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L'invention a pour objet un procédé de mesurage à distance de longueurs,par exemple de la distance entre les bords parallèles de pièces à usiner @@@@faciales. Il convient spécialement pour la mesure de corps auto-lumineux,
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tels que par exemple des plaques et des tôles incandescen- tes, mais peut aussi bien être utilisé lorsqu'il existe un contraste de luminosité entre l'objet à mesurer et son support,
Les conditions dans lesquelles de tels mesurages doivent se faire sont en général les suivantes:
Le plan,dans lequel se trouve la pièce à usiner, est donné par son support (bande transporteuse, table, voie de roulement dans les laminages des tôles, etc.).
On prévoira ensuite pour le mesurage une extension plus ou moins grande de ce plan, qui est saisi par l'engin mesu- reur et dans lequel l'objet à mesurer doit être amené.
Dans cette extension, on doit cependant pouvoir mesurer avec la même précision quelque soit le déplacement ou la rotation de l'objet à mesurer.
De tels mesurages sont,par exemple,nécessaires lorsque la largeur du matériau en forme de bande ou la longueur (largeur) de tôles ou de brames rectangulaires doit être déterminée pendant le laminage..Ce mesurage, qui déjà par suite des hautes températures est difficile à exécuter à proximité de l'objet à mesurer, est souvent
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encore assujetti à des difficult6eupplémentaires consi- dérables, par exemple dans les cas de laminage de tôles, il peut être nécessaire de disposer l'instrument de mesure en,-dehors de la voie de circulation de grues. Il peut exister ensuite des distances considérables entre la voie de roulement et l'instrument de mesure (par exemple 20 m.
Les mesurages sont aussi fréquemment, rendus plus diffici- les du fait que l'appareil ne peut être placé qu'en un endroit difficilement accessible, de sorte que le séjour d'un observateur à proximité immédiate de cet appareil est impossible. Dans un tel cas la méthode de mesurage doit
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permettre une transmission à distance immédiate de la valeur mesurée et une manoeuvre à distance de l'appareil.
Finalement, se présente presque toujours la nécessi- té de pratiquer le mesurage si rapidement que le résultat définitif du mesurage soit obtenu au plus en quelques :se... condes sans que l'on doive exécuter des conversions retar..-. datrices, respectivement utiliser des courbes de calibra- ge ou analogues.
Jusqu'à présent on ne connaissait aucun procédé, qui dans les conditions susdites aurait donné des mesures suf- fisamment précises au moyen d'appareils pas trop coûteux.
Des procédés optiques ne permettent certainement des me- surages très précis de longueur, mais ne donnent aucune possibilité de transmission à distance de la valeur mesurée obtenue et ne peuvent par suite entrer en ligne de compte dans le domaine de travail précité. Un procédé électron optique, qui permet de tels mesurages et n'appartient pas encore à l'état de la technique,présente des incon- vénients, qui ne permettent son emploi que dans une mesure limitée.
D'âpres ce procédé, on compte le nombre des lignes d'une image télévisée, qui sont recouvertes par l'image de l'objet à mesurer. Un inconvénient de ce procédé consiste en ce que l'exactitude du mesurage dépend ici essentielle- ment de la constance et de la linéarité des tensions dé- viatrices (tensions de basculage), qui sont utilisées lors du balayage de l'image., Si l'on exige des précisions éle.
'vées' des montages spéciaux coûteux sont requis dans les mécanismes de basculage des installations de télévision.
La possibilité de dissolution et la conductibilité trans- versale des couches réceptrices de l'image des tubes ré.-. cepteurs de télévision utilisés aujourd'hui forment égale- ment,.des limites naturelles à l'emploi de ce procédé.
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Un autre procédé travaille avec un balayage électro.- mécanique, la courbe temps-tension, qui est enregistrée sur le récepteur de lumière au cours du balayage, étant différentiée au sens mathématique. De cette façon se pro- duisent au début et à la fin du balayage des impulsions dont la valeur moyenne horaire peut être lue sur un instrument à courant continu. Comme la valeur moyenne horaire dépend de l'intervalle de temps des impulsions, par suite de la grandeur de la longueur mesurée, elle donne une mesure de la longueur ou de la largeur de l'objet à mesurer. Dans ce mode de travail il faut exécuter un grand nombre de mesurages se suivant l'un l'autre rapidement et à intervalles de temps égaux.
