<Desc/Clms Page number 1>
"Appareil de mesure des fréquences"
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention concerne un appareil de mesure dea fréquences, et plus particulièrement l'utilisation d'un tel appa- reil de mesure des fréquences dans un appareil de déteotion d'une condition ou d'un état qui peut être utilisé pour détecter une condition variable et agir sur celle-ci. La présents invention peut s'appliquer particulièrement à un appareil servant à produire des fibres.
A mesure que les procédés d'utilisation des instrumenta servant à mesurer et régler des variables, des appareils et des processus sont devenus de plus en plus compliqués, les exigences de précision pour de tels procédés d'utilisation des instruments ont également augmenté pour assurer une vérification plus serrée de la qualité dos marchandises produites et des procédée utilisés. Des appareils de mesure de fréquence plus sensibles et les nouveaux concepts sel@n l'invention qui résultent de l'utilisation de dispositifs de mesure de fréquence plus précis conduisent à des produits et des procédés meilleurs.
Par exemple, il est bien connu que des matières thermoplastiques, telles que le vàrre, peuvent être étirées ou tréfilées pour former des fibres continues en amincissant des fileta provenant d'une filière associée à une masse de matière fondue.
La matière qui s'écoule est amincie au cours du procédé pour former des fibres individuelles qui sont rassemblées pour former un fil sous l'influence de forces de traction exercées par un dispositif d'enroulement qui collecte le fil pour en former un paquet. Dans ce cas, le fil est enroulé sur un tube collecteur monté sur une douille tournante du dispositif d'enroulement et il peut être col- lecté à des vitesses linéaires de l'ordre de 4.500 à 6.000 mètres par minute, ou plus.
Dans une telle fabrication des fibres, le but recherché est de produire des fibres dont les diamètres sont étroitement sembla- bles et des fibres individuelles de diamètre uniforme sur toute leur longueur. Si on pouvait obtenir une production de fibres pré- sentant une telle uniformité, le métrage de fil par kg de verre fourni de la filière serait constamment uniforme et ceci permettrait aux consommateurs d'avoir confiance dans la qualité du produit lorsque les diamètres du fil ou des fibres sont spécifiée.
Lorsque les fils sont collectés pour former une bobine, cependant, il se produit un accroissement progressif de la bobine pendant le cycle de formation habituel de cette dernière, qui dure par exemple de 6 à 30 minutes,, de sorte.que pour une vitesse donnée
<Desc/Clms Page number 3>
du tube collecteur, la vitesse linéaire d'amincissement est en fait augmentée progressivement et d'une façon sensiblement uni- forme jusqu'à une vitesse linéaire maximale au moment de la fin du cycle de formation de la bobine.
En d'autres termes, au début du cycle de formation de la bobine, la vitesse linéaire d'amincissement de la fibre provenant de la filière est déterminée par le diamètre extérieur du tube oolleoteur nu, mais à mesure que les fils s'accu- mulent dans la bobine, la vitesse d'affaiblissement dépend au con- traire du diamètre extérjeur des couches supérieures de fil. D'une manière générale, la vitesse linéaire d'amincissement augmente pro- gressivement depuis un minimum au début du -yole de formation d'une bobine jusqu'à une valeur maximale à la fin de ce cycle, lorsque la bobine est terminée.
Dans des conditions déterminées de tempé- rature du verre fourni par la filière, le diamètre des fibres col- lectées pour former des fils qui sont enroulés, diminue d'une façon correspondante et indésirable du. fait de cet accroissement de vitesse.
En conséquence, le métrage par unité de poids de verre bobiné varie également auive.nt que le fil est collecté au début ou à la fin de la bobine.
On a découvert que lorsque l'un des facteurs utilisés pour former les fils tel que la température de la matière thermoplasti- que émise de la filière oa bien la vitesse de rotation du dispositif. d'enroulement qui collecte le fil pour en former une bobine, est programmée ou lorsqu'on la fait varier suivant un régime déterminé adapté à la variation de vitesse linéaire d'affaiblissement, le diamètre des fibres peut être maintenu plus exactement uniforme.
Lorsqu'on utilise de telles conditions variables comme facteurs de réglage, telles que la température du verre ou la vitesse d'enrou- lement, il appartient alors à l'appareil de commande et de réglage d'agir avec la plus grande précision possible pour obtenir les meil- leurs résultats.
En conséquence, la présente invention a pour but de fournir : - un appareil de mesure perfectionné des fréquences qui est destiné à donner des indications ou des lectures de la fréquence ou d'autres conditions variables mesurées et qui est également des- tiné à donner un signal qui constitue une mesure de la condition variable et qui peut être utilisée pour corriger une variation programmée de cette condition ou de cet état.
- un appareil de détection d'une condition ou d'un état qui peut être utilisé pour régler l'appareil présentant la condition
<Desc/Clms Page number 4>
variables - un appareil servart à produire des fibres dans lesquelles une condition ou un état variable est réglé par un programme, la- quelle condition petit être détectée, les résultats de cette détec- tion étant utilisés pour corriger le procédé programmé choisi au préalable.
Pour obtenir ces résultats, la présente invention fournit un appareil de mesure des fréquences qui comprend un moyen servant à échantillonner un signal de la fréquence devant être mesurée, un moyen choisissant une période prédéterminée du signal de fréquence échantillonné, et un conpteur agissant sous l'action du moyen de sélection destiné à oompcer à une fréquence prédéterminée pendant la période choisie de la fréquence échantillonnée. La fréquence de comptage est supérieure à la fréquence des signaux qui eat mesurée et de ce fait le compte total qui est accumulé dans le compteur à la fin d'une période choisie constitue une mesure de la fréquence.
Le moyen de sélection peut comprendre un moyen sensible à une in- version de polarité de la fréquence mesurée. L'appareil peut compor- ter de plus un moyen servant \ choisir une seoondu période prédé- terminée du signal de fréquence échantillonné. On peut faire en sorte que le compteur soit influencé par le second moyen de sélec- tion et qu'il agisse de manière à effectuer son comptage pendant la seconde période choisie.
Des moyens peuvent alors être utilisés pour comparer les ocmptes totaux obtenu! au cours de la première et de la seconde périodes pour déterminer la précision de l'appareil de mesure des fréquences, ou bien si le premier compte a représenté une période prédéterminée complète,
La présente invention fournit également un appareil de détec- tion, de commande et de réglage d'une condition ou d'un état qui comprend un moyen servant à détecter une condition variable et à produire un signal de fréquence dans lequel la fréquence varie proportionnellement à la variation de la condition ou de l'état détecté.
Un tel appareil comprend un moyen servant à choisir une période prédéterminée du signal de fréquence et un copteur agissant sous l'action du moyen de sélection et qui est destiné à compter à une fréquence prédéterminée pendant la période choisie de la fré- quence détectée.
Comme indiqué plus haut, la fréquence de co@ptag@ est plus élevée que la fréquence du signal de la fréquence mesurée, le compte de fréquence constituant une mesure de la condition va- riable qui est détectée, Oomme exemple de conditions variables qui
<Desc/Clms Page number 5>
peuvent être détectées et/ou commandées ou réglées, on a représenté ici des modes de réalisation dans lesquels on détecte la vitesse du dispositif d'enroulement qui collecte les fibres pour en former une bobine, la température d'une filière qui contient des matières thermoplastiques fondues, le débit d'un fluide, le débit de parti- cules et une pression.
Afin d'agir sur les conditions variables, on peut utiliser des moyens oomparant le compte de la fréquence détectée avec une norme choisie au préalable, et un moyen agissant sous l'ac- tion du moyen de comparaison qui peut être utilisé pour modifier la condition variable, soit en modifiant un procédé programmé choisi au préalable soit en modifiant directement la variation de la condi- tion.
En particulier, la présente invention est représentée en détail dans un appareil servant à produire les fibres qui comprend un moyen servant à fournir une série de filets de matière fondue servant à former des fibres, une douille d'enroulement servant à amincir les filets pour en former des fibres continues et pour collecter ces fibres et en former un paquet, et un moteur servant à entraîner et à mettre en rotation la douille.
Si l'appareil servant à produire les fibres comprend un moyen de réglage du moteur comportant un moyen produisant des signaux de iréquence afin de régler la vitesse du moteur, un moyen d'entratne- ment variable monté de manière à entraîner le moyen produisant la fréquence, et un moyen fournissant des signaux auxiliaires program- més choisis au préalable adapté au régime d'accumulation de la tresse sur la douille pour faire varier la liaison entrele moyen d'entrai- nement variable et le moyen produisant la fréquence, cn peut alors utiliser un moyen pour détecter et mesurer la fréquence produite par le moyen produisant celle-ci.
En comparant la fréquence mesurée avec une norme de fréquence voulue. au mom&nt de la déteotion et de la mesure, on obtient un signal permettant de corriger les signaux auxiliaires suivant les résultats de la comparaison des fréquences.
S1, d'autre part, l'appareil servant à produira les fibres comprend un dispositif de mesure des températures monté dans un moyen de commande et de réglage, agencé de manière à fournir des signaux servant à régler un moyen de chauffage de la filière afin de maintenir la masse fondueune tenpérature donnée dans celle-ci des moyens peuvent être utilisés pour fournir des signaux auxiliai- res programmée au moyen de commande et de réglage afin de faire varier la température de la matse fondue suivant un régime adapté
<Desc/Clms Page number 6>
aux variations du régime d'amincissement*des* filera, en réponse l'accumulation des fils dans la bobine.
Dans ce cas, on peut utili- ser un moyen servant à détecter la température de la masse fondue et à produire un signal de fréquence, dans lequel la fréquence du signal varie proportionnellement à la variation de la température qui est détectée. Le signal de fréquence peut être mesuré, de pré- férence à l'aide d'un compteur, comme décrit précédemment, qui est influencé par un moyen de sélection destiné à choisir une période prédéterminée du signal. La fréquence mesurée peut être comparée avec une norme choisie au préalable et on peut utiliser des moyens qui agissent soua l'action du moyen de comparaison pour faire oorri- ger le moyen de commande et de réglage ou le moyen fournissant le signal programmé puxiliaire choisi au préalable.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la des- cription détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins an- nexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformea à l'invention.
Sur ces dessins,
La figur.e 1 représente un schéma général d'un appareil servant à produire des fibres de verre continues ; la figure 2 est une vue de face de la disposition générale de l'appareil qu'on voit sur la figure 1 ; la figure 3 représente sous forme graphique, la caractéristique de la vitesse en fonction du temps du moteur d'enroulement, qui est souhaitable pour régler d'une manièr@ optimale le diamètre des fi- bres : la figure 4 est unschéma synoptique représentant un circuit qui peut être utilisé pour régler la vitesse du mote @r du dispositif d'enroulement pour collecter les fibrec et en former une bobine ;
la figure 5 représente sous forme graphique la caractéristique souhaitable de temp4rature de la filière en fonction du temps, per- mettant d'obtenir un réglage optimal des fibres ; la figure 6 est un schéma synoptique représentant un circuit qui peut être utilisé pour régler le courant électrique fourni à la filière de l'appareil qu'on voit sur les figures 1 et 2 ; la fièvre 7 représente un appareil de mesure d'une condition variable selon l'invention, appliqué à la meaure du débit d'un fluide ; la figure 8 représente l'appareil de mesure d'une condition variable selon l'intention, appliqué à la mesure d'un débit de par-
<Desc/Clms Page number 7>
ticules ;
et- la figure 9 aprésente l'appareil de détection d'une condition variable suivant l'invention, appliqué à la mesure d'une pression.
