Dispositif de mesure pneumatique
Pour la mesure de diamètres intérieurs notamment les moyens mécaniques ou électroniques sont relativement mal adaptés car il est nécessaire de placer un intermédiaire tel que levier, bras mécanique, renvois, etc., entre l'organe de mesure et le point de mesure.
Les dispositifs de mesure pneumatiques présentent dans ce domaine des avantages inégalables car ils ont un effet direct sans intermédiaire mécanique ni contact avec la pièce à mesurer.
Toutefois ces dispositifs pneumatiques, bien adaptés pour l'affichage direct d'une mesure, ne peuvent pas être utilisés lorsqu'il s'agit soit d'élaborer des signaux de commande soit d'effectuer des mesures multiples ou d'opérer des opérations telles que sommes ou différences sur ces mesures.
La présente invention a pour objet un dispositif de mesure pneumatique comportant au moins une buse montée dans un tampon de mesure reliée par un conduit à une chambre de mesure alimentée en fluide sous pression et qui tend à obvier aux inconvénients précités par le fait qu'il comporte une chambre de compensation également alimentée par le fluide sous pression, par le fait que la chambre de mesure et la chambre de compensation sont séparées de façon étanche par un flotteur déplaçable sous l'effet de la différence de pression régnant dans ces deux chambres, par le fait que la chambre de compensation est reliée par un canal passant dans le flotteur à une buse de fuite située en regard d'une butée fixe, et par le fait qu'un capteur électronique délivre un signal électrique correspondant à la position du flotteur et donc à la valeur de la mesure à effectuer.
La figure unique du dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de mesure selon l'invention.
Le dispositif illustré est un dispositif de mesure pneumatique permettant une conversion de la mesure de pression en un déplacement mécanique utilisé pour actionner un capteur électronique délivrant un signal correspondant à ce déplacement mécanique et donc à cette mesure de pression.
Ainsi ce dispositif tout en maintenant tous les avantages d'une mesure pneumatique permet l'obtention de la flexibilité du traitement des mesures qui étaient jusqu'ici l'apanage des dispositifs de mesure électroniques.
Le dispositif de mesure illustré comporte un transducteur 1 et un tampon de mesure 2. Ce dernier est classique et comporte des buses de mesure 3 destinées à être placées en regard de la surface interne d'une pièce 4 dont le diamètre doit être mesuré.
Le transducteur 1 comporte un boîtier 5 renfermant un flotteur 6 fixé à ce boîtier par des lames ressorts 7 de telle façon que ce flotteur 6 puisse effectuer des déplacements de va-et-vient à l'intérieur du boîtier 5.
Des membranes étanches 8, 9 relient deux faces opposées du flotteur 6 au boîtier 5 de manière à former dans ce dernier deux chambres étanches, une chambre de mesure 10 et une chambre de compensation 11.
Les chambres de mesure 10 et de compensation 1 1 sont toutes deux reliées à une alimentation en fluide sous pression 12 par l'intermédiaire de gicleurs calibrés 13, 14 pour éviter que des variations de pression dans le circuit de distribution 12 n'influencent les résultats des mesures en cours. Cette entrée différentielle permet de supporter des variations de pression jusqu'à + 1,5 Atü par rapport à la pression nominale de mesure sans affecter ni l'indication ni la plage de la mesure.
La chambre de mesure à volume variable est reliée aux buses de mesure 3 du tampon de mesure 2 par un conduit 15 généralement flexible.
La chambre de compensation 11, également à volume variable, est reliée, par un conduit 16 pratiqué dans le flotteur 6, à une buse de fuite 17 émergeant hors du boîtier 5 par une ouverture 18. Cette buse de fuite 17 est disposée en regard d'une butée fixe 19 montée sur le boîtier 5. Cet ensemble formé par la buse de fuite 17 et la butée fixe 19 constitue l'impédance de référence pour la mesure pneumatique.
Les déplacements dans le sens de la flèche f du support 20 de la buse de fuite 17 sont mesurés par un capteur électronique 21 dont le palpeur est en contact avec ce support 20. Ce capteur électronique est également fixé sur le boîtier 5 du transducteur. Le capteur électronique 21 délivre un signal électrique correspondant à la position du support 20, c'est-à-dire du flotteur 6 par rapport au boîtier 5.
Il faut noter que la position du flotteur 6 est déterminée par l'équilibre des pressions dans les circuits pneumatiques de mesure (13, 10, 15, 3, 4) et de compensation (14, 11, 16, 17, 19); sa position est maintenue tant que la pression sur les buses de mesure 3 et la buse de fuite 17 reste constante. Dès qu'il y a une variation de pression sur les buses de mesure 3 du tampon 2, due à une variation du jeu entre ce tampon 2 et la surface à mesurer de la pièce 4, la position du flotteur 6 change jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre soit atteint. Les positions du flotteur sont mesurées en permanence par le capteur électronique 21. Ainsi le signal électrique de sortie de ce capteur électronique 21 est une fonction de la pression sur les buses de mesure 3 et donc de la dimension de la surface mesurée sur la pièce 4.
Le dispositif décrit permet donc de réaliser une mesure pneumatiquement tout en délivrant un signal de mesure électrique qui permet un traitement électronique aisé de cette information. En effet, ce signal de mesure peut être utilisé pour l'affichage de la cote de la pièce mesurée ou pour être utilisé avec d'autres signaux afin d'obtenir une valeur répondant à une fonction désirée dans laquelle la mesure de la pièce entre comme paramètre. Enfin ce signal peut être utilisé pour commander un cycle d'usinage, de contrôle ou de triage à partir de la valeur mesurée.
Dans une variante non illustrée, le flotteur 6 pourrait présenter la forme d'un piston coulissant librement mais sans jeu dans le boîtier 5. n suffit en effet que ce piston présente deux joints étanches à proximité de chacune de ses extrémités pour que le fonctionnement du dispositif ainsi modifié soit identique à celui du dispositif décrit.
Pneumatic measuring device
For the measurement of internal diameters, in particular, the mechanical or electronic means are relatively unsuitable because it is necessary to place an intermediary such as a lever, mechanical arm, deflectors, etc., between the measuring member and the measuring point.
Pneumatic measuring devices present unparalleled advantages in this field because they have a direct effect without any mechanical intermediary or contact with the part to be measured.
However, these pneumatic devices, well suited for the direct display of a measurement, cannot be used when it is a question either of developing control signals or of carrying out multiple measurements or of carrying out operations such as what sums or differences on these measures.
The present invention relates to a pneumatic measuring device comprising at least one nozzle mounted in a measuring buffer connected by a conduit to a measuring chamber supplied with pressurized fluid and which tends to obviate the aforementioned drawbacks by the fact that it comprises a compensation chamber also supplied by the pressurized fluid, by the fact that the measuring chamber and the compensation chamber are separated in a sealed manner by a float movable under the effect of the pressure difference prevailing in these two chambers, by the fact that the compensation chamber is connected by a channel passing through the float to a leakage nozzle located opposite a fixed stop, and by the fact that an electronic sensor delivers an electrical signal corresponding to the position of the float and therefore to the value of the measurement to be performed.
The single figure of the appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the measuring device according to the invention.
The illustrated device is a pneumatic measuring device allowing conversion of the pressure measurement into a mechanical displacement used to actuate an electronic sensor delivering a signal corresponding to this mechanical displacement and therefore to this pressure measurement.
Thus, this device, while maintaining all the advantages of a pneumatic measurement, makes it possible to obtain the flexibility in the processing of measurements which were hitherto the prerogative of electronic measurement devices.
The illustrated measuring device comprises a transducer 1 and a measuring buffer 2. The latter is conventional and comprises measuring nozzles 3 intended to be placed opposite the internal surface of a part 4 whose diameter is to be measured.
The transducer 1 comprises a housing 5 containing a float 6 fixed to this housing by leaf springs 7 so that this float 6 can move back and forth inside the housing 5.
Tight membranes 8, 9 connect two opposite faces of the float 6 to the housing 5 so as to form in the latter two sealed chambers, a measuring chamber 10 and a compensation chamber 11.
The measuring chambers 10 and compensation 1 1 are both connected to a supply of pressurized fluid 12 via calibrated nozzles 13, 14 to prevent pressure variations in the distribution circuit 12 influencing the results. measures in progress. This differential input makes it possible to withstand pressure variations of up to +1.5 Atü compared to the nominal measurement pressure without affecting either the indication or the measurement range.
The variable volume measuring chamber is connected to the measuring nozzles 3 of the measuring buffer 2 by a generally flexible conduit 15.
The compensation chamber 11, also of variable volume, is connected, by a duct 16 formed in the float 6, to a leakage nozzle 17 emerging from the housing 5 through an opening 18. This leakage nozzle 17 is placed opposite 'a fixed stop 19 mounted on the housing 5. This assembly formed by the leakage nozzle 17 and the fixed stop 19 constitutes the reference impedance for the pneumatic measurement.
The movements in the direction of arrow f of the support 20 of the leakage nozzle 17 are measured by an electronic sensor 21, the feeler of which is in contact with this support 20. This electronic sensor is also fixed on the housing 5 of the transducer. The electronic sensor 21 delivers an electrical signal corresponding to the position of the support 20, that is to say of the float 6 with respect to the housing 5.
It should be noted that the position of the float 6 is determined by the balance of the pressures in the pneumatic measurement (13, 10, 15, 3, 4) and compensation (14, 11, 16, 17, 19) circuits; its position is maintained as long as the pressure on the measuring nozzles 3 and the leakage nozzle 17 remains constant. As soon as there is a pressure variation on the measuring nozzles 3 of the buffer 2, due to a variation in the clearance between this buffer 2 and the surface to be measured of the part 4, the position of the float 6 changes until that a new equilibrium is reached. The positions of the float are continuously measured by the electronic sensor 21. Thus the electrical output signal of this electronic sensor 21 is a function of the pressure on the measuring nozzles 3 and therefore of the dimension of the surface measured on the part 4 .
The device described therefore makes it possible to carry out a measurement pneumatically while delivering an electrical measurement signal which allows easy electronic processing of this information. Indeed, this measurement signal can be used for displaying the dimension of the measured part or to be used with other signals in order to obtain a value corresponding to a desired function in which the measurement of the part enters as setting. Finally, this signal can be used to control a machining, checking or sorting cycle from the measured value.
In a variant not shown, the float 6 could have the form of a piston sliding freely but without play in the housing 5. In fact, it is sufficient for this piston to have two tight seals near each of its ends for the operation of the device thus modified is identical to that of the device described.