CH646482A5 - Procede pour realiser le battage d'un element allonge et dispositif pour la mise en oeuvre du procede. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un procédé selon le préambule de la revendication 1 et a en particulier pour objet un procédé pour réaliser le battage automatique d'un élément tel qu'un pieu, une pal-planche ou analogue, par exemple dans le sol. Le mouton peut être formé par exemple par une sonnette ou analogue.
On connaît déjà des dispositifs de battage d'un pieu ou d'une palplanche, par chute libre d'un mouton suspendu à un câble enroulé sur un treuil. Dans ces dispositifs, la commande de remontée du mouton et/ou de déclenchement de la chute libre du mouton était manuelle. En conséquence, ces dispositifs présentaient de grands inconvénients. En effet, le machiniste devait être très attentif au mouvement du mouton de manière à optimiser le rendement de la chute de ce dernier, qui est fonction de la vitesse et de la hauteur de remontée dudit mouton ainsi que de la cadence du battage. Principalement lors d'une cadence élevée de battage, l'attention du machiniste devenait très vite insoutenable et entraînait une diminution notable du rendement de la machine.
La présente invention a pour objet de remédier à tous ces inconvénients en proposant un procédé de commande automatique de la remontée du mouton ainsi que du déclenchement de la chute libre de ce dernier. Le procédé doit supprimer toute intervention du machi-
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niste et permettre d'optimiser le rendement de la chute du mouton, quelles que soient la cadence de battage et la durée de celui-ci.
A cet effet, le procédé est caractérisé par la partie caractérisante de la revendication 1.
Selon une forme d'exécution spéciale de l'invention, la détection de l'instant d'impact du mouton sur l'élément à battre commande l'enroulement du câble de suspension avec une force d'enroulement du câble au plus sensiblement égale au poids dudit mouton, le déclenchement de la remontée du mouton étant commandé par la détection de l'instant d'immobilisation du mouton sur l'élément à battre.
Ainsi, selon cette forme d'exécution, on maintient sensiblement en position tendue le câble de suspension après que le mouton est entré en contact avec l'élément à battre, sans pour cela exercer une force sur ledit mouton tendant à le remonter. En conséquence, sensiblement la totalité de l'énergie cinétique que possède le mouton à l'instant de l'impact sur l'élément à battre est transmise à cet élément.
La présente invention vise également un dispositif pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus, ce dispositif étant défini par le préambule de la revendication 3. Les moyens d'entraînement peuvent être formés, par exemple, par des moteurs électriques, thermiques, hydrauliques, pneumatiques ou analogues. Le dispositif est caractérisé selon l'invention par la partie caractérisante de la revendication 3.
Ainsi, ce dispositif permet, d'une part, de commander l'embrayage du treuil avec les moyens d'entraînement dès que le mouton est en contact avec l'élément à battre et, d'autre part, de commander le débrayage dudit treuil pour déclencher la chute libre du mouton, dès que celui-ci a été remonté d'une hauteur prédéterminée par rapport à l'élément à battre. De ce fait, le battage est commandé automatiquement sans intervention d'un machiniste.
Selon un mode d'exécution spéciale de l'invention, les moyens de détection précités de l'instant d'impact dudit mouton sur l'élément à battre comprennent un capteur de charge mesurant la charge exercée par le câble de suspension du mouton sur une poulie de guidage dudit câble, fixée à l'extrémité supérieure du mât de battage et un dispositif d'analyse des variations du signal fourni par ledit capteur. Ce dispositif d'analyse des variations du signal est composé d'un organe d'analyse du signal et d'un organe de commande des moyens d'embrayage précités du treuil.
Selon encore un autre mode d'exécution de l'invention, les moyens de détection de l'instant d'impact précité comprennent des capteurs de position, de vitesse ou d'accélération du mouton au cours de sa chute libre et un dispositif d'analyse de la valeur du signal émis par ces capteurs, ledit dispositif comprenant un organe d'analyse dudit signal et un organe de commande des moyens d'embrayage précité du treuil.
