotage du circuit oscillant fixe permettant de réaliser le changement de fréquence du circuit oscillant de contrôlée lesdits circuits devant bien évidemment±) pour que la mesure ait une signification, être très bien stabilisés.
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Conformément à la disposition principale de 19invention9 on constitue ledit circuit oscillant variable, sous forme d'un circuit simulta- nément auto-oscillateur et auto-stable'.
et on introduite sans changement de
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fréquence, dans un discriminateur, les oscillations résultantes., qui peu- vent être à une fréquence assez élevée, par exemple de l'ordre de 20 mast On constitue alors le dispositif dans son ensemble selon le schéma de principe représenté à la figure 1.
Selon ce schéma, on fait passer le fil 1 dont on veut mesurer l'épaisseur, entre les armatures d'un condensateur 2 inclus, ainsi qu'il est déjà connu en soie dans un circuit oscillant 3. On recueille aux bornes de ce circuit oscillant un courant dont la fréquence varie en fonction de l'épaisseur du fil 1.
Et ledit circuit oscillant étant auto-oscillateur et auto-stable, on introduit les oscillations résultantes dans un discriminateur approprié 4, lequel transforme les variations de fréquence en variations de tension alternativeo Il suffit ensuite de détecter les variations de ten- sion alternatives par exemple à l'aide d'un étage détecteur 5, pour pouvoir alimenter un appareil de mesure 6, de préférence à courant continus et/ou un amplificateur 7 susceptible de transmettre en 8 des signaux de servo-com= mande pouvant remédier aux irrégularités constatées.
En ce qui concerne le circuit auto-oscillateur et auto-stable
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à utiliser dans un tel dispositif conforme à 19invention,, il peut être constitué par tout circuit oscillant possédant ces oaract&res9 et notamment par un montage connu sous le nom de "montage à couplage électronique" (en anglais "electron coupledll) ou encore par un montage connu sous le nom de "montage Clapp ' On a représenté à la figure 2, sous la dépendance de la lampe oscillatrice 39, un "montage à couplage électroniques. On sait qu'un tel montage ne comporte aucun couplage inductif entre anode et grille, mais un
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circuit oscillante comprenant une capacité 9-91 et une self 109 ce circuit étant établi entre grille et cathode.
Il est avantageux de dédoubler la
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capacité 9-90 en une partie 9 correspondant à la capacité 2 de la figure 1, cette capacité étant donc fixe en l'absence de variations d'épaisseur du fil 1, mais variant en même temps que cette épaisseur, et en une partie régla-
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ble 9s9 permettant de régler la fréquence de l9oscillateur ainsi réalisée . En l'absence de variations d'épaisseur, la fréquence d90scilla= tion se maintient bien stable si la self 10 est elle-même bien constante et si les tensions plaque et écran de la lampe 3' sont aussi maintenues stables,
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ce qui peut être obtenu par exemple à 15aide de deux lampes stabilisatrices 11 et 12.
Pour ce qui est de la construction de la self 10, celle-ci peut être rendue indéformablep malgré les variations éventuelles de température et de pression, si on l'établit spécialement, par exemple sous forme d'un bobinage imprimé sur un mandrin de stéatite sélectionnée, lequel mandrin est tourné et filetéo
Le recours à un tel circuit auto-oscillateur et auto-stable a donc pour conséquence que les seules variations possibles de la fréquence
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sont celles qui résultent des variations d9épaisseur du fil 1.
Avant d'admettre ces variations dans le discriminateur 4, il est préférable de les amplifier dans un tube 13 monté en amplificateuro On rend avantageusement apériodique le circuit grille de ce tube, et on dispose
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de préférence entre les tubes 3 et 13 une bobine de choc 14. Ces disposi- tions ont pour effet d9éviter d'une part des ondes de couplage entre le dis- criminateur dont il va être parlé, et le tube 3, et d9autre part des réac- tions des circuits aval sur les circuits amont. Il en résulte une garantie
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du maintien de la stabilité 'de la fréquence de base du circuit oscillante On place de préférence le discriminateur dans le circuit plaque du tube 13.
Aucun changement de fréquence n'étant effectué, qui serait sus- ceptible dabaisser la fréquence des oscillations nées dans le condensateur 9, ledit discriminateur doit être sensible, dans certaines limites, à des va- riations de fréquence quelconques, ce discriminateur étant réglé sur des fré- quences pouvant être assez élevées, de 1-'ordre de 20 Mes par exemple.
On peut utiliser à cet effet diverses sortes de discriminateurs.
Selon une première solution, on peut recourir à un discrimina- teur à deux circuits accordés,\) du genre connu de ceux utilisés dans les sys- tèmes radio-électriques à modulation de fréquence.
Selon une deuxième solution, on recourt à un discriminateur com- posé par un quartz piezo-électrique. On a représenté à la figure 4 le sché- ma d'un montage comportant un tel quartzo On voit sur cette figure un quartz 15 disposé en série avec une résistance 16 aux bornes d'un générateur à fréquence variable 3".
On mesure à l'aide d'un voltmètre 17 la tension alternative aux bornes de ce quartz. Dans ces conditions., on sait que la courbe représentant les variations de tension V en fonction de la fréquence f comporte des par- ties telles que 18, 18', usuellement dénommées !!crevasses!! et qui corres- pondent à un abaissement brutal de la tension recueillie,, vers les valeurs de résonance du quartzo On peut d'ailleurs utiliser un tel quartz seul, ou bien en le couplant avec deux ou plusieurs circuits oscillants., ce qui peut permettre notamment délargir la crevasse.