Bien que la présente invention soit décrite ici à titre d'exemple et particulièrement en détail pour la production des fibres de verre, on verra d'après la description qu'elle peut s'appliquer aussi bien à la production de fibres en d'autres matières. De plus, bien que les conditions variable') qui sont représentées comme étant soumises à des mesures et à des réglages constituent: des utilisations particulières de l'invention décrite ici, il convient de noter que tous les modes de réalisation ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif.
En se reportant plue en détail aux dessins, la disposition générale d'un appareil servant à former et enrouler un fil qu'on voit sur les figures 1 et 2 est utilisée pour représenter l'appli- cation la plus particulière de la présente invention. Sur les figure@ 1 et 2, on a représenté une source de verre fondu, telle qu'un en- semble de fusion 10, auquel est associée une filière électrique 11 d'où s'écoulent des filets de verre fondu. La filière oomporte une série d'orifices alignés, de petites dimensions, qui forment les filets à partir desquels sont étirés ou tréfilés des filaments ou fibres 12.
La filière est en une matière conductrice résistant aux températures élevées tellp que du platire, et elle est pourvue de bornes 20 à ses extrémités oppoqées, sur lesquelles on applique un potentiel pour fournir un courant d'une intensité suffisante pour la chauffer à la température d'amincissement voulue pour le verre.
La force utilisée pour tirer les fibres 12 de la matière qui sort de la filière 11 est fournie par un appareil d'enroulement tel que l'enrouleur 15 du type à douille qui enroule le fil 14 formé par les fibres 12 sur un tube collecteur 16 de bobinage, sous forme d'une bobine 17 de forme générale cylindrique. Les fibres 12 sont d'habitude rassemblées par un appareil de rassemblement et d'appli- cation d'un apprêt 13 en un point qui se trouve entre le tube 16 de formation,de la bobine et la filière 11. Un fluide d'apprêt peut être fourni à l'appareil de rassemblement 13 par une source exté- rieure (non représentée; par l'intermédiaire d'un tube 19 disposé au-dessus de l'appareil de rassemblement.
Après formation, le fil 14 est contraint de se déplacer transversalement sur le tube collecteur 16 par un dispositif de va-et-vient en fil métallique en spirale 18, monté sur l'enrouleur 15.
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
La figure 3 rcprca-.-nto t-."1"Lphi'1ue:ne!'\t unn f,m("'ton en forme de rampe ou psnte ou en d'autres termes, la manière de faire arier par échelons la vitocse du moteur de l'enrouleur par rapport au temps, afin d'assurer d'une manière efficace l'uniformité des fibres rendant tout un cycle X de format;on d'un paquet. Chaque échelon de
EMI8.2
variation de la vitesse de l'enrouleur correspondu un cycle X de formation d'un paquet.
Au début d'un cycle X, la vitesse de rotation du moteur de l'enrouleur et de la douille est maximale, tandis que pendant le ycle X, la vitesue de l'enrouleur est diminuée progres- si.vement jusqu'à une valeur minimale qui compense l'accroissement de vitesse linéaire du fil et dee fibres dû à leur accumulation dans la bobine. Pendant la période Y du graphique, la bobine termi- née peut être enlevée et un autre tube collecteur peut être mie en place sur la douille, ou bien, sur des mécanismes d'enroulement plus perfectionnés, une autre douille peut être avancée à une position repérée de recueil des fils.
Pendant la période Y, la vitesse de l'enrouleur peut être ramenée à la valeur initiale qu'elle présen- tait au début d'un cycle de formation d'une bobine pour préparer le début d'un autre cycle. La variation de vitesse de l'enrouleur pendant la période Y peut être effectuée facilement avant que le
EMI8.3
cycle de formation de la bobine soit prêt à cofumencer à nouveau.
I,a figure 4 repr±senre un agencement destiné à fournir des fibrps de diamètres uniformes en amincissant une série de fiDres à une vitesse linéaire uonetante, à la sortie d'une filière. La vi- tesse linéaire constante d'amincissement est obtenue, dans ce cas, en progressant la vitesse du moteur 30 de l'enrouleur suivant le
EMI8.4
iégime d'accumulr'tion du fil dans la bobine qui est enroulée sur la douille 15de l'enrouleur. La douille 15de l'enrouleur est entrai- née par le moteur 30 qui, dans ce mode de réalisation, peut être un moteur à vitesse variable sensible à la fréquence.
Le moyen de réglage de la vitesse du moteur comprend un moteur de réglage 40
EMI8.5
entraînant une génératrice de -ourant alternatif triphasé 42 par 11 im..ermédia1r& d'un embrayage r#.gr..étique 41, un générateur de fonction en dents de sele 43 commandant la liaison effectuée par l'embrayage magnétique entre le moteur de commande 40 et la généra-
EMI8.6
trice triphasée d2, Dans ce mode de rpa7 i srt ion, le moteur de com- mande 40 est de préférence un moteur synchrone à vitesse constante.
L'embrayage Iü9-gii.étique 4 cet, d'une manière avantageuse, un em- , brayage '1 ')nt le glisaer.ent peut être réglé en réponse à des signaux programmés choisis au pré@lable '-revenant du générateur 43 de la
<Desc/Clms Page number 9>
fonction en dents de soie. Le générateur de la fonotion en dents de soie fournit dea signaux programmée qui d'une manière avanta' geUS3 correspondent à l'accumulation du fil dans le paquet qui est enroulé, afin d'obtenir la fonction en forma de rampe du moteur de l'enrouleur qu'on voit sur la figure 3.
Pour assurer que le moteur 30 de l'enrouleur est entrainé à la vitesse voulue, un moyen de détection et de meaure de la fréquence fournit des signaux de fréquence qui correspondent à la vitesse du moteur. La fréquence produite par la génératrice à courant alterna- t if 42 est échantillonnée par une porte 50. On peut faire en sorte que la porte 50 laisse passer le signal échantillonné en recevant des signaux provenant d'une minuterie d'horloge 44, qui peut éga- lement commander le générateur 43 de fonction en forme de rampe et d'une minuterie de porte 51.
Un signal provenant de la minuterie d'horloge 44 indique que la vitesse du moteur 30 de l'enrouleur est réglée en réalité à ce moment par le générateur 43. La minuLerie d'horloge 44 peut également être réglée de manière à fournir un signal de conditionnement au début et/ou à la fin d'un cycle de formation d'une bobine, à des intervalles prédéterminés pendant le cycle de formation de la bobine, ou pendant tout ce cycle.
La minuterie de porte 51 peut être utilisée pour donner une période d'échantillonnage prédéterminée. On peut utiliser des minu- teries de porte à une série de postes de façon à faire partager le temps d'un même appareil de mesure des fréquences par une série de postes. C'est-à-dire qu'une minuterie de porte principale munie d'une série de sortiee peut être agencée de manière à faire ouvrir successivement des portes pour des signaux échantillonnés à partir d'une série de postes pour les envoyer à l'appareil de mesure des fréquence3. De même, une série de minuteries de portes., ne comportant chacune qu'une seule sortie peuvent être réglées ue manière à faire ouvrir successivement des portes reliées à des postes différents.
La minuterie de porte 51 peut être réglée de manière à maintenir la porte ouverte. pendant une période de durée prédéterminée. Dans un mode de réalisation, la minuterie de porte est réglée de préfé- rence de manière à maintenir la porte "ouverte" pendant un minimum d'une période et demie de la fréquence qui est mesurée. Normalement, les signaux qui proviennent de la minuterie d'horloge et de la minu- terie de porte doivent se produire simultanément pour faire "ouvrir" la porte 50...
<Desc/Clms Page number 10>
Un compteur 54 présente un régime de fréquence de comptage qui est relativement élevé en comparaison de la fréquence mesurée, -Par exemple, la fréquence d'un compteur d'un ordinateur nusérique peut être de l'ordre de quatre mégacycles par seconde. Le compteur peut compter pendant une période de durée pré terminée ou pendant une partie d'un cycle de la fréquence mesurée. Le compte aooumulé ou compte total à la fin de cette période prédéterminée ou de cette partie du cycle constitue une mesure de la fréquence échantillonnée, du fait que le compte constitue une mesure du tempe passé au couro de cette période ou de cette partie du cycle.
Si la fréquence du compteur est de quatre mégacycles, et ei la fréquerce mesurée est de 120 cycles ou périodes par féconde, alors le compteur accumule un total de 332.000 comptes pendant un cycle. De ce fait, si un compteur accumule le total indiqué ci-dessus pour un cycle, on sait alors que la fréquence de l'échantillon qui est mesuré était de cent vingts cycles par seconde. De même, si le compteur accumule la moitié du total indiqué ci-dessus pendant la moitié d'un cycle, on sait encore que la fréquence est de cent vingt cycles par seconde.
D'autres rapports fractionnels et d'autres multiples de ceux-ci ou bien des cycles entiers peuvent être utilisés de la môme manière pour donnar une mesure de la fréquence qui est échantillonnée.
Pour utiliser le système de comptage, l'appareil doit fonction- ne=- de manière à choisir une partie connue ou la totalité d'un cycle, ou bien encore un multiple de cycles ou ae périodes àe la fréquence' qui est mesurée. Les moyens servant à choisir une période ou une par- tie prédéterminée d'un cycle comprennent dans ce mode de réalisation un circuit d'équarissage 52 qui reçoit l'échantillon et qui le trans- met en une onde sensiblement carrée et un générateur de signaux de passage par zéro.
Bienu'on puisse utiliser un certain nombre de moyens pour marquer le début et la fin d'une période ou d'une partie prédéterminée d'un cycle, l'un des moyens qui conviennent le mieux à la présente Invention consiste à utiliser un oircuit qui tire un signal d'une onde rectangulaire ou carrée lorsqu'elle change de po- larité (ou passe par un niveau d'amplitude zéro) au moment qui mar- que la demi-période. Le signal de la demi-période peut être utilisé comme impulsion pour remettre à zéro le compteur 54 st lui faire commencer un nouveau cycle de comptage.
Si on désire comme partie ou période de comptage un cycle entier ou bien des multiples de la moitié du cycle, le générateur des si- anaux de passage par zéro peut comporter une combinaison de bascules
<Desc/Clms Page number 11>
ou un autre compteur de façon à ce qu'un nombre prédéterminé de passages par zéro doivent se produire avant que l'impulsion de "rétablissement"ou de remise au zéro soit appliquée au compteur principal 54. L'utilisation d'un certain nombre de passages par zéro pour régler la période de comptage peut être utile lorsque la différence ou le rapport entre le fréquence de comptage et la fré- quence mesurée n'est pas très important.
Le compteur 54 peut commencer à accumuler un compte depuis le début du moment où il a reçu le signal de fréquence mesurée du cir- cuit 50 de la porte jusque ce qu'il ait reçu le premier signal, de rétablissement ou de remise à zéro du générateur 53 de passage par zéro. Cependant, on ne sait pas si ceci constitue la partia nu pé- riode prédéterminée nécessaire pour la mesure.
Pour déterminer si la période prédéterminée oorreote s'est éooulée ou non, on peut utiliser un certain nombre de procédés.
D'abord, on peut faire en sorte que le compteur 54 ne soit sensible qu'au passage par zéro de la fréquence qui est mesurée. De cette manière, la compteur n'agirait pour faire des lectures ou donner des indications qu'aprèn qu'un premier signal de rétablis@ement ait été suivi par une période de comptage et par un second signal de réta- blissement. Ceci peut être réalisé en disposant une porte 61 entre la sortie d'une mémoire de compteur 70 recevant la sortie du comp- teur 54 et un convertisseur 62 et un dispositif G3 indicateur de fréquence.
La porte 61 peut être "ouverte" en réponse à un premier signal et à un second signal de rétablissement qui sont appliqués par l'in- termédiaire d'un circuit tel qu'une bascule 60 qui ne laisse passer qu'un signal sur deux. Le compte emmagasiné dans la mémoire 70 du compteur peut alors être transmis par la porte 61 à un convertisseur 62 qui transforme le compte accumulé en la fréquence correcte, la- quelle est ensuite indiquée dans le dispositif 63 qui indique la fréquence. Il est souhaitable, dans ce cas, d'appliquer à 12 mémoire 70 du compteur un signal de rétablissement retardé par l'intermé- diaire d'un circuit temporisateur 72 et en provenance du générateur 53 de paseage par zéro, afin de vider la mémoire du compteur pour la préparer à la mesure suivante.
Comme second procédé pour déterminer si la période correcte s'est éooulée ou non, un compte accumulé dans le compteur 54 avant un signal de rétablissement est emmagasiné dans la mémoire 70. Le compte suivant est alors oomparé avec le conpte emmagasiné dans la
<Desc/Clms Page number 12>
mémoire 70, par exemple à l'aide d'un ensemble de soustraction 71.
Si les comptes sont identiques ou ei leur différence ne correspond qu'@ une tolérance prédéterminée, alors lea deux périodes de comp- tage doivent avoir été sensiblement identiques et l'exigence de la période prédéterminée est satisfaite. Le compte accumulé pou l'une et l'autre périodes ou bien le total des deux périodes peut alors être utilisé pour exprimer la fréquence qui est mesurée. Si les comptes ne sont pas identiques ou s'ils ne rentrent pas dans une tolérance prédéterminée, on poursuit la comparaison des périodes suc- cessives jusqu'à ce que les comptes tombent dans les limites de tolérance admises.
La nécessité d'une tolérance est due souvent au fait que les éléments du circuit d'équarissage52 sont tels que ce dernier est incapable de rendre suffisamment verticaux les borde avant des ondes rectangulaires. Si on laisse une pente dans le bord avant de l'onde rectangulaire, le minutage des signaux de rétablissement provenant du générateur 53 des passages par zéro peut être légèrement décalé.
Une fois que la fréquence échantillonnée a été mesurée, le ré- sultat peut être utilisé pour corriger le signal appliqué par le générateur 43 de la fonction en dents de scie, s'il existe une dif- férence par rapport à la fréquence voulue qui est appliquée au moteur 30 de l'enrouleur.
Un premier procédé pour utiliser la fréquence échantillonnée consiste à comparer celle qui provient de la mémoire 70 du compteur avec une fréquence fournie par une mémoire programmée 80. Dans ce cas, il est inutile de transformer le compte de la mémoire 70 du fait que la mémoire programmée peut fournir la fréquence de compa- raison sous la forme d'un compte. Il convient de noter que la mé- moire programmée 80 peut être commandée par la. minuterie d'horloge 44 qui commande le générateur 43 de telle sorte que la fréquence de comparaison émise par la mémoire programmée 80 constitue la fré- quence correcte pour la partie choisie du cycle de la fonction en forme de rampe ou en forme de dents de acte.
Si les comptes de la fréquence mesurée et de la fréquence programmée sont les mêmes ou s'ils ne diffèrent que d'une tolérance admise. auoun signal de cor- rection n'est fourni par le circuit de comparaison 81 au générateur 43. S'il existe une différence, un signal qui correspond à cette différence est appliqua au générateur 43 pour corriger la commande de l'embrayage magnétique 41.
Un second procédé d'utilisation de la fréquence échantillonnée
<Desc/Clms Page number 13>
consiste à envoyer un signal provenant de la mémoire du compteur par l'intermédiaire d'une porte 75;directement au générateur 43 de la fonction en dents de soie pour permettre une comparaison in- terne avec un programme choisi au préalable dans le générateur 43.
La porte 75 peut être "ouverte" afin de laisser passer le signal de la mémoire 70 en réponse à un signal provenant d'un ensemble de to- lérance 74. L'ensemble de tolérance 74 fournit le signal de condi- tionnement en réponse à un élément indicateur de soustraction 73 d'après l'ensemble de soustraction 71 qui indique que la différence rentre dans la tolérance prescrite lorsque des périodes de comptage successives sont comparées.
On peut utiliser, sans sortir du cadre de la présente invention. des procédés de comparaison et de correction différents de ceux in- diqués plus haut. Des commutateurs sont représentés sur les divers conducteurs de façon à pouvoir choisir un procédé particulier.
Du fait que des différences sont calculées entre des périodes successives, on peat également utiliser e circuit de la figure 4 pour mesurer le taux de variation d'une fréquence qui est détectée.
La figure 5 représente graphiquement une fonction en forme de rampe ou de pente, ou en d'autres termes, la. manière de faire varier car échelons la température de la filière par rapport au temps afin d'obtenir d'une manière efficace des fibres uniformes pendant tout le cycle de formation du paquet. Chaque échelon de variation de température correspond au cycle X de formation du paquet. Au début du cycle X, la température de la filière est à une valeur minimale tandis que pendant le cycle elle augmente progressivement jusqu'à une valeur maximale qui compense l'accroissement de vitesse dû à l'accumulation du fil à la fin du cycle.
Pendant la période Y, de la figure 5, pendant que le paquet est enlevé et qu'un autre tube colleoteur est mis en place sur la douille (ou sur certaine mécanismes d'enroulement qu'une autre douille est mise à une position repérée), la température de la fi- lière est réduite à la valeur initiale qu'elle présentait au début du cycle pour préparer le début d'un autre cycle X de formation d'un paquet. On a trouvé que cette réduction de température peut être effectuée pendant une période de durée très courte en coupant le passage du courant à travers la filière.
Du fait (.le la différence de température élevée qui exiete entre la filière et l'atmosphère en- vironnante, la durée de la période néoeeeair pour-obtenir cette ré- duction de température eet de L'ordre de quelques secondes et elle
<Desc/Clms Page number 14>
est suffisamment rapide pour ne pas retarder le début d'un cycle suivant de formation d'un paquet. En d'autres termes, la réduction de température peut être effectuée en utilisant le temps qui s'é- coule pendant la période qui d'habitude est nécessaire pour dispo- ser un nouveau tube oolleoteur destina à réaliser un nouveau paquet.
La figure 6 représente un circuit électrique et des commandes associées servant à fournir de l'énergie pour chauffer la filière 11. D'une manière générale, le circuit de puissance comprend une self saturable 122 en série aveo un transformateur de puissance pour la filière. La filière est connectée au moyen de ses bornes 20 aux bornes de l'enroulement secondaire 124 d'un transformateur de
EMI14.1
puissance tandis que le primaire de l'enroulemen'1i 123 du transfor- mateur est monté en séile aveo la self saturable 122. Le circuit en série est connecté à des lignes d'alimentation appropriées L1, L2, telles que par exemple des lignes à 440 volts et 60 périodes, par l'intermédiaire des contacts 125 d'un disjoncteur et par deux oon- ducteure protégés d'une mêlera appropriée par des fusibles.
Les commandes servant à régler le courant destiné au circuit de puissance peuvent être émises par un ensemble 129 de type clas- sique de détection et de réglage de la température, tel qu'un en-
EMI14.2
semble du type bien connu comme ensemble "tlheeloo" qui peut être agencé de manière à fonctionner en liaison aveo un thermocouple 126
EMI14.3
de détection de la températura. Cet ensemble fonctionne de manière à détecter la température de la filière au moyen du thermoaouple 126 et de manière à indiquer par un signal la température à un appareil de mesure pourvu d'un moyen servant à régler au préalable la tempé- rature voulue.
Lorsque 16 signal de température appliqué à l'eneem- ble varie par rapport à une valeur préréglée, l'ensemble fonctionne de manière à fournir un signal de correction au circuit de puissan- ce au moyen de la self saturable, afin de régler l'intensité du courant pour la température souhaitée. Cependant, l'ensemble rém@- lateur reçoit non seulement le signal du thermocouple 126, mais
EMI14.4
également un signal auxiliaire qui correspond en fait 1 un ld.gJal de température erroné fourni par un ensemble 127.
La 8elt à noyau 8atu.rabl. 122 comporte un enroulonent à oovr- rent continu associé 130 qui, lorsqu'il cet excité, augmente la concentration du :tl,. dans la self, d'une manière owraot6ristique suivant sa courbe d'ahantation. L'énergie pour l'enroulement il courant oontinu130 est fournie par l'onromble régulateur de tempe- rature 129. LoI'8(U la concentration de flux dans la Mit 12Z à
<Desc/Clms Page number 15>
noyau saturable est élevée sur la courbe d'aimantation, tel qu'en un point qui se trouve juste en dessous du coude de la courbe, la réactance induotive de la self est minimale et le courant fourni au transformateur au moyen de son primaire est, d'une manière cor- respondante, à une valeur maximale.
Lorsque, cependant, l'intensité du courant oontinu dans l'enroulement 130 est un peu plus faible, de sorte que la concentration du flux dans la self s'arrête dans la région d'un point qui se trouve très en dessous du coude de la courbe, la réaotanoe inductive de la self est plus appréciable et l'intensité du oourant dans le primaire du transformateur est de ce fait plus faible. De cette manière, la valeur du oourant continu 'lui traverse l'enroulement 130 détermine la valeur de la réactance qui esten série avec le transformateur et détermine par suite la quantité d'énergie éleotrique fournie pour obtenir la température voulue de la filière 11.
Comme indiqué précédemment, on a trouvé qu'en faisant augmen- ter progressivement la température de la filière lorsqu'il se pro- duit des accroissements de vitesse d'amincissement des fibres, on peut produire des fibres d'un diamètre uniforme pendant la totalité de chacun des cycles de formation des paquets, pour Chaque paquet qui est bobiné. C'est-à-dire que lorsque la vitesse d'amincisse- ment augmente du fait de l'accumulation du fil dans un paquet, un accroissement progressif de la température de la filière suivant un régime correspondant, se traduit par l'établissement de variations de compensation dans les facteurs d'amincissement permettant de produire des fibres de diamètre uniforme aveo une tolérance très serrée.
