BE1011434A5 - Appareil pour la surveillance en continu de l'efficacite d'un refroidissement par trempe. - Google Patents

Appareil pour la surveillance en continu de l'efficacite d'un refroidissement par trempe. Download PDF

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BE1011434A5
BE1011434A5 BE9700015A BE9700015A BE1011434A5 BE 1011434 A5 BE1011434 A5 BE 1011434A5 BE 9700015 A BE9700015 A BE 9700015A BE 9700015 A BE9700015 A BE 9700015A BE 1011434 A5 BE1011434 A5 BE 1011434A5
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temperature
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sheath
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BE9700015A
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Gary D Keil
Laura L Riegel
Wayne A Supak
Sheryl A Tipton
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Caterpillar Inc
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Abstract

On fournit un appareil de surveillance en continu de l'efficacité d'un refroidissement par trempe d'un système de trempe pour traitement thermique, et un procédé pour son fonctionnement. L'appareil comprend de préférence un premier et un deuxième fourreau thermiquement conducteurs (20,70) dans lesquels sont installés des détecteurs de température (30,85). Les fourreaux thermiquement conducteurs (20,70) sont isolés thermiquement l'un de l'autre par un fourreau résistant à la chaleur (50). Un microprocesseur est de préférence relié auxdits détecteurs, applique un courant connu sur un détecteur et calcule une efficacité de refroidissement du système de trempe pour traitement thermique à partir de la température des deux détecteurs et du courant appliqué connu.

Description


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  Dans la technique connue, on connaît un type d'appareil de surveillance de l'efficacité d'un refroidissement par trempe. Cet type d'appareil est divulgué de manière générale dans le brevet US-4 563 097 (ci-dessous appelé"brevet 097"), intitulé "procédé d'évaluation des performances de refroidissement d'un agent de traitement thermique, et appareil pour ce procédé". Le brevet 097 divulgue un appareil qui présente un seul détecteur de température à résistance ("RTD"). Cet appareil applique des niveaux variables de courant sur le RTD, ce qui entraîne que le RTD est chauffé à différents niveaux de température. Comme on connaît une relation température/résistance du RTD, l'appareil peut déterminer la température du RTD en fonction de la tension appliquée sur le RTD et de la mesure du courant traversant le RTD. 



  Dans le brevet 097, le détecteur RTD est installé dans un système de trempe, et la température du RTD est modifiée pour produire une courbe de la chaleur dissipée en fonction de la température pour ce fluide de trempe particulier. L'efficacité de différents fluides de trempe peut ainsi être analysée en fonction d'une courbe de température. Ainsi que le montre la figure 5 du brevet 097, une trempe avec forte agitation présentera une courbe de refroidissement différente de celle avec faible agitation ou sans agitation. 



  Cependant, un appareil tel que celui divulgué dans le brevet 097 souffre de plusieurs inconvénients. Par exemple, le détecteur lui-même est chauffé   (jusqu'à   des températures relativement élevées, d'environ 750 degrés C) et refroidi de manière répétée pour simuler le refroidissement de pièces réelles. Le chauffage et le refroidissement répétés du détecteur entraînent que le détecteur présente une courte durée de vie, et empêchent ainsi la surveillance en continu du système de trempe. 

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 refroidissement uniforme et que le refroidissement puisse être répété. Un refroidissement non uniforme peut entraîner des degrés variables de dureté, des fissures de trempe, une déformation accrue et d'autres problèmes.

   Il existe de nombreux facteurs qui contribuent à la non uniformité du refroidissement dans le système de trempe. Ils peuvent comprendre la forme et la profondeur de la cuve, le procédé d'agitation (c'est-à-dire   pompes, rotors, agitateurs, etc. ) la conception et   l'utilisation des chicanes dirigeant l'écoulement, les débits 'd'écoulement dans le système, le fluide de trempe particulier utilisé et les impuretés présentes dans le système. 



  Typiquement, pour déterminer l'efficacité ou la puissance du refroidissement d'un système de trempe particulier et pour déterminer si l'une ou l'autre des conditions défectueuses cidessus est présente, il était nécessaire de tremper une ou plusieurs pièces ou échantillons dans différentes régions du système de trempe, d'ensuite découper ces pièces sur une partie et parfois sur plusieurs parties pour analyser de manière poussée la dureté et la microstructure. Cependant, cette procédure demande une quantité extrêmement grande de maind'oeuvre et détruit ce qui aurait sinon été une pièce utilisable. De plus, la vérification détermine uniquement l'efficacité d'un point à la fois. Elle ne peut surveiller de manière active l'efficacité d'un système de trempe. 



  Il serait souhaitable de disposer d'un système de trempe qui pourrait surveiller en continu l'efficacité et l'intégrité d'un système de trempe pendant son fonctionnement, et qui fournirait un signal s'il existe une situation qui dégrade ou augmente significativement l'efficacité de la trempe. Il serait également souhaitable de disposer d'un dispositif de surveillance de la trempe qui puisse être utilisé comme entrée dans un système de rétroaction en boucle fermée pour maintenir l'efficacité du système de trempe à un niveau voulu, en contrôlant les paramètres du système de trempe. 

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 ressortiront à l'évidence à l'homme de l'art à la lecture de la description détaillée du mode de réalisation préféré, en association avec les dessins et les revendications annexées. 



  Brève description des figures Tout au long des dessins et de la description de l'invention, on utilise lorsque cela convient des références numériques identiques pour désigner des parties identiques. Dans les dessins : la figure 1 représente de manière générale un diagramme schématique en coupe transversale d'un mode de réalisation préféré de la sonde de surveillance de l'efficacité d'une trempe selon la présente invention ; la figure 2 représente de manière générale un diagramme schématique d'un mode de réalisation préféré du circuit de commande et de surveillance d'une trempe de traitement thermique compris dans un aspect de la présente invention ;

   et la figure 3 représente de manière générale un diagramme de déroulement d'un mode de réalisation préféré de la commande informatique utilisée en association avec un aspect de la présente invention. 



  Description détaillée d'un mode de réalisation préféré Si nous nous référons à la figure 1, on y voit représentée une vue générale en coupe transversale d'un mode de réalisation préféré de la sonde de trempe 10 selon la présente invention. La sonde de trempe 10 comprend de préférence deux détecteurs de température dont la résistance électrique varie en fonction de la température des détecteurs 85,30.

   Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, les détecteurs 85,30 comprennent des détecteurs de température à résistance   (détecteurs"RTD",   mais l'on pourrait aisément et facilement 

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 EMI4.1 
 Un autre désavantage est associé au dispositif divulgué dans le brevet 097 Comme il n'existe qu'un seul détecteur RTD, la température ambiante et la température de chauffage (mesurées par le détecteur) ne sont pas mesurées simultanément, et dès lors des modifications de la température ambiante ne sont pas détectées Comme la température ambiante n'est pas mesurée,

   ce dispositif ne peut réaliser une mesure instantanée de la convection thermique et ne peut être utilisé pour une surveillance instantanée 
La présente invention est destinée à surmonter un ou plusieurs des désavantages associés à l'appareil de surveillance de l'efficacité d'un refroidissement par trempe de la technique antérieure 
Résumé de l'invention
Dans un aspect de la présente invention, on divulgue un appareil pour la mesure de l'efficacité du refroidissement d'une trempe L'appareil comprend un premier et un deuxième fourreau conducteur de chaleur, dans lesquels sont installés des détecteurs de température Le premier détecteur de température est chauffé en y faisant passer un courant constant.

   Le deuxième détecteur de température mesure la température ambiante de refroidissement Le premier et le deuxième fourreau conducteur de chaleur sont séparés par un fourreau résistant à la chaleur, qui isole thermiquement le premier fourreau thermique du deuxième fourreau thermique Le fourreau résistant à la chaleur est sensiblement colinéaire au premier et au deuxième fourreau thermique. 



   Dans un autre aspect de la présente invention, on divulgue un procédé d'utilisation d'un appareil pour la surveillance de l'efficacité d'une trempe Le procédé comprend les étapes consistant à mesurer la résistance d'un premier et d'un deuxième détecteur de température à résistance, à appliquer un courant électrique connu au premier détecteur, à calculer une émission de chaleur du premier détecteur et à calculer un coefficient de convection de ladite trempe 
D'autres aspects et avantages de la présente invention 

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 en utilisant une résine époxy thermiquement isolante 40. Des fils conducteurs 45 partent du premier détecteur RTD 30, traversent la résine époxy thermiquement conductrice 25 et la résine époxy thermiquement isolante 40.

   Ainsi qu'on le décrira plus en détail plus loin, les fils conducteurs 45 sont reliés au premier détecteur RTD 30, s'étendent à travers les autres composants et quittent la sonde par un fourreau thermiquement isolant. 



  Une première extrémité 55 du fourreau 50 résistant à la chaleur est fixée au premier fourreau thermiquement conducteur 20. Dans un mode de réalisation préféré, le premier fourreau thermiquement conducteur 20 comprend une partie 46 à filet mâle et est fixé audit fourreau 50 résistant à la chaleur en reliant la partie filetée 46 à une partie 47 présentant un filet femelle complémentaire. Ainsi que le montre la figure 1, le fourreau 50 résistant à la chaleur comprend un alésage 60 le long d'un axe longitudinal 26. Les fils conducteurs 45 provenant du premier détecteur RTD 30 sont enfilés dans l'alésage 60. Une deuxième extrémité 65 du fourreau 50 résistant à la chaleur comprend une partie 66 à filet mâle.

   La deuxième extrémité du fourreau 50 résistant à la chaleur est fixée à un deuxième fourreau 70 thermiquement conducteur, et il est de préférence fixé en utilisant la partie 66 à filet mâle et une partie 75 à filet femelle complémentaire. 



  Le deuxième fourreau thermiquement conducteur 70 est de préférence construit en acier inoxydable. Cependant, on pourrait aisément et facilement remplacer l'acier inoxydable par d'autres matériaux thermiquement conducteurs appropriés tout en restant dans l'esprit et la portée de la présente invention telle que définie par les revendications annexées. Le deuxième fourreau thermiquement conducteur 70 comprend de préférence un alésage longitudinal 80 qui suit un axe longitudinal 26 du fourreau 70. Un deuxième détecteur RTD 85 

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 remplacer les détecteurs RTD 85,30 par des dispositifs de détection similaires sans quitter la portée de la présente invention, telle qu'elle est définie par les revendications annexées.

   Un mode de réalisation préféré de la présente invention comprend deux détecteurs RTD 85,30 qui sont thermiquement isolés l'un de l'autre par un fourreau 50 résistant à la chaleur. En isolant thermiquement les deux détecteurs RTD 85,30, le deuxième détecteur RTD 85 peut mesurer une température ambiante de trempe, qui reste relativement non affectée par le premier détecteur RTD 30. De cette manière, la sonde 10 peut mesurer une différence de température entre le premier détecteur RTD 30 et le deuxième détecteur RTD 85, et déterminer un coefficient relatif de convection thermique de la trempe dans la région de la sonde 10. La sonde de trempe 10 comprend de préférence un premier fourreau conducteur de chaleur 20, dans lequel est pratiquée une cavité 25.

   Dans un mode de réalisation préféré, le premier fourreau conducteur de chaleur est réalisé en acier inoxydable. Cependant, ainsi que le notera l'homme de l'art, d'autres matériaux peuvent aisément et facilement remplacer celui-ci tout en restant à l'intérieur de la portée de la présente invention, telle que définie par les revendications annexées. Ainsi que le montre la figure, la cavité 25 comprend de préférence un alésage longitudinal le long d'un axe longitudinal 26 du premier fourreau conducteur de chaleur 20. Dans la cavité 25 est installé un premier détecteur de température à résistance   ("RTD")   30, dont la résistance varie en fonction de la température. Dans le mode de réalisation préféré, on utilise pour le premier RTD un détecteur RTD de 50 Ohms au platine.

   Cependant, on pourrait aisément et facilement le remplacer par d'autres détecteurs similaires qui présentent d'autres valeurs de la résistance ou qui sont construits en d'autres matériaux. Le premier détecteur RTD 30 est de préférence installé en utilisant une résine époxy thermiquement conductrice 35, et la cavité 25 est alors scellée 

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 température du premier et du deuxième RTD, pour déterminer l'amplitude de l'augmentation de température provoquée par la quantité connue de chaleur et le transfert thermique par le fluide. 



  Si nous nous référons maintenant à la figure 2, on y voit représenté un mode de réalisation préféré d'un circuit de surveillance 200 utilisé en association avec un mode de réalisation préféré de la sonde de trempe 10. Le circuit de surveillance 200 comprend un microprocesseur 210 qui est connecté électriquement par des canaux de communication 220 à un écran 225 ou un autre dispositif similaire d'introduction et d'affichage. Le microprocesseur utilisé dans un mode de réalisation préféré est un modèle Little Giant MKT1-LG-X fabriqué par Z-World Ingineering de Davis, Californie. 



  Cependant, d'autres microprocesseurs ou microordinateurs présentant des capacités similaires pourraient aisément et facilement le remplacer sans quitter l'esprit et la portée de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées. 



  Le microprocesseur 210 comprend au moins deux entrées analogiques désignées dans la figure comme entrées analogiques 1 et 2. Le microprocesseur comprend également de préférence un bus d'adresses à trois bits AO-A2. De plus, le microprocesseur 210 est relié à une source d'alimentation en énergie désignée par B+ dans la figure. Le microprocesseur 210 surveille la source d'alimentation d'énergie B+ pour déterminer si elle se trouve à un niveau de tension suffisant pour alimenter le circuit 200. Si le niveau de tension de la source d'alimentation d'énergie B+ tombe en dessous d'un niveau prédéterminé, 23,5 volts dans un mode de réalisation préféré, le microprocesseur émet une alarme sur les lignes 220 conduisant à un écran 225.

