CH688351A5 - Appareil pour détecter le mouvement d'un fil et pour signaler sa rupture. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne, d'une façon générale, un détecteur de fil et, plus particulièrement, un détecteur qui est sensible à la rupture d'un brin de fil en mouvement et qui produit un signal électrique indiquant une telle rupture. 



  Des détecteurs de fil selon l'invention peuvent être utilisés dans des appareils textiles du type ayant un porte-bobines et un ourdissoir. Dans un appareil de ce type, un nombre important (par exemple jusqu'à 2500) de bobines individuelles de fil sont supportées par des mandrins du porte-bobines. Des brins de fil sont déroulés des bobines individuelles et tirés par l'ensouple de l'ourdissoir afin d'être enroulés sur celui-ci pour former la chaîne. Des moyens de guidage obligent chaque brin en mouvement à évoluer suivant une trajectoire prédéterminée lorsque ces brins sont déplacés à vitesse élevée des bobines vers l'ourdissoir. 



  Si l'un des fils se déchire, il est nécessaire d'arrêter le plus rapidement possible la rotation de l'ensouple de l'ourdissoir afin de simplifier la réparation de la chaîne qui est en train d'être formée sur l'ensouple. Par le passé, on a utilisé des interrupteurs mécaniques, tels qu'un bras pivotant, pour détecter la rupture du fil et produire un signal électrique engendrant l'arrêt de l'ensouple. Ces bras pivotants prennent appui sur le brin en mouvement et provoquent la fermeture des bornes de l'interrupteur lorsque le brin se déchire. Ces interrupteurs mécaniques occasionnent des pertes de temps pour enfiler les brins à travers de petits Öillets, possèdent un temps de réponse relativement long et exigent que le fil soit maintenu sous une tension relativement élevée afin d'empêcher les interrupteurs de produire de faux signaux et d'occasionner souvent des arrêts non justifiés. 



  Un autre type de détecteur de fil est un détecteur électronique de mouvement qui est sensible au mouvement de ballonnement du fil lorsque celui-ci est déroulé de la bobine. Pour que ces détecteurs de mouvement fonctionnent correctement,  le fil doit former une boucle au passage du détecteur. Ces détecteurs de mouvement ont également un temps de réponse relativement long, demandent beaucoup de place et, pour éviter de faux arrêts, ne peuvent être actionnés que lorsque le fil a atteint une vitesse relativement élevée (par exemple 360 mètres/min) et développé le mouvement de ballonnement correct. Autrement dit, ces détecteurs ne sont pas efficaces pour détecter des ruptures lorsque le fil démarre et durant toute l'accélération de l'ensouple de l'ourdissoir lorsque les risque de rupture sont les plus élevés. 



  Le but de la présente invention est de prévoir un détecteur de fil nouveau et amélioré qui possède un temps de réponse extrêmement court, avec un minimum de faux arrêts, sans qu'il soit nécessaire que le fil soit sous tension élevée et qui peut être actionné de manière fiable lorsque le fil est déplacé à faible vitesse, de manière à pouvoir détecter des ruptures durant la phase initiale d'accélération de l'ensouple de l'ourdissoir. 



  Pour atteindre cet objectif, l'invention propose un appareil pour détecter le mouvement longitudinal d'un brin de fil avec une texture superficielle non uniforme et pour produire un signal électrique indiquant l'absence de mouvement du fil, comprenant un guide pour obliger le fil à suivre un trajet prédéterminé, une source de lumière située d'un côté dudit trajet pour projeter un faisceau de lumière à travers ledit trajet, un détecteur photo-électrique situé sur le côté opposée dudit trajet, en face de ladite source de lumière pour recevoir ledit faisceau, ledit trajet étant conçu de manière à ce que la texture superficielle du fil produise des fluctuations de l'intensité du faisceau reçu par le détecteur lorsque le fil est en mouvement, des moyens sensibles au détecteur pour produire un signal variable ayant une composante de fréquences qui est fonction desdites fluctuations,

   caractérisé par un multivibrateur redéclenchable conçu pour être redéclenché par ledit signal variable et en ce ledit multivibrateur possède une période conçue de manière à produire ledit signal électrique lorsque la  composante de fréquence dudit signal variable tombe en dessous de ladite période. 



  Le détecteur selon l'invention détecte, par voie optique, le mouvement linéaire du fil et produit un signal de rupture lorsque le fil s'arrête. 



  Le détecteur photo-électrique du fil fait un usage avantageux des non-uniformités inhérentes à la texture superficielle du fil afin de repérer, par voie optique, le mouvement linéaire du fil et produire un signal de rupture lorsque ce mouvement est interrompu. 



  Le détecteur photo-électrique du fil est pratiquement insensible aux variations de la lumière ambiante. A cet égard, le détecteur comporte des moyens électroniques permettant de distinguer entre les variations non systématiques de la lumière ambiante et les variations occasionnées par la présence ou l'absence de mouvement du fil détecté. 



  Le temps de réponse du détecteur photo-électrique du fil à une rupture de celui-ci est pratiquement indépendant du niveau du signal engendré au cours de la détection du fil. 



