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"Jis:mii:i d't;ectsura et \j1pli:t'ict\teurs"
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1.,:,. i>r,'.o;>1,te invon.tion concamo d'une manière 64n±rùle la:.; d::':5,j.";C!. tH3 détccteura, et se rapporte plus particiùiérement ù des d1.Hocitl.fs dedin.59 à détecter la prGsonce d'un objet 1.;8, t6rh:l on un endroit t déterminé..
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L'invention a pour objet la réalisation d'un tel dispositif,
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capable de détecter un corps 'Jlectri''tuemQnt conducteur par contact direct, !;l'u:.si bien qu'un corps électrique!41ent iaolajit pir uffct capacitif, ce dispositif présentant une grande :30r.::1VJ.: tt d'entrée et #QûLC:l.nt un pouvoir d'amplification <Jlùv4 de' c.c:nivre 1 fournir des signaux, de sortie de fort niveau.
Un ìcà..onitii d,tectEJur-::.:n.!!lificateu.r conforme à 1' doest.1n,1 ± el t;\i<ctr la présence d'un objet matériel en un point d'ta=m,in, se ca,i'i;ct.Ji'i;Jo en ce qu'il comporte un circuit
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d'entrée comprenant un élément électroluminescent, 'une source d'énergie électrique et des moyens formant électrodes de détection, disposas au voisinage du point précité de telle manière que la présence d'un corps en ce point provoque le passade d'un courant entre lesdites électrodes, et en conséquence 1'allumage dudit élément électroluminescent, le dispositif comportant en outro un circuit de sortie comprenant un élément photo-conducteur optiquement couplé audit élément électroluminescent.
D'une manière avantageuse, ledit élément électroluminescent est constitué par un tube à décharge et l'élément photo-conducteur par une photo-résistance.
Il est bien évident qu'un dispositif de détection ainsi constitué , en raison de la simplicité de sa structure et de la nature des éléments qui le constituent, présente de nombreux avantages, non seulement du fait de son faible encombrement et de son cotit réduit, mais encore grâce à sa grande sécurité de fonctionnement et à sa longue durée de service.
Selon d'autres caractéristiques du dispositif de l'invention, l'élément électroluminescent et les moyens formant électrodes peuvent être montés soit en série, soit en parallèle avec la source d'énergie électrique.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif objet de l'invention''apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et se réfère au dessin annexé , sur lequel : - la figure 1 représente schématiquement un détecteur de proximité conforme à l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un autre détecteur de proximité conforme à l'invention ; - la figure 3 donne le schéma d'un indicateur de niveau de liquide conforme à l'invention ; et - la figure 4 est le schéma d'un indicateur de remplissage selon l'invention.
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Zon figures 1 et 2 illustrent schématiquement des d<Jtecteu=-J de proximité constituant un premier et un second ez<;n;;>1c d :;:j,[JP' en oeuvre de la présente invention.
Ccs :.:o:aittrs août destin6> à alimenter une charGe Z dôz ':.t":' 'lU.r:l':Ll' ..t-'1 ou quelque chose arrive au voisinage ,; r :.:( c""',,,:; d,! :ú'o:,1:,.lit6 P. Ces di.sroGitifs peuvent étre .:u.r:,r.,^:: , '.1.n <l)l-'.l'.)i '.1.,1.'::;0 de scurit, par exenple pour ,=,,r4 1,",r \11, 'rof'.c, \ill.'! muchino-outil, un Générateur de haute ton:, lon eu un cclcrteur de particules, au cas où l'opérateur approchorait G.:.ilE:1'OL',Svr'lOllt nés Mains de la tabla de travail ) ces d t3poai tifrs pourraient auol3:Í. bien 6tre ineorporée à des appareillages autcnjatique!') de oormando ou. de signalisation, par rx nplo pour actionner un ouvro-portea automatique, un nyfitfine d 'aiarni contre l'effraction et d'une cen1àre plue t,0n0ra le, i<11 quelconque dispositif de télÓoo11UJW.n4e.
Le d,1;ootr::'--U' do l'Y'o'himi t(1 roepr430nt4 sur la figure 1 comprend un d.isto7tti' détecteur et amplificateur A11 comprenant un O141sent lcc trohu:1inosoaut T1 1 , tol qu'un tube à décharge et nt.1te.I1111Imt un tiiibe >Mi n60n ou équivalent, optiquement oouplé à un <fl1,fInenl; photo-conduoteur R11 , tel qu'une photo-résistance, 1,na,1 photo-diode ou un phDto-trttnx13tor .
