La présente invention a pour objet un appareil de mesure du degré d'étanchéité d'une boîte de montre, comportant un mobile divisant entre eux deux compartiments. un circuit électrique dont l'état est changé par le déplacement dudit mobile dés qu'une différence de pression déterminée se manifeste entre les compartiments à la suite du manque d'étanchéité de la boite de montre placée dans l'un de ces compartiments, et par un compteur de temps mis en marche par ledit circuit électrique pendant la période de mesure. laquelle se termine par ledit changement d'état.
Dans un appareil de mesure connu de ce genre (brevet français
N 1440220) les deux compartiments sont séparés entre eux par une membrane élastique susceptible d'agir sur le circuit électrique et le compteur de temps. pour déterminer ladite période de mesure. II est évident que les volumes des deux compartiments ne restent pas constants pendant la période de mesure puisque la membrane se déplace lentement pendant cette période.
Dans un autre appareil de mesure connu (brevet américain
N 3092821) les volumes des compartiments restent constants pendant une premiére partie de la période de mesure mais on ne mesure pas la longueur de cette première partie de la période de mesure et on atteint toujours le même état de pression à la fin de cette première partie de la période de mesure. II est donc impossible d'avoir un résultat, même partiel, à la fin de cette période.
Pendant une deuxième période de mesure il se produit un échange de liquide entre les deux compartiments, et le volume du liquide échangé est mesuré indirectement. II est clair que les volumes des compartiments varient pendant l'échange de liquide, c'est-à-dire que la mesure s'effectue également dans des conditions volumiques variables.
En outre, dans les deux appareils connus, la fin ou le début de la période de mesure sont indiqués par la rupture ou la fermeture d'un contact électrique. Pourtant, pour les fuites extrêmement faibles qu'il y a lieu de mesurer lors du contrôle, les variations de pression, respectivement les déplacements du mobile qui sépare les deux compartiments, sont extrêmement lents et faibles. Dans ces circonstances. il est impossible d'obtenir une rupture ou une fermeture claire et définitive à un instant bien défini. On aura plutôt une fermeture ou rupture tâtonnante.
Les appareils de mesure connus où, selon les explications précédentes, on procède à la mesure dans des compartiments dont les volumes varient, présentent l'inconvénient important que la pression dans le compartiment où se trouve la montre dépend non seulement des fuites de la boîte de montre mais également des variations de volumes. Dans ces conditions, un calibrage déterminé du système n'est juste que pour une seule pression de mesure. Cependant, pour le contrôle de boites de montres, on a intérêt à faire la mesure avec différentes pressions dans une gamme très large. Une mesure à volume variable nécessiterait un calibrage particulier pour chaque pression.
La présente invention vise à éviter les inconvénients des appareils de mesure connus. L'appareil de mesure selon l'invention est caractérisé en ce que ledit mobile est maintenu dans une position initiale par des forces magnétiques. et en ce que l'état dudit circuit électrique est changé par l'écartement brusque dudit mobile de sa position initiale, contre les forces magnétiques, les volumes desdits compartiments restant ainsi constants pendant la période de mesure. Comme le mobile qui sépare les deux compartiments est maintenu dans une position déterminée par des forces magnétiques jusqu'à la fin de la période de mesure totale, les volumes des deux compartiments restent absolument constants pendant toute la période de mesure.
La fin de cette période est déterminée clairement et définitivement par l'écartement du mobile de sa position initiale contre les forces magnétiques agissant sur ce mobile. On obtient ainsi des conditions de mesure absolument claires, non seulement en ce qui concerne la constance des volumes des deux compartiments jusqu'à la fin précise de la période de mesure, mais également par la rupture claire et définitive du circuit électrique qui commande le compteur.
Si les volumes sont maintenus constants pendant toute la période de mesure, le même calibrage est valable pour toutes les pressions parce que. pour une quantité de fuite donnée, la différence de pression entre les deux compartiments qui en résulte est toujours la même indépendamment de la pression absolue initiale dans ces compartiments.
Le dessin annexé représente. à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. I est une élévation en coupe partielle de l'appareil pour des essais en surpression.
La fig. 2 est une coupe schématisée d'un détail de l'appareil pour des essais en dépression.
L'appareil se compose d'une enceinte I, divisée en deux compartiments étanches 2 et 3 au moyen d'un plateau ferromagnétique 4 et d'un soufflet élastique et ferromagnétique 5. soufflet dont une extrémité est fixée sur la face 6 du plateau et l'autre est fixée à l'enceinte I par l'intermédiaire de la base 7 et de la matière isolante 8.
Dans le compartiment 2 se trouve le logement 9 destiné à recevoir la boite de montre 10. La boîte de montre est soutenue par la cloison 11 percée de trous de communication 12. On l'introduit et on la sort de son logement en enlevant le couvercle 13.
