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On sait que,dans plusieurs applications techniques,il de est nécessaire de révéler et/mesurer,parfois avec répétition à distance des indications, l'inclinaison d'un pendule, particu- librement d'un pendule apte à osciller en toutes directions.
Un exemple typique est donné par les sondes des puits à pétrole et pour d'autres applications semblables, qui renferment un penduledont l'inclinaison par rapport . la sonde est mesurée et transmise à la surface du sol en vue de connaître l'inclinai- son dit puits au point où la sonde est placée.
La présente invention a pour objet un dispositif permet* tant do tels relevés, mesures et transmission éventuelle à
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distance, de l'information concernant l'inclinaison d'un pendule; ce dispositif peut être utilisé toit pour des pendules oscillant en toutes directions, soit pour des pendules oscillant dans un seul plan. Dans le premier cas, le dispositif permet de révéler séparément les deux composantes de l'inclinaison suivant deux axes orthogonaux préétablis.
Le dispositif estondé sur l'application du phénomène de
EMI2.1
la variation de la réluctance des circuits magnétiques par l'effaisant 40w4rfet du déplacement d'un élément ferromagnétique/partie du circuit.
Les dessins annexés montrent un exemple de réalisation pratique, non limitatif et schématique, du dispositif selon l'invention : la figure 1 schématise, en vue perspective, un pendule à oscillation monodirectionnelle, pourvu du dispositif de l'in- vention, et le schéma électrique de ce même dispositif, pour un cas de transmission par courant continu; la figure 2 est une vue schématique en plan de la partie des circuits magnétiques dans lesquels se produit la variation de la réluctance; la figure 3 en est une vue correspondante en élévation latérale; la figure 4 montre une partie des circuits transmetteurs et récepteurs des informations, dans le cas d'une transmission en courant alternatif ;
la figure 5 montre une partie des circuits récepteurs des informations, suivant une variante-,,., désigne la tige d'un pendule pourvu d'une masse 2 et
Y-Y qui peut osciller librement autour de deux axes X-X/ce qui peut être obtenu par un support à Cardan, ou autre équivalent.
Bien entendu, les axes X-X et Y-Y (auxquels se réfère la mesure des composantes d'inclinaison) peuvent ne pas coïncider avec les axes mécaniques du joint à Cardan, et doivent être considérés
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comme axes les mieux appropriés-
La tige du pendule porte, à sa partie supérieure, une ca- lotte sphérique 3, ayant son centre au point 0 où se rencontrent les axes autour desquels le pendule peut osciller. Cette calotte sphérique est remplacée par un segment de cylindre dans le cas d'un pendule à oscillation dans un seul plan, et cette différen- ce, avec la suppression d'un des circuits magnétiques, est la seule qui caractérise le dispositif apte à mesurer des inclinai- sons diriges en quelque direction que ce soit par rapport à ce- lui qui est apte à mesurer des inclinaison dans un seul plan.
Au-dessus de la calotte 3 sont disposés des circuits magnétiques, chacun ayant substantiellement la forme indiquée à la figure 3, orthogonaux l'un par rapport à l'autre et se recoupant en N. Ces circuits magnétiques présentent une expan- sion polaire centrale, proche du point N, et indiquée par PO; cette expansion polaire est disposée, lorsque le pendule et le dispositif sont en position de repos (c'est-à-dire verticaux), à peu près au-devant du centre (p&le) de la calotte 3. Les autres expansions polaires P1-P2, P3-P4 sont disposées de même en correspondance de la périphérie de la calotte en points éloignés l'un de l'autre de 90 .
De préférence la ligne périphérique de la calotte partage en deux portions égales la surface de chacune des expansions polaires placées au-devant. le bobinage
Sur chacune des expansions polaires est agencé un bobinage LO disposé sur PO est alimenté par un courant alternatif, les autres sont reliés l'un à l'autre en couples, à savoir : L1 et L2, situés aux bouts d'un des'circuits magnétiques, sont reliés en opposition de sorte que les tensions induites dans leurs spires par le flux magnétique alternatif engendré par L0 ont tendence à s'annuler l'une l'autre; semblablement pour L3 et L4 disposés aux bouts de l'autre circuit magnétique.
Les tensions qui naissent aux bouts des couples de bobi-
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nage ainsi enroulés sont nulles lorsque le pendule est en posi- tion d'alignement avec l'axe du.dispositif, bans ce cas la réluc- tance des différents circuits magnétiques est égale pour tous, les tensions induites sont aussi identiques et s'annulent par couples.
Si, au contraire, le pendule prend une inclinaison par rapport à un axe (par exemple X-X, orthogonal à l'axe du circuit magnétique P1-PO-P2) les circuits magnétiques P1-P0 et P0-P2 varient de réluctance, en sens inverse et, en conséquence, une réluctance 'augmente, tandis que l'autre diminue à peu près de la même quantité. Le flux général partant de LO se partage entre les deux circuits magnétiques en proportion inverse à leur la reréluctance et/même proportion se/trouvera entre les tensions induites ; la tension*aux bouts du couple de bobinageL1-L2 varie par conséquent suivant la somme des variations des tensions induites en chaque bobinage, par suite de la connexion en oppo- sition.
Cette tension est uniquement déterminée par l'inclinaison suivant l'axe X-X du pendule et peut servir à sa mesure et, le cas échéant, à transmettre l'indication à distance.
Par l'effet de l'inclinaison suivant l'axe X-X aucune varie -tion ne se produit dans la réluctance des circuits magnétiques
P3-P0 et P0-P4, de sorte que la tension résultante aux bouts des couples de bobinages y relatives, demeure nulle. La même chose peut être répétée en se référant à l'inclinaison suivant l'axe Y-Y et aux bobinages L3-L4. Il est clair que les deux tensions qui se présentent aux bouts des deux couples de bobinages déterminent, d'une façon égale, les deux composantes suivant les axes X-X et Y-Y de l'inclinaison du pendule, et on détermine ainsi parfaitement la position du pendule lui-même.
Si l'on a intérêt à transmettre les indications sous forme de deux tensions continues, on peut avoir recours au circuit illus. tré à droite de la figure 1.
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Suivant ce circuit, les tensions résultantes sont achemi- nées à deux comparateurs de phae CF1-CF2 pourvues de ectifica teurs et alimentés par la tension du secteup z-z, alternative, qui est la même que celle qui alimente le bobinage, ±0.
Les deux tensions continues qui en sortent spnt aptes à ;, transmettre à distance, d'une façon égale, 1' indication des deux composantes d'inclinaison du pendule, ' c'est-à-dire si le dispositif révélateur, d'inclinaison est solidaire d'un organe orienté vers le nord magnétique, les .deux composantes indiquées ' sont, sans plus, les deux composantesde l'inclinaison de la ' sonde dans le plan Nord-Sud et dans le plan Est-Ouest. @
Un trouble de la mesure peut être causé par des variations! accidentelles de la valeur de l'espace qui sépare la calotte des expansions polaires ; unemême variation peut être produite,' par exemple, par les dilatations thermiques etc...
Pour dament tenir compte de cet inconvénient dans l'interprétation des ten- sions transmises, une bobine ultérieure L5/peut être enroulée sur chacune des expansions polaires, toutes ces bobines accessoi- res sont reliées en série d'une manière équivalente, de sorte qu' aux bornes de leur groupement se trouve une tension induite qui ne dépend pas de la position du pendule., mais seulement de l'élé- ' ment perturbateur constitué par la variation dudit espace ; cette tension induite, redressée en R et acheminée aux récepteurs ou répétiteur, peut être utilisée pour effectuer une correction de l'indication qui, par ce procédé, tiendra compte aussi de ladite variation d'espace.
