CH415884A

CH415884A - Dispositif pour détecter la présence de particules conductrices d'électricité dans une matière non conductrice

Info

Publication number: CH415884A
Application number: CH670664A
Authority: CH
Inventors: Nelson Williamson Dav Theodore; Ballantyne Muir Dougla William
Original assignee: Molins Machine Co Ltd
Priority date: 1963-05-23
Filing date: 1964-05-22
Publication date: 1966-06-30
Also published as: FR1397651A; BE648285A; US3381217A; JPS4324159Y1; GB1092362A; DE1448359A1

Description


  
 



  Dispositif pour détecter la présence de particules   conductrices    d'électricité
 dans une matière non conductrice
 La présente invention se rapporte à un dispositif pour détecter la présence de particules conductrices d'électricité dans une matière non conductrice. De tels détecteurs sont utiles dans diverses industries, par exemple dans la fabrication de confitures, le produit contient assez souvent des particules de rouille provenant de la bande métallique employée pour emballer le fruit, et un autre exemple est dans la fabrication de cigarettes où les machines à fabriquer les cigarettes peuvent comprendre un ruban de support de tabac formé de fil de fer tissé et lorsque de tels rubans s'usent, des particules de fil peuvent se séparer du ruban et se mélanger avec le tabac, se trouvant finalement dans les cigarettes produites.



   Divers dispositifs ont été réalisés pour détecter des particules métalliques dans un tel cas, par exemple, où des particules sont nécessairement ou habituellement en matière magnétique, on peut alors utiliser des moyens magnétiques pour déceler leur présence.



   L'objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif pour détecter la présence de particules métalliques ou autrement conductrices d'électricité dans une matière non conductrice qui réagit rapidement et détectera la présence de toute matière conductrice d'électricité qu'elle ait ou non des propriétés magnétiques appréciables.



   Selon la présente invention, il est prévu un dispositif pour détecter la présence de particules conductrices d'électricité dans une matière non conductrice, comportant un oscillateur monté pour fournir son débit à un circuit diviseur de tension composé d'une résistance en série avec un circuit accordé contenant une inductance, et des moyens pour produire un signal de commande lorsque la tension oscillante dans le circuit accordé change sensiblement chaque fois que la valeur de ladite inductance varie grâce à un mouvement d'une particule métallique dans ou hors du champ de ladite inductance.



   On se rendra compte que si une matière quelconque métallique ou conductrice d'électricité se trouve en grandes pièces, alors lorsqu'une pièce pénètre dans le champ de l'inductance, la tension oscillante dans le circuit accordé changera sensiblement et restera à sa nouvelle valeur aussi longtemps que la pièce de matière conductrice demeure dans ledit champ.



  Toutefois, étant donné qu'il soit rarement désirable de faire une distinction voulue entre de grandes et petites pièces de matière conductrice, il est préférable de créer un signal de commande comme conséquence du changement réel de la tension oscillante plutôt que de produire le signal de commande en réponse à l'établissement   d'un    nouveau niveau de cette tension quoique cette dernière disposition est également possible.



     I1    est préférable d'utiliser un circuit accordé parallèle en série avec une résistance de telle valeur que dans la condition normale du dispositif, c'est-à-dire quand aucune matière conductrice à détecter ne se trouve dans le champ de l'inductance, la tension oscillante dans le circuit accordé est de l'ordre de la moitié de la tension de sortie totale fournie au circuit diviseur de tension par l'oscillateur. L'effet d'introduire de la matière conductrice d'électricité dans le  champ   de - I'inductance,    est de changer la valeur de l'inductance et de réduire la qualité du circuit accordé, par suite de la perte d'énergie oscillante résultant de la création de courants de Foucault dans la matière conductrice. Ceci, bien entendu, affecte le rapport de division de la tension du circuit diviseur de tension.



   Pour produire le signal de commande nécessaire, il est préférable de monter un circuit détecteur contenant une diode dans le circuit accordé et ensuite d'appliquer le débit du circuit détecteur à un amplificateur couplé à courant alternatif contenant ou suivi d'un circuit d'étirage de pulsations. Avec une telle disposition, lorsqu'il y a un changement dans la tension oscillante dans le circuit accordé, le circuit détecteur fournira à l'amplificateur une pulsation et après amplification et étirage, cette pulsation peut être utilisée comme signal de commande, par exemple, elle peut être appliquée à un relais.



   Lorsque, par exemple, un tel dispositif est employé dans une machine à fabriquer des cigarettes à baguette continue, l'inductance peut être placée à proximité du parcours de la baguette de cigarette avant que cette dernière ne soit coupée en cigarettes individuelles de sorte que toutes particules métalliques dans la baguette traversent le champ de l'inductance et ensuite la pulsation étirée peut être appliquée à un relais lequel lorsqu'il fonctionne déclenche un circuit de commande de la machine pour arrêter la machine ou temporairement dévier les cigarettes distribuées par la machine dans un conduit de sortie différent du conduit normal de sorte que les cigarettes contenant ou pouvant contenir des particules métalliques, peuvent être séparées de celles exemptes de tels corps étrangers.

   Lorsqu'une déviation temporaire doit être effectuée, on doit bien entendu tenir compte du temps nécessaire pour les cigarettes de se déplacer de la position à laquelle elles passent devant   l'indue    tance à la position à laquelle elles peuvent être déviées, mais une telle concession peut être réalisée en incorporant des circuits de retardement classiques ou autres dispositions entre le dispositif et les moyens, quels qu'ils soient, prévus pour dévier les cigarettes.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de   l'inven-    tion.



   La fig. 1 est un schéma en bloc d'un dispositif selon l'invention.



   La fig. 2 est un schéma détaillé d'un circuit approprié pour le dispositif de la fig. 1.



   Comme le montre le dessin, le dispositif comporte un oscillateur I dont le débit est fourni à un circuit diviseur de tension 2 composé d'une résistance   R    en série avec un circuit accordé parallèle (de réactance)
T comprenant un condensateur C et une inductance
L. A partir du circuit diviseur de tension 2, la tension dans le circuit accordé T est employée comme débit et est appliquée à un circuit détecteur 3 à courant alternatif à un circuit d'étirage de pulsations 5. Le débit du circuit d'étirage de pulsations 5 constitue
 un signal de commande désiré sortant par la borne 6.



   Un tel dispositif est commodément   employé    en
 combinaison avec une machine à fabriquer des ciga
 rettes à baguette continue (non représentée) et dans
 une telle application du dispositif l'inductance L du
 circuit accordé T du circuit diviseur de tension 2
 sera montée en un point approprié sur la machine
 à fabriquer des cigarettes de sorte que la baguette de
 cigarette produite passe à   proximité    de l'inductance
 L et dans son champ magnétique, et sur le dessin,
 la baguette est indiquée schématiquement par le chif
 fre 7. Ladite baguette peut contenir des particules
 métalliques ou autrement conductrices d'électricité 8.



   Egalement, dans cette application de ce dispositif,
 la borne 6 à laquelle paraît le signal de commande
 produit par le dispositif sera reliée à un relais 9,
 ledit relais étant monté dans ou associé à des circuits
 de commande de la machine à fabriquer   drs    cigaret
 tes, de sorte que lorsqu'un signal de commande est
 distribué au relais 9 par le dispositif, la machine à
 fabriquer des cigarettes s'arrêtera ou son débit sera
 temporairement dévié selon le désir.



   Le fonctionnement du dispositif représenté est brièvement   comme    suit: l'oscillateur 1 produit un
 débit constant qui est distribué au circuit diviseur de
 tension 2 et une fraction de la tension de sortie de
 l'oscillateur paraît dans le circuit accordé   T    et est
 donc appliquée à l'entrée du circuit détecteur 3. La
 valeur de ladite fraction dépend des valeurs compo
 santes dans le circuit diviseur de tension et est de pré
 férence de l'ordre d'une moitié.

   Tant qu'une baguette
 de cigarettes ne contenant pas de matière conduc
   tance    d'électricité ou de matière magnétique passe
 dans le champ de l'inductance L, le signal reçu par
 le circuit détecteur 3 sera régulier et le circuit 3
 fournira un débit à courant continu constant et par
 conséquent aucun signal ne sera fourni à la sortie
 de l'amplificateur 4 étant donné que celui-ci est un
 amplificateur à courant alternatif. Dès qu'une parti
 cule métallique 8 (ou toute particule conductrice
 d'électricité ou magnétique) est portée dans le champ
 de l'inductance L par la baguette de cigarettes, il y
 aura un changement dans la qualité du circuit
 accordé T grâce à la création de courants de Fou
 cault dans la particule conductrice et un changement
 résultant dans la caractéristique de l'inductance L.



   Il s'ensuivra également que le rapport effectif du
 circuit diviseur de tension changera et étant donné
 que la puissance absorbée qu'il reçoit de l'oscillateur
 1 ne varie pas, il y aura un changement dans le
 signal reçu par le circuit détecteur 3 et un change
 ment qui en résulte dans le débit à courant continu
 que le circuit fournit. Ce changement ou pulsation
 sera amplifié par l'amplificateur à courant alternatif
 4 et étiré dans le circuit d'étirage de pulsations 5
 pour produire une pulsation de grandeur utile à la
 borne 6.



   Le choix de la fréquence de l'oscillateur dépend
 des circonstances dans lesquelles le dispositif doit
 être employé, mais en général, les meilleurs résultats  sont obtenus avec la fréquence la plus élevée possible. Dans l'exemple cité, où le dispositif est employé en combinaison avec une machine à fabriquer des cigarettes, on a trouvé qu'il existe une limite supé  rieure    pratique pour la fréquence de l'oscillateur, imposée par le fait que le tabac contient une quantité appréciable d'humidité et est par conséquent à un certain degré, conducteur d'électricité et du fait de ce facteur, on a trouvé qu'une fréquence de 5 mégacycles par seconde, est la valeur la meilleure.



  On se rendra compte évidemment que lorsqu'un dispositif incorporant l'invention est employé en combinaison avec un typa quelconque de machine, le montage correct de l'inductance L par rapport aux parties conductrices d'électricité de la machine a de l'importance et en général l'inductance devrait être beaucoup plus près de la position ou parcours dans lequel la matière conductrice à détecter peut paraître que d'une partie conductrice quelconque de la machine même.



   Se référant à la fig. 2, celle-ci montre en détail un circuit approprié pour le dispositif décrit ci-dessus, en se référant à la fig. 1. Les diverses sections sont identifiées par les mêmes références que celles employées sur la fig. 1, et on se rendra compte que les circuits utilisés dans les diverses parties du dispositif, sont de types bien connus dans le métier par conséquent, on ne donnera aucune explication détaillée du circuit de la fig. 2.



   On remarquera brièvement que le circuit représenté utilise des transistors partout, étant donné que leurs avantages propres de petite dimension et de faibles exigences de puissance, sont particulièrement avantageuses dans les dispositifs tels que ceux incorporant la présente invention dom la fonction est purement accessoire. L'oscillateur comporte un transistor unique TR1 avec un couplage inductif entre sa base et les circuits collecteurs. L'amplificateur contient trois transistors, le premier transistor TR2 étant monté sous forme d'émetteur-accompagnateur pour produire une impédance à puissance d'entrée élevée évitant un amortissement non désiré du circuit accordé, tandis que les deux transistors restants TR3,
TR4 sont employés dans des circuits émetteurs mis à la terre.

   Les transistors TR5, TR6 se trouvent dans le circuit d'étirage de pulsations, dont le fonctionnement peut être brièvement décrit en disant que le signal de commande amplifié amène le condensateur
C à se charger par le transistor TR5 et la résistance
R, la décharge dudit   condansateur    s'effectuant par la résistance RD sous la commande du transistor
TR6. Etant donné que la résistance RD a une valeur beaucoup plus grande que la résistance RC, la décharge du condensateur prend beaucoup plus de temps que la charge, produisant un effet d'étirage de pulsations.



   Le transistor TR7 est associé à un interrupteur de remise en place manuel RS, et le transistor TR8 forme partie d'un réseau stabilisateur dans un ensemble de source d'énergie PSU.



   Le relais 9 de la fig. 1 paraît sur la fig. 2 comme le relais RLi ; dans ce relais, les contacts   RLl-l    sont reliés à une série de bornes MC, qui peuvent être reliées aux circuits de commande d'une machine associée, tandis que les contacts RLI-2 servent à actionner une lampe FL indicatrice de défaut chaque fois qu'une particule conductrice d'électricité est détectée.



   (On remarquera que la fig. 2 est pour plus de commodité dessinée en trois sections, indiquées par les fig. 2A, 2B et 2C ; ces trois parties peuvent être réunies côte à côte, avec la fig. 2A sur la gauche,   la fig. 2B 3 au centre et la fig. 2C sur la droite).   



   Pour certains buts, il peut être préférable d'employer la tension dans la résistance R comme sortie du circuit diviseur de tension, on se rendra compte que chaque fois qu'il y a un changement dans la tension dans le circuit accordé, il y aura un changement égal et opposé dans la tension dans la résistance pour tout niveau constant donné de la sortie de l'oscillateur.

Claims

REVENDICATION Dispositif pour détecter la présence de particules conductrices d'électricité dans une matière non conductrice, comportant un oscillateur monté pour fournir son débit à un circuit diviseur de tension composé d'une résistance en série avec un circuit accordé contenant une inductance, et des moyens pour produire un signal de commande lorsque la tension oscillante dans ledit circuit accordé change sensiblement chaque fois que la valeur de ladite inductance varie grâce au mouvement d'une particule conductrice d'électricité dans et hors du champ de ladite inductance.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que les moyens pour produire le signal de commande sont disposés pour fonctionner en réponse à un changement dans la tension oscillante.

2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que les moyens pour produire le signal de commande sont disposés pour fonctionner en réponse à un niveau établi de ladite tension oscillante.

3. Dispositif selon la revendication et les sousrevendications 1 et 9, caractérisé en ce que le circuit accordé est un circuit accordé parallèle et que la résistance a une telle valeur que dans la condition normale du dispositif, c'est-à-dire lorsque aucune particule conductrice d'électricité à détecter ne se trouve dans le champ de l'inductance, la tension oscillante dans le circuit accordé est de l'ordre de la moitié de la tension de sortie totale fournie au circuit diviser de tension par l'oscillateur.

4. Dispositif selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour produire le signal de commande comportent un circuit détecteur contenant une diode reliée dans le circuit, accordé et n amplificateur cou plé à courant alternatif monté pour recevoir le débit dudit circuit détecteur, ledit amplificateur contenant, ou étant suivi, d'un circuit d'étirage de pulsations.

5. Dispositif selon la revendication et les sousrevendications 1 à 4, utilisé avec une machine à fabriquer des cigarettes, caractérisé en ce que l'indue- tance étant placée à proximité du parcours de la baguette de cigarettes, avant que cette dernière ne soit coupée en cigarettes individuelles, il comprend un relais disposé pour recevoir le signal de commande dudit dispositif et déclencher un circuit de commande de la machine en réponse audit signal.