CH621199A5

CH621199A5 -

Info

Publication number: CH621199A5
Application number: CH585578A
Authority: CH
Inventors: Norbert Coster
Original assignee: Sofisa Societe Financiere Sa
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1978-05-29
Publication date: 1981-01-15
Also published as: GB2021786A; FR2427581A1; FR2427581B1; DE2921082A1; FI791659A

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de l'isolation d'un conducteur électrique, destiné à être placé sur une ligne d'extrusion et comportant, d'une part, un capteur équipé d'une ou de plusieurs électrodes et de moyens de guidage du conducteur qui lui font suivre un chemin déterminé par rapport à la ou aux électrodes et, d'autre part, un circuit de mesure connecté à la ou aux électrodes.

On sait que, dans bien des cas, au cours de la fabrication des conducteurs électriques isolés avec de la matière plastique dans une ligne d'extrusion, il est nécessaire de contrôler en permanence les qualités géométriques et physiques de la couche isolante formée sur l'âme du fil conducteur. Dans l'isolation du fil téléphonique, il est essentiel que l'âme soit concentrique à la surface extérieure de l'isolant. En effet, les déséquilibres de capacité, des quartes et des paires dépendent directement de la concentricité de l'isolation des fils individuels.

On connaît déjà des dispositifs de contrôle qui donnent une valeur moyenne de l'épaisseur de l'isolant en mesurant la capacité

de l'âme du fil par rapport à une électrode extérieure. Dans des réalisations pratiques connues, l'électrode extérieure est constituée par l'eau du bac de refroidissement que le conducteur traverse en sortant de la tête d'extrusion. Ces dispositifs de contrôle ne permettent de vérifier la concentricité de l'âme que d'une manière indirecte si, par exemple, on effectue en même temps une mesure directe du diamètre de la couche isolante.

Certains dispositifs de contrôle qui ont été proposés récemment permettent de mesurer l'épaisseur de l'isolant dans différentes directions radiales par rapport au fil. Ainsi, selon le brevet US N° 3923439, le fil isolé traverse un appareillage qui comprend des sondes ultra-sonores et des capteurs détectant les deux échos formés respectivement par la surface extérieure de l'isolation et la surface de l'âme du fil.

Le brevet US N° 3748577, antérieur au précédent, proposait de conduire le fil dans un tube constitué de quatre segments de couronne cylindriques et de mesurer les capacités des quatre condensateurs formés respectivement par chaque couronne et l'âme du fil.

Il est apparu toutefois à l'expérience que ces dispositifs de contrôle exigeaient un appareillage coûteux, délicat, difficile à régler et que, d'autre part, ils ne permettaient pas d'atteindre une précision suffisante. En effet, les vibrations du fil sur le trajet de mesure peuvent fausser les résultats d'une façon relativement importante.

Les appareils qui comportent des éléments capteurs fixes maintenus au contact du fil sont également sujets à des inconvénients du fait des frottements entre le fil et les capteurs, frottements qui peuvent détériorer l'isolation ou soumettre les organes sensibles à l'usure tout en induisant encore des vibrations.

Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif du genre mentionné au début, de construction simple et qui remédie aux inconvénients des dispositifs connus, en évitant notamment toute vibration du fil le long du trajet de mesure.

Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins une électrode est constituée par une couronne en matériau conducteur faisant partie de la gorge d'une poulie, en ce que les moyens de guidage sont agencés de manière à conduire le conducteur dans la gorge de la poulie le long d'un arc de longueur déterminée et en ce que la poulie tourne à la même vitesse linéaire que le conducteur.

On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution et quelques variantes du dispositif selon l'invention en se référant au dessin annexé dont:

la fig. 1 est une vue schématique d'une ligne d'extrusion équipée du dispositif de contrôle selon l'invention,

la fig. 2 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une poulie faisant partie du capteur du dispositif de la fig. 1,

la fig. 3 est une vue schématique montrant le fonctionnement du capteur et de l'appareil d'élaboration du signal de mesure,

la fig. 4 est une autre vue schématique montrant la disposition des points de mesure dans le dispositif de la fig. 3,

la fig. 5 est une vue schématique analogue à la fig. 1, montrant une variante du dispositif de contrôle, et la fig. 6 est une vue schématique partielle montrant une autre variante du dispositif de contrôle.

A la fig. 1 est représentée schématiquement une ligne d'extru- • sion pour la fabrication d'un fil électrique isolé, par exemple un conducteur téléphonique. Cette ligne comporte un dévidoir 1, une extrudeuse 2, dont on voit la tête 3 qui est traversée par le fil 4 provenant du dévidoir 1. Dans la tête 3, le fil 4 est revêtu d'une couche d'isolant plastique. Il traverse ensuite un bac de refroidissement 5, puis est repris par un retireur 6, qui règle et maintient constante la vitesse de passage dans l'extrudeuse. Le fil traverse ensuite le dispositif de contrôle désigné de façon générale par 7 et parvient enfin sur le bobinoir 8.

Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, le dispositif de contrôle comporte d'abord des moyens pour injecter dans

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l'âme du fil une tension haute fréquence HF. Ces moyens, désignés par 9 et représentés plus en détail à la fig. 3, comportent un tore magnétique 10 fixe, traversé par le fil, un générateur HF 11 et une spire 12 qui passe aussi dans le tore 10, de façon à constituer le primaire d'un transformateur. Par induction, une différence de potentiel est ainsi créée dans l'âme du fil entre un point B situé à l'aval du tore 10 et un point A situé à l'amont de ce tore. Pratiquement, le segment de fil qui se trouve en amont du tore magnétique est mis à la terre, car le fil touche la tête d'extrusion et les organes du dévidoir qui sont eux-mêmes mis à la terre. Par contre, la partie aval du fil est isolée, puisqu'elle est entièrement recouverte de la couche de matière plastique. D'autre part, la bobine réceptrice 8 constitue une bobine de self qui s'oppose au courant HF. Ainsi, le segment de fil qui est compris dans le dispositif 7 à l'aval du tore 9 est le siège d'une tension électrique qui varie à la fréquence du générateur 11.

Le capteur de mesure est constitué, dans la forme d'exécution décrite, par quatre poulies de mêmes dimensions 13, 14,15, 16 (fig. 1 et 3) qui sont montées folles sur leurs axes et dont la disposition géométrique est celle que l'on voit à la fig. 3. Le fil isolé 4 passe successivement sur chacune de ces poulies dans l'ordre 14, 13,16,15 et on remarque qu'il entoure chaque poulie selon un même arc. Comme les quatre poulies sont de même diamètre, les segments de fil au contact de chaque poulie sont de même longueur.

La fig. 2 représente en coupe axiale une des poulies 13, 14, 15 ou 16. On voit qu'elle comporte deux flasques, l'un en une matière isolante 17 et l'autre en métal, de préférence en cuivre, 18. Ces deux flasques sont montés sur un moyeu commun isolant 19, qui tourne sur l'arbre fixe 20. Le flasque 18 présente au niveau du moyeu un prolongement tubulaire 21 avec un rebord extérieur 22 qui constitue un collecteur contre lequel appuie un balai 23 connecté par un conducteur 24 à un amplificateur 25. La gorge de la poulie représentée à la fig. 2 est constituée par les parties périphériques, de forme tronconique 17a et 18a des flasques 17 et 18. Ces parties périphériques s'étendent à 45° de part et d'autre du plan médian perpendiculaire à l'axe. Ainsi, chaque poulie comporte une électrode de mesure qui est constituée par la surface tronconique en forme de couronne qui limite intérieurement une des moitiés de la gorge de la poulie. On se rend compte que la portion de l'âme du fil 4, qui est logée dans la gorge de la poulie, constitue, avec le flanc conducteur de la gorge qui est connecté au circuit 25, un condensateur dont la capacité peut facilement être mesurée puisque l'âme du fil est le siège d'une tension périodique variant à haute fréquence. Le potentiel, induit dans la partie conductrice 18 de la poulie par le fil 4, est amplifié dans l'amplificateur 25 et donne une image de la capacité du condensateur,

donc de la distance entre l'âme du fil et l'électrode que forme la surface interne de la partie périphérique 18a de la poulie. C'est donc une mesure de l'épaisseur de l'isolant dans la direction perpendiculaire au flanc conducteur de la gorge.

Comme on le voit à la fig. 4, chaque poulie 13, 14, 15 ou 16 mesure l'épaisseur de l'isolation dans une direction déterminée par rapport à l'axe du fil. Bien entendu, on pourrait également prévoir des mesures selon trois directions radiales seulement ou au contraire, selon plus de quatre directions. Dans ce cas, seul le nombre des poulies et la conformation géométrique de leur gorge seraient différents.

Dans l'exemple selon la fig. 3, les signaux captés par les circuits 25 associés aux quatre poulies sont soustraits deux à deux et conduits à des appareils indicateurs 26 et 27 qui indiquent l'excentricité dans un premier sens (X) et dans le sens perpendiculaire (Y). En même temps, un circuit de calcul 28 peut élaborer la valeur moyenne de l'excentricité selon la formule :

yx2+Y2

Bien entendu, la construction des poulies pourrait également être différente de ce qui a été décrit ci-dessus. Les surfaces conductrices qui forment les électrodes pourraient être soit les fonds des gorges, soit les flancs d'une gorge en U ou toute autre disposition géométrique. On pourrait également envisager de construire des poulies dont les deux flasques seraient conducteurs et séparés par une couche isolante, de façon à mesurer l'épaisseur d'isolation en même temps dans deux directions différentes.

