FR2590362A1 - SENSORS FOR CONTROLLING PROCESSES OR MACHINES - Google Patents
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Abstract
UN CAPTEUR 10 SELON LA PRESENTE INVENTION COMPORTE UN TRANSDUCTEUR 14 QUI EST COUPLE ACOUSTIQUEMENT A UNE MACHINE 12 OU UN PROCESSUS, ETC., ET QUI DETECTE DES EMISSIONS ACOUSTIQUES OU DES EMISSIONS ACOUSTIQUES SECONDAIRES ET CONVERTIT L'ACTIVITE GENERATRICE D'EMISSION ACOUSTIQUE EN UN SIGNAL ELECTRIQUE. LE SIGNAL ELECTRIQUE EST AMPLIFIE PAR L'AMPLIFICATEUR 16 ET LE NIVEAU DE L'ACTIVITE GENERATRICE D'EMISSION ACOUSTIQUE EST DETECTE PAR UN DETECTEUR DE NIVEAU 18. UN COMPARATEUR 20 COMPARE LE NIVEAU DE L'ACTIVITE GENERATRICE D'EMISSION ACOUSTIQUE TELLE QU'ELLE A ETE DETECTEE A UN NIVEAU PREREGLE D'ACTIVITE GENERATRICE D'EMISSION ACOUSTIQUE, DETECTE DES CHANGEMENTS SE SITUANT AUTOUR DU NIVEAU PREREGLE ET EMET UN SIGNAL. LE SIGNAL PEUT ETRE UTILISE POUR COMMANDER LA MACHINE 12 OU LE PROCESSUS, C'EST-A-DIRE POUR LE METTRE EN SERVICE OU HORS SERVICE OU POUR INDIQUER UN CHANGEMENT DANS LE NIVEAU DE L'ACTIVITE GENERATRICE D'EMISSION ACOUSTIQUE. LE CAPTEUR EST SIMPLE, SON ORIENTATION ET SON POSITIONNEMENT NE SONT PAS CRITIQUES, ET LE CONTROLE EN TEMPS REEL D'UNE ZONE OU D'UN VOLUME APPRECIABLE EST POSSIBLE.A SENSOR 10 ACCORDING TO THE PRESENT INVENTION INCLUDES A TRANSDUCER 14 WHICH IS ACOUSTICALLY COUPLED TO A MACHINE 12 OR A PROCESS, ETC., AND WHICH DETECTS ACOUSTIC EMISSIONS OR SECONDARY ACOUSTIC EMISSIONS AND CONVERTS ACOUSTIC SIGNALING ACTIVITY INTO AN ACOUSTIC SIGNALING ACTIVITY ELECTRIC. THE ELECTRIC SIGNAL IS AMPLIFIED BY THE AMPLIFIER 16 AND THE LEVEL OF THE ACOUSTIC EMISSION GENERATING ACTIVITY IS DETECTED BY A LEVEL 18 DETECTOR. A COMPARATOR 20 COMPARES THE LEVEL OF THE ACOUSTIC EMISSION GENERATING ACTIVITY AS IT IS HAS BEEN DETECTED AT A PRESET LEVEL OF ACOUSTIC-GENERATING ACTIVITY, DETECTED CHANGES AROUND THE PRESET LEVEL AND SIGNALED. THE SIGNAL MAY BE USED TO CONTROL THE MACHINE 12 OR THE PROCESS, THAT IS, TO TURN IT ON OR OFF OR TO INDICATE A CHANGE IN THE LEVEL OF THE ACOUSTIC EMISSION GENERATING ACTIVITY. THE SENSOR IS SIMPLE, ITS ORIENTATION AND POSITIONING ARE NOT CRITICAL, AND REAL-TIME CONTROL OF AN APPRECIABLE ZONE OR VOLUME IS POSSIBLE.
Description
Cette invention a pour objet des capteurs pour la commande de processus ouThis invention relates to sensors for process control or
de machines, en particulier des capteurs qui mettent en machines, especially sensors that
service ou hors service un processus ou une machine. on or off a process or a machine.