Selon une troisième solution, laquelle est particulièrement avantageuse, on recourt à un discriminateur comportant un ou plusieurs cir- cuits résonnants parallèle, à coefficient de surtension aussi élevé que possible, ce qui se traduite au voisinage de la fréquence de résonance, par une courbe à maximum accentué, telle que la courbe représentée à la figure 5.
C'est cette dernière solution qu'on a illustrée à la figure 2, dans laquelle on voit que le discriminateur 4 se compose simplement d'une self 22 en parallèle avec un condensateur 23. Dans le cas ou l'on désire avoir une plus grande sensibilité., on peut d'ailleurs utiliser plusieurs circuits en parallèle. On a représenté une telle variante à la figure 6 sur laquelle on voit deux circuits semblables 22-23 et 22-23 composant le dis- criminateur 4.
Et,conformément à une deuxième disposition de l'invention, d'ailleurs susceptible d'être utilisée indépendamment, on permet l'exploita- tion, par des organes de contrôle (organes de mesure et/ou de servo-commande) des tensions ainsi engendrées aux bornes du discriminateur placé dans le circuit, en établissant le circuit oscillant 3 de façon que sa fréquence d'oscillation moyenne (c'est-à-dire la fréquence obtenue lorsqu'il n'y a pas de variations d'épaisseur du fil 1) se situe sur l'un des flancs des crevas- ses 18 ou 18' figo 3, ou de la courbe 19 figo 5, selon les caso De la sor- te, toute variation de fréquence au voisinage de ladite fréquence moyenne ou fréquence de base (laquelle a été figurée, à titre d9exemple par des li- gnes de rappel telles que 20, 21 et 21')
se traduit par une importante va- riation de tensiono
La prévision d'un condensateur réglable 9' sur le circuit os- cillant, permet d'ailleurs de se placer dans les conditions convenant le mieux à chaque cas d'espèce.
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C'est- ainsi que, si l'on prévoit des possibilités de variation d'épaisseur du fil indistinctement dans un sens ou dans l'autre, on pourra régler la fréquence de base de façon qu'elle sétablisse vers le milieu d'un des susdits flancs, ainsi qu'en 20, 21 ou 21'. Et., selon le mode de fonc- tionnement des appareils de contrôle., et notamment des relais qui peuvent être disposés dans un circuit de servo-commande, on pourra placer cette fré- quence de base sur l'un ou sur 18 autre des flancs relatifs à une crevasse de résonance ou analogue., ainsi qu'il a été représenté respectivement en 21 et en 21'.
De la sorte, on a la possibilité de traduire une variation de fréquence d'un sens déterminé (par exemple une augmentation de fréquence), par une variation de tension qui peut être d'un sens ou de l'autre, selon qu90n place la fréquence de base sur l'un ou sur 1-'autre des deux flancs susdits.
C'est ainsi encore que, si l'on se propose de contrôler les va- riations d9épaisseur du fil seulement dans un sens (par exemple, seulement les diminutions d9épaisseur), on pourra placer la fréquence des oseillations de base vers l'extrémité convenable du flanc choisi.
On pourra aussi utiliser les possibilités de réglage qui ont été signalées plus haut,, pour faire varier la pente des susdits flancs, afin d9augmenter soit la sensibilité du dispositif (si ladite pente est rendue plus raide),soit la largeur de sa plage d'action (si ladite pente est ren- due moins raide)
Disposant de la sorte d'un discriminateur fournissant des va- riations de tension alternative, en fonction des variations d'épaisseur du fil 1, on détecte lesdites tensions par exemple à 1-'aide d'un tube 24.
Ce tube transforme en même temps les tensions alternatives en tension continue, laquelle est plus commode à utiliser dans les appareils de mesure et/ou de serve-commande qui peuvent suivre ledit tube 24. De toute façon., quel que soit le montage de détection utilisé (diodes ou montage détecteur à triode, à penthodes etc...). il sera avantageux de le constituer par un montage à grande impédance d'entrée, ou même à impédance infinie, tel qu'un montage à détection-plaque.
On diminue beaucoup, ainsi, des causes de perturbation dans le fonctionnement du discriminateur, causes qui tiendraient à ce que, si l'impédance de détection était faible devant l'impédance du circuit ré- sonnant du discriminateur, celui-ci se comporterait comme s'il était chargé par une résistance., ce qui diminuerait son coefficient de surtension., et donc par suite la pente des flancs de la courbe, et la sensibilitéo
On peut, bien entendu, reprendre la tension continue obtenue dans le circuit anodique du tube 24 par un amplificateur du type à courant continu, la tension de sortie d'un tel amplificateur, qui a été représenté sous forme d'un tube 7', pouvant servir à créer un déphasage pour commander notamment un variateur de vitesse à thyratron.
On a enfin représenté sur le schéma de la fig. 2 diverses résis- tances R, et diverses capacités C, utilisées comme il est usuel en électroni- que, notamment comme résistances de charge et comme capacités de couplage.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adop- té, on obtient un dispositif de mesure de l'épaisseur des fibres textiles, dispositif dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède, pour qu'il soit inutile d'entrer à son sujet dans aucune explication complé- mentaireo En tous cas, un tel dispositif présente de nombreux avantagea, et notamment celui d'être d'un établissement relativement simple et bon mar- ché, en particulier par suite du nombre réduit de tubes, et par suite de l'inutilité d'un dispositif pilote.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'appli-
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cation, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties., ayant été plus spécialement indiqués. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes, et notamment celles par lesquelles un dispositif conforme à 1?invention serait utilisé dans un but de contrôle (c'est-à-dire de mesure et/ou de serve-commande) autre que le contrôle de l'épaisseur de fibres tex- tileso
REVENDICATIONS.