En ce qui concerne l'injection de la tension HF, on pourrait également procéder non pas par induction au moyen du tore 10, mais par champ électrique. Ainsi, la fig. 5 représente une disposition de ce genre. On y retrouve le dévidoir 1, l'extrudeuse 2, avec sa tête 3, le bac 5 et le retireur 6. L'appareil de contrôle 7 comporte ici, au lieu du tore 10, une électrode formée, par exemple, par un tube coaxial au fil ou par une plaque incurvée. Cette électrode est désignée par 29 à la fig. 5 et elle est alimentée par une tension alternative à haute fréquence à partir du générateur 60. La tension HF est transmise au conducteur 4 par champ électrique. Cette électrode d'injection de l'énergie HF pourrait d'ailleurs également être réalisée sous la forme d'une poulie, comme les poulies 13 à 16. On pourrait également prévoir plusieurs poulies, chacune d'elles étant soumise à un potentiel HF déphasé. En mesurant la tension résultante dans le fil par le capteur constitué par les quatre poulies 13, 14, 15 et 16, on obtient une mesure des épaisseurs d'isolation selon les directions radiales correspondant aux poulies.

Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, il est évidemment nécessaire que le dévidoir et l'extrudeuse soient isolés de la masse. Les supports isolants 31 et 32 représentés sous le dévidoir et sous l'extrudeuse illustrent la nécessité de prendre cette précaution.

La fig. 6 représente un autre montage possible pour le capteur du dispositif de contrôle, objet de l'invention. Une poulie 33 est disposée de façon analogue à l'une quelconque des poulies 13 à 16. Le fil isolé 4, qui passe dans la gorge de la poulie 33, est mis à la masse par l'intermédiaire, par exemple, du dévidoir, comme dans la première forme d'exécution. Le balai 34, analogue au balai 23, est connecté à un conducteur 35 qui fait partie d'un pont de mesure. Ce dernier comporte un condensateur de référence Cl dont une électrode est mise à la masse et qui se trouve en parallèle avec le condensateur que forment la poulie 33 et le fil 4. Le conducteur 35 et l'autre électrode du condensateur Cl sont reliés en parallèle à un générateur HF 36 par des résistances 37 et 38. Un voltmètre 39, branché selon la diagonale du pont, permet de mesurer les variations de la capacité du condensateur formé par la poulie 33 et le segment de fil en contact avec sa gorge.

Le principal avantage du dispositif décrit est qu'il permet des mesures fiables et exactes. Grâce au fait que la surface de l'isolant est directement en contact avec l'électrode de mesure, le fil est empêché de vibrer, de sorte que la mesure de la capacité donne des valeurs très précises. D'autre part, comme les poulies tournent avec le fil, il n'y a aucun frottement, donc aucun risque de détérioration de l'enrobage de l'isolant. Finalement, l'ensemble du dispositif est de construction simple et en particulier l'appareillage électronique nécessaire pour élaborer un signal indiquant l'excentricité dans une direction donnée ou sa valeur moyenne ne présente aucune difficulté de réalisation, même dans le cas où la mesure de la capacité se fait selon un grand nombre d'orientations autour de l'axe du fil.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Dispositif de contrôle de l'isolation d'un conducteur électrique, destiné à être placé sur une ligne d'extrusion et comportant, d'une part, un capteur équipé d'une ou de plusieurs électrodes et de moyens de guidage du conducteur qui lui font suivre un chemin déterminé par rapport à la ou aux électrodes et,

d'autre part, un circuit de mesure connecté à la ou aux électrodes, caractérisé en ce qu'au moins une électrode est constituée par une couronne en matériau conducteur faisant partie de la gorge d'une poulie, en ce que les moyens de guidage sont agencés de manière à conduire le conducteur dans la gorge de la poulie le long d'un arc de longueur déterminée et en ce que la poulie tourne à la même vitesse linéaire que le conducteur.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur comporte une série de poulies sur lesquelles le conducteur suit un chemin déterminé en étant en contact avec chaque poulie le long d'un même arc, la gorge de chaque poulie présentant une couronne en matériau conducteur orientée différemment par rapport au conducteur, connectée au circuit de mesure et jouant le rôle d'électrode de mesure.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les couronnes conductrices sont des surfaces tronconiques limitant un des flancs de la gorge de chaque poulie.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur HF agencé de manière à transmettre une tension HF à l'âme du conducteur à l'amont du capteur, le circuit de mesure étant agencé de façon à mesurer les tensions HF qui apparaissent dans les électrodes par l'effet du champ électrique à travers l'isolation.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tension HF est transmise à l'âme du conducteur par induction au moyen d'un tore magnétique fixe entourant le conducteur.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tension HF est transmise à l'âme du conducteur par des moyens capacitifs comportant un segment métallique incurvé coaxial au conducteur et connecté au générateur HF.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte pour chaque électrode un pont de mesure comprenant un condensateur de référence et le condensateur formé par l'électrode et l'âme du conducteur.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'âme du conducteur et une des électrodes du condensateur de référence sont mises à la masse, tandis que l'électrode de mesure et l'autre électrode du condensateur de référence sont reliées chacune à travers une résistance à une source de tension HF.