Les interrupteurs sont des dispositifs utilisés pour ouvrir et pour fermer un circuit électrique. L'art antérieur comporte de nombreux systèmes mécaniques, comme par exemple les interrupteurs à levier, les interrupteurs à couteau, les interrupteurs rotatifs, les commutateurs et les micro-commutateurs, tous systèmes dont le fonctionnement est lie à la mise en mouvement de pièces. L'art antérieur comporte également Switches are devices used to open and close an electrical circuit. The prior art includes many mechanical systems, such as for example lever switches, knife switches, rotary switches, switches and microswitches, all systems whose operation is linked to the movement of parts. The prior art also includes
1 o des interrupteurs électro-magnétiques et des mano-contacts. 1 o electro-magnetic switches and pressure switches.
Les dispositifs de l'art antérieur comprennent généralement des The devices of the prior art generally include
pièces mobiles et ne sont pas simples. moving parts and are not simple.
La présente invention a pour objet un capteur qui ne comporte pas de pièces mobiles, qui soit simple, et qui puisse être utilisé pour The subject of the present invention is a sensor which does not have moving parts, which is simple, and which can be used for
1 5 commander des processus ou des machines. 1 5 controlling processes or machines.
Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un capteur comportant un transducteur capable de fournir un signal de sortie électrique dépendant de l'intensité de l'activité génératrice d'émission acoustique, un détecteur de niveau capable de mesurer le niveau du signal électrique qui correspond au niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique, un comparateur capable de comparer le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique avec un niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, le comparateur détectant des changements dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir d'un niveau inférieur ou supérieur audit niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique par rapport à un niveau supérieur ou inférieur, respectivement, audit niveau préréglé To achieve this object, the present invention provides a sensor comprising a transducer capable of providing an electrical output signal dependent on the intensity of the activity generating acoustic emission, a level detector capable of measuring the level of the electrical signal which corresponds to the level of activity generating acoustic emission, a comparator capable of comparing the level of activity generating acoustic emission with a preset level of activity generating acoustic emission, the comparator detecting changes in the level of the activity generating acoustic emission from a level lower or higher than said preset level of activity generating acoustic emission compared to a higher or lower level, respectively, at said preset level
d'activité génératrice d'émission acoustique, et produisant un signal. of activity generating acoustic emission, and producing a signal.
Le comparateur peut produire un changement de niveau de signal The comparator can produce a change in signal level
numérique ou un signal destiné à changer l'état d'un contact de relais. digital or a signal intended to change the state of a relay contact.
Le comparateur peut produire un signal qui soit un signal de mise en service ou de mise hors service, ou un signal qui indique que le niveau The comparator can produce a signal which is either an on or off signal, or a signal which indicates that the level
de l'activité génératrice d'émission acoustique a changé. of the activity generating acoustic emission has changed.
Le transducteur peut être couplé acoustiquement au carter d'un appareil pour détecter des changements dans le niveau de l'activité The transducer can be acoustically coupled to the housing of a device to detect changes in the level of activity
generatrice d'émission acoustique dans ledit carter. generator of acoustic emission in said casing.
Le capteur peut être monté dans un carter et y être couplé acoustiquement, il détecte les changements dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique dans le carter et produit un signal pour commander l'appareil; il peut être inclus hermétiquement dans une masse de metal ou d'un autre matériau approprié. Le détecteur de niveau peut mesurer le niveau quadratique moyen ou le niveau de crête de l'activité génératrice d'émission acoustique The sensor can be mounted in a housing and be acoustically coupled to it, it detects changes in the level of the activity generating acoustic emission in the housing and produces a signal to control the device; it can be hermetically embedded in a mass of metal or other suitable material. The level detector can measure the mean square level or the peak level of the activity generating acoustic emission
détectée par le transducteur.detected by the transducer.