  L'invention prévoit également le montage du détecteur dans un nouveau guide résistant à l'usure qui coopère avec un support de transmission de lumière pour guider le fil suivant un trajet linéaire à travers un faisceau de lumière sans que le fil frotte contre le support et use celui-ci. 



  D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels: 
 
   La fig. 1 est une vue schématique en perspective montrant des détecteurs de fils conformément à la présente invention en association avec un porte-bobines typique et un ourdissoir; 
   la fig. 2 est une vue en élévation latérale d'un des détecteurs de fil représenté à la fig. 1; 
   la fig. 3 est une vue arrière en élévation du détecteur représenté à la fig. 2; 
   la fig. 4 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne de coupe 4-4 de la fig. 3; 
   la fig. 5 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne 5-5 de la fig. 2; 
   la fig. 5 est un schéma en bloc illustrant la relation entre les éléments électroniques du détecteur de fil;

   
   la fig. 7 est un schéma en bloc illustrant mieux les principes de la partie du multivibrateur redéclenchable du système de la fig. 6 et 
   les fig. 8A à 8E illustrent un jeu de formes d'ondes permettant de mieux comprendre le fonctionnement du système de la fig. 7. 
 



  L'invention est exposée dans les dessins, à titre d'illustration, dans le cadre d'un appareil textile du type dans lequel un multitude de brins 10 de fil d'un porte-bobines 11 sont bobinées sur une ensouple 13 d'un ourdissoir 15 pour former un chaîne 17 sur l'ensouple. Aussi bien le porte-bobines que l'ourdissoir sont d'une construction bien connue en soi. Le porte-bobines peut comporter jusqu'à 2500 mandrins 19 supportant, chacun, une bobine de fil 20 formée en partie par un cône intérieur en papier ou en plastique autour duquel le fil 10 est enroulé hélicoïdalement. Le fil est déroulé de chaque bobine à vitesse élevée (par exemple jusqu'à 1100 mètres/minute) sous l'effet de la traction de l'ensouple 13 de l'ourdissoir 15. 



  L'ourdissoir 15 peut être analogue à celui décrit dans le brevet US 4 890 368. Comme illustré schématiquement sur la fig. 1, l'ensouple 13 de la machine est supportée de manière à tourner autour d'un axe horizontal et est mis en rotation dans lesens contraire des aiguilles d'une montre autour de cet axe sous l'action d'un moteur d'entraînement 22. Lors de la rotation de l'ensouple, les brins 10 des bobines de fil 20 traversent un peigne 23 et sont bobinées sous tension autour de l'ensouple. Un rouleau de distribution 24 et deux rouleaux de serrage 26 guident les brins du peigne vers l'ensouple et isolent la tension des brins sur l'ensouple de la tension des brins sur le portebobines 11. 



  Chaque brin 10 d'une bobine de fil 20 est obligé de suivre un trajet prédéterminé lorsque le brin est retiré de la bobine par l'ensouple 13. A cet effet, des guides 25 espacés verticalement sont portés par des mâts verticaux 27, un guide étant associé à chaque bobine de fil. Dans cet exemple particulier, le brin 10 de chaque bobine 20 quitte la bobine axialement suivant un trajet sensiblement horizontal, passe autour du guide 25 et se déplace ensuite vers l'ensouple 13 suivant un parcours sensiblement à angle droit par rapport au trajet horizontal. 



  Lorsque l'un quelconque des brins 10 se déchire, la rotation de l'ensouple doit être arrêtée le plus rapidement possible afin de faciliter la réparation de la chaîne 17. L'extrémité du fil déchiré sera ensevelie d'autant plus profondément par les autres brins sur l'ensouple que celle-ci tourne plus longtemps après la rupture et l'effort requis pour retrouver l'extrémité déchirée et rétablir un brin continu sera d'autant plus long et plus grand. 



  La présente invention prévoit un détecteur unique 30 qui capte le mouvement linéaire du fil 10 et qui est basé sur la nonuniformité inhérente à la texture de surface du fil pour déterminer si le fil est en mouvement ou non. Lorsque le mouvement du fil est interrompu par suite d'une rupture, le détecteur produit un signal capable d'arrêter la rotation de l'ensouple 13. Ainsi qu'il ressortira par la suite, le détecteur répond en une période de temps extrêmement courte à une rupture du fil et est en mesure de fonctionner de manière efficace sans produire de faux signaux même lorsque le fil se trouve sous une faible tension et se déplace à une vitesse relativement lente. 



  Un détecteur 30 est associé à chaque brin 10 du fil et, dans l'exemple particulier, chaque détecteur fait partie du guide 25 pour diriger le brin de la bobine de fil 20 vers l'ensouple 13. Dans l'exemple, chaque guide 25 comporte un boîtier en deux pièces moulé en DELRIN (marque déposée) ou analogue avec un couvercle arrière 32 (fig. 3 et 5) qui est attaché de manière  appropriée au mât 27 à l'aide de vis ou similaires. Le boîtier comporte, en outre, un couvercle frontal 34 attaché au couvercle arrière et coopérant avec celui-ci pour définir une chambre intérieure 35 entre les deux couvercles. 



  Un nez 40 en un matériau lisse, dur et résistant, tel que de la porcelaine, est fixé aux couvercles 32 et 34 à proximité de leur extrémité arrière pour définir une gorge 42 pour guider le fil 10 suivant un trajet linéaire le long du détecteur 30 et ensuite autour du mât 27. La gorge 42 possède, en élévation  latérale, la forme générale d'un "V" et comporte des surfaces d'entrée 44 supérieures et inférieures (fig. 5) en engagement avec le fil 10 lorsque celui-ci est retiré de la bobine de fil 20 pour guider le fil suivant un parcours rectiligne le long du détecteur 30. Des surfaces de sortie 46 se trouvent vis-à-vis des surfaces d'entrée 44 de la gorge 40 latéralement écartées de celle-ci, en engagement avec le fil après que celui-ci ait quitté le détecteur pour guider le fil suivant un parcours rectiligne sur une courte distance au-delà du détecteur.

  Ensuite, la surface de la gorge est arrondie comme représenté en 48 sur la fig. 5 pour guider le fil le long d'un parcours courbé autour du mât 27 en direction de l'ourdissoir 15. 



  Le détecteur 30 comporte une source de lumière 50 (fig. 4) disposée d'un côté du parcours suivi par le fil 10 lorsque celuici évolue à travers la gorge 42, la source de lumière étant à même de projeter un faisceau de lumière à travers le parcours et est constitué, dans l'exemple, par une diode à émission de lumière infrarouge (LED). Du côté opposé du trajet par rapport au LED 50 se trouve un détecteur photo-électrique 52 pour recevoir le faisceau de lumière. Dans l'exemple particulier, le détecteur photo-électrique est un phototransistor. Le LED 50 et le phototransistor sont respectivement disposés dans des poches opposées 54 et 56 formées dans un support 58 en matière acrylique transparente et logé dans la chambre 35 entre les deux couvercles 32 et 34. Le support est attaché de manière appropriée à l'un des couvercles et supporte un plaque 60 portant le circuit du détecteur 30. 



  Comme représenté clairement sur les fig. 4 et 5, le support 58 comporte une languette 62 s'étendant vers l'arrière, située verticalement entre le LED 50 et le phototransistor 52 et définissant en partie les poches 54 et 56 pour ses composants. Etant en matière acrylique transparente, la languette permet la transmission du faisceau lumineux du LED vers le phototransistor. 



   La languette 62 du support 58 s'étend vers l'arrière entre les surface d'entrée 44 et les surfaces de sortie 46 latéralement espacées de la gorge 42 du nez 40 et comporte un sillon 64 en forme de "U" (fig. 4) qui reçoit le fil 10. Le sillon 64 du support 58 est toutefois disposé en retrait des surfaces d'entrée et de sortie 44 et 46 de la gorge 42 et par conséquent, la surface de ce dernier maintient le fil 10 à l'écart d'un contact frottant avec les surfaces du sillon 64. De cette manière le fil ne frotte que sur les surfaces relativement dures en porcelaine du nez 40 et n'use pas les surfaces claires du sillon 64 du support 58. Ceci contribue à maintenir une fenêtre optique claire à travers la matière acrylique de la languette 62 entre le LED 50 et le phototransistor 52. 



  Le fil 10 est formé de fibres textiles et, par conséquent, possède une texture superficielle non uniforme. Autrement dit, la texture superficielle du fil 10 est non uniforme et éraillée comparée, par exemple, à la surface lisse d'un filament en matière synthétique. 



  Par suite de la non-uniformité de la texture superficielle du fil 10, l'intensité du faisceau lumineux reçu par le phototransistor 52 varie rapidement lorsque le fil traverse le faisceau de lumière. La mise en Öuvre de l'invention est basée sur la détermination de l'intensité du faisceau lumineux et si cette intensité reste constante pendant une période prédéterminée par suite de l'arrêt du fil, un signal électrique est engendré pour arrêter la rotation de l'ensouple 13. 



  A cet effet, le LED 50 et le phototransistor 52 sont disposés selon une configuration de circuits illustrée par la fig. 6 pour produire à la sortie 102 d'un multivibrateur redéclenchable 100  un signal qui possède un premier état stable lorsque la présence d'un fil en mouvement provoque des fluctuations de l'intensité de la lumière transmise du LED vers le phototransistor et un second état stable lorsque l'absence du mouvement du fil permet une transmission constante de la lumière entre ces composants. Le système 30 de la fig. 6 comporte un certain nombre d'autres particularités qui seront décrites plus en détail ci-dessous.

  Pour le moment, toutefois, l'attention est d'abord attirée sur la fig. 7 en vue d'une meilleure compréhension de la structure et de la fonction du multivibrateur redéclenchable 100 pour détecter la présence ou l'absence de fluctuations de lumière causée par la présence ou l'absence d'un fil mouvant dans le détecteur. 