   Comme le sait l'homme de l'art, d'autres circuits de conditionnement du signal et de 

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 est installé de préférence dans l'alésage longitudinal 80, en recourant à une résine époxy thermiquement conductrice 90, bien que l'on puisse également utiliser d'autres matériaux de fixation thermiquement conducteurs. Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième détecteur RTD comprend un RTD de 100 ohms en platine. Cependant, d'autres détecteurs similaires, présentant d'autres valeurs de résistance ou construits en d'autres matériaux, pourraient être aisément et facilement utilisés sans quitter la portée de la présente invention telle que définie par les revendications annexées. Les fils conducteurs 45 provenant du premier détecteur RTD 30 sont passés dans l'alésage longitudinal 80 et autour du deuxième détecteur RTD 85.

   Un deuxième jeu de fils conducteurs 95 part du deuxième détecteur RTD 85. Le deuxième fourreau thermiquement conducteur 70 est fixé à un deuxième fourreau résistant à la chaleur 100. De préférence, le deuxième fourreau thermiquement conducteur 70 comprend une partie 105 à filet mâle sur une extrémité 110 du fourreau 70. Le fourreau 70 est de préférence fixé au deuxième fourreau résistant à la chaleur 100 en utilisant la partie 105 à filet mâle et une partie 115 à. filet femelle complémentaire   d'une   extrémité 120 dudit fourreau résistant à la chaleur 100. 



  Le deuxième fourreau résistant à la chaleur 100 comprend de préférence un alésage longitudinal 125 parallèle à un axe longitudinal dudit fourreau 100. Les fils conducteurs 45 et le deuxième jeu de fils conducteurs 95 sont passés dans ledit alésage 125 et ressortent par une deuxième extrémité 130 dudit deuxième fourreau résistant à la chaleur 100. 



  Ainsi qu'on le décrit plus en détail ci-dessous, dans cette configuration préférée, le deuxième détecteur RTD 85 mesure une température ambiante de la trempe. Le premier détecteur RTD 30 produit une quantité connue de chaleur, et l'on peut ainsi mesurer l'efficacité du refroidissement en lisant la 

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 une résistance de mesure R4. Comme le sait l'homme de l'art, la résistance d'un détecteur RTD varie avec la température ; lorsque la température du détecteur augmente, sa résistance diminue. Dans le deuxième circuit 250 à détecteur RTD, la tension V2 aux bornes de la résistance de mesure R4 est directement proportionnelle à la résistance du deuxième détecteur RTD 85. Ainsi, en mesurant la tension V2 aux bornes de la résistance R4, le microprocesseur 210 peut calculer la température du deuxième détecteur RTD 85.

   Le microprocesseur 210 reçoit la tension V2 aux bornes de la résistance de mesure R4, par l'intermédiaire du deuxième multiplexeur 245, du tampon 230 et dans le canal analogique 1. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le deuxième détecteur RTD 85 est utilisé pour mesurer une température ambiante de la trempe. 



  Ainsi, le niveau de tension   V2 lu   sur l'entrée analogique 1 représentera la température ambiante de trempe. 



  Le circuit différentiel de température 260 est connecté à une entrée du premier multiplexeur 235. Le circuit différentiel de température 260 comprend un régulateur de tension 265 qui est connecté à la source d'alimentation en énergie B+. Le régulateur de tension 265 délivre un courant constant K sur un connecteur électrique 270 qui est relié à une résistance R3. Le courant K est fonction de la valeur de la résistance R3 et de la tension de sortie du régulateur de tension 265. Un renvoi à haute impédance 275 est également connecté à la résistance R3. La résistance du premier détecteur RTD 30 est représentée par RI. Le premier détecteur RTD 30 est relié à la résistance R3, au renvoi à haute impédance 275 et à la masse 276. La chute de tension aux bornes du premier détecteur RTD 30 est déterminée par la résistance RI du détecteur.

   Comme le courant qui s'écoule à travers la résistance RI est une constante K, la chute de tension   V.   aux bornes de la résistance RI est proportionnelle à la résistance. Ainsi, la température du premier RTD 30 est une fonction de la chute de tension   Vi.   

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 l'alimentation en énergie sont en général associés au microprocesseur et à l'alimentation en énergie B+. Cependant, comme ces circuits sont bien connus dans la technique et qu'ils s'installent aisément et facilement, ils ne sont pas représentés dans la figure 2. 



  L'entrée analogique 2 du microprocesseur 210 est connectée à la sortie d'un premier tampon 240. L'entrée du premier tampon 240 est connectée à la sortie d'un premier multiplexeur 235. Les trois bits d'adresse AO-A2 sont connectés sur les entrées d'adresse 236 du multiplexeur 235. Un multiplexeur à huit canaux est représenté dans la figure 2 et peut être utilisé simultanément avec jusqu'à huit sondes de trempe du type représenté dans la figure 1. Cependant, on pourrait facilement le remplacer par d'autres multiplexeurs qui présentent un nombre plus grand ou plus petit de canaux. Comme le sait l'homme de l'art, la sortie du multiplexeur dépend du canal sélectionné sur les bits d'adresse AO-A2.

   Ainsi, le microprocesseur 210 sélectionne le canal qu'il souhaite lire sur l'entrée analogique 2 en envoyant un motif correspondant de bits sur les lignes d'adresse AO-A2. 



  De même, l'entrée analogique 1 du microprocesseur 210 est connectée à la sortie d'un deuxième tampon 230. L'entrée dans le deuxième tampon 230 est la sortie d'un deuxième multiplexeur 245. Le fonctionnement du deuxième multiplexeur 245 est similaire à celui décrit plus haut et ne sera pas répété ici. 



  Le deuxième multiplexeur 245 est relié à un deuxième circuit 250 à détection RTD associé au deuxième détecteur RTD 85. La valeur de la résistance du deuxième détecteur RTD 85 est désignée par R2 dans la figure 2. Le deuxième circuit 250 à détecteur RTD comprend la résistance R2 du deuxième détecteur RTD 85, un circuit 255 de conditionnement RTD (bien connu de l'homme de l'art), une tension positive d'alimentation B+ et 

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 Le système de mesure de la présente invention peut être utilisé avec des systèmes de trempe qui présentent une large plage de différentes capacités de convection en plaçant simplement une résistance R3 d'une valeur différente, qui ajuste l'émission maximale de chaleur du premier détecteur 30.

   Comme le comprendra l'homme de l'art, une résistance R3 de plus grande résistance entraînera que le premier détecteur produira moins de chaleur qu'une résistance de valeur plus basse. Bien que la résistance R3 représentée dans la figure 3 présente une valeur fixe, il apparaîtra à l'homme de l'art que l'on pourrait la remplacer par un dispositif à résistance variable, de sorte que la résistance R3 pourrait être changée aisément et que le système 200 pourrait être modifié plus aisément pour différents fluides de trempe. 



  Le circuit 280 de coupure surveille la tension VI aux bornes du premier détecteur 30 et envoie au microprocesseur 210 un signal lorsque VI dépasse une limite prédéterminée de tension. Comme VI est directement proportionnelle à la température du premier détecteur 30, une limitation de V1 correspond à une limitation de la température du détecteur chauffé. 



  Le circuit 280 de coupure est relié à une entrée numérique D3 du microprocesseur 210. Le circuit 280 comprend un comparateur de tension 281 qui compare la tension V1 aux bornes du premier détecteur à la tension V3 aux bornes d'une diode Zener Dl. Comme le sait l'homme de l'art, la valeur de la diode Zener Dl définit le niveau de tension V3 qui à son tour est injectée dans le comparateur 281. La sortie 283 du comparateur est connectée à l'entrée d'une porte OU 282 à entrées multiples. Lorsque la sortie 283 du comparateur 281 passe à l'état HAUT, cela indique que le niveau de tension V1 dépasse le niveau prédéterminé de tension V3 défini par la diode Zener Dl.

   Dans un mode de réalisation préféré, la porte OU 282 représentée pourra recevoir jusqu'à huit sondes, les entrées non utilisées 

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 Comme le sait l'homme de l'art, un détecteur RTD peut être chauffé en lui appliquant un courant électrique. Ainsi, le premier détecteur RTD 30 produira une quantité fixe de chaleur sous l'action du courant constant K qui est appliqué. La température du premier détecteur RTD 30 est alors fonction de plusieurs facteurs qui sont connus : la température ambiante de la trempe, la chaleur produite par le premier RTD, la résistance du premier RTD et le coefficient de conduction de la sonde. En connaissant ces valeurs, on peut aisément et facilement calculer l'efficacité de refroidissement de la trempe. 



  Dans un autre aspect d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, on fournit un circuit 280 de coupure de sécurité pour empêcher que le premier détecteur 30 surchauffe. 



  La quantité de chaleur produite par le premier détecteur 30 est fonction du courant électrique constant K appliqué, de la résistance RI du détecteur, de la capacité calorifique du fluide et du débit de fluide dans le système de refroidissement. Des fluides de trempe présentant un potentiel élevé de convection hydraulique extrairont plus efficacement la chaleur du détecteur et réduiront par conséquent la température maximale que peut atteindre le premier détecteur 30. Pour permettre des mesures de l'efficacité du refroidissement de ces fluides de trempe à convection élevée, la chaleur produite par le premier détecteur 30 doit être relativement importante.

   Si un tel détecteur est accidentellement placé dans un fluide à faible convection tel que de l'air ou est accidentellement enlevé du système de trempe, la chaleur produite pourrait endommager ou détruire le premier détecteur 30. Par conséquent, un circuit 280 de coupure automatique est de préférence prévu pour contribuer à assurer l'intégrité permanente du détecteur et permettre des mesures sur des fluides de trempe à convection élevée. 

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 simple étape mécanique pour l'homme de l'art. 



  La routine informatique commence dans le bloc 300. La commande du programme passe dans le bloc 310, dans lequel le microprocesseur 210 lit le niveau de tension V2 aux bornes de la résistance R4, qui est proportionnelle à la résistance R2 du deuxième détecteur RTD 85. La commande du programme passe ensuite au bloc 320, dans lequel le microprocesseur 210 calcule une température ambiante de la trempe. La température ambiante de la trempe est proportionnelle à la tension V2. Dans un mode de réalisation préféré, le niveau de tension est mis à l'échelle, suivant l'équation ci-dessous : 
Tamb = 6250 (V2/205)-25 dans laquelle   T,,   est la température ambiante de la trempe. 



  La commande du programme passe du bloc 320 au bloc 330. Dans le bloc 330, le microprocesseur 210 lit le niveau de tension Vl aux bornes de la résistance RI du premier détecteur RTD 30. La commande du programme passe alors au bloc 340. Dans le bloc 340, le microprocesseur 210 calcule la valeur de la résistance 
 EMI13.1 
 RI, suivant l'équation ci-dessous : Ri = V/K dans laquelle K est le courant constant émis par le régulateur de tension 265. 



  La commande du programme passe au bloc 350, dans lequel le microprocesseur calcule la température du premier détecteur RTD 30. En utilisant des valeurs d'échelonnage du détecteur RTD spécifique, un mode de réalisation préféré utilise l'équation ci-dessous : 

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 étant alors reliées à la masse 285. Si l'une quelconque des entrées de la porte 282 est à l'état HAUT, la sortie de la porte 282 sera également à l'état HAUT. Lorsque la sortie 283 du comparateur 282 passe à l'état HAUT, cela entraîne que la sortie de la porte OU 282 passe à l'état HAUT, ce qui indique au microprocesseur 210 une situation de température excessive. 



  Lorsque le microprocesseur 210 reçoit le signal HAUT de la porte OU 282, il produit un signal 286 de température excessive sur la sortie numérique D4. Le signal de surtempérature active le relais 287, et le premier détecteur 30 est débranché de la source de courant constant 287, ce qui le protège des dommages provoqués par une surchauffe. Lorsque le relais 287 est activé, le microprocesseur 210 attend une entrée de l'utilisateur sur le dispositif d'écran et d'introduction 255, avant de remettre à zéro le relais 287 et de rebrancher le premier détecteur 30 sur la source de courant constant. 



  Si nous nous référons maintenant à la figure 3, on y voit représenté un diagramme de déroulement représentant un programme informatique destiné à mettre en oeuvre un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le programme décrit dans ce diagramme de déroulement est particulièrement bien adapté pour une utilisation avec le microprocesseur Little Giant et les composants associés décrits plus haut, bien que l'on puisse utiliser tout microprocesseur approprié dans la mise en pratique d'un mode de réalisation de la présente invention. Ces diagrammes de déroulement constituent un modèle complet et utilisable du programme informatique préféré, et ils ont été mis en pratique sur ce système de microprocesseur.

   Le programme informatique peut être codé aisément à partir de ces diagrammes de déroulement détaillés en utilisant le jeu d'instructions associé avec ce système, ou il peut être encodé avec les instructions de tout autre microprocesseur classique approprié. Le processus d'encodage d'un programme informatique à partir de diagrammes de déroulement tels que ceux-ci est une 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 calculé h se trouve en dehors d'une plage voulue, qui est déterminée par les valeurs prédéterminées, le microprocesseur fournira un signal à l'écran, par les lignes 220. 



  Bien que l'on ait décrit ici un mode de réalisation préféré en référence à une sonde unique 10 utilisée avec le circuit de surveillance 200, l'homme de l'art reconnaîtra qu'il n'y a pas de limitation au nombre des sondes qui peuvent être utilisées. 



  Dans la figure 2, le circuit 200 peut par exemple recevoir jusqu'à huit sondes 10. Ces sondes seront éventuellement placées en différents emplacements du système de trempe, pour obtenir des lectures et des mesures plus localisées de l'efficacité du refroidissement de trempe. Par exemple, au moins une sonde pourrait être située à l'entrée de l'écoulement et pourrait déterminer aisément toute modification de l'écoulement d'entrée qui serait due à un obstacle, un blocage ou une panne mécanique, d'autres sondes pouvant être situées dans d'autres régions du système de trempe. 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 



     THTR = (Rl - 50)/50 (0,   00385) dans laquelle THTR est la température du premier détecteur RTD 30. 



  La commande du programme passe alors au bloc 360, dans lequel le microprocesseur calcule l'énergie électrique consommée, et donc transformée en chaleur, par le premier détecteur RTD 30. 



  L'équation bien connue ci-dessous détermine la consommation en énergie du RTD : q = K   (Vl)   dans laquelle K est le courant constant émis par le régulateur de tension 265, et Vl est la chute de tension mesurée aux bornes de la résistance RI. 



  La commande du programme passe alors au bloc 370, dans lequel le microprocesseur 210 calcule le coefficient de convection de la trempe. Dans un mode de réalisation préféré, le microprocesseur 210 utilise l'équation ci-dessous : 
 EMI16.1 
 dans laquelle A est la superficie du premier fourreau thermiquement conducteur passé sur la longueur du premier détecteur RTD 30 ; et 1,4932 est un facteur de conduction qui tient compte des pertes thermiques entre la surface du premier détecteur RTD 30 et la surface du premier fourreau thermiquement conducteur 20. 



  La commande du programme passe alors au bloc 380, dans lequel le microprocesseur compare le coefficient de convection calculé h à une ou des valeurs prédéterminées. La commande du programme passe alors au bloc 390. Si le coefficient de convection 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel ledit premier et ledit deuxième détecteur de température (30, 85) comprennent des détecteurs RTD. 



  4. Appareil selon la revendication 1, comprenant : un microprocesseur (210), ledit microprocesseur faisant produire de la chaleur par ledit premier détecteur de température (30), mesurant une première température dudit premier détecteur de température (30), mesurant une deuxième température dudit deuxième détecteur de température (85) et calculant une efficacité de refroidissement en fonction d'une différence entre ladite première et ladite deuxième température. 



  5. Appareil selon la revendication 2, comprenant : un microprocesseur (210), ledit microprocesseur faisant produire de la chaleur par ledit premier détecteur de température (30), mesurant une première température dudit premier détecteur de température (30), mesurant une deuxième température dudit deuxième détecteur de température (85) et calculant une efficacité de refroidissement en fonction d'une différence entre ladite première et ladite deuxième température. 



  6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel ledit premier (30) et ledit deuxième (85) détecteur de température contiennent des détecteurs RTD. 



  7. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit premier détecteur de température (30) est installé dans ladite cavité (25) dudit premier fourreau thermiquement conducteur (20) en recourant à une résine époxy thermiquement conductrice, et ledit deuxième détecteur de température (85) est installé dans ladite cavité (80)

Claims (1)

