EP0161174B1 - Procédé de compensation thermique d'un circuit magnétique - Google Patents
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- EP0161174B1 EP0161174B1 EP85400729A EP85400729A EP0161174B1 EP 0161174 B1 EP0161174 B1 EP 0161174B1 EP 85400729 A EP85400729 A EP 85400729A EP 85400729 A EP85400729 A EP 85400729A EP 0161174 B1 EP0161174 B1 EP 0161174B1
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/008—Details of transformers or inductances, in general with temperature compensation
Definitions
- the present invention relates to a process for thermal compensation of a magnetic circuit, the losses of which increase as a function of the ambient temperature.
- This device in particular used to detect the passage of the wheels of a wagon, comprises a series oscillating circuit with open air gap to the detection zone constituting a sensor, an oscillator connected to the oscillating circuit and a circuit for exploiting the overvoltage coefficient of the oscillating circuit.
- This oscillating circuit includes coils of copper wires. The operation of such a device is based on the fact that when a metallic mass is located near the air gap, the overvoltage coefficient of the oscillating circuit decreases. This decrease indicates the presence of the metallic mass.
- the object of the present invention is to obviate these drawbacks and to do this it relates to a method of thermal compensation of a magnetic circuit.
- the document FR-A-2 025 984 describes a sweep feedback transformer, in which a temperature-sensitive ferrite plate is inserted in the air gap, this plate losing its ferromagnetism and becoming paramagnetic at a determined temperature, in order to avoid using a transformer with a large number of turns and without operating it near its saturation point, while stabilizing the high voltage well.
- Document FR-A-2 422 930 describes a distance measuring device with a feedback circuit amplifier, comprising a detection coil inside which are arranged magnetic rods with high permeability, some with a positive temperature characteristic. , the others with a negative temperature characteristic, so that the variations in permeability as a function of temperature are practically zero.
- the present invention more particularly relates to a method of thermal compensation of a series oscillating circuit formed by an alternating current generator, a capacitor and an inductor, characterized in that the inductor is formed by two windings each of which is wound around of one end of a magnetic core, and in that there is placed near one of the ends of the magnetic core a pellet of a material whose magnetic permeability is a decreasing function of the temperature and the point of Curie substantially equal to the maximum possible value of the ambient temperature, so that the reduction in the eddy current losses due to the variation in the permeability of the pellet compensates for the increase in these losses due to the variation in the temperature of the windings.
- the material constituting the pellet is chosen from the group comprising soft iron and ferro-nickel and has a Curie point of the order of 40 ° to 50 ° C.
- the single figure schematically represents a sensor made up of an oscillating circuit with open air gap, to which the thermal compensation process is applied.
- the oscillating circuit consists of a low-loss capacitor 5 and an inductor 3, 4 connected in series with the capacitor 5.
- the inductor consists of two identical windings connected in series and wound respectively on the two branches of a U-shaped magnetic core 6 constituting an open air gap.
- the oscillating circuit closes on an alternating current generator 2 which supplies the circuit.
- a patch 1 made of a material whose magnetic permeability is a decreasing function of the temperature and the Curie point substantially equal to the maximum possible value of the ambient temperature, is placed in the immediate vicinity of the inductance. It can be made integral, by bonding or molding of the impregnation resin surrounding one of the windings of the inductor, for example of the winding 3. This patch is placed in the magnetic field of the sensor and being conductive, it is therefore the seat of eddy currents.
- the temperature increases we approach the Curie point of the material constituting the pellet, and the permeability thereof decreases, which causes the reduction of the eddy currents and therefore losses in the pellet. This compensates for the increase in losses due in particular to. increasing the resistance of the copper coils.
- this thermal compensation method makes it possible to maintain a constant overvoltage coefficient of the oscillating circuit during an increase in the ambient temperature and as a result, the detector can permanently exhibit high stability and great sensitivity.
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Description
- La présente invention concerne un procédé de compensation thermique d'un circuit magnétique dont les pertes augmentent en fonction de la température ambiante.
- Un tel procédé peut être avantageusement utilisé dans le dispositif détecteur de masses métalliques comportant des moyens de sécurité décrit dans le brevet français 2469722. Ce dispositif, notamment utilisé pour détecter le passage des roues d'un wagon, comprend un circuit oscillant série à entrefer ouvert vers la zone de détection constituant un capteur, un oscillateur relié au circuit oscillant et un circuit d'exploitation du coefficient de surtension du circuit oscillant. Ce circuit oscillant comporte des bobines en fils de cuivre. Le fonctionnement d'un tel dispositif repose sur le fait que lorsqu'une masse métallique se trouve à proximité de l'entrefer, le coefficient de surtension du circuit oscillant diminue. Cette diminution indique la présence de la masse métallique. Pour augmenter la sensibilité du détecteur, il est souhaitable, lorsqu'aucune masse métallique n'est proche du circuit, que les pertes dues aux courants de Foucault soient très faibles, donc que le coefficient de surtension du circuit oscillant soit élevé. Or on constate que lorsque la température ambiante augmente, les pertes, dues notamment à l'augmentation de la résistance du cuivre constituant les bobines, augmentent ; ceci entraîne une diminution du coefficient de surtension qui altère le niveau de surtension du détecteur.
- Le but de la présente invention est d'obvier à ces inconvénients et pour ce faire elle a pour objet un procédé de compensation thermique d'un circuit magnétique.
- De l'art antérieur il est déjà connu de compenser thermiquement un circuit magnétique.
- Le document FR-A-2 025 984 décrit un transformateur de retour de balayage, dans lequel une , plaquette en ferrite sensible à la température est intercalée dans l'entrefer, cette plaquette perdant son ferro-magnétisme et devenant paramagnétique à une température déterminée, dans le but d'éviter de recourir à un transformateur à un grand nombre de spires et sans le faire fonctionner près de son point de saturation, tout en stabilisant bien la haute tension.
- Le document FR-A-2 422 930 décrit un appareil de mesure de distance à amplificateur à circuit de réaction, comprenant une bobine de détection à l'intérieur de laquelle sont disposées des tiges magnétiques à perméabilité élevée, les unes à caractéristique de température positive, les autres à caractéristique de température négative, de façon que les variations de la perméabilité en fonction de la température soient pratiquement nulles.
- La présente invention a plus particulièrement pour objet un procédé de compensation thermique d'un circuit oscillant série formé par un générateur de courant alternatif, un condensateur et une inductance, caractérisé en ce que l'inductance est formée par deux enroulements dont chacun est bobiné autour d'une extrémité d'un noyau magnétique, et en ce que l'on dispose à proximité de l'une des extrémités du noyau magnétique une pastille d'un matériau dont la perméabilité magnétique est une fonction décroissante de la température et le point de Curie sensiblement égal à la valeur maximale éventuelle de la température ambiante, de façon telle que la diminution des pertes par courant de Foucault due à la variation de la perméabilité de la pastille compense l'augmentation de ces pertes due à la variation de la température des enroulements.
- De préférence, le matériau constituant la pastille est choisi dans le groupe comprenant le fer doux et le ferro-nickel et a un point de Curie de l'ordre de 40° à 50 °C.
- La présente invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, description à laquelle un dessin est annexé.
- La figure unique représente schématiquement un capteur constitué d'un circuit oscillant à entrefer ouvert, auquel est appliqué le procédé de compensation thermique.
- En référence à cette figure, le circuit oscillant est constitué d'un condensateur 5 à faibles pertes et d'une inductance 3, 4 connectée en série avec le condensateur 5. L'inductance est constituée par deux enroulements identiques reliés en série et bobinés respectivement sur les deux branches d'un noyau magnétique en U 6 constituant un entrefer ouvert. Le circuit oscillant se ferme sur un générateur 2 de courant alternatif qui alimente le circuit.
- Une pastille 1, constituée d'un matériau dont la perméabilité magnétique est une fonction décroissante de la température et le point de Curie sensiblement égal à la valeur maximale éventuelle de la température ambiante, est placée à proximité immédiate de l'inductance. Elle peut être rendue solidaire, par collage ou moulage de la résine d'imprégnation entourant l'un des enroulements de l'inductance, par exemple de l'enroulement 3. Cette pastille est placée dans le champ magnétique du capteur et étant conductrice, elle est donc le siège de courants de Foucault. Quand la température augmente, on se rapproche du point de Curie du matériau constituant la pastille, et la perméabilité de celui-ci diminue, ce qui entraîne la diminution des courants de Foucault et donc des pertes dans la pastille. Ceci compense l'augmentation des pertes due notamment à. l'augmentation de la résistance du cuivre des bobines. Il en résulte donc que lors d'une augmentation de la température ambiante, le coefficient de surtension du circuit oscillant ne varie pratiquement pas car la diminution de celui-ci due à la résistance du cuivre constituant les enroulements est compensée par une augmentation due à la diminution de la perméabilité du matériau constituant la pastille.
- Ainsi ce procédé de compensation thermique permet de conserver un coefficient de surtension du circuit oscillant constant lors d'une augmentation de la température ambiante et par suite, le détecteur peut présenter en permanence une grande stabilité et une grande sensibilité.
- D'autre part, ce procédé de compensation thermique est intéressant dans les dispositifs de sécurité car, la pastille pouvant être rendue solidaire du capteur, une élévation accidentelle du coefficient de surtension, due à la disparition de la pastille, ne peut se produire. Bien qu'un seul mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans l'esprit de l'invention ne sortirait pas du cadre de la présente invention.
Claims (3)
1. Procédé de compensation thermique d'un circuit oscillant série formé par un générateur de courant alternatif (2), un condensateur (5) et une inductance, caractérisé en ce que l'inductance est formée par deux enroulements (3, 4) dont chacun est bobiné autour d'une extrémité d'un noyau magnétique (6), et en ce que l'on dispose à proximité de l'une des extrémités du noyau magnétique une pastille (1) d'un matériau dont la perméabilité magnétique est une fonction décroissante de la température et le point de Curie sensiblement égal à la valeur maximale éventuelle de la température ambiante, de façon telle que la diminution des pertes par courant de Foucault due à la variation de la perméabilité de la pastille compense l'augmentation de ces pertes due à la variation de la température des enroulements.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point de Curie du matériau de la pastille est compris entre 40 °C et 50 °C.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de la pastille est le fer doux ou le ferro-nickel.
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