  La fig. 7 montre, du côté gauche, un LED 50 couplé optiquement au phototransistor 52. Pour des raisons de simplicité, la fig. 7 montre le LED comme étant connecté à sa source de courant pour une illumination continue. Le phototransistor 52 est connecté à un préamplificateur 104 destiné à amplifier le signal et, plus particulièrement, les fluctuations rapides du signal causé par le fil avec sa texture superficielle non-uniforme se déplaçant à travers le faisceau lumineux entre le LED 50 et le phototransistor 52. Des techniques d'accouplement conventionnelles AC sont utilisées dans le dispositif d'amplification représenté par le bloc 104 de la   fig. 7 pour renforcer le signal AC.

  Autrement dit, la composante directe DC du signal peut être effacée, de sorte que la sortie de l'amplificateur 104 est un signal variable causé par les interruptions variables du faisceau lumineux sous l'effet de la distribution arbitraire des fibres du fil. Un redresseur 106 reçoit le signal variable (qui comporte des variations positives et négatives) et engendre un signal unipolaire dans lequel toute les variations sont transposées du côté positif. Le signal AC ainsi amplifié et redressé qui est représentatif des fluctuations de l'intensité de la lumière dans la région de détection est envoyé vers un multivibrateur redéclenchable représenté par les éléments réunis en 100. 



  Ces éléments comportent un comparateur sous la forme d'un premier amplificateur opérationnel 110 ayant sa borne de non-inversion connectée à une tension de seuil ou de référence identifiée comme VTH1 et sa borne à inversion connectée à la sortie du redresseur 106. La tension de référence appliquée au comparateur 110 détermine le niveau au-dessus duquel des impulsions de déclenchement provoquent une réponse à la sortie du comparateur 110. Par conséquent, le seuil peut être établi de telle manière que le comparateur 110 soit insensible au bruit mais qu'il engendre un signal de sortie pour chaque impulsion du signal variable AC reçu du redresseur 106. La sortie du comparateur 110 est connectée à un interrupteur électronique représenté par la porte 112 et dont la sortie est connectée à un interrupteur 113.

  Pour chaque impulsion à la sortie du redresseur 106 qui provoque une réponse du comparateur 110, la combinaison de la porte 112 et de l'interrupteur 113 provoque une fermeture momentanée de l'interrupteur 113. Une résistance 114 et une capacité 115 sont connectées à travers une tension d'alimentation de manière à se trouver dans un mode continuel de chargement de la capacité 115 à un rythme déterminé par la constante de temps RC des éléments 114 et 115. Chaque fois que la porte 112  provoque une fermeture momentanée de l'interrupteur 113 la capacité 115 sera déchargée pour amorcer, à nouveau, une période de chargement.

  Par conséquent, aussi longtemps qu'un brin mobile se trouve dans la trajectoire de détection entre le LED 50 et le phototransistor 52, les impulsions successives traversent le circuit pour provoquer des fermeture rapides de l'interrupteur 113 et continuent de décharger la capacité 115 et d'amorcer, à nouveau, sa période de chargement. Cette opération maintient le niveau à l'intersection 116 (entre la résistance 114 et la capacité 115) en dessous d'un second seuil de tension VTH2 qui est appliqué à la borne de non-inversion 117 d'un comparateur conçu sous la forme d'un second amplificateur opérationnel 118. Il en résulte que la sortie du comparateur 118 (le signal de rupture disponible à la sortie 102) sera maintenu à  un niveau logique élevé représentatif de la présence du fil en mouvement dans l'aire de détection. 



   Par contre, lorsqu'il y a rupture et arrêt du fil, les éléments précités fonctionneront de la manière suivante. Contrairement à l'intensité variable du faisceau lumineux transmis du LED 50 au phototransistor 52 lorsque le fil se déplace, l'absence du mouvement du fil permet le passage d'un faisceau d'intensité sensiblement constante du LED au photo-transistor ce qui entraîne la délivrance d'un signal sensiblement constant à la sortie de l'amplificateur 104. Il s'en suit qu'il n'y a pas d'impulsions à la sortie du redresseur et le comparateur 110 qui alimente le multivibrateur redéclenchable ne délivre pas d'impulsions à sa sortie.

  La combinaison de la porte 112 et de l'interrupteur 113 maintiennent, par conséquent, l'interrupteur 113 dans la position ouverte illustrée sur la figure permettant ainsi à la capacité 115 de se charger à travers la résistance 114 jusqu'à ce que l'intersection 116 atteigne un niveau dépassant le seuil VTH2 imposé à la borne de non-inversion 117 du comparateur 118. Le résultat est que la sortie du comparateur 118 bascule vers son niveau logique opposé, dans ce cas, le niveau logique élevé, et le signal de rupture à la sortie 102 bascule vers son niveau logique inverse signalant que le fil a cessé de se déplacer dans le détecteur et s'est déchiré. 



  La manière dont ceci est réalisé est mieux illustré en référence aux fig. 8A à 8E. La fig. 8A représente une forme d'onde idéalisée du signal à la sortie du préamplificateur 104 en présence d'un fil qui se déplace entre le LED 50 et le phototransistor 52. Il est à noter que, dans des circonstances normales, la forme d'onde est beaucoup plus irrégulière et peut  être moins sinusoïdale, mais l'illustration de la fig. 8A suffira pour la compréhension. Il vaut également la peine de faire remarquer que l'onde de la fig. 8A est centrée par rapport à l'axe 0, ce qui signifie que la composante directe DC a été effacée. 