Les moyens de détection de l'instant d'impact du mouton avec l'élément à battre peuvent comprendre un capteur de son et un dispositif d'analyse du signal émis par le capteur, ledit dispositif d'analyse étant analogue au dispositif d'analyse précité.
Les moyens de détection précités de la hauteur de remontée du mouton peuvent comprendre un capteur du déplacement angulaire du treuil, et un dispositif d'analyse et de comparaison du signal émis par ledit capteur avec une valeur prédéterminée et réglable correspondant à une hauteur prédéterminée de remontée du mouton, ce dit dispositif d'analyse et de comparaison comprenant un organe d'analyse et de comparaison du signal et un organe de commande des moyens précités de débrayage du treuil.
Avantageusement, ce capteur de déplacement angulaire du treuil comprend des marques fixées sur ledit treuil sensiblement régulièrement selon un cercle, un détecteur émettant un signal pour chaque passage d'une des marques précitées devant au moins un repère fixe, et un compteur totalisateur de ces signaux.
Les dispositifs précités d'analyse des signaux émis par les différents capteurs sont avantageusement un ensemble à circuits électroniques.
Selon une forme d'exécution spéciale de l'invention, le dispositif comprend un moyen de détection de l'instant d'immobilisation du mouton en contact avec l'élément à battre, ledit moyen étant relié par l'intermédiaire dudit organe de commande de puissance auxdits moyens d'embrayage et de débrayage, lesdits moyens d'embrayage comportant une première position dite de préembrayage pour transmettre une force d'entraînement au treuil au plus sensiblement égale au poids du mouton, et une seconde position dite d'embrayage pour transmettre une force d'entraînement au treuil permettant la remontée dudit mouton.
Par ailleurs, le moyen de détection de l'instant d'impact du mouton sur l'élément à battre émet un signal correspondant à cet instant d'impact, appliqué à l'organe de commande de puissance précité pour commander le passage des moyens d'embrayage depuis leur position débrayée dans leur première position de préembrayage, le moyen de détection précité de l'instant d'immobilisation du mouton précité sur l'élément à battre émettant un signal correspondant à cette immobilisation appliqué audit organe de commande de puissance pour commander le passage desdits moyens d'embrayage depuis leur première position de préembrayage à leur seconde position d'embrayage.
Avantageusement, le moyen de détection de l'instant d'immobilisation du mouton est constitué par les moyens de détection de la hauteur de remontée du mouton, le signal émis par ces moyens étant analysé par un dispositif d'analyse du signal pour déterminer l'instant de vitesse nulle de rotation du treuil et émettre le signal précité appliqué à l'organe de commande de puissance précité.
L'invention sera mieux comprise et les buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels:
— la fig. 1 est une vue schématique illustrant une machine de battage comprenant le dispositif de commande automatique dudit battage, conforme à l'invention;
— la fig. 2 est un diagramme représentant la charge exercée par le câble sur la poulie en fonction du temps, au cours du battage, et
— la fig. 3 est un diagramme représentant la vitesse de déroulement et d'enroulement du câble sur le treuil en fonction du temps au cours du battage.
En référence à la fig. 1, une machine de battage 1 d'un élément allongé 2 tel qu'un pieu, une palplanche ou analogue dans le sol 3 comprend, de manière classique, un châssis 4, un mât de battage 5 à l'extrémité supérieure duquel est montée une poulie 6 de guidage. De plus, cette machine de battage comprend un mouton 7 suspendu à un câble 8 guidé par la poulie 6 et s'enroulant sur un treuil 9 de battage. Ce treuil 9 est fixé sur le châssis 4 de la machine de battage 1 et comprend des moyens d'entraînement (non représentés), par exemple des moyens d'entraînement hydrauliques ou pneumatiques. Selon l'invention, la liaison entre le treuil 9 et ces moyens d'entraînement est commandée par des moyens d'embrayage ou de débrayage 11 représentés schématiquement et étant constitués, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, par un système de vérins hydrauliques. De plus, selon l'invention, ces moyens d'embrayage ou de débrayage 11 sont commandés et actionnés par un système 10 hydraulique de commande de puissance, connu en soi et comprenant schématiquement un distributeur 10a, une pompe 10b et un réservoir de fluide hydraulique 10c. Les différents traits de liaison, représentés en traits forts, entre les éléments 11,10a, 10b, 10c représentent des liaisons hydrauliques.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la machine de battage 1 est équipée d'un système de commande automatique de battage du pieu 2 dans le sol 3. Ce dispositif de commande automatique comprend un capteur 12 de charge exercée par le câble 8 sur la poulie 6. Ce capteur de charge 12 est relié à un dispositif 13 d'analyse du signal émis par le capteur 12.
