Procédé de mesure du nombre de casses d'un faisceau d'éléments filiformes en fonction de leur allongement et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne un procédé de mesure du nombre de casses d'un faisceau d'éléments filiformes, par exemple des fibres, fils, câbles, etc., en fonction de leur allongement, ainsi qu'un appareil permettant la mise en oeuvre dudit procédé.
Plus particulièrement, l'invention est appliquée à la mesure Ide la finesse gravimétrique des fibres naturelles telles que les fibres de lin.
Le procédé de mesure selon l'invention, qui consiste à soumettre le faisceau d'éléments filiformes fixé à chacune de ses extrémités dans une pince à un effort de traction et à compter le nombre de casses, est caractérisé en ce qu'on capte les vibrations produites par les casses des éléments filiformes et transmises aux deux pinces de fixation du faisceau, on transforme les impul- sions engendrées dans une de ces pinces par lesdites casses en des signaux électriques susceptibles d'être enregistrés et on enregistre l'allongement du faisceau d'éléments filiformes en même temps que les impulsions engendrées dans l'une des pinces.
Les signaux électriques peuvent être utilisés pour commander un compteur numérique ou un enregistreur graphique.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui comporte sur un bâti: une pince fixe et une pince mobile, entre lesquelles est fixé le faisceau d'éléments filiformes, et des moyens pour déplacer suivant l'axe de ce faisceau la pince mobile, de manière à soumettre progressivement ledit faisceau à un effort de traction croissant, est caractérisé en ce qu'une des deux pinces est munie d'un capteur d'impulsions faisant partie d'un dispositif électronique permettant de transformer le signal vibratoire engendré dans la pince en un signal électrique et que le dispositif électronique est connecté à un compteur d'impulsions et/ou à un enregistreur graphique.
D'une façon avantageuse, le capteur d'impulsions est monté sur la pince fixe.
Dans une forme d'exécution préférée, le dispositif électronique permet de transformer des signaux vibratoires brefs d'amplitude supérieure à une amplitude prédéterminée réglable en signaux électriques de forme rec- tangulaire à des fins de comptage ou d'enregistrement, et comporte, en plus du capteur d'impulsions: un amplificateur relié au capteur et susceptible de délivrer un signal électrique qui est l'image du signal vibratoire dû aux impulsions engendrées dans la pince; un discriminateur de signaux d'après leur amplitude connecté à l'amplificateur et transmettant les signaux dont l'amplitude est supérieure à une amplitude prédéterminée réglable; un intégrateur branché sur le discriminateur et transformant l'ensemble des signaux électriques correspondant au même signal vibratoire en un signal continu;
et enfin un dérivateur relié à l'intégrateur et suivi d'un écrêteur transformant ce signal continu en un signal bref de forme rectangulaire.
Le capteur est constitué, de préférence, par un microphone du type électromagnétique comportant un aimant et une bobine fixe, ainsi qu'une membrane placée dans l'entrefer, les bornes de la bobine étant connectées à l'amplificateur.
Selon une forme d'exécution, la membrane du capteur est solidaire de la pince fixe par l'intermédiaire d'une tige métallique de liaison, tandis que le corps du capteur est solidaire du bâti de l'appareil.
La tige de liaison peut être guidée dans un amortisseur.
L'objet de la présente invention sera encore mieux compris à l'aide de la description suivante d'un mode
de réalisation non limitatif et à-l'aide du dessin annexé
sur lequel:
la fig. 1 est une vue schématique latérale de l'appa
reil conforme à l'invention.
La fig. 2 est une we plus détaillée et partiellement
en coupe de la pince fixe et du capteur d'impulsions de
l'appareil.
La fig. 3 est un schéma synoptique d'un exemple
de réalisation du dispositif électronique conforme à
l'invention.
Les fig. 4a, 4b, 4c, 4d et 4e représentent l'allure
des signaux délivrés par chacun des composants du dis-
positif électronique et
la fig. 5 représente un schéma de montage détaillé
d'un exemple de réalisation du dispositif électronique.