  La fig. 8B représente la sortie du redresseur 106 dans lequel la partie négative de l'onde a été redressée de sorte que  toutes les impulsions apparaissent au-dessus du niveau zéro. Le seuil VTH1 appliqué à la borne de non-inversion du comparateur 110 est représenté en traits interrompus sur la fig. 8B. 



  La fig. 8C représente la sortie du comparateur 110, où le signal est au niveau logique bas lorsque le signal d'entrée dépasse le seuil VTH1 et au niveau logique élevé dans le cas contraire. Par conséquent, la sortie du comparateur 110 se présente sous la forme d'une onde carrée dont les signaux logiques élevés sont produits lorsque le signal d'entrée est inférieur au seuil et dont les signaux logiques bas sont produits lorsque le signal d'entrée dépasse ce seuil. 



  La fig. 8D représente la tension à l'intersection 116 entre la résistance 114 et la capacité 115. Le seuil VTH2 est illustré en trait interrompu 119. On voit que, aussi longtemps que les impulsions résultant de l'interruption du faisceau par le fil sont suffisamment rapides, la forme d'onde 116a (représentant la tension à travers la capacité 115) est empêchée de charger jusqu'au niveau du seuil VTH2. Par conséquent, la tension à l'intersection 16 commence à monter chaque fois que la forme d'onde de la fig. 8C commute sur le niveau élevé, mais est immédiatement déchargée lorsque la forme d'onde de la fig. 8C commute sur le niveau bas. On voit donc que la tension à travers la capacité 115 est maintenue à un niveau en-dessous du seuil VTH2 aussi longtemps que les impulsions engendrées par le fil en mouvement sont suffisamment rapides.

  Toutefois, comme le montre la partie droite de la fig. 8A, le signal variable à la sortie de l'amplificateur 104 disparaît (comme en cas de rupture du fil), avec le résultat d'une absence d'impulsions à la sortie du redresseur 106 (Fig. 8B) et une sortie à niveau élevé continu au comparateur 110 (Fig. 8C). En conséquence, il n'y a pas de signal pour fermer l'interrupteur 113 et décharger la capacité 115 qui, donc, continue à se charger pour dépasser finalement le seuil VTH2. La fig. 8E montre qu'après une période T représentant la constante de temps du réseau RC de la résistance 114 et de la capacité 115, le seuil VTH2 est dépassé et le signal  de rupture commute du niveau logique bas vers le niveau logique élevé. 



  Il convient de noter que la détection du fil déchiré intervient dans une période T extrêmement courte, indépendamment de la fréquence du signal variable engendré par le fil interférent. Autrement dit, on comprendra à l'examen des fig. 8A à 8E que, chaque fois que le signal variable diparaît, la capacité 115 ne doit, tout au plus, être chargée que du niveau zéro jusqu'au seuil VTH2, ce qui se produit toujours dans l'intervalle T. Le résultat est que le détecteur selon la présente invention est hautement sensible à la rupture du fil et le temps de réponse n'est pratiquement pas affecté par le niveau des signaux dans le circuit.

  Plus particulièrement, tout ce qui est nécessaire, est que les impulsions du fil interférent soit absentes pendant une période T (qui peut être de l'ordre de 30 millisecondes ou moins) et une absence d'une impulsion pendant cet intervalle de 30 millisecondes provoquera une réponse par le signal de rupture à la sortie 102 et qui sera détectée par le circuit en aval. Même si ce circuit en aval est programmé, par exemple, pour ne réagir qu'à plusieurs apparitions du signal de rupture sur la ligne 102 avant de commander l'arrêt de la machine, ceci n'enlève rien au fait que le détecteur de rupture selon la présente invention est capable de produire une réponse fiable dans un intervalle très court, tel que 30 millisecondes comme mentionné ci-dessus. 



  Un aspect important de l'invention est l'utilisation d'un signal variable créé par le passage du fil et de sa texture de surface à travers le faisceau de lumière et la faculté du circuit électronique de répondre rapidement à l'absence de fluctuations indiquant la rupture du fil. La faculté du multivibrateur redéclenchable illustré par le schéma du circuit de la fig. 7, de déclencher cette réponse rapide a maintenant également été décrite. Il vaut la peine de comparer la réponse rapide obtenue par le multivibrateur redéclenchable avec celle obtenue en utilisant des techniques électroniques plus conventionnelles, tel qu'un circuit de chronométrage standard RC qui répond  directement au signal variable.

   En considérant, par exemple, l'utilisation d'une forme d'onde telle que représentée sur la fig. 8A, redressée selon la fig. 8B et le chargement d'une capacité par une résistance de chronométrage directement à partir de cette réponse. La charge maintenue dans la capacité sera alors directement fonction de l'amplitude du signal qui, à son tour, peut être influencée par des variations de la tension d'alimentation, variation de l'intensité lumineuse du LED, conditions et fluctuations de la lumière ambiante, propriétés du fil défilant à travers la machine, etc. Le détecteur de rupture du fil réagirait donc différemment suivant l'amplitude du signal variable. En présence d'un signal puissant la capacité sera chargée à un niveau plus élevé qu'en présence d'un signal faible.