Pendant les essais, ce couvercle est fixé d'une façon étanche à l'enceinte au moyen d'un joint toroidal 14 et des vis 15.
L'enceinte est percée à la base pour recevoir un raccord 16 destiné à la canalisation 17 qui permet l'arrivée et la vidange du gaz dans le compartiment 3.
De même, une deuxième ouverture a été pratiquée dans l'enceinte pour recevoir le raccord 18 servant à la fixation de la canalisation 19 qui permet l'arrivée et la vidange du gaz dans le compartiment 2.
Un raccord 20 réunit les canalisations 17 et 19 à la canalisation principale 21, qui porte la vanne 22. La vanne 23, placée sur la canalisation 19, permet, en particulier, d'isoler les compartiments 2 et 3 I'un de l'autre.
Au centre du compartiment 3 se trouve une tige aimantée 24, dont l'une des extrémités touche la face 6 du plateau 4, tandis que l'autre extrémité est scellée dans un joint d'isolation 25 passant à travers l'enceinte.
La vanne 23 commande un interrupteur de positionnement 26, isolé électriquement de cette vanne. Entre l'une des bornes de l'interrupteur 26 et le point de connexion 27 de la tige aimantée, se trouvent reliés en série une source de tension 28 et un compteur électrique de temps 29. La seconde borne de l'interrupteur est reliée à la base 7 par un conducteur traversant l'enceinte au milieu du bouchon d'isolation et d'étanchéité 30.
La tige aimantée 24, le plateau 4, le soufflet 5 et la base 7 étant supposés conducteurs, il s'ensuit que lorsque l'interrupteur 26 est fermé le compteur de temps 29 fonctionne.
Notons encore que, mis à part le joint 25, toutes les autres isolations pourront être supprimées si l'on prévoit une mise à la terre de l'appareil.
Le principe de fonctionnement est le suivant:
On met la boite à tester 10 dans son logement 9, puis on ferme le couvercle 13 au moyen des vis 15. On comprime ensuite le gaz d'essai à la pression voulue dans les compartiments 2 et 3, et on ferme la vanne 22. Après un certain temps d'attente, pour permettre notamment à l'éventuel affaissement de la glace de la boite de montre de s'être manifesté, on isole les deux compartiments l'un de l'autre par la fermeture de la vanne 23. Cette dernière opération enclenche le compteur de temps 29.
A partir de ce moment, la pression baisse progressivement dans le compartiment 2 si du gaz pénètre dans la boite de montre en raison de son manque d'étanchéité, alors que la pression reste constante dans le compartiment 3.
II se crée ainsi une différence de pression entre les deux compartiments qui soumet le plateau 4 à une force grandissante tendant à le séparer de la tige aimantée 24.
La séparation a lieu quand cette force dépasse celle due à l'attraction magnétique de la tige sur le plateau, si ce phénomène est le seul en cause.
Au moment où le plateau quitte la tige aimantée. le circuit électrique s'ouvre et le compteur de temps s'arrête. C'est l'indice qu'une certaine quantité de gaz a pénétré dans la boite de montre.
Si l'on opère avec un gaz donné et un volume libre constant à l'intérieur du compartiment 2, cette quantité de gaz est constante, quelle que soit la boîte testée. Elle peut être déterminée par étalonnage ou par cakul.
En divisant cette quantité de gaz par le temps pendant lequel le compteur a fonctionné on obtient le débit moyen de fuite. En fait, le cadran du compteur pourrait même être gradué directement en débits de fuites: microgrammes d'air par minute, par exemple.
Lorsque l'essai susmentionné est terminé, on ouvrira d'abord la vanne 23 et ensuite la vanne 22, afin d'évacuer en même temps le gaz dans les deux compartiments. La boite de montre pourra ensuite être récupérée en ouvrant le couvercle.
Une variante de l'exécution, schématisée en fig. 2, est à prévoir pour les essais en dépression. En effet, dans ce cas, le gaz qui sort de la boîte de montre augmente la pression dans le compartiment 2. De ce fait le plateau 4 subit une force qui le pousse vers le bas. Ainsi, pour que le dispositif fonctionne également pour des mesures en dépression, on voit qu'il suffit de placer la tige aiman tée 24 non plus comme prévoit la fig. 1, mais avec une extrémité encastrée dans la cloison 11 et avec l'autre extrémité en contact avec la face 6a du plateau 4.
La sensibilité du dispositif qui est l'objet de cette invention dépend avant tout du dimensionnement et des caractéristiques de ses différentes parties.
Une technique de nature à augmenter elle aussi la sensibilité et la fidélité de l'appareil consiste à travailler non pas avec un soufnet élastique à l'état de repos, mais armé.
Dans le cas d'essais en surpression, cet armage doit être une compression. Alors, la force de contact initiale entre la tige et le plateau est égale à la force d'attraction magnétique diminuée de la force de rappel du soumet.
II en résulte que lorsque cette force de contact est annulée par la différence de pression entre les deux compartiments, la séparation entre la tige et le plateau est aidée par le rappel élastique du soumet.
L'armage préalable du soumet peut se faire en poussant le plateau sur la tige à travers les trous 12 de la cloison Il, ou en pré- voyant de faire reculer la tige une fois en contact avec le plateau.
Notons encore qu'il est possible de remplacer la tige droite par d'autres formes d'aimant, notamment en forme de U, et de remplacer l'aimant permanent par un électro-aimant.
Pour l'arrêt du compteur, on peut également songer à exploiter, non pas l'ouverture d'un circuit électrique, mais l'apparition d'une force électromotrice induite dans une bobine, entourant directement l'aimant ou un shunt magnétique, et due à la variation du champ créée par la séparation de l'aimant du plateau.
Cette différence de pression étant due à la fuite d'une certaine quantité de gaz à travers la boite de montre placée dans l'un des compartiments, la rupture du contact précité peut être facilement exploitée afin de réaliser la mesure automatique du degré d'étanchéité de la boîte de montre soumise à l'essai.
The present invention relates to an apparatus for measuring the degree of tightness of a watch case, comprising a mobile unit dividing two compartments between them. an electrical circuit whose state is changed by the movement of said mobile as soon as a determined pressure difference appears between the compartments following the lack of tightness of the watch case placed in one of these compartments, and by a time counter started by said electric circuit during the measurement period. which ends with said change of state.
In a known measuring device of this type (French patent
N 1440220) the two compartments are separated from each other by an elastic membrane capable of acting on the electrical circuit and the time counter. to determine said measurement period. It is obvious that the volumes of the two compartments do not remain constant during the measurement period since the membrane moves slowly during this period.
In another known measuring device (US patent
N 3092821) the volumes of the compartments remain constant during a first part of the measurement period but the length of this first part of the measurement period is not measured and the same pressure state is always reached at the end of this first part of the measurement period. It is therefore impossible to have a result, even partial, at the end of this period.
During a second measurement period, an exchange of liquid occurs between the two compartments, and the volume of the exchanged liquid is measured indirectly. It is clear that the volumes of the compartments vary during the liquid exchange, that is to say that the measurement is also carried out under varying volume conditions.
In addition, in the two known devices, the end or the start of the measurement period is indicated by the breaking or closing of an electrical contact. However, for the extremely small leaks that must be measured during the check, the pressure variations, respectively the movements of the moving body which separates the two compartments, are extremely slow and small. In these circumstances. it is impossible to achieve a clear and final break or closure at a well-defined time. We will rather have a groping closure or rupture.
Known measuring devices in which, according to the preceding explanations, the measurement is carried out in compartments whose volumes vary, have the significant drawback that the pressure in the compartment where the watch is located depends not only on leaks from the watch case. shows but also variations in volumes. Under these conditions, a certain calibration of the system is only correct for one measuring pressure. However, for the control of watch cases, it is advantageous to make the measurement with different pressures in a very wide range. A variable volume measurement would require special calibration for each pressure.
The present invention aims to avoid the drawbacks of known measuring devices. The measuring device according to the invention is characterized in that said mobile is held in an initial position by magnetic forces. and in that the state of said electrical circuit is changed by the sudden separation of said mobile from its initial position, against magnetic forces, the volumes of said compartments thus remaining constant during the measurement period. As the mobile which separates the two compartments is maintained in a position determined by magnetic forces until the end of the total measurement period, the volumes of the two compartments remain absolutely constant throughout the measurement period.
The end of this period is determined clearly and definitively by the separation of the mobile from its initial position against the magnetic forces acting on this mobile. Absolutely clear measurement conditions are thus obtained, not only as regards the constancy of the volumes of the two compartments until the precise end of the measurement period, but also by the clear and definitive breaking of the electric circuit which controls the meter. .
If the volumes are kept constant throughout the measurement period, the same calibration is valid for all pressures because. for a given quantity of leakage, the resulting pressure difference between the two compartments is always the same regardless of the initial absolute pressure in these compartments.
The accompanying drawing represents. by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. I is a partial sectional elevation of the apparatus for overpressure tests.
Fig. 2 is a schematic sectional view of a detail of the apparatus for vacuum tests.
The device consists of an enclosure I, divided into two sealed compartments 2 and 3 by means of a ferromagnetic plate 4 and an elastic and ferromagnetic bellows 5. bellows, one end of which is fixed to the face 6 of the plate and the other is fixed to the enclosure I via the base 7 and the insulating material 8.
In compartment 2 is the housing 9 intended to receive the watch case 10. The watch case is supported by the partition 11 pierced with communication holes 12. It is inserted and removed from its housing by removing the cover. 13.
During the tests, this cover is fixed in a sealed manner to the enclosure by means of a toroidal seal 14 and screws 15.
The enclosure is pierced at the base to receive a connector 16 intended for the pipe 17 which allows the arrival and emptying of gas in compartment 3.
Likewise, a second opening has been made in the enclosure to receive the connector 18 used for fixing the pipe 19 which allows the arrival and emptying of gas in compartment 2.
A connector 20 joins the pipes 17 and 19 to the main pipe 21, which carries the valve 22. The valve 23, placed on the pipe 19, makes it possible, in particular, to isolate the compartments 2 and 3 from one of them. other.
In the center of compartment 3 is a magnetized rod 24, one end of which touches face 6 of plate 4, while the other end is sealed in an insulating gasket 25 passing through the enclosure.
The valve 23 controls a positioning switch 26, electrically isolated from this valve. Between one of the terminals of the switch 26 and the connection point 27 of the magnetized rod are connected in series a voltage source 28 and an electric time counter 29. The second terminal of the switch is connected to the base 7 by a conductor passing through the enclosure in the middle of the insulation and sealing plug 30.
The magnetized rod 24, the plate 4, the bellows 5 and the base 7 being supposed to be conductors, it follows that when the switch 26 is closed the time counter 29 operates.
It should also be noted that, apart from the seal 25, all the other insulations can be eliminated if the device is earthed.
The principle of operation is as follows:
The test box 10 is placed in its housing 9, then the cover 13 is closed by means of the screws 15. The test gas is then compressed to the desired pressure in the compartments 2 and 3, and the valve 22 is closed. After a certain waiting time, in order in particular to allow any collapse of the watch case crystal to appear, the two compartments are isolated from each other by closing the valve 23. This last operation starts the time counter 29.
From this moment, the pressure gradually drops in compartment 2 if gas enters the watch case due to its lack of tightness, while the pressure remains constant in compartment 3.
A pressure difference is thus created between the two compartments which subjects the plate 4 to a growing force tending to separate it from the magnetic rod 24.
The separation takes place when this force exceeds that due to the magnetic attraction of the rod on the plate, if this phenomenon is the only cause.
At the moment when the plate leaves the magnetic rod. the electrical circuit opens and the time counter stops. This is the indication that a certain quantity of gas has entered the watch case.
If one operates with a given gas and a constant free volume inside compartment 2, this quantity of gas is constant, regardless of the box tested. It can be determined by calibration or by cakul.
By dividing this quantity of gas by the time during which the meter has been operating, we obtain the average leakage rate. In fact, the meter dial could even be graduated directly into leak rates: micrograms of air per minute, for example.
When the aforementioned test is finished, first the valve 23 and then the valve 22 will be opened, in order to evacuate the gas in the two compartments at the same time. The watch box can then be retrieved by opening the cover.
A variant of the execution, shown schematically in fig. 2, is to be expected for the depression tests. Indeed, in this case, the gas which leaves the watch case increases the pressure in the compartment 2. As a result, the plate 4 is subjected to a force which pushes it downwards. Thus, in order for the device to also operate for vacuum measurements, it can be seen that it suffices to place the magnet rod 24 either as provided in FIG. 1, but with one end embedded in the partition 11 and with the other end in contact with the face 6a of the plate 4.
The sensitivity of the device which is the object of this invention depends above all on the dimensioning and the characteristics of its various parts.
One technique which is also likely to increase the sensitivity and the fidelity of the apparatus consists in working not with an elastic bellows in the resting state, but armed.
In the case of overpressure tests, this reinforcement must be compression. Then, the initial contact force between the rod and the plate is equal to the force of magnetic attraction minus the return force of the subject.
As a result, when this contact force is canceled out by the pressure difference between the two compartments, the separation between the rod and the plate is aided by the elastic return of the subject.
The pre-winding of the submissive can be done by pushing the plate on the rod through the holes 12 of the partition II, or by allowing the rod to retreat once in contact with the plate.
Note also that it is possible to replace the straight rod by other forms of magnet, in particular U-shaped, and to replace the permanent magnet with an electromagnet.
For the stop of the meter, one can also think of exploiting, not the opening of an electrical circuit, but the appearance of an electromotive force induced in a coil, directly surrounding the magnet or a magnetic shunt, and due to the variation of the field created by the separation of the magnet from the plate.
This pressure difference being due to the leakage of a certain quantity of gas through the watch case placed in one of the compartments, the breaking of the aforementioned contact can be easily exploited in order to carry out the automatic measurement of the degree of sealing of the watch case under test.