L'appareil conforme à l'invention comprend un
bâti 1 sur lequel sont montés plusieurs paliers de support
2, 3, 4 pour la pince fixe 5 et la pince mobile 6 dite de
traction. Les deux pinces 5, 6 sont alignées axialement
et comportent des mors amovibles et réglables 5a et 6a
permettant de fixer entre les deux pinces un faisceau ou
échantillon 7 d'éléments filiformes tels que les fibres, - fils, câbles, etc. La pince de traction 6 est munie d'une
tige tractrice 8 comportant, d'une part, une partie lisse
8a axialement rainurée et guidée dans le palierde sup
port 3, et d'autre part, une partie filetée en vis sans fin
8b guidée dans le palier de support 4 qui est lisse à l'in
térieur.
Une roue dentée à l'extérieur 9 et engagée sur
la vis sans fin 8b par son alésage taraudé prend appui
sur la face latérale du palier 4 par l'intermédiaire d'un
roulement à billes non représenté. La roue dentée 9
engrène avec un pignon 10 entraîné au moyen d'un mo
teur 1 1 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 12.
La pince dite fixe 5 est montée dans le palier sup
port 2 par l'intermédiaire d'un amortisseur 12 qui en
toure une tige métallique 13 solidaire, d'une part, de la
pince fixe 5 et d'autre part, d'un capteur de vibrations
14 dont le corps est rigidement monté sur le bâti 1.
Comme on peut le voir sur la fig. 2, la pince dite
fixe 5 est solidaire d'une membrane 15 du capteur 14
par l'intermédiaire de-la tige 13. - La membrane 15 est
disposée dans une chambre 16 du capteur 14 et dans
l'entrefer d'un aimant 17 muni d'une bobine fixe 18. Le
bord de la membrane 15 repose sur le bord interne
d'une ouverture 19 reliant la chambre 16 à l'extérieur.
Tel qu'il est représenté sur la- fig. 3, le dispositif
électronique comporte le capteur d'impulsions 14 sus
ceptible de délivrer un signal électrique tel que celui
représenté sur la fig. 4a et qui est l'image du signal
vibratoire capté (sinusoïdale amortie). Ce capteur 14 est
suivi d'un amplificateur 22 délivrant un signal dont
1'-aliure est représentée sur la fig. 4b. Cét amplificateur
22 alimente une cellule 23 comportant essentiellement
un discriminateur des signaux d'après leur amplitude et
un intégrateur. L'image du signal -délivré par cette cel
lule 23 est représentée sur la fig. 4c sur laquelle le seuil
de discrimination est représenté par le trait interrompu
24.
Ainsi, le signal réellement transmis par la cellule 23
correspond seulement à la portion de signal située au
dessus du niveau de référence 24. La cellule 23 alimente
une cellule 25 comportant un dérivateur associé à un
amplificateur et qui permet de transformer la portion
de signal située au-dessus du niveau due référence 24 en
un signal plus bref, dont l'allure est représentée sur la
fig. 4d. Le dérivateur-amplificateur 25 est suivi par un
écrêteur- 26 associé - éventuellement à un amplificateur
et transformant le -signal--délivré par le dérivateur 25 en
un signal bref de forme rectangulaire dont l'allure est
représentée sur la fig. 4e.
Le signal qui apparaît ainsi
à la sortie 27 de l'écrêter 26 peut être utilisé à volonté
à des fins de comptage et/ou d'enregistrement.
Dans l'exemple de réalisation du dispositif électro
nique représenté sur la fig. 5, les signaux délivrés par
le capteur 14 apparaissent entre les bornes d'entrée 28
et 29 du dispositif électronique proprement dit. L'ampli
ficateur 22 est constitué par deux penthodes 30 et 31
connectées à une source de courant continu à haute
tension dont la borne négative est connectée à la masse
32. La polarisation de la cathode 30a de la penthode 30
est assurée au moyen d'une résistance 33 reliée à la
masse 32, un condensateur 34 étant monté aux bornes
de la résistance 33. La charge de la plaque 30b de la
penthode 30 est assurée au moyen d'une résistance 35
reliée à la borne positive 36 de la source de courant
continu.
La polarisation de la grille écran 30c de la
penthode 30 est assurée au moyen d'une résistance 37
reliée à la borne positive 36 de la source de courant
continu, un condensateur 38 reliant ladite grille écran
30c Åa la masse 32. De la même manière, la polarisation
de la grille de commande 30d de la penthode 30 est
assurée aumoyen -d'une- résistance 39 reliée à la masse
32, La borne d'entrée 28 du -dispositif -est reliée à la
grille de commande 30d de ladite penthode, tandis que
la borne d'entrée 29 est reliée à. la masse 32.
De la même manière, les polarisations de la cathode 31 a de
la plaque 31b et de la grille-écran 31c sont assurées au
moyen respectivement des résistances 40, 41 et 42, la
grille-écran 31c étant en outre reliée à la masse par
l'intermédiaire d'un condensateur 43. La plaque 30b
de la penthode 30 est reliée à la grille de commande
31d de la penthode 31 par l'intermédiaire d'un conden
sateur 44 et d'un potentiomètre 45-reliés à la masse 32,
le curseur mobile 45a du potentiomètre 45 étant relié
à la grille de commande 31 d. Ce potentiomètre 45 per
met de régler le coefficient d'amplification des pen
thodes 30 et 31.
Le discriminateur des signaux 23 d'après leur ampli
tude est constitué par une diode 46 dont la plaque 46a
est reliée à la masse 32 par l'intermédiaire d'une résis
tance 47 et dont la cathode 46b est polarisée au moyen
d'un potentiomètre 48 relié à la masse 32 et d'une résis
tance 49 connectée entre le curseur mobile 48a du
potentiomètre 48 et la borne positive 36 à la source
de courant continu. La transmission des signaux
de l'amplificateur au discriminateur, c'est-à-dire de la
penthode 31 à la diode 46 est assurée au moyen d'un
condensateur 50 connecté entre la plaque 31b et la pla
que 46a.
La diode 46 est suivie par une triode 51 dont
la cathode 51a et la plaque 51b sont polarisées respec
tivement au moyen des résistances 52 et 53, un conden
sauteur 54 étant branché aux bornes de la résistance 52
et un condensateur 55 reliant la plaque 51b à la masse
32. La polarisation de la grille 51c est assurée au moyen
d'un potentiomètre 56 relié à la masse 32. L'alimenta
tion de la triode 51 est réalisée au moyen d'une résis
tance 57 branchée entre la cathode 46b - et le curseur
mobile 56a du potentiomètre 56, un condensateur 58
reliant la cathode 46b à la masse 32 et étant associé à
une résistance 59 montée entre les bornes dudit conden
sateur 58.
La résistance 57 associée au condensateur 58
joue le rôle d'un intégrateur. La triode 51 a essentiel
lement un rôle d'amplificateur, le gain de l'amplifica-
teur étant susceptible d'être réglé par la position du cur
seur 56a du potentiomètre 56 La triode 51 est suivie par une deuxième triode 60 montée en écrêteur. Les polarisations de la cathode 60a et de l'anode 60b sont assurées respectivement au moyen des résistances 61 et 62, un condensateur 63 étant monté aux bornes de la résistance 61. La polarisation de la grille 60c de la triode 60 est assurée au moyen d'une résistance 64 reliée à la masse 32. La commande de la triode 60 est assurée au moyen d'un condensateur 65 branché entre la plaque 51b et la grille 60c.
Le condensateur 65 et la résistance 64 constituent le dérivateur 25 représenté sur la fig. 3.
Le signal de sortie de ce circuit électronique est recueilli entre une borne 66 reliée à la plaque 60b par l'intermédiaire d'une résistance 67 et une borne 68 reliée à la masse 32. Aux bornes de sortie 66, 68 est connecté un compteur d'impulsions non représenté, par exemple d'une capacité d'enregistrement de 250 tops par seconde et/ou un enregistreur graphique.
Le procédé de mesure conforme à l'invention consiste à soumettre l'échantillon 7, par exemple constitué par un faisceau de fibres de lin dont les extrémités sont fixées dans des pinces, à un effort de traction croissant, à capter les vibrations produites par les casses de fibres sous l'effet de leur allongement et transmises à au moins une des pinces de fixation du faisceau, à transformer les impulsions engendrées dans une de ces pinces par lesdites casses en un signal électrique amplifié et de forme rectangulaire et à compter électriquement et/ou à enregistrer graphiquement les informations données par le signal électrique.