Ce procédé présente l'inconvénient que le mesurage est souvent faussé par des perturbations de type pulsatif inévitables,dont les flancs ont environ la même pente que les flancs ascendants et descendants du signal. Ces perturbations peuvent se produire par suite d'hétérogé- néités dans la densité lumineuse ou de recouvrements du signal à mesurer par la tension d'une fumée. Ceci est spécialement le cas lorsque l'appareil de mesure doit être disposé à grande distance de l'objet à mesurer, comme c'- est le cas,par exemple,,dans le laminage des tôles ¯(maintien d'un passage libre pour les grues au-dessus du laminoir).
Le mesurage par des radiateurs de température en- traîne ensuite des perturbations dues à la fumée, car pour empêcher les perturbations par la lumière bleue (lumière du jour), celle-ci doit être filtrée, par suite la sensi- bilité du récepteur de rayonnement doit être utilisé à l'extrême; ce doit être spécialement le cas lorsque, dans le parcours des radiations, il faut compter avec des ab- sorptions par la poussière et la vapeur. Il est parfaite-
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meut possible qu'alors la longue impulsion primitive ne soit qu'une fois aussi élevée que des impulsions pertur- batrices inévitables.
Dans ce cas, une seule production d'impulsion du signal donne des résultats pratique celle dans laquelle la hauteur des impulsions dérivées est pro- portionnelle à la hauteur de l'impulsion primitive.
Le procédé conforme à l'invention répond à ces exi- gences, il permet des mesurages dans les conditions décri- tes et évite les inconvénients des procédés connus. On utilise un procédé de mesurage à distance des longueurs sur des objets à mesurer présentant par rapport à leur support un contraste lumineux, le mesurage des longueurs (largeurs) de l'image optique de l'objet à mesurer ayant lieu par balayage de ce dernier et calcul de la durée d'- une impulsion électrique en résultant. Conformément à l'- invention, on propose de déplacer,à une vitesse constante et exactement déterminable,entre l'objet à mesurer et un élément d'éclairage électrique, une bande imperméable à la lumière et pourvue d'un diaphragme à fente .
Ainsi, l'impulsion primitive, qui provient de la lumière travers est sant le diaphragme à fente,jici transformée en deux im- pulsions, dont le dégagement et l'extinction sont déterminés par l'ascension et la descente de l'impulsion primitive et dont la hauteur est proportionnelle à la hauteur de l'im- pulsion primitive.Dans la mise en oeuvre de ce procédé, l'impulsion provoquée par le dégagement de l'impulsion primitive peut enclencher de manière connue un compteur électronique, qui est horscircuité par l'impulsion détermi- née par l'extinction de l'impulsion, primitive, le compteur électronique enregistrant les pointes de tension d'un bscil- lateur et cet enregistrement correspondant à une hauteur déterminée des deux impulsions distinctes.
Cette valeur de
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correspondance peut être réglée à volonté. On obtient ainsi la garantie que des impulsions perturbatrices - pour autant qu'elles ne soient pas aussi grandes que les impulsions résultant du mesurage - peuvent être rendues inefficaces.
Ce mesurage de la durée de l'impulsion peut naturellement être réalisé au moyen d'autres méthodes connues.
Pour exécuter un mesurage irréprochable, il faut supposer que la distance à mesurer forme un angle de 90 avec la direction de l'axe longitudinal de l'ouverture du diaphragme, Par conséquent, il faut avant mesurage amener l'appareil de mesure dans une telle position.
Dans les figures 1 à 3 est représenté un dispositif de mesurage en vue de. l'exécution du procédé conforme en principe à l'invention.
En figure 1, 1dé signe l'objet à mesurer et 7 l'appareil de mesurage; celui-ci présente la forme d'une caméra, dont l'axe optique est perpendiculaire au plan de l'objet à mesurer 1. L'objectif 2 projette une image dans un plan, dans lequel une bande sans fin 3, imperméa- ble à la lumière, se déplace à une vitesse constante exac tement connue.
Dans cette bande est ménagée une fente étroite 4, qui est disposée perpendiculairement à la direction de mouvement de la bande. 5 désigne un instru- ment d'éclairage électrique, par exemple une cathode à grande surface d'une cellule photoélectrique ou d'un multiplicateur électronique secondaire qui peut être monté au-dessus de la bande, mais aussi - comme il est indiqué au dessin - à une certaine distance de cette bande, Dans ce dernier'cas, on fixe entre l'image et la cathode photoélectrique une lentille réductrice 6. Il est alors possible d'employer les cellules photo-électriques du commerce à cathode de surface réduite, moins coûteuses.
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Ainsi ne peut arriver à la cathode 5 que la partie du courant lumineux qui traverse le diaphragme à,fente 4 en mouvement.
En Fig.2a est représentée l'image de l'objet à me- surer 1 avec le diaphragme à fente 4 et la longueur m à mesurer. La direction du mouvement du diaphragme à fente est indiquée par le flèche 9. En Fig.2b est représentée, en fonction du temps t, l'allure en correspondance avec le mouvement de la fente de la tension v, qui est prise à la cellule photo-électrique. Elle a la forme d'une impulsion, Sa durée ne dépend pratiquement que de la longueur de la distance à mesurer m et de la vitesse de la bande mobile 3.
Par suite, lorsque cette dernière grandeur est connue avec une précision suffisante et observée,on peut déduire de la durée de cette impulsion la longueur de la distance à mesurer.
Pour mesurer la durée'de l'impulsion, on transforme les flancs ascendants et descendants de cette impulsion primitive à l'aide d'un circuit condensateur-résistance en deux courtes impulsions, dont le dégagement et l'extinc- tion sont pratiquement déterminées pour une des courtes impulsions seulement par la montée et pour l'autre courte impulsion par la descente-de la longue'impulsion primitive.
Ces deux courtes impulsions, qui indiquent done le début et la fin de la longue impulsion, sont amenées de manière appropriée dans un dispositif redresseur à une même polarité, de sorte que finalement l'on obtient deux impulsions de mê- me polarité et forme. Fig.3 représente cet état de chose, Fig.3a montre la longue impulsion de tension qui se pro- duit à la cellule photo-électrique ou au multiplicateur électronique secondaire; en Fig.3b on reconnait les deux courtes impulsions susceptibles d'être prises à lasortie de l'étage de différentiation et en Fig.3c les imposions
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dressées.
Le mesurage du temps est réalisé de façon que l'im- pulsion, qui correspond au flanc ascendant de la longue impulsion, enclenche une minuterie électronique, qui compte les pointes de tension d'une génératrice de tension alternative à haute précision de fréquence; par suite, exécute un mesurage horaire. La seconde impulsion corres pondant au flanc descendant termine ensuite l'opération de comptage. La fréquence de la génératrice et la vitesse de la bande peuvent être choisies et accordées l'une à l'au- tre, de.telle faon que déjà en tenant compte de la vites- se de la bande et de l'échelle de l'image de la lentille 2, le compteur donne directement la grandeur mesurée.
On choisit judicieusement un compteur électronique qui correspond à une valeur déterminée de la tension; la durée d'impulsion mesurée est donnée alors avec une grande précision par l'intervalle de temps Z entre deux points de même hautèur sur les flancs ascendants des deux courtes impulsion$; pour autant que celles-ci aient la même allure.
Les deux points A et B avec leur écartement 2 en Fig.3c représentent la durée du comptage.
Dans le mesurage décrit, il est supposé, comme il est visible en Fig.2a, que ia direction de la distance à mesurer forme un angle de 90 avec la direction de 1'- axe longitudinal de l'ouverture du diaphragme,,7 Si ce n'est pas le cas et que par suite le diaphragme à fente fait, avec la distance à mesurer un angle différent de 90 , alors avant l'exécution du mesurage proprement dit, il faut mo- difier la position de la caméra de façon que le diaphrag@e à fente se trouve en direction perpendiculaire par rapport à la direction de la distance à mesurer, c'est à dire que l'on doit faire pivoter la camera autour de son axe.
Dans
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un tel cas, l'opération de mesurage comprend deux phases: a) la rotation de l'instrument de mesure en direc- tion du mesurage; b) le mesurage proprement dit.
L'amenée par pivotement de la camera autour/de son axe optique dans la position de mesurage s'obtient de préférence comme suit; A côté de l'instrument de mesure on dispose, comme appareil auxiliaire, une camera de té- lévision dont l'axe optique est parallèle à l'axe optique de l'appareil de mesure et qui possède le même champ de visibilité que celui-ci. Les deux appareils, dont les axes optiques se trouvent perpendiculairement sur le plan de l'objet à mesurer, sont accouplés de façon qu'ils ne peuvent exécuter que les mêmes rotations autour de leur axe. Au moyen d'une trame, éventuellement à l'aide d'une télé-commande à servo-moteur, l'on amène maintenant sur l'écran d'image de l'appareil récepteur de télévision les deux appareils dans la position désirée pour le mesurage.
REVENDICATIONS.
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