La présente invention prévoit en outre un clavier à touches 1o comportant un carter adapté pour recevoir une pluralité de tampons de touche, le carter formant un chemin d'atténuation accrue pour une activité génératrice d'émission acoustique, chaque tampon de touche étant acoustiquement couplé à un capteur respectif, chaque capteur comportant un transducteur adapté pour fournir un signal de sortie électrique dépendant de l'intensité de l'activité génératrice d'émission acoustique dans le tampon de touche correspondant, un détecteur de niveau adapté pour mesurer le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique, un comparateur adapté pour comparer le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à un niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, le comparateur détectant des changements dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir d'un niveau inférieur ou supérieur audit niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique par rapport à un niveau supérieur ou Inférieur, respectivement, audit niveau préréglé The present invention further provides a 1o key keyboard comprising a housing adapted to receive a plurality of key pads, the housing forming an increased attenuation path for an activity generating acoustic emission, each key pad being acoustically coupled to a respective sensor, each sensor comprising a transducer adapted to supply an electrical output signal dependent on the intensity of the activity generating acoustic emission in the corresponding key pad, a level detector adapted to measure the level of the acoustic emission generating activity, a comparator adapted to compare the level of acoustic emission generating activity with a preset level of acoustic emission generating activity, the comparator detecting changes in the level of activity generating d emission from a level lower or higher than said preset level of activity generating acoustic emission compared to a higher or lower level, respectively, at said preset level
d'activité génératrice d'émission acoustique, et produisant un signal. of activity generating acoustic emission, and producing a signal.
La présente invention prévoit également un procédé de commande d'un processus ou d'une machine comportant les étapes de: - détecter le niveau d'émission acoustique à partir d'une position remarquable du processus ou de la machine, - comparer le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir de la position remarquable du processus ou de la machine à un niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, - détecter des changements dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir de la position remarquable du processus ou de la machine à partir d'un niveau inférieur ou supérieur audit niveau préréglé de l'activité génératrice d'émission acoustique par rapport à un 3- niveau supérieur ou inférieur, respectivement, audit niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, lesdits changements The present invention also provides a method of controlling a process or a machine comprising the steps of: - detecting the level of acoustic emission from a remarkable position of the process or the machine, - comparing the level of the acoustic emission generating activity from the remarkable position of the process or the machine at a preset level of acoustic emission generating activity, - detecting changes in the level of the acoustic emission generating activity at from the remarkable position of the process or the machine from a level lower or higher than said preset level of the activity generating acoustic emission compared to a 3- level higher or lower, respectively, at said preset level of acoustic emission generating activity, said changes
produisant un signal pour commander le processus ou la machine. producing a signal to control the process or the machine.
La présente invention prévoit en outre un procédé pour commander un processus ou une machine comportant les étapes de: - détecter le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir d'une position remarquable d'un premier processus ou d'une première machine, - comparer le niveau de l'activité génératrice d'émission l o acoustique à partir de la position remarquable du premier processus ou de la première machine à un niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, détecter des changements dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir de la position remarquable du premier processus ou de la première machine, à partir d'un niveau inférieur ou supérieur audit niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique par rapport à un niveau supérieur ou inférieur, respectivement, audit niveau préréglé d'activité génératrice d'émlsslon acoustique, lesdits changements produisant un signal pour commander The present invention further provides a method for controlling a process or a machine comprising the steps of: - detecting the level of the activity generating acoustic emission from a remarkable position of a first process or of a first machine, - compare the level of acoustic emission generating activity from the remarkable position of the first process or the first machine to a preset level of acoustic emission generating activity, detect changes in the level of the activity generating acoustic emission from the remarkable position of the first process or the first machine, from a level lower or higher than said preset level of activity generating acoustic emission compared to a higher level or below, respectively, said preset level of acoustic emlsslon-generating activity, said changes producing a signal to control
un second processus ou une seconde machine. a second process or a second machine.
Le signal de commande du processus ou de la machine peut être un The process or machine control signal can be a
signal de mise en service ou de mise hors service. signal for activation or deactivation.
La présente invention va maintenant être décrite en détail, avec référence au dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente The present invention will now be described in detail, with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 represents
schématiquement un capteur selon la présente invention. schematically a sensor according to the present invention.
Le capteur I 0, représenté sur la figure 1, comporte un transducteur 14, un amplificateur 16, un détecteur de niveau 18 et un comparateur 20. Le transducteur est couplé acoustiquement à une machine 12, par exemple, et il détecte des ondes de choc, également connues comme émission acoustique ou émission acoustique secondaire, et convertit ces émissions acoustiques en signaux électriques. Les signaux électriques produits par les tranducteurs sont alors amplifiés par l'amplificateur et sont fournis au détecteur de niveau. Le détecteur de niveau analyse le signal amplifié pour détecter ou mesurer le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique détecté par le transducteur. Le détecteur peut être un détecteur de niveau quadratique moyen ou un The sensor I 0, represented in FIG. 1, comprises a transducer 14, an amplifier 16, a level detector 18 and a comparator 20. The transducer is acoustically coupled to a machine 12, for example, and it detects shock waves , also known as acoustic emission or secondary acoustic emission, and converts these acoustic emissions into electrical signals. The electrical signals produced by the transducers are then amplified by the amplifier and are supplied to the level detector. The level detector analyzes the amplified signal to detect or measure the level of the acoustic emission generating activity detected by the transducer. The detector can be a quadratic level detector or a
détecteur de niveau de crête.peak level detector.