En outre, selon l'invention, plusieurs marques 14 sont fixées sur le treuil sensiblement régulièrement selon un cercle. Lors de la rota5
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tion du treuil 9, ces marques défilent devant deux repères fixes 15a, 15b constituant un ensemble de détection 15 du sens et du déplacement angulaire du treuil. En effet, chaque passage d'une marque 14 devant les repères 15a, 15b est détecté et totalisé par un compteur d'impulsions, le signal ainsi émis est transmis au dispositif d'analyse 13 précité. Le dispositif d'analyse 13 traitant les signaux émis par les capteurs 12 et 15 émet un signal de commande actionnant l'organe de commande 10 de puissance des moyens d'embrayage ou de débrayage 11 du treuil 9. Pour plus de clarté, les traits fins représentant les liaisons entre les capteurs 12,15b, 15a, le dispositif d'analyse 13 et le système de commande de puissance 10 illustrent les liaisons de transmission de signaux entre ces différents éléments. Selon le mode de réalisation, ces liaisons sont des liaisons électriques.
On indiquera maintenant, en se référant aux fig. 1 et 2, le fonctionnement du dispositif de commande automatique de battage conforme à un premier mode de réalisation préféré de l'invention.
En référence plus particulière à la fig. 2, qui représente schématiquement la valeur de la charge exercée par le câble 8 sur la poulie 6, détectée par le capteur de charge 12 au cours de deux cycles de battage, on analysera ce signal pour détecter l'instant d'impact du mouton 7 sur le pieu 2. Cette analyse correspond à celle réalisée par le dispositif d'analyse 13 conforme à l'invention. En effet, en suivant la courbe selon le schéma représenté par les lettres a, b, c, d, e, f, g, b', on remarque que, pendant la période a-b, le signal est sensiblement constant et correspond à une valeur élevée de la charge exercée sur la poulie 6; cette période correspond à la remontée du mouton, donc le treuil 9 et les moyens d'entraînement dudit treuil sont embrayés. A cet instant b, on note une chute rapide de la charge, la période b-c correspondant au déclenchement de la chute libre du mouton; il y a ensuite une sensible stabilisation de la charge pendant la période c-d, et une nouvelle diminution au point d de cette charge. Cette nouvelle diminution correspond à l'instant d'impact du mouton 7 sur le pieu 2; en effet, à cet instant, le câble 8, par son inertie, continue à se dérouler et donc présente un mou important, diminuant la charge exercée sur la poulie 6. Le dispositif d'analyse 13, constitué, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, par des circuits électroniques, comprend un organe d'analyse du signal émis par le capteur de charge et représenté à la fig. 2 et un organe de commande pour déclencher le système 10 de commande de puissance des moyens d'embrayage 11. L'organe d'analyse précité détecte la diminution de la charge intervenant au point d et excite à ce moment l'organe de commande pour déclencher le système 10 de commande de puissance des moyens d'embrayage 11. Ainsi, la partie de courbe e-f correspond sensiblement à l'enroulement du mou du câble 8, puis la charge augmente brutalement de f à g, correspondant au début de la remontée du mouton 7, la partie g-b' correspondant à la remontée du mouton 7 à une hauteur prédéterminée.