En observant le fonctionnement d'une manière plus fondamen- tale, il semble que l'accroissement progressif de la température du verre fait en réalité écouler plus librement le verre do la fi- lière. De cette manière, on dispose une plus grande quantité de ma- tière fondue à mesure que la vitesse d'amincissement augmente ce qui permet de maintenir uniforme le diamètre des fibres do verre.
L'accroissement progressif de température peut être obtenu en appliquant par l'ensemble 127, un signal de température erroné à 1'ensemble de régulation 129, en même tempe que le signal de tem- pérature qui lui est appliqué par le thermocouple 126. L'ensemble 127 cet connecté à l'ensemble régulateur 129 en série aveo le ther- accouple et il cet agencé de manière à s'opposer au signal du ther- mooouple lorsque ce dernier augmente, de façon à indiquer d'aune ma- nière erronée à l'ensemble 129 que la température de la filière di-
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
minue progressivement.
C'ent-ào-dire que 1'ensemble de régulât reçoit un signal de température erroné qui fait pe7Dretits su courant traversant la filière d'augmenter progressivement et de produire de ce fait un accroissement progressif de la température de la filière.
On peut adopter plusieurs typée d'agencements de circuits pour fournir ce signal erroné. Des agencements de Oirouite qui oon- viennent pour produire des signaux erronée tels que celui indique sous forme synoptique en 127 sur la figure 6, sont décrite dans le
EMI16.2
brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.126.268. De tôle biroute comprennent un moyen fournissant des signaux auxiliaires programmée au moyen de commande du chauffage de la masse fondue de la filière
EMI16.3
11 afin do faire varier la tecpéI'8"'" de cette masse fondue sui- vant un régime qui correspond aux .ations du taux d'aminoieoe- ment des fileta, en réponse à l'accumulation du fil dans le paquet.
Comme représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, un tel circuit peut être constitué par le circuit d'un tube à vide qui prolonge la caractéristique de charge d'un circuit résistance -* condensateur pour fournir une fonction en forme de rampe ou un si- gnal en courant continu croissant progressivement agence de ma- nière à s'opposer au signal du thermooouple.
Le signal de fonction en forma de rampe est de préférence émis au moment de la fermette d'un commutateur 128 qui est asso- oié d'une manière appropriée à l'appareil d'enroulement afin d'être actionné lorsque 1'enrouleur commence un cycle d'enroulement d'un paquet. Le commutateur peut être associé d'une manière oommode au
EMI16.4
méoat8me de va-et-vient de l'enrouleur, de façon à fonctionner due cette manière.
Le commutateur 128 peut également être agencé faoi- lement de mnn1l'6 à et: ouvert automatiquement l'appareil d' enro'\- lem&nt étant arrêté automatiquement lorsque le paquet a ausnuaté jusqu'à, sa dimension complète qui peut être déterminée en effectuant l'enroulement pendant une période of durée donnée, de façon à ac;h9- ver le oyole de formation du paquet.
EMI16.5
Du. fait des diamètres minuscules 8 fibres qù'*## obtient aveo les nouveaux prooédés, il est extrêmement souhaitable de pou- voir vérifier si la température de la masse fondue répond ou non
EMI16.6
oorreotsssnt à la fonction en forme de rampe fournie par l'ensemble 127.
Pour obtenir ce résultat, on utile. un moyen déteotant la tem- pérature de la masse fondue et produisant un signal de fréquence dans lequel le signal de fréquence varie proportionnellement à la
<Desc/Clms Page number 17>
variation de la température qui est détectée. Sur la figure 6, ceci est réalisé en utilisant un circuit oscillateur, ou un circuit pro- duisant une fréquence 140 qui oomprend des éléments sensibles à la température tels que des cristaux 141 et 142. L'un des éléments sensibles à la température, tels que l'élément 142 peut être isolé thermiquement ou bien il peut être maintenu à une température fixe prédéterminée.
L'autre composant sensible à la température, 141, est disposé de manière à détecter la ohaleur du corps fondu qui est contenu par la filière 11. Du fait des différences de température, les composants 141 et 142 produisent ou laissent passer des fréquen- ces différentes. Un circuit différentiel ou circuit de comparaison 143 est utilisé pour oomparer ces fréquences et pour donner une sor- tie appliquée à un ensemble 144 de mesure des fréquences qui varie proportionnellement à la variation de la température do la masse fondue.
L'ensemble 144 de mesure des fréquences comprend ua moyen ser- vant à mesurer la fréquence, tel que oelui représenté sur la figure 4, et à appliquer une sortie à un circuit de comparaison 145. Le circuit de oomparaison 145 reçoit également une entrée d'une norme 146 choisie au préalable. Cette norme choisie au préalable peut se présenter sous la forme d'un compte d'une fréquence, ou sous une forme comparable à l'entrée reçue de l'ensemble 144 par le circuit de comparaison 145. L'ensemble 146 qui fournit la nome choisie au préalable varie de préférence par échelons dans le temps suivant la partie du oyole de formation du paquet qui fait l'objet de la me- sure. Ceci peut être réalisé en prenant comme référence l'ensemble régulateur 129 eu en se reliant à oelui-ci.