L'une- do:) pln.(!\1cCJ du tube éleotroluminesoent T11 montré nur la figure 1 est rellco a une born3 d'une source de oourant alternatif Utb' dont l'antre borne est mise à la terre; la seconde plaque du tube TU est reliée par l'intermédiaire d'une résistance de protection de gronc1e valeur ohmique, par exemple du type à couche de carbone pyrolytique, a l'électrode de
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proximité P oua-mentionnce, qui peut Atre constituée par une plaque ou autre pH-cc métallique normalement isolée de la terre
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et éventuellement pourvue d'un mince revêtement de matériau électriquement isolant.
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La photo-résistance R11 est branchée entre laterreet la ligne d'alimentation U, en série avec un élément électro- luminescent T12 formant partie intégrante d'un dispositif amplificateur A12 de structure semblable à celle du dispositif A11 précédemment décrit; le dispositif amplificateur A12 inclut en outre une photo-résistance R12 optiquement couplée à l'élément T12 et montée en série avec la charge Z1, par exemple un relais à courant continu alimenté par une source appropriée U.
Le détecteur décrit et reprénenté fonctionne de la manibre suivante ; des que quelqu'un approohe par exemple une main de l'éleotrode de proximité P, ladite électrode est mise la terre par l'intermédiaire d'une faible capacité 0 et/ou d'une forte résistance (non représentée), au cas où un oontaot direot est établi.
En conséquence, un faible courant capacitif et/ou résistif paaca de l'électrode P à la terre, et provoque l'excitation du tubo élsctroluminesoent T11; en conséquence, la lumière émise par ledit tube illumine la photo-résistance R11 et réduit l'impédanoe do cette dernibre jusqu'à une valeur relativement basse, pour ainsi permettre l'excitation du tube T 12 ; ce dernier s'illumine à non tour, de sorte que la réduction correspondante de l'impédance de la photo-résistance R12 permet l'excitation du relais Z1.
Il convient de remarquer que le tube d'entrée T11, pour un choix judicieux de sa géométrie et de la nature et de la pression de son gaz de remplissage, s'allume lorsque lui est appliquée une tension de quelques 50 volts, puis est traversé par un courant de l'ordre du micro-ampère; c'est-à-dire que la puissance d'entrée requise est de l'ordre d'une centaine de micro-watts , et donc que le dispositif présente une très grande sensibilité. Par ailleurs, il faut remarquer que les ordres de
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grandeur rapec!,iPs du c:o.zrant et de la tension, oompte tenu de la :8ece de la résistance de protection, ne sont en' aucun cas ; ' d.^erme :.
D 1,1;,] ç .1":!Jistance R11 dans l'obscurité présente Und ±.-ç,1.i,<.=i ,¯ :o .''luv<e, de l'ordre de la centaine de megohma '..or:;;.. 1 ¯ j:h:to-ré îietance est éclairée, tombe a des u.l'r r<'.,,1,:::'VO:,lcllt troc bascos, de l'ordre do la centaine de >=110-ol a:ix ; la tension fournie par la source Uq, étant ¯ .,, "",::, [1.v,-..ntI.:(;\u>LJ"Jont do l'ordro d'une centaine de volts, la puissance di::J8.p6p dann ladite: 1)110 to-reistance, et par voie de conséquence ..' la u.'';; ^..na du. 30ri LrJ dioponible sont de l'ordre du dixième de watt; r" ;,:1 dire que le dispositif détecteur et anpiifioateur- ..\11 1 ;.0:'n4do un facteur d'amplification de l'ordre de 100, soit 20 ,1,ieiii.=.1fi ; le second 61aje d'anpiification A12 présentant des l.cyfor:nur.cc.n coulrtrables, une puissanco de sortie d'au moins pJ.t,:; l!U:',-;
;u,tts ont donc disponible pour actionner la charge 21.
Lo détecteur de proximité montra aur la fisuro 1 lJ",.(Ct..l:Î: ",mt:J.'ù8 <.!.VtwtUi,;'3S : prozier lieu, ses circuits J'(1t.'j','c e" <1>; :;oitie xont 41ectriquement lieu, aes circuits J'ct.rc d.> ;,or tie sont lectriquc'nent indépendants; 3.illeu1-;i, 1.' : 'rucnt dlec trolu.^:izioacent, de rxame que l'élément photo-c 11l tctour, lWllveHlt titre alimentas ou bien en courant .7.4ertmti' ou bien on courant continu; plus partiouliarement, lor:.,cll1Q s.e , cireL3t est e.JjJ'!1cnt en courant alternatif,'l'élément (.lt.:'otroluu:1.noacent T11, qui est pratiquement dépourvu d'inertie.