En outre, selon l'invention, le déclenchement de la chute libre du mouton 7, correspondant sensiblement au point b ou b' de la courbe de la fig. 2, est commandé en fonction du signal émis par les moyens de détection 15 et reçu par le dispositif d'analyse 13. En effet, le nombre d'impulsions totalisées par les moyens de détection 15b correspond au nombre de passages des marques 14 devant les détecteurs 15a, 15b, et ainsi à la longueur de câble 8 enroulé autour du treuil 9, donc à une hauteur de remontée du mouton 7 par rapport au pieu 2. Ce nombre d'impulsions est alors analysé et comparé dans un organe d'analyse et de comparaison du dispositif d'analyse 13, à une valeur prédéterminée et réglable correspondant à une hauteur prédéterminée de remontée du mouton 7. On comprend évidemment que, lorsque le nombre d'impulsions atteint cette valeur prédéterminée, l'organe d'analyse et de comparaison excite un organe de commande pour actionner le système 10 de puissance des moyens de débrayage 11 du treuil 9 et des moyens d'entraînement, ce qui entraîne automatiquement la chute libre du mouton 7.
Ainsi, le dispositif de l'invention permet de commander automatiquement la remontée du mouton 7 à une hauteur prédéterminée et sa chute libre, par une double détection de l'instant d'impact du mouton 7 sur le pieu 2 et de sa hauteur de remontée. Ainsi, le procédé et le dispositif de l'invention permettent d'utiliser une machine de battage avec un rendement optimal de la chute du mouton, quelle que soit la cadence de battage, indépendamment de la qualification et de l'attention d'un machiniste, car toute commande manuelle du déplacement du mouton est supprimée.
Selon un autre mode préféré de l'invention, les moyens d'embrayage 11 comprennent une position débrayée et deux positions embrayées: une première position, dite de préembrayage, transmettant une force d'entraînement du treuil 9 qui est au plus sensiblement égale au poids du mouton 7, et une seconde position, dite d'embrayage, dans laquelle ce moyen d'embrayage 11 transmet une force d'entraînement au treuil 9 permettant de remonter le mouton 7.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de détection 15 du déplacement angulaire du treuil 9 permet, avantageusement, d'une part, de détecter la hauteur de remontée du mouton 7 et, d'autre part, de détecter l'instant d'immobilisation du mouton 7 sur l'élément à battre 2.
En se référant plus particulièrement à la fig. 3, le fonctionnement du dispositif de commande automatique de battage conforme à ce second mode de réalisation préféré est le suivant: la courbe en traits pleins représente la variation des vitesses d'enroulement Ve et de déroulement Vd du câble sur le treuil 9 en fonction du temps pendant un cycle de battage, la courbe en traits discontinus correspondant aux variations des vitessses de déroulement Vd et d'enroulement Ve du câble 8 pendant le cycle suivant de battage qui est sensiblement identique à la courbe en traits pleins.
Le cycle de battage selon ce mode de réalisation est le suivant: au point a, le mouton étant remonté à une hauteur correspondant à la hauteur prédéterminée, le treuil est débrayé pour provoquer la chute libre du mouton correspondant à la zone I, la vitesse de déroulement du câble étant représentée par le segment de courbe a-b.
A l'instant d'impact du mouton 7 sur l'élément à battre 2 détecté par le capteur de charge 12 selon l'invention, les moyens d'embrayage 11 sont passés dans leur première position dite de préembrayage pour entraîner le treuil 9 selon une force d'entraînement au plus sensiblement égale au poids du mouton 7. Sur la fig. 2, cette partie du cycle correspond à la zone II. Donc, le câble est enroulé autour du treuil 9 tant qu'il n'est pas en position tendue, ce qui correspond à la partie de courbe b-c. Comme cette force d'enroulement exercée sur le câble 8 n'est pas suffisante pour remonter le mouton 7, lorsque le câble est en position tendue, il sera de nouveau déroulé pour suivre le déplacement du mouton 7 vers le bas (cd). Quand sensiblement toute l'énergie cinétique acquise par le mouton 7 lors de sa chute libre est transmise au pieu 2, le mouton 7 s'immobilisera sur l'extrémité supérieure du pieu 2, ce qui correspond au point d de la courbe. Selon l'invention, cette immobilisation est détectée par le capteur 15 de déplacement angulaire du treuil 9, car le câble 8 est toujours maintenu en position tendue, étant donné que les moyens d'embrayage 11 sont dans leur première position de préembrayage.
A cet instant, le signal émis par le capteur 15 de déplacement angulaire nul analysé par le dispositif d'analyse 13 transmet un signal de commande à l'organe de commande de puissance des moyens d'embrayage 11 pour faire passer ceux-ci de leur première position de préembrayage à leur deuxième position d'embrayage, dans laquelle la force d'entraînement transmise au treuil 9 permet de remonter le mouton 7. Cette partie III du cycle de battage correspond au segment de courbe d-e-f.
Le mouton est remonté à une hauteur déterminée par le capteur de déplacement angulaire 15 du treuil 9 correspondant à la hauteur prédéterminée; le treuil 9 est débrayé pour recommencer un nouveau cycle de battage.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, la force exercée par le câble 8 sur le mouton 7 après son instant d'impact avec l'élément 2 à battre est relativement faible pour permettre simplement de maintenir le câble 8 en position tendue et, de ce fait, sensiblement la totalité de l'énergie cinétique acquise par le mouton 7 lors de sa chute est transmise à l'élément 2 à battre.
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Les procédés de l'invention permettent donc de commander automatiquement le battage d'un élément à battre tout en augmentant l'efficacité du battage.
En outre, il est bien entendu évident que l'invention comprend tout dispositif permettant de détecter automatiquement l'instant 5 d'impact du mouton 7 sur le pieu 2, pour commander automatiquement la remontée dudit mouton. A titre d'exemple non limitatif, on peut citer, comme dispositif de détection de l'instant d'impact, des détecteurs de position, de vitesse ou d'accélération du mouton 7 au cours de sa chute libre, ou un capteur sonore, tous ces capteurs émettant un signal présentant une variation dans leur intensité en fonction de l'instant d'impact du mouton 7 sur le pieu 2, cette variation étant analysée dans un dispositif d'analyse 13 pour commander un système de commande de puissance de l'embrayage du treuil.
D'autre part, les moyens de détection 15 du déplacement angulaire du treuil ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif.
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1 feuille dessins
Claims (13)
1. Procédé pour réaliser le battage d'un élément allongé au moyen d'un dispositif de battage du type à chute libre de mouton, comprenant les étapes suivantes:
— laisser tomber, en chute libre, le mouton sur l'élément à battre,
— remonter le mouton à une hauteur prédéterminée et réglable par rapport à l'élément à battre,
— répéter ces opérations,
caractérisé en ce que le déclenchement de la chute libre du mouton et de la remontée dudit mouton est commandé automatiquement par détection, respectivement, de la hauteur prédéterminée de remontée dudit mouton et de son instant d'impact sur ledit élément à battre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit déclenchement de la remontée du mouton est commandé par la détection de l'instant d'immobilisation du mouton sur l'élément à battre, ladite détection de l'instant d'impact sur ledit élément à battre commandant l'enroulement du câble de suspension dudit mouton avec une force d'enroulement dudit câble au plus sensiblement égale au poids dudit mouton.
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REVENDICATIONS
3. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant un appareil de battage ou sonnette comportant un châssis, un mât de battage, un mouton suspendu à un câble s'enroulant sur un treuil, ledit treuil étant relié par l'intermédiaire de moyens d'embrayage et de débrayage à des moyens d'entraînement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de l'instant d'impact dudit mouton sur l'élément à battre, et des moyens de détection de la hauteur de remontée dudit mouton, ces dits moyens de détection étant reliés respectivement par l'intermédiaire d'un système de commande de puissance auxdits moyens d'embrayage et de débrayage dudit treuil.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détection de l'instant d'immobilisation du mouton (7) sur l'élément à battre (2), ledit moyen de détection émettant un signal correspondant audit instant d'immobilisation, pour commander par l'intermédiaire dudit organe de commande de puissance (10) l'actionnement desdits moyens (11) d'embrayage et de débrayage, lesdits moyens (11) d'embrayage et de débrayage comportant une première position dite de préembrayage pour transmettre une force d'entraînement au treuil au plus sensiblement égale au poids du mouton, et une seconde position dite d'embrayage pour transmettre une force d'entraînement au treuil permettant de remonter ledit mouton.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de détection précités (12) de l'instant d'impact dudit mouton sur l'élément à battre émettent un signal correspondant à cet instant d'impact qui est appliqué à l'organe de commande de puissance (10) précité pour commander le passage des moyens d'embrayage et de débrayage (11) précités depuis leur position débrayée à leur première position précitée de préembrayage, le moyen de détection précité de l'instant d'immobilisation du mouton (7) sur l'élément à battre (2) émettant un signal correspondant à cet instant d'immobilisation, appliqué audit organe de commande de puissance pour commander le passage des moyens d'embrayage et de débrayage (11) depuis ladite position de préembrayage à leur seconde position précitée d'embrayage.
6. Dispositif selon l'une des revendications 3,4 ou 5, caractérisé en ce que le moyen de détection de l'instant d'immobilisation du mouton précité est constitué par le moyen de détection précité de la hauteur de remontée dudit mouton (7).
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, comprenant une poulie de guidage du câble fixée à l'extrémité supérieure du mât de battage précité, caractérisé en ce que les moyens de détection précités de l'instant d'impact comprennent un capteur de la charge exercée par le câble sur ladite poulie, et un dispositif d'analyse des variations du signal fourni par ledit capteur, ledit dispositif d'analyse étant composé d'un organe d'analyse dudit signal et d'un organe de commande relié aux moyens d'embrayage précités du treuil par l'intermédiaire de l'organe de commande de puissance précité.
8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens de détection précités de l'instant d'impact comprennent des capteurs de position, de vitesse ou d'accélération du mouton au cours de sa chute libre, et un dispositif d'analyse de la valeur du signal émis par ces capteurs, ledit dispositif d'analyse comprenant un organe d'analyse dudit signal et un organe de commande relié aux moyens précités d'embrayage du treuil par l'intermédiaire de l'organe précité de commande de puissance.
9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de détection précités de l'instant d'impact comprennent un capteur de son et un dispositif d'analyse du signal émis par le capteur, ledit dispositif d'analyse comprenant un organe d'analyse du signal et un organe de commande relié au moyen précité d'embrayage par l'intermédiaire de l'organe précité de commande de puissance.
10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les moyens de détection précités de la hauteur de remontée du mouton comprennent un capteur du déplacement angulaire du treuil, et un dispositif d'analyse et de comparaison du signal émis par le capteur avec une valeur prédéterminée de remontée du mouton, ledit dispositif d'analyse et de comparaison comprenant un organe d'analyse dudit signal et un organe de commande relié au moyen précité de débrayage du treuil par l'intermédiaire de l'organe précité de commande de puissance.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur précité de déplacement angulaire du treuil comprend des marques disposées sur ledit treuil, sensiblement régulièrement selon un cercle, un détecteur émettant un signal pour chaque passage d'une desdites marques précitées devant au moins un repère fixe, et un capteur de ces signaux.
12. Dispositif selon l'une des revendications 4, 5, 6,10 ou 11, caractérisé en ce que le moyen de détection précité de l'instant d'immobilisation du mouton (7) sur l'élément à battre (2) comprend les capteurs (15,14) précités du déplacement angulaire du treuil, un dispositif d'analyse des signaux émis émettant en réponse le signal précité correspondant à l'instant de vitesse nulle de rotation du treuil ou audit instant d'immobilisation du mouton.
13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux dispositifs d'analyse qui sont formés par un ensemble à circuits électroniques.
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