  1. Revendications 1. Appareil pour la mesure de l'efficacité du refroidissement d'une trempe, comprenant, en combinaison : un premier fourreau thermiquement conducteur (20), doté d'une cavité (25) ; un premier détecteur de température (30) installé dans ladite cavité (25) dudit premier fourreau thermiquement conducteur, ledit premier détecteur de température étant chauffé en y faisant passer un courant constant ; un deuxième fourreau thermiquement conducteur (70), doté d'une cavité intérieure (80) ; un deuxième détecteur de température (85) installé dans ladite cavité (80) dudit deuxième fourreau thermiquement conducteur, ledit deuxième détecteur de température mesurant la température ambiante de refroidissement ;
    et un fourreau résistant à la chaleur (50), installé entre ledit premier et ledit deuxième fourreau thermiquement conducteurs (20,70), sensiblement colinéaire par rapport auxdits premier et deuxième fourreaux thermiquement conducteurs (20,70).
    2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit premier et ledit deuxième détecteur de température (30, 85) présentent une résistance électrique variable, et ladite résistance électrique dudit premier détecteur de température est une fonction d'une température dudit premier détecteur, et ladite résistance électrique dudit deuxième détecteur est fonction d'une température dudit deuxième détecteur. <Desc/Clms Page number 19> filetage audit premier fourreau thermiquement conducteur (20) et audit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70), et ledit deuxième fourreau résistant à la chaleur (100) est fixé par filetage audit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70).
    15. Appareil selon la revendication 4, comprenant un écran (225) relié audit microprocesseur (210).
    16. Appareil selon la revendication 6, comprenant un premier circuit de conditionnement associé audit premier détecteur RTD (30) et un deuxième circuit de conditionnement (225) associé audit deuxième détecteur RTD (85).
    17. Appareil selon la revendication 16, dans lequel ledit deuxième circuit de conditionnement (255) comprend un moyen à courant constant, pour fournir un courant constant connu audit premier détecteur RTD.
    18. Appareil selon la revendication 17, dans lequel le microprocesseur (210) calcule la chaleur émise par le premier détecteur RTD, suivant la formule ci-dessous : EMI19.1 h = (l/A)/ [ (TnTR-T [B)/q-B] dans laquelle A est la superficie du premier fourreau thermiquement conducteur passé au-dessus de la longueur du premier détecteur RTD ; THTR est la température du premier détecteur de température ; TAMB est la température du deuxième détecteur de température ; <Desc/Clms Page number 20> dudit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70) en recourant à une résine époxy thermiquement conductrice.
    8. Appareil selon la revendication 1, dans lequel une résine époxy thermiquement isolante est installée dans une partie de ladite cavité (80) dudit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70).
    9. Appareil selon la revendication 7, dans lequel une résine époxy thermiquement isolante est installée dans une partie de ladite cavité (80) dudit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70).
    10. Appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit premier (30) et ledit deuxième (85) détecteur RTD comprennent des détecteurs RTD au platine.
    11. Appareil selon la revendication 1, comprenant un deuxième fourreau résistant à la chaleur (100) fixé audit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70).
    12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel ledit fourreau résistant à la chaleur et ledit deuxième fourreau résistant à la chaleur (100) sont construits à partir de poly (étheréthercétone) remplie d'au moins 30% de verre.
    13. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit fourreau résistant à la chaleur (50) est fixé par filetage audit premier fourreau thermiquement conducteur (20) et audit deuxième fourreau thermiquement conducteur (70).
    14. Appareil selon la revendication 11, dans lequel ledit fourreau résistant à la chaleur (50) est fixé par <Desc/Clms Page number 21> 23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ledit premier et ledit deuxième détecteur de température (30, 85) sont des détecteurs RTD.
    24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel ladite étape consistant à faire produire de la chaleur par ledit premier détecteur de température (30) comprend l'étape consistant à appliquer un courant électrique connu sur ledit premier détecteur de température (30).
    25. Procédé selon la revendication 24, comprenant une étape consistant à calculer une chaleur produite par ledit premier détecteur de température (30).
    26. Procédé selon la revendication 23, dans lequel ladite étape de mesure de la température dudit premier et dudit deuxième détecteur de température (30,85) comprend l'étape consistant à mesurer une résistance dudit premier et dudit deuxième détecteur RTD (30,85), à mesurer la tension aux bornes dudit premier et dudit deuxième détecteur RTD (30,85), et à calculer une première et une deuxième température dudit premier et dudit deuxième détecteur RTD (30,85).
    27. Procédé selon la revendication 26, comprenant l'étape consistant à comparer ladite première température à une température prédéterminée, et à désactiver ledit appareil de surveillance lorsque ladite première température dépasse ladite température prédéterminée. <Desc/Clms Page number 22> q est la consommation d'énergie du premier détecteur de température ; h est le coefficient de convection du premier détecteur de température ; et B est un facteur de conduction qui tient compte de pertes thermiques entre la surface du premier détecteur RTD et la surface du premier fourreau thermiquement conducteur.
    19. Appareil selon la revendication 17, dans lequel ledit deuxième circuit de conditionnement (255) comprend un multiplexeur (245) connecté entre le microprocesseur (210) et ledit deuxième détecteur RTD (85).
    20. Appareil selon la revendication 5, comprenant un circuit de coupure (280) connecté électriquement audit premier détecteur de température (30) et audit microprocesseur (210).
    21. Appareil selon la revendication 20, dans lequel ledit circuit de coupure (280) fournit un signal de température excessive lorsque ladite première température est supérieure à une première température prédéterminée.
    22. Procédé d'utilisation d'un appareil de surveillance de l'efficacité d'une trempe, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : mesurer une première température d'un premier détecteur de température (30) ; mesurer une deuxième température d'un deuxième détecteur de température (85) ; faire produire de la chaleur par ledit premier détecteur de température (30) ; et calculer le coefficient de convection de ladite trempe. <Desc/Clms Page number 23> EMI23.1
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