:'1'Je une i,u;:u1 ion l1.u,rl.nouae pour chaque altornanco dudit courante tLmdi'3 qud la photoréaiutance R11 peut litre raliaeSe de manière û. rcpondre à la valeur moyenne deadites impulsions lumineuses, et en cOll:J':'lUO!1C peut Otre alimentée inàjxôrezment en courant
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continu ou en courant alternatif de fréquence et phase quelcon-
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flues, selon la nature de la charge,associée.
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le détecteur de proximité représente sur la figure 2 estpour l'essentiel identique à celui montra sur la figura 1 , mais est de structure aymétrique.
Ce dispositif comprend une
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paire d'dlectrodea P, P' qui sont respectivement roliees par l'intennédiairo do résistances de protection aux plaques d'un
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clament électroluminescent, tel que le tube à décharge T21 représente.
Les plaques de ce tube sont par ailleurs reliées par l'intermédiaire de résistances chutrices de tension Z21, Z'21 aux bornes d'une source de courant alternatif U. Un élément
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photo-conducteur, tel que la photoreoistance R21 repr0Aante, est cou.pl OltiquU!1Jrmt au tube T21 pour constituer un amplificateur ' A21. La photora:;i;+ance it21 est montée directcaant en parallèle --, Aur un autre tube à décharge T22, qui est ;.7.i.;enté par la source alternative U par l'interm6dLa,lre d'une r.)s1s tancp. Z22. L<'dit tuba T22 est optiquement COUIJ1Ó :l une phQtor(J'\.flt\.:ICt3 3' pour constituer un Mooud (itztee d'amplification A22 du c1L;pocltif. La charge Z2 et la photorÓsifJt:J1l(} R22 sont r,Ori :c'.a ':1 rnrallul. et alimentées par la source alternative U par l'1ntor;;édl(lirc d'une résintanooZ'22.
Aufisi longtemps qu'aucun ohjet ri' l'3 t prÚJlmt éntre 10> éloctrodes de proximité P, P', le tube T21 rente excite; en
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conudquer.co, l'impedanoc do la photorcnistanoo R21 ent b9.oo, de aorte que Io tube T22 act pratiquement oourt-ojrou1M: la ohute do tnnaion 1. travers la rto1rtance Z22 abiurbunt la plus jurande partie de la tun;iion d'±hnontat4.cn. l'h,ip,'4ance de la photo- r4iistanoe R22 dano l'obscurité étant trùo {19vo, la tension d'alinientation U lb est appliquôe pratiqueront t inté-ralc::nent la charge Z2.
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D08 qu'un corps catëriel ou une substance, de na.ture diélectrique uu bien conductrice, est place entre les électrodes vroxilliito P, pt, le tube T21 est pratiquement oourt-cirouité, la n',:;7 j)--rtie de la tension d'alimentation U. étant d.:!::CJ1';é,- '-'-"n; 1?.-; résistances Z21, Z'21 . En conséquence,
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1-? ;":.,, IJ#= '.'2; ,i;1<;ùxcitts, et l'1ml)édance de la rh Otorégistance <,'.: ')', 1;. ;,'J. 'J. u.lle valeur trss élevée; en coils4cuence, ?,e -il:>r ?,d , i'13-1.iù:.lne et lein péd,-tnce de la photordaist an ce R22 J.'.I'1 :,. ,'11 \w ime et l relativement basse, et par suite ;-,".itni.\.";: tU'1\l''-. 1me valeur relativeMent basse, et par suite
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C01).l't-t;ircuitc pratiquement la charge Z2.
Ainsi, le détecteur de proxL,j,t6 repr6zent.1 sur la fièvre 2 maintient sa charge Z2 nJm><,ilément excitée, et supprime l'alimentation de ladite char."<? r18f-J qu'un corps matériel ou une substance se présente à ; pi,oxInit.5 des électrodes P, P'; c'est dire que ce dispositif :;O:::C0è.c> den crtrcJ,,0ristiq,uea inhérentes de sécurité positive.