Le comparateur compare alors le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique telle qu'elle a été détectée par le détecteur de niveau a un niveau préréglé d'activité génératrice d'émission acoustique, le comparateur détecte des changements dans le niveau d'activité génératrice d'émission acoustique à partir d'une valeur inférieure ou supérieure au niveau présent par rapport à une valeur supérieure ou inférieure, respectivement, au niveau prédéterminé, et envoie un signal The comparator then compares the level of acoustic emission generating activity as detected by the level detector to a preset level of acoustic emission generating activity, the comparator detects changes in the level of activity generating acoustic emission from a value lower or higher than the present level compared to a value higher or lower, respectively, at the predetermined level, and sends a signal
à un organe de commande 22 pour la machine 12. to a control member 22 for the machine 12.
L'activité génératrice d'émission acoustique détectée n'est pas du i o type de celle qui est engendrée par la propagation de craquelures et par des déformations plastiques, mais est du type engendrée par des Impacts, des frottements et des turbulences, en fait par tout processus The activity generating acoustic emission detected is not of the type that is generated by the propagation of cracks and by plastic deformations, but is of the type generated by Impacts, friction and turbulence, in fact by any process
qui engendre des phénomènes transitoires à ondes de choc à bande large. which generates transient broadband shock waves.
L'invention va maintenant être illustrée au moyen des exemples The invention will now be illustrated by means of the examples
suivants, qui sont des exemples d'utilisation possible du capteur. below, which are examples of possible use of the sensor.
Un choc entre deux objets engendre un phénomène transitoire d'ondes de choc à bande large; la bande de fréquences et l'amplitude de l'onde de choc dépendent des propriétés physiques des objets. Ces ondes A shock between two objects generates a transient phenomenon of wideband shock waves; the frequency band and the amplitude of the shock wave depend on the physical properties of the objects. These waves
de choc sont détectables dans de très nombreuses structures. shock are detectable in very many structures.
Exemple I Le choc de deux objets entrant en contact peut être détecté par le biais de l'onde de choc qui en résulte. Le capteur peut être utilisé pour fournir un signal confirmant qu'un mécanisme s'est bloqué ou s'est totalement arrêté ou peut être utilisé pour établir les coordonnées d'un Example I The shock of two objects coming into contact can be detected by the resulting shock wave. The sensor can be used to provide a signal confirming that a mechanism has blocked or stopped completely or can be used to establish the coordinates of a
objet en enregistrant le choc d'une sonde. object by recording the shock of a probe.
Exemple 2Example 2
La projection de sable, de grenaille, de gouttes ou de vapeur, par exemple, qui est utilisée pour nettoyer des objets, consiste en une rapide succession de chocs violents. Bien que ces chocs soient intentionnels, le capteur pourrait être utile pour détecter l'absence de matière de projection ou l'absence d'une pièce à travailler et enverrait The projection of sand, shot, drops or steam, for example, which is used to clean objects, consists of a rapid succession of violent shocks. Although these shocks are intentional, the sensor could be useful to detect the absence of projection material or the absence of a workpiece and would send
un signal correspondant.a corresponding signal.
Exemple 3Example 3
Des pièces ou morceaux de pièces produisent souvent des chocs par suite d'une chute due à la gravité, telles que, par exemple, des pièces de fixation tombant de machines ou de structures. Le capteur peut être utilisé pour indiquer qu'une pièce de fixation est tombée ou pour mettre Parts or pieces of parts often produce shocks due to a fall due to gravity, such as, for example, fasteners falling from machines or structures. The sensor can be used to indicate that a fastener has fallen or to put
la machine hors service.machine out of service.
Exemple 4Example 4
Des morceaux de pièces de moteurs, de machines, sont souvent entraînés dans un flux de liquide, tels que, par exemple des morceaux de palier dans l'huile d'un système de lubrification, et les chocs de ces morceaux dans le carter du système de lubrification engendrent des ondes de choc. Le capteur pourrait être utilisé pour indiquer l'usure des paliers ou pour mettre la machine hors service si des niveaux d'ondes de Pieces of parts of engines, machines, are often entrained in a flow of liquid, such as, for example pieces of bearing in the oil of a lubrication system, and the shocks of these pieces in the casing of the system lubricants generate shock waves. The sensor could be used to indicate bearing wear or to shut down the machine if wave levels of
1 o choc excessifs étaient détectés. 1 o excessive shock were detected.
Des perturbations se produisant à l'intérieur d'un fluide peuvent engendrer des ondes de choc a bande large qui se propagent à travers le fluide et à l'intérieur des parois du récipient. Des ondes de choc à bande large peuvent être détectées grâce à l'utilisation d'un transducteur immergé ou, de façon plus adéquate, par l'utilisation d'un transducteur Disturbances occurring inside a fluid can generate broadband shock waves which propagate through the fluid and inside the walls of the container. Broadband shock waves can be detected through the use of a submerged transducer or, more appropriately, through the use of a transducer
monté sur une surface sèche du récipient. mounted on a dry surface of the container.
Exemple 5Example 5
Des turbulences sont généralement engendrées à l'intérieur de flux de liquide et elles produisent des ondes de choc, le niveau de l'activité génératrice d'ondes de choc dépendant de chaque disposition particulière. Le capteur peut être utilisé pour détecter des turbulences excessives, une activité génératrice d'ondes de choc, dues à un débit d'écoulement excessif causé par une fuite située en aval ou par la deéfaillance d'une vanne, en vue de fermer et d'arrêter le système. De façon similaire, le capteur pourrait être utilisé pour détecter un débit d'écoulement insuffisant dans un système de réfrigération ou un système de lubrification, dO à une perte de liquide réfrigérant ou de liquide de lubrification, et pour interdire le fonctionnement. Cela serait utile pour les moteurs à combustion interne ou les turbines, etc. Exemple 6 Des ondes de choc transitoires sont engendrées par l'écrasement des bulles a l'intérieur d'un fluide, que les bulles soient dues à la cavitation, à l'ébullition ou à l'effervescence, et le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique dépend de chaque situation particulière. Un capteur pourrait être utilisé pour produire un signal lorsque les bulles provoquées par les processus mentionnés ci-dessus se forment, ou lorsqu'elles cessent de se former. Cela pourrait être applicable à des pompes o il se produit un phénomène de cavitation, et Turbulence is generally generated inside a flow of liquid and it produces shock waves, the level of activity generating shock waves depending on each particular arrangement. The sensor can be used to detect excessive turbulence, shock wave generating activity, due to excessive flow rate caused by a leak located downstream or by the failure of a valve, in order to close and d 'to stop the system. Similarly, the sensor could be used to detect an insufficient flow rate in a refrigeration or lubrication system, due to loss of coolant or lubricant, and to prohibit operation. This would be useful for internal combustion engines or turbines, etc. Example 6 Transient shock waves are generated by the crushing of the bubbles inside a fluid, whether the bubbles are due to cavitation, boiling or effervescence, and the level of activity generator of acoustic emission depends on each particular situation. A sensor could be used to generate a signal when bubbles caused by the above mentioned processes form, or when they cease to form. This could be applicable to pumps where cavitation occurs, and
également dans des procédés de traitement chimiques et alimentaires. also in chemical and food processing methods.
Outre la production de chaleur due à la friction, des ondes de choc à bande large sont également engendrées, qui représentent une part des pertes d'énergie. Le contact glissant entre deux surfaces solides est caractérisé par des processus de slip-stick, macroscopiques ou microcospiques, qui agissent chacun comme une source de phénomènes transitoires d'ondes de choc In addition to the production of heat due to friction, broadband shock waves are also generated, which represent a part of the energy losses. The sliding contact between two solid surfaces is characterized by slip-stick processes, macroscopic or microcospic, which each act as a source of transient shock wave phenomena
Exemple 7Example 7
Le glissement non intentionnel d'objets agrafes, soudés, liés, élingués, ou boulonnés, s'accompagne d'une activité génératrice d'ondes de choc à bande large. Un capteur pourrait être utilisé comme détecteur The unintentional sliding of stapled, welded, linked, slinged or bolted objects is accompanied by a broadband shock wave generating activity. A sensor could be used as a detector
de glissement pour une main de robot. of sliding for a robot hand.
Exemple 8Example 8
Un système de lubrification est prévu pour minimaliser les dommages et les pertes frictionnelles. L'efficacité de la lubrification conditionne l'activité génératrice d'ondes de choc engendrée. Un capteur pourrait être utilisé dans tous types de machine et de moteur pour détecter l'activité génératrice d'ondes de choc excessives causées par A lubrication system is provided to minimize damage and frictional loss. The effectiveness of lubrication conditions the activity generating shock waves generated. A sensor could be used in all types of machines and engines to detect the activity generating excessive shock waves caused by
un manque de lubrification et pour stopper la machine ou le moteur. a lack of lubrication and to stop the machine or the engine.
Exemple 9Example 9
Beaucoup d'objets statiques ont un niveau d'activité génératrice Many static objects have a level of generating activity
d'ondes de choc faible, excepté lorsqu'ils sont manipulés physiquement. weak shock waves, except when physically handled.
Les meubles, par exemple, dans un bâtiment de bureau inoccupé et dans les maisons ont une activité génératrice d'ondes de choc dues à l'environnement très faible. Un capteur pourrait être utilisé pour détecter la manipulation de portes, de tables de bureau, de secrétaires, Furniture, for example, in an unoccupied office building and in houses has a very weak environment generating shock waves. A sensor could be used to detect the manipulation of doors, desks, secretaries,
etc. et pour produire un signal d'avertissement. etc. and to produce a warning signal.
Un capteur selon l'invention pourrait être utilisé comme Interrupteur, le transducteur pourrait être fixé au carter d'un objet ou d'un appareil domestique ou industriel. Le carter entier de l'objet jouerait le rôle d'un Interrupteur, le fait de toucher le carter créerait une onde de choc qui pourrait être détectée par le capteur et, si le niveau de l'activité génératrice d'onde de choc changeait aux environs du niveau préréglé, pourrait être utilisée pour mettre en service ou hors service l'objet domestique ou Industriel, ou être utilisée pour détecter A sensor according to the invention could be used as a switch, the transducer could be fixed to the casing of an object or of a domestic or industrial appliance. The entire casing of the object would act as a switch, touching the casing would create a shock wave which could be detected by the sensor and, if the level of the shock wave generating activity changed around the preset level, could be used to activate or deactivate the domestic or industrial object, or be used to detect
une manipulation de l'objet.manipulation of the object.
Un capteur fonctionnant manuellement pourrait être monte à l'intérieur d'un carter très robuste qui serait a l'épreuve d'actes de A manually operated sensor could be mounted inside a very robust casing which would be proof of acts of
vandalisme et d'effractions.vandalism and break-ins.
Si nécessaire, le capteur pourrait être scellé hermétiquement dans une masse de métal, par exemple. Un tel interrupteur n'aurait pas de pièces mobiles, et pourrait mettre en service un appareil par suite d'un simple frottement ou d'un simple choc. Il serait possible de former un clavier à touches comprenant une pluralité de tampons de touche, chacun d'entre eux étant connecté à un capteur respectif. Les tampons de touches pourraient être montés dans un carter robuste, dans lequel une atténuation accrue serait prévue entre les tampons de touches, par l'utilisation d'une désadaptation d'impédance ou d'un matériau d'amortissement destiné à réduire la transmission des ondes de choc entre les tampons de touches. Lorsqu'un tampon de touches est soumis à un frottement ou à un choc, une onde de choc est transmise au capteur respectif, qui peut avoir un niveau suffisant pour produire une action de commutation, mais l'onde de choc transmise à travers le carter aux tampons de touches adjacents et aux capteurs n'est pas suffisante pour causer une action de commutation. Un tel dispositif pourrait être utilisé comme machine à écrire ou, par exemple, comme clavier a touches pour If necessary, the sensor could be hermetically sealed in a mass of metal, for example. Such a switch would have no moving parts, and could put a device into service as a result of simple friction or a simple shock. It would be possible to form a key keyboard comprising a plurality of key pads, each of which is connected to a respective sensor. The key pads could be mounted in a robust housing, in which increased attenuation would be provided between the key pads, by the use of an impedance mismatch or a damping material intended to reduce the transmission of shock waves between key pads. When a key pad is subjected to friction or shock, a shock wave is transmitted to the respective sensor, which may have a level sufficient to produce a switching action, but the shock wave transmitted through the housing to adjacent key buffers and sensors is not sufficient to cause a switching action. Such a device could be used as a typewriter or, for example, as a keypad for
distributeur de billets de banque automatique. automatic banknote dispenser.
Les capteurs pourraient être montés dans leurs tampons de touches respectifs et leur être couplés acoustiquement, et ils pourraient être scellés hermétiquement dans un tampon de touches métalliques ou fait The sensors could be mounted in their respective key pads and be acoustically coupled to them, and they could be hermetically sealed in a metal key pad or made
de tout autre matériau adéquat.any other suitable material.
Tous les moyens mécaniques d'usinage du métal, c'est-à-dire le. All mechanical means of metal machining, that is to say the.
fraisage, le perçage, le tournage, le meulage, le brochage et le polissage engendrent une activité génératrice d'ondes de choc à bande large. Le capteur peut être monté sur l'outil ou sur la pièce à travailler, ou sur le support de fixation qui maintient la pièce à travailler ou l'outil de façon que la pièce à travailler ou l'outil puisse être changé sans que le capteur milling, drilling, turning, grinding, broaching and polishing generate a broadband shock wave generating activity. The sensor can be mounted on the tool or on the workpiece, or on the fixing support which holds the workpiece or the tool so that the workpiece or the tool can be changed without the sensor
n'en soit affecté.is not affected.
Exemple 10Example 10
Lorsque le processus d'usinage du métal commence, il se produit une augmentation brutale de l'activité génératrice d'ondes ce choc. Le capteur peut être utilisé pour reconnaitre ce changement, et pour produire un signal destiné à confirmer que la pièce à travailler est à When the metal machining process begins, there is a sudden increase in the wave-generating activity of this shock. The sensor can be used to recognize this change, and to generate a signal to confirm that the workpiece is
l'intérieur des tolérances de démarrage. within start tolerances.
Exemple l IExample l I
Le niveau de l'activité génératrice d'ondes de choc est rapporté au taux d'usinage du métal et une demande de découpe excessive provoquerait un niveau d'activité génératrice d'ondes de choc anormalement élevé. Le capteur pourrait être utilisé pour reconnaître ce phénomène et pour produire un signal destiné à arrêter le processus et ainsi pour prévenir les dommages que pourraient subir la machine, The level of shock wave generating activity is related to the rate of metal machining and excessive cutting demand would cause an abnormally high level of shock wave generating activity. The sensor could be used to recognize this phenomenon and to produce a signal intended to stop the process and thus to prevent damage to the machine,
l'outil et la pièce à travailler.the tool and the workpiece.
Exemple 12Example 12
Une usure d'outil excessive telle que celle qui produit une aggrégation et un signal clairement audible engendre également une activité génératrice crondes de choc à bande large accrue. Le capteur pourrait être utilisé pour reconnaître cette situation, pour stopper la machine et pour empêcher la pièce a travailler de subir plus de dommages. Excessive tool wear such as that which produces aggregation and a clearly audible signal also results in increased spike shock activity with increased broadband. The sensor could be used to recognize this situation, to stop the machine and to prevent the workpiece from being damaged further.
Exemple 13Example 13
La cassure d'une arête de découpe est caractérisée par une fracture très cassante qui est associée a un phénomène transitoire d'ondes de choc de très grande amplitude. Le capteur pourrait être utilisé pour détecter ce phénomène ou pour détecter la transition entre des niveaux d'activité génératrice d'ondes de choc avant cassure et après cassure, et The break of a cutting edge is characterized by a very brittle fracture which is associated with a transient phenomenon of shock waves of very large amplitude. The sensor could be used to detect this phenomenon or to detect the transition between levels of activity generating shock waves before break and after break, and
pour stopper la machine.to stop the machine.
Un large éventail de processus industriels, d'implantations industrielles, de machines et d'équipements engendrent une activité génératrice d'émission acoustique pendant leur fonctionnement. Un capteur de mise en forme de signal peut être utilisé pour mettre en service ou pour mettre hors service une machine, un appareil, un processus dans le but de garantir que la machine ou le processus A wide range of industrial processes, industrial plants, machines and equipment generate an activity that generates acoustic emissions during their operation. A signal shaping sensor can be used to start or stop a machine, apparatus, process in order to ensure that the machine or process
fonctionne à l'intérieur d'une plage de fonctionnement souhaitée. operates within a desired operating range.
Un capteur peut également être utilisé pour mettre en service un second processus ou une seconde machine lorsque l'activité génératrice d'émission acoustique du premier processus ou de la première machine change à partir d'un niveau inférieur ou supérieur à un niveau préréglé par rapport à un niveau supérieur ou inférieur, respectivement, à A sensor can also be used to commission a second process or a second machine when the acoustic emission generating activity of the first process or of the first machine changes from a level lower or higher than a level preset relative to at a higher or lower level, respectively, at
l'activité génératrice d'émission acoustique préréglée. the preset acoustic emission generating activity.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être donnés, et elle peut être appliquée à toutes les situations o il se produit un changement dans le niveau d'une activité génératrice d'émission acoustique. Le capteur peut être utilisé pour engendrer un signal quand le comparateur détecte un changement dans le niveau de l'activité génératrice d'émission acoustique à partir d'un niveau inférieur ou supérieur à un niveau préréglé par rapport à un niveau The invention is not limited to the examples which have just been given, and it can be applied to all situations where there is a change in the level of an activity generating acoustic emission. The sensor can be used to generate a signal when the comparator detects a change in the level of the activity generating acoustic emission from a level lower or higher than a preset level compared to a level
supérieur ou inférieur, respectivement, au niveau préréglé. higher or lower, respectively, at the preset level.
Le signal émis par le capteur peut être utilisé pour mettre en service, ou pour mettre hors service, une machine, un appareil, un processus ou pour commander d'une autre manière une machine ou un processus ou pour indiquer qu'un point particulier d'un processus o d'un The signal from the sensor can be used to activate, or to deactivate, a machine, apparatus, process or to otherwise control a machine or process or to indicate that a particular point 'a process o of a
processus d'usinage a été atteint. machining process has been reached.
Les ondes de choc à bande large engendrées par des processus sont toujours présentes et, dans beaucoup de cas, constituent des indicateurs Broadband shock waves generated by processes are still present and in many cases are indicators
très sensibles des variations du processus. very sensitive to variations in the process.
Un capteur unique selon l'invention fournit un contrôle en temps réel d'une zone ou d'un volume appréciable. Le positionnement du capteur n'est pas critique puisque les ondes de choc se propagent à partir de leur source en direction du capteur. De ce fait, l'installation du capteur est aisée et, dans la plupart des cas, ne prend pas de place, puisque que le capteur peut être monté à l'extérieur et contrôler l'Intérieur de la machine. L'orientation du capteur est sans d'importance. Le capteur est A single sensor according to the invention provides real-time control of an appreciable area or volume. The positioning of the sensor is not critical since the shock waves propagate from their source towards the sensor. Therefore, the installation of the sensor is easy and, in most cases, does not take up space, since the sensor can be mounted outside and control the Interior of the machine. The orientation of the sensor is not important. The sensor is
géneralement simple et ne comporte pas de composants coûteux. generally simple and has no expensive components.
I1l peut être nécessaire de positionner le capteur aussi acoustiquement proche que possible de la source des ondes de choc qui présentent un intérêt dans le cas o ces ondes de choc sont masquées par une autre source d'ondes de choc dominante, car l'utilisation d'une émission acoustique comme capteur n'est efficace que si la source qui présente de l'intérêt est dominante. Une autre méthode consisterait à analyser la sortie du capteur de façon différentielle par rapport à celle d'un second capteur positionné à proximité de la source d'ondes de choc concurrente. It may be necessary to position the sensor as acoustically close as possible to the source of the shock waves which are of interest in the case where these shock waves are masked by another dominant shock wave source, because the use of 'an acoustic emission as a sensor is only effective if the source which is of interest is dominant. Another method would consist in analyzing the output of the sensor in a differential manner compared to that of a second sensor positioned near the source of competing shock waves.
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