  Avec un système de chronométrage standard RC, une charge adéquate de la capacité signalerait que le fil est en place, tandis que l'absence de fil renseigné par l'absence d'impulsion du redresseur (partie de droite de la fig. 8B) permettrait à la capacité de commencer à se décharger jusqu'à un seuil connu. La durée de temps nécessaire au déchargement de la capacité serait fortement dépendante de la charge initiale créée par l'amplitude du signal. Par conséquent, en présence d'un signal puissant, le temps de réponse du système à une rupture du fil serait plus long que dans des conditions dans lesquelles le signal variable est plus faible. 



  Ces problèmes sont évités selon la présente invention par l'usage d'un multivibrateur qui demande simplement l'absence de fluctuations pendant un intervalle présélectionné et déterminé (par exemple 30 millisecondes). S'il n'y a pas de fluctuations pendant cette durée de temps, le système se déclenchera indépendamment de l'ampleur du signal des fluctuations qui, jusqu'à ce point, a empêché le déclenchement du système. 



  En plus des deux particularités discutées ci-dessus et, selon un autre aspect préféré du système selon la présente invention, d'autre moyens sont prévus pour rendre le système relativement insensible aux variations de la lumière ambiante. 



  En retournant, à nouveau, à la fig. 6 on note que selon un autre aspect de l'invention, des moyens sont prévus pour moduler le faisceau avant la transmission et pour une démodulation synchrone du faisceau de lumière reçu afin de minimiser la sensibilité du système aux modifications des conditions de la lumière ambiante. 



  En observant plus en détail la fig. 6, on note que le LED 50 n'est pas alimenté directement par une source continue DC comme décrit en référence à la fig. 7, mais, au contraire, est alimenté par l'intermédiaire d'un multivibrateur instable 120 conçu pour moduler le faisceau de lumière transmis vers le phototransistor 52. Le signal engendré par le faisceau de lumière capté est ensuite détecté de manière synchrone (en synchronisme avec la période du multivibrateur instable) pour minimiser la sensibilité du système 30 à des fréquences indésirables, telles que celles causées par les fluctuations de la lumière ambiante. Le multivibrateur instable 120 est, de préférence, sélectionné pour avoir une fréquence relativement élevée, telle que 40 kHz.

  Par conséquent le LED 50 est allumé et éteint à un rythme de 40 kHz afin de produire un faisceau de lumière à impulsions transmis au phototransistor 52 à un rythme de 40 kHz. Le phototransistor y répondra et y superposera le signal du fil (les fluctuations causées par la surface non lisse du fil en déplacement qui interrompt le faisceau de lumière, souvent un fréquence de l'ordre de 4 kHz) pour moduler le train d'impulsions de 40 kHz produit par les pulsations du faisceau de lumière. Le signal produit par le phototransistor est envoyé à travers un préamplificateur 104 et ensuite à travers un amplificateur passe-haut 122. Il est à noter que les fonctions des amplificateurs 104, 122 peuvent être combinées, si cela est souhaité.

  Le but du caractère passe-haut de l'amplificateur 122 est de filtrer et d'éliminer les fréquences substantiellement inférieures aux 40 kHz de l'onde porteuse et par conséquent d'éliminer le signal parasite avec une fréquence typique de 1 kHz, ou le décalage DC causé par des décalages plus graduels de la lumière ambiante. Par conséquent, le signal qui passe à  travers la combinaison des amplificateurs 104, 122 est avant tout l'onde porteuse de 40 kHz modulée par le signal du fil. L'interférence n'est pas suffisamment systématique pour moduler l'onde porteuse de 40 kHz et l'interférence non modulée sera incapable de passer l'amplificateur 122. Le signal modulé est ensuite appliqué à un détecteur synchrone 124 dont l'une des entrées est relié à l'amplificateur 122 et dont la seconde entrée est reliée au multivibrateur instable 120.

  Le détecteur synchrone fonctionne, à peu près, de manière conventionnelle pour accepter  le signal modulé à la sortie de l'amplificateur 122 (qui est aussi bien positif que négatif) et pour multiplier ces signaux sensiblement par le même gain, mais de signes contraires, pour produire une sortie au détecteur synchrone 124 qui est unipolaire mais contient toutes les informations de modulation.

  Par conséquent, le signal du multivibrateur instable 120 est utilisé pour commander le détecteur synchrone 124 pour sélectionner soit un facteur de multiplication positif soit un facteur de multiplication négatif (+0,6 et -0,6 étant préféré dans un mode de réalisation de l'invention) et pour appliquer ce gain sélectionné à la sortie de l'amplificateur 122, au rythme des modulations qui avaient alterné les polarités afin de produire un signal de modulation unipolaire à la sortie du détecteur synchrone 124. Ce signal est passé à travers un amplificateur passe-bas 126 sont la fonction est d'éliminer l'onde porteuse de 40 kHz.

  Par conséquent, la sortie de l'amplificateur 126 est, avant tout, le signal de modulation, à la fréquence de modulation (à peu près 4 kHz), le signal modulant (40 kHz) de même que le signal d'interférences non systématiques (les parasites à 1 kHz ou moins) étant effacés. 



  On comprendra, par conséquent, que les composantes décrites jusqu'à présent ont produit à la sortie de l'amplificateur 126 un signal variable dans lequel les fluctuations individuelles sont le résultat de l'interruption, par les fibres du fil, du faisceau de lumière envoyé par le LED 50 au phototransistor 52. Comme on l'a décrit en référence au schéma simplifié de la fig. 7, le signal variable est redressé dans redresseur biphasé 106 et  envoyé à un multivibrateur monostable redéclenchable 100 représenté par un bloc unique sur la fig. 6. Dans un mode de réalisation préféré, la sortie unipolaire du détecteur synchrone et du filtre passe-bas est connecté en AC au redresseur. Par conséquent, les composantes directes DC du filtre passe-bas sont effacées.

   Le multivibrateur monostable fonctionne de la manière décrite en référence à la fig. 7 pour produire un signal de sortie en 102 avec un niveau logique signalant soit que le fil est déplacé dans le détecteur et produit un signal variable, d'une part, soit s'est déchiré et est arrêté avec le résultat de l'absence d'un signal variable, d'autre part. 



  Dans le mode de réalisation représenté, le signal de sortie monostable redéclenchable est envoyé vers un circuit de coupure 130 qui est basculé dans un de ses états stables chaque fois que le monostable redéclenchable 100 détecte une rupture du fil. En condition de rupture, le circuit 130 opère à travers une commande différentielle 132 pour produire un signal de sortie qui est renvoyé au système de contrôle pour signaler que le fil en question capté par le détecteur 30 s'est déchiré. Le système de coupure 130 est également connecté à un circuit de commande LED 134 qui commande une paire de LED locales du détecteur de rupture du fil en question. Un premier LED 135 est éclairé pour signaler que le fil en question capté par ce détecteur s'est déchiré. Un second LED 136 est prévu pour être éclairé chaque fois que le détecteur en question a été mis hors service.

  La logique de mise hors service 138 est commandée par un interrupteur 139, d'un côté, ou par un circuit logique commandé par ordinateur 140, d'un autre côté. La logique de mise hors service 138, lorsqu'elle a été actionnée dans son état de mise hors service, actionne le circuit de commande LED 134 afin d'illuminer le LED 136 pour signaler que le détecteur de fil 30 en question a été mis hors service. La logique de mise hors service 138 actionne également le circuit de coupure 130 pour empêcher sa fonction et empêcher le circuit de coupure 130 d'opérer à travers la commande différentielle 132 pour signaler une rupture à travers la sortie 133.

  Toutefois, lorsque le système 30 est en  état de fonctionnement, la logique de mise hors service 138 engendre un signal pour éliminer la fonction de retour du circuit de coupure et éteint le LED 136 pour permettre au système de fonctionner de la manière décrite ci-dessus. 



  Pour être complet, on a prévu une série de récepteurs différentiels 140 réagissant à une série de connections 142 avec une commande centrale pour permettre à celle-ci de commander la logique de mise hors service 138. Les récepteurs différentiels opèrent également à travers une commande de la plage de vitesse 143 qui est conçue pour changer la valeur de résistance de la résistance 114 du multivibrateur monostable redéclenchable 100 en fonction de la plage de vitesse à laquelle la machine en question fonctionne. Autrement dit, si la machine fonctionne à une vitesse relativement élevée, la commande de la plage de vitesse 143 peut servir à ajuster une période (T) plus courte, c'est-à-dire réduire l'intervalle durant lequel l'absence de fluctuation provoquera le déclenchement du système.

  Si la machine est prévue pour fonctionner à une vitesse plus élevée, la commande de la plage de vitesse 143 exige un intervalle T plus long avant que le multivibrateur monostable redéclenchable 100 ne détermine la rupture du fil. Les détails du receveur différentiel 140 et de la commande de la plage de vitesse 143 (qui établit, avant tout, le point de déclenchement du multivibrateur monostable redéclenchable) ne sont pas d'importance pour la compréhension de la présente invention et ne seront pas décrits plus en détail. 



  On comprendra maintenant que ce qui a été prévu par l'invention est un appareil amélioré pour capter le mouvement d'un fil et pour signaler la rupture du fil. Le système dispense de la nécessité d'interrupteurs mécaniques évoluant le long du fil et, en outre, n'est pas concerné par les problèmes associés aux détecteurs électroniques dépendant d'un ballonnement du fil. Par contre, le détecteur de fil selon la présente invention crée simplement un faisceau lumineux qui est traversé par le fil et qui est basé sur la rugosité superficielle du fil causant des  fluctuations du faisceau de lumière capté afin d'engendrer un signal variable indiquant la présence du fil. 



  En ce qui concerne le circuit qui est sensible à ce signal variable, il faut d'abord noter que des moyens sont prévus pour engendrer des impulsions de déclenchements à partir des fluctuations du signal et pour utiliser les impulsions de déclenchement pour redéclencher un multivibrateur redéclenchable. En l'absence du déplacement du fil, le signal variable du fil disparaît, arrêtant ainsi les impulsions de déclenchement et provoquant une réponse presque immédiate du multivibrateur qui, de ce fait n'est plus redéclenché. L'amélioration du temps de réponse d'un tel système sera maintenant facilement compréhensible. 



  En outre, l'invention prévoit des moyens pour rendre le système pratiquement insensible aux parasites et au bruit, telles que les fluctuations des conditions d'éclairage ambiant. A cet effet, le faisceau lumineux qui engendre le signal variable est modulé à une fréquence relativement élevée de manière à ce que le fil qui masque le faisceau de lumière modulée engendre un signal modulé imprégné par les fluctuations et ce signal modulé ne porte pas les parasites ou interférences non systématiques.

   Le signal modulé par les fluctuations du fil subit ensuite une démodulation synchrone pour créer un signal de fil variable dépourvu de parasites et ce signal est ensuite traité par le multivibrateur monostable redéclenchable fournissant ainsi un mode de réalisation avantageux de l'invention qui n'est pas seulement relativement insensible à des parasites ambiant mais qui possède également un temps de réponse très rapide. 

Claims (6)

1. Appareil pour détecter le mouvement longitudinal d'un brin de fil (10) avec une texture superficielle non uniforme et pour produire un signal électrique indiquant l'absence de mouvement du fil (10), comprenant un guide (25) pour obliger le fil à suivre un trajet prédéterminé, une source de lumière (50) située d'un côté dudit trajet pour projeter un faisceau de lumière à travers ledit trajet, un détecteur photo-électrique (52) situé sur le côté opposé dudit trajet en face de ladite source de lumière (50) pour recevoir ledit faisceau, ledit trajet étant conçu de manière à ce que la texture superficielle du fil produise des fluctuations de l'intensité du faisceau reçu par le détecteur (52) lorsque le fil est en mouvement, des moyens sensibles au détecteur (52) pour produire un signal variable ayant une composante de fréquence qui est fonction desdites fluctuations,

caractérisé par un multivibrateur redéclenchable (100) conçu pour être redéclenché par ledit signal variable et en ce que ledit multivibrateur (100) possède une période conçue de manière à produire ledit signal électrique lorsque la composante de fréquence dudit signal variable tombe en-dessous de ladite période.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le multivibrateur redéclenchable (100) possède une période de l'ordre de 30 millisecondes et en ce que l'absence de fil en mouvement dans le trajet est captée par l'appareil dans un intervalle qui ne dépasse pas sensiblement 30 millisecondes.

3.

Appareil selon la revendication 1, caractérisé par des moyens de modulation de la source de lumière pour produire un faisceau de lumière modulée, les moyens sensibles au détecteur (52) produisant ainsi un signal modulé comprenant ladite composante de fréquence, et par des moyens synchrones pour recevoir ledit signal modulé en vue de sa démodulation.

4.

Appareil selon la revendication 1, caractérisé par un multivibrateur (120) pour allumer et éteindre la source de lumière (50) à une fréquence porteuse déterminée, relativement élevée, le détecteur (52) répondant à ce faisceau de lumière modulée d'impulsions pour produire un signal modulé portant cette composante de fréquence, par des moyens de détection synchrones (124) répondant à ce signal modulé pour séparer la composante de fréquence de la fréquence porteuse et produire un signal ayant cette composante de fréquence mais sensiblement dépourvue de bruit, par un filtre (126) pour éliminer la fréquence porteuse et par des moyens pour appliquer le signal filtré au multivibrateur redéclenchable (100).

5.

Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que le multivibrateur redéclenchable (100) comporte des moyens pour recevoir des signaux de déclenchement ayant une fréquence correspondant à ladite composante de fréquence, un circuit de chargement pour charger une capacité (115) à un degré déterminé, des moyens d'interruption (113) pour décharger la capacité (115) en réponse à chaque signal de déclenchement et des moyens de comparaison (118) ayant un niveau de seuil pour capter ladite charge, les moyens de comparaison (118) étant destinés à produire ledit signal électrique chaque fois que la charge de la capacité (115) dépasse ledit niveau de seuil à la suite de l'absence de signaux de déclenchement indiquant l'absence de ladite composante de fréquence dans ledit signal.

6.

Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit guide (25) comporte un nez (40) en matière résistant à l'usure et pourvu d'une gorge (42) pour guider ledit fil (10) le long dudit trajet, ladite gorge (42) ayant une surface d'entrée (44) en engagement avec ledit fil avant que celui-ci n'atteigne le faisceau et une surface de sortie (46) espacée de ladite surface d'entrée (44) le long dudit trajet et en engagement avec ledit fil après le passage de celui-ci à travers le faisceau, un support (58) en matière transparente ayant une languette (62) s'étendant dans ladite gorge (42) entre les surfaces d'entrée et de sortie (44, 46), des poches (54, 56) prévues dans ladite languette (62) pour recevoir ladite source de lumière (50) et ledit détecteur photoélectrique (52), ladite languette (62) ayant un sillon (64) de réception du fil et situé entre lesdites poches (54, 56),

lesdites surfaces d'entrée et de sortie (44 et 46) de la gorge (42) du nez (40) maintenant le fil hors d'engagement avec le sillon (64) du support (58).