En variante, le moyen de commutation 128 peut être utilisé pour connecter l'ensemble 146 fournissant la norme choisie au préalable de façon à ce qu'il agis- se pour fournir des séries successives de normes comparables à la partie du cycle qui est mesurée. Une minuterie d'horloge peut main- tenir le fonctionnement de l'ensemble 146 en phase avec le cycle de formation du paquet. Comme autre variante l'ensemble 146 peut fournir une entrée au circuit de comparaison 145 en provenance d'une mémoire d'un calculateur qui est programmée de manière à fournir les normee suivant le temps écoulé au cours du cycle de formation d'une bobine ou paquet qui est détecté.
Le circuit de comparaison 145 oompare les signaux reçus de l'ensemble 144 et de l'ensemble :46. S'il existe un écart par rap- port à la norme, un signal de correction est appliqué du circuit de
<Desc/Clms Page number 18>
comparaison 145 au circuit de commande Comme on le voit sur la figure 6, ce signal de correction peut être appliqué à l'ensemble 129 qui fournit le signal de température erroné. D'autres oonnexions appropriées peuvent être également réalisées pour corriger les signaux auxiliaires programmée suivant la différence entre la norme choisie au préalable et les résultats réels du moyen de com- mande, à ce moment.
On peut voir ainsi qu'on peut appliquer un réglage extrême- ment serré à la produotion des fibres. Ceoi est particulièrement important du fait que les fibres produites le sont aotuellemert suivant des diamètres tombant dans une gamme qui est extrêmement rapproohée des valeurs minimales de diamètres qu'on peut obtenir.
C'est-à-dire que si la température de la matière fondue se trouvant dans la filière 11 ou la vitesse du moyen d'amincissement varie faiblement au delà des limites de toléranoe réglées par les oomman- des lorsqu'on produis dos fibres d'un diamètre minimal, il peut en résulter des "ruptures" dans l'appareil produisant des fibres, ce qui amène des arrêt.. et une perte de production. Do ce fait,, il est extrêmement Important que de telles conditions variables utilisées pour la production des fibres soient réglées d'une manière très étroite. Môme lorsqu'elles sont réglées d'une manière étroite, les conditions variables peuvent être contraintes de varier par des pointes de la ligne d'alimentation, des variations des conditions de température ambiante, eto...
En se reportant à la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation de l'appareil de détection et de réglage d'une con- dition selon l'invention qui comprend un moyen servant à détecter des conditions variables de débit d'un fluide. L'appareil de la fi- gure 7 comprend un moyen qui est ent@aîné par l'écoulement d'un fluide afin de produire un signal de fréquence A, dans lequel la fré- quenoe du signal varie proportionnellement au taux de débit du fluide. Un tel moyen sensible au débit d'un fluide peut être une hé- lice ou une turbine 150. L'hélioe ou la turbine 150 peut être reliée mécaniquement ou électriquement à un moyen servant à produire un si- gnal de fréquence A.
De plus, le mouvement de l'hélice ou de la tur- bine peut être déteoté par un moyen sensible aux vibrations qui convertit le signal reçu en un signal de fréquence proportionnel au débit du fluide.
En se reportant à la figure 8, on voit un appareil dans lequel la condition variable qui ast mesurée est le débit de particules.
<Desc/Clms Page number 19>
Le moyen de détection et de produotion du signal, dans ce cas, oom- prend un générateur de fréquence 160 comportant un élément réglable 161 qui dans ce cas peut être un condensateur réglable ou une self réglable dans le circuit d'un oscillateur et servant à faire varier la fréquence de sortie. Le moyen sensible au débit des particules peut comprendre dans ce cas un moyen de pesée 165 comportant un moyen indicateur 166. Le moyen indicateur 166 peut être couplé de manière à régler le oomposant réglable 161 afin de faire varier le signal de fréquence de sortie A de l'ensemble 160 proportionnelle- ment au débit des particules.
Le moyen de pesée 165 peut Atre sen- sible au poids des partioules qui s'écoulent ou bien il peut être déplacé le long d'un transporteur comportant une section de pesée.
La figure 9 représente un appareil dans lequel la condition variable qui est mesurée est une pression et dans lequel le moyen de déteotion et de produotion d'un signal oompr.end un moyen 170 ser- vant à déteoter la pression mesurée et oomprenant un moyen indioa- teur tel qu'un diaphragme mobile 171. A nouveau, un moyen 175 pro- duisant une fréquence peut être utilisé et oomporter un élément ré- glable 176, qui peut être un condensateur ou une self réglable monté dans le circuit d'un oscillateur, agissant sous l'action du moyen indicateur 171 en faisant varier la fréquence de sortie du moyen 175.
- e diaphragme peut être relié mécaniquement à l'élément réglable 176.
Bien qu'on ait représenté sur les figures 7, 8 et 9 des liai- sons directes, il oonvient de noter qu'on peut utiliser divers sys- tèmes indicateurs optiques ou autres, qui sont infiniment plus sen- sibles à de faibles variations afin de régler la sortie du moyen produisant la fréquence.
Si une liaison mécanique n'est pas suffi- samment raffinée pour enregistrer de faibles variations et donner la variation de fréquence de sortie voulue, on peut utiliser des systèmes optiques ou lumineux qui influencent la sortie ov le oom- portement d'éléments sensibles à la lumière, y compris un grand nom- bre de ceux-ci qu'on trouve dans le domaine des transistors actuel- lement, afin de produire les faibles variations voulues,
Sur les figures de 7 à 9, le signal de fréquence A produit peut être mesuré par l'appareil décrit précédemment pour donner une mesure de la condition variable. La mesure de la condition variable peut être utilisée pour modifier directement cette oondition ou bien pour modifier un signal auxiliaire programmé qui commande ou règle la condition variable.
Il va de soi que la présente invention a été décrite et repré- sentée à titre explicatif mais nullement limitatif, ot que l'on pour- ra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées.'