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"Procédé pour mesurer l'épaisseur d'un isolant et appareil pour sa mise en oeuvre"
Partant, d'une part, de la variation de la capacité entre deux électrodes en fonction de l'épaisseur d'un isolant placé entre elles et formant diélectrique et, d'autre part, des possibilités de mesurer les variations
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de cette capacité, l'invention concerne un procédé pour mesurer l'épaisseur d'un isolant, procédé qui consiste à appliquer une seule électrode sur cet isolant et à mesurer la variation de capacité de cette électrode, variation qui est fonction de l'épaisseur de cet isolant.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un boîtier de mesure sous carter métallique dont l'une des faces est traversée, sans contact électrique, par une électrode de mesure, de faible dimension par rapport à la surface métallique du carter et soumise à une tension appliquée entre elle et ledit carter, ce boîtier étant combiné 1. un bloc d'alimentation Comportant le tableau de commande de cet appareil et l'instrument de mesure.
Lorsque l'électrode de mesura est mise sous tension, il se crée un champ électrique dont les lignes équipotentielles ont un profil déterminé par la forme de l'électrode et sa position par rapport au carter, Si l'on applique perperdiculairement à l'électrode une plaque en matière isolante, les lignes équipotentielles se déforment, cette déformation étant particulièrement accentuée le long de la plaque, puisque les lignes de force du champ électrique ont tendance à emprunter le diélectrique.
Il résulte de ce phénomène une variation de capacité qui est fonction de l'épaisseur de la plaque et de sa nature. Il suffit alors que l'appareil soit étalonné en fonction de la nature de la plaque pour que l'on puisse connaître l'épaisseur de celle-ci en mesurant cette variation de capacité.
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L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé doit être tel que seule la capacité varie au moment de la mesure.
De toute façon, l'invention sera bien comprise, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, illustrant ce procédé et montrant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'appareil permettant sa mise en oeuvre.
Figure 1 montre les lignes équipotentielles du champ électrique créé entre une-électrode et une plaque métallique entre lesquelles est appliquée une tension,
Figure 2 illustre les déformations des lignes équipotentielles du champ électrique de figure 1, après application d'une plaque if \ante perpendiculairement à la pointe de l'électrode,
Figure 3 est une vue partielle en coupe du bottier de mesure,
Figure 4 montre un type de schéma électrique possible de cet appareil,
Figure 5 montre une forme de réalisation de cet appareil dans le cas de son application à la mesure de l'épaisseur des parois de bouteilles en verre.
Comme le montre la figure 1, lorsqu'une tension est appliquée entre une électrode 2 et une-plaque métallique 3 que 1' électrode 2 traverse perpendiculairement et sans contact électrique, il se crée un champ électrique dont les lignes équipotentielles sont illustrées en 4, 5, 6 et 7.
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Si l'on applique perpendiculairement à l'électrode 2 une plaque isolante 8, les lignes équipotentielles 4 à 7 se déforment au voisinage de la plaque 8. Cette déformation est particulièrement accentuée le long de la plaque 8 montrant que les lignes de force du champ ont tendance à emprunter le diélectrique formé par la plaque 8, comme le montre la figure 2.
Il en résulte une variation de capacité qui est fonction de l'épaisseur de la plaque 8 et de sa nature.
Dans le cas de plaques de même nature, mais d'épaisseurs différentes, cette variation n'est pas linéaire; c'est ainsi que la variation obtenue avec une plaque isolante de 1mm. d'épaisseur, est égale à 40 % de celle obtenue avec une plaque de même nature dont l'épaisseur est de 10mm.
De plus, pour que la mesure donne un résultat valable, il faut que l'épaisseur de 1& claque soit constante dans un rayon qui est fonction des dimensions de l'électrode 2 et de la plaque métallique 3.
La figure 3 montre partiellement le boîtier de mesure peimettant la mise en oeuvre de ce procédé.
Le carter de ce boîtier est métallique et il est traversé perpendiculairement par l'électrode 2 sans contact électrique, grâce à la rondelle isolante 11.
La longueur de l'électrode 2 doit être limitée le plus possible par rapport aux dimensions de la surface métallique du carter 2 du boîtier qui l'entoure, de façon à limiter le rayonnement du champ électrique vers d'autres parties metalljues environnantes, qui ne lui sont pas
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liées mécaniquement. Cela permet de diminuer les capacités variables et les effets de main.
Le diamètre de l'extrémité de l'électrode ¯2 est déterminé d'une part en ionction des dimensions de surface des plaques isolantes dont on veut mesurer l'épaisseur, et d'autre part en fonction de la finesse et de la précision recherchées dans la mesure.
L'appareil représenté sur la figure 4 se compose de deux éléments, le boîtier de mesure 12 et le bloc d'alimen- tation 13. Dans le bottier de mesure se trouve un oscillateur tri-tet 14 piloté par quartz dans la partie pentode d'une triode-pentode. Un circuit oscillant 15 accordé sur l'harmonique 2 du quartz est placé dans le @ circuit de la plaque. L'électrode de mesure 2 est raccordée au point chaud 16 de ce circuit. Ainsi, la capacité mesurée désaccorde plus ou moins ce circuit. La tension alternative recueillie est envoyée sur la grille de la triode montée en cathodyne et en redresseur 17. Cette tension redressée est comparée dans le bloc d'alimentation 1 à une tension continue fixe.
La différence entre ces deux tensions agit sur l'instrument de mesure 18 incorporé au bloc d'alimenta- tion 13, et gradué directement en millimètres.
Dans le cas d'une installation automatique, cette différence de tension pourrait être directement utilisée pour la commande d'un circuit extérieur.
Une application particulièrement intéressante de ce procédé est celle de la mesure de l'épaisseur des parois de bouteilles ou flacons en verre.
La figure 5 illustre une forme d'exécution de cet appareil dans le cas de cette application. Le bottier de mesure 12 est porté par une potence 19 solidaire d'un
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châssis 21. Deux rouleaux 22 à axes horizontaux et parallèles sont disposés en-dessous du bottier 12, de façon que l'électrode 1 soit à l'aplomb du milieu de leur intervalle.
Un câble 23 relie le boîtier de mesure 12 au bloc @ d'alimentation 13 auquel est incorporé l'appareil de mesure 18.
L'opérateur dispose successivement chaque bouteille à vérifier dans le berceau formé par les cylindres 22 et descend le boîtier 12 jusqu'à ce que l'électrode 2 soit au contact de la paroi de cette bouteille.
L'instrument de mesure 18 donne immédiatement l'épaisseur de la paroi de la bouteille. Il est ainsi @ possible de se rendre compte immédiatement d'un défaut éventuel de fabrication et de modifier aussitôt les conditions de fonctionnement de la machine de fabrication, pour éliminer ce défaut.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple non limitatif ; en embrasse,' au contraire, toutes les variantes de réalisation.
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