La pince mobile 6 est déplacée axialement vers la droite, au moyen des organes 9, 10, 1 1 et 12, à une vitesse constante d'une valeur par exemple comprise entre 0,1 et 4mm/minute.
Bien entendu, cette vitesse dépend des propriétés d'allongement des éléments filiformes examinés. Lorsqu'une fibre casse, la vibration qui en résulte, par l'intermédiaire de la tige 13 est transmise à la membrane 15 dont la dimension est telle, qu'elle résiste aux efforts de traction envisagés et transforme la vibration en un signal de sinusoïde amortie de courte durée et de fréquence élevée. Le signal produit dans le capteur 14 présente l'allure représentée sur la fig. 4a. Ce signal est appliqué aux bornes d'entrée 28, 29, du dispositif électronique (voir fig. 5). Le signal amplifié délivré par l'amplificateur 30, 31 et qui traverse le condensateur 50 a l'allure représentée sur la fig. 4b. Le coefficient d'amplification de cet amplificateur 30, 31 dépend essentiellement de la position du curseur 45a sur le potentiomètre 45.
Le signal d'alternances positives et négatives est ensuite transmis par la diode 46 qui supprime toutes alternances négatives et dont le seuil de discrimination correspondant au niveau 24 représenté sur la fig. 4c peut être réglé au moyen du potentiomètre 48 et de son curseur 48a. Ainsi, les inévitables bruits parasites ne sont pas transmis. Le signal redressé est alors intégré par le condensateur 58 et présente alors l'allure de la courbe indiquée sur la fig. 4c. Ce signal est amplifié par la triode 51 et transmis à la triode 60 après avoir été dérivé (voir fig. 4d). Après avoir été écrêté par la triode 60 qui est montée en amplificateur saturé, le signal est transmis à la sortie 66 et présente l'allure représentée sur la fig. 4e.
L'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation décrit et représenté mais en couvre au contraire toutes les variantes en ce qui concerne en particulier le type de capteur et d'amplificateurs utilisés, la nature du discriminateur, celle de l'intégrateur, celle du dérivateur et celle de l'écrêteur. De même on peut, sans sortir du cadre de l'invention, placer l'intégrateur avant ou après le discriminateur ou bien encore placer l'amplificateur constitué par la triode 31 avant ou après le dérivateur.
L'appareil précédemment décrit se prête en particulier à la mesure de la finesse gravimétrique des fibres naturelles, telles que les fibres de lin. On sait que la finesse gravimétrique F exprimée en décitex est déterminée par la relation:
P
NL où N est le nombre de casses enregistrées sur l'appareil,
P le poids de l'éprouvette en mg, et L la longueur de l'éprouvette en mm, L étant connu en fonction de la distance initiale entre pinces, et P par pesée des éléments de l'éprouvette rompue.
Le procédé et l'appareil conformes à l'invention se prêtent à de nombreuses applications industrielles ; ainsi, les casses des fils câblés tels que des fils pour pneu peuvent être comptées d'une facon avantageuse selon le procédé conforme à l'invention. Un enregistrement graphique simultané, suivant l'abscisse et l'ordonnée respectivement de l'allongement de l'échantillon et du nombre de casses correspondant respectivement, permet l'étude de la distribution des fréquences de casses en fonction de l'allongement.
REVENDICATIONS
I. Procédé de mesure du nombre de casses d'un faisceau d'éléments filiformes en fonction de leur allongement, procédé consistant à soumettre le faisceau d'éléments filiformes fixé à chacune de ses extrémités dans une pince à un effort de traction et à compter le nombre de casses, caractérisé en ce qu'on capte les vibrations produites par les casses des éléments filiformes et transmises aux deux pinces de fixation du faisceau; on transforme les impulsions engendrées dans une de ces pinces par lesdites casses en des signaux électriques susceptibles d'être enregistrés et on enregistre l'allongement du faisceau d'éléments filiformes en même temps que les impulsions engendrées dans une de ces pinces.