Cn 1,\. r<.pr4se;té snr les fibres 3 et 4 d'autres modes de "::Lf18 w(. >ew.r:: da l'invention, à savoir des dispositifs de contrdp d'-'i' ti\:08 détecter le remplissage d'un réservoir ou (3' ¯Ll1 nilo.
L'indicateur de niveau de liquide montra sur la é1<=1 e 3 ". :ú'..ll' i"tic de contrôler le niveau maximum d'un liqutia 'lc'c !;:-i'lUCr.1011"t conducteur, tel que de l'eau chargée d'impureté, h l'intérieur d'un bao ou réservoir B fait d'un natôria<a ,llecbriqneincnt isolant, tel que du verre ou une résine synthétique. Lo bao B est pourvu d'una part d'une sonde intérieure 3 s'0tenù':.mt vertioaloment du sommet jusqu'au fond du bac, et d'autre part d'une cointure métallique extérieure :.Jit1,;/e d.::\l1t'1 un pl;:m correapondfuit sensiblement au niveau maxinuia auquel doH arriver le liquide. La sonde 3 est directe-cnt l'liée 8. une borne d'une source de tension a3. trr:a t.tvo U , td1D que la ceinture N est reliée à l'autre borne de ladite source par l'intermédiaire d'un tube a d'Jcharû T31 .
Une photor6f1istance' R31 est optiquoment couplée J
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au tube T31 pour constituer un dispositif détecteur et amplificateur conforme à la présente invention. La photorésistance R31 est branchée aux bornes de la source U , en série avec la charge Z3, qui peut être constituée par un appareillage de relais contrôlant de manière appropriée le fonctionnement d'une pempe d'alimentation PA et d'une pompe de soutirage PS préves pour respectivement remplir et vider le bac B.
On comprendra que lorsque le liquide atteint le niveau de la ceinture extérieure :, , le circuit d'entrée de l'amplificateur détecteur A31 est fermé par l'intermédiaire du condensateur dont les armatures sont respectivement constituées par la ceinture M et par le liquide lui-môme, dont la conductivité électrique sera supposée suffisante à cet effet. En conséquence, le tube à décharge.
T31 s'amorce, et donc l'impédance de la photorésistance R31 baisse suffisamment pour permettre l'excitation de la charge Z3 branchée en série avec ladite photorésis tance aux bornes de la source U La charge Z3 peut être constituée par le relais d'entrée de circuits de commande et d'asservissement contrôlant par exemple le fonctionnement de la pompe d'alinentation PA et de la pompe de soutirage PS associées au bac B.
On a représenté sur la figure 4 une variante de réalisation du dispositif destinée à signaler le remplissage d'un bac ou réservoir métallique B' contenant un produit pulvérulent, tel qu'un silo à ciment. Le silo métallique B' est directement mis à la terre, et est pourvu à sa partie supérieure d'une électrode N' reliée par l'intermédiaire d'une traversée inolante l'une des bornes d'entréée d'un d'étecteur-amplificateur A41, dont l'autre borne d'entrée est reliée à l'un des pêles d'une ncuroo do 4,0 lion U dont l'autre pôle est la torre.La charge 24.
par exemple un relais, est branchée aux bornes de ladite source, en série avec le circuit de sortie du détecteur-amplificateur A41.
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Des que le matériau pulvérulent arrive au contact de
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l'diectrode n', le pascase d'un faible courant résistif et/ou (:';:.:)2.cj,tif à travers ledit r;at6riau provoque l' amorçaGo du tube 1 d,:'=.:;:,i;1= c(l!:,-,it;1t le circuit dtôitr6e du détecteur- 'j::.l.f...L!.ur ;:..,1; è.;".n:1 ces conditions, la photorésistance de .,0rt,'.C de Cf.) dorulfr est illuminde, et donc permet,l'excitation ".' d" r::l1.i.:; ±fi, q.i lui-:clr:1e provoque la fermeture de la tr6mie G contl'Ôl:.ll1t l'arrivée du matériau pulvérulent dans le bac D' .
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Il est bien entendu que l'invention n'est nullement -.\;
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11r.Ji t(ú (lUX e! if f fronts modes de mise en oeuvre d60rito et -/ .1.u::tr.:,c, ,ui n'ont ifl t é d onn6a qu'à titre d'exemple, et quo los no::\hrC\l::1CD n;odifioabions et adaptationu qui powrruiont ¯lour .
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