Il est à remarquer que les trois circuits de transmission ainsi réalisés, (deux correspondant à l'information relative à une des composantes d'inclinaison du pendule, le troisième corres- pondant à l'information sur les variations de l'espace entre la calotte et les expansions) peuvent posséder un conducteur commun qui, dans l'exemple illustré, est le conducteur c.
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Lorsqu'on désire effectuer la transmission par des courants alternatifs, on peut adopter les schémas des figures lt et 5.
Suivant la figure 4, les tensions induites dans les couples de bobinage Ll- L2 et L3-L4 sont acheminées, chacune, (le dessin en représente une seule) à un des bobinages statoriques orthogonaux L7 d'un appareil synchrone du type dit "resolver", l'autre bobinage statorique L6 est alimenté, au-travers de la résistance R1 de réglage, par la même tension de secteur qui alimente le bobinage inducteur LO.
Le bobinage induit du "resolver" est relié à l'entrée d'un amplificateur A; son circuitdoit présenter une haute impédence pour éviter qu'il soit parcouru par des courants qui produiraient, à leur tour, des inductions dans le bobinage statorique.du "resolver".
Cette haute impédence'peut être obtenue par une résistance R2, extérieure, ou formant partie,de l'amplificateur.
Ce dernier alimente un moteur M qui produit la rotation du rotor du "resolver' cette rotation s'arrête lorsque son bobinage induit L8 est arrivé à une position où la tension induite dans sesépires s'annule. Au rotor du "resolver" est reliée une aiguille indicatrice 4 qui, en coopérant avec une graduation 5, indique l'angle d'inclinaison atteint par le pendule 2 dans l'un des plans de référence ; end'autes cas, le rotor du "resolver" pourra entraîner tout autre moyen d'indication, répétition ou transmission de l'information. '
Suivant le schéma de la figure 4-, les conducteurs de transmission e-h sont toujours parcourus par un courant, à l'exception du moment où le pendule est exactement en alignement avec le dispositif qui en relève l'inclinaison.
Suivant le schéma de la figure 5, l'entrée de l'amplificateur est reliée en série avec le bobinage statorique L7, aux conducteurs de transmission. Le bobinage induit L8 est, dans ce cas, fermé en court-circuit et doit présenter une basse impédence.
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Le moteur M, dans ces conditions, fait tourner le rotor jusqu'à ce que le flux magnétique, produit par L8 par suite de la-tension induite dans ses- spimes mail! L6 produit en L7 une force électromotrice telle, qu'elle annule Le courant dans les conducteurs de; transmission.- Dans ce cas aussi', le rotor peut entraîner touts-moyen d'indication répétition , ou,transmission; mais dans ces-cas les courants, dans les conducteurs de transmis- sion, sont toujours nuls, ppur toutes positions du,* pendule à l'ex- ception des périodes transitoires, pendant lesquelles le répétiteur marche pour atteindre sa nouvelle position.
Il,est évident que, bien que l'application à une sonde soit la plus convenable, d'autres applications peuvent être envisagée. par ce dispositif, dans différents champs de la technique.
Egalement, les moyens de révélation et d'interprétation des tensions pourront être de tous types et être agencés tout près du dispositif pendulaire ou à toute distance de celui-ci; la correction relative à la variation d'espace entre fers, au ]Jeu d'être transmise, pourra être utilisée pour effectuer directe- transmises ment la correction des tensions d'information;/la forme des expansions polaires peut être choisie en vue de réaliser des lois déterminées pour la variation des tensions induites auprorata de l'inclinaison du pendule, la calotte même pourra, pour des motifs semblables, s'écarter plus ou moins de la forme sphérique; etc.
En tout cas, de nombreuses modifications pourront Être pré- vues pour tout ce qui vient d'être décrit et illustré, pour adapter le dispositif à des exigences spéciales et pour éliminer les Inconvénients, cela sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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