FR2494427A1

FR2494427A1 - Capacitive thread surface flaw detector - with electrodes flanking sample and coupled to HF generator and measuring circuit

Info

Publication number: FR2494427A1
Application number: FR8024287A
Authority: FR
Original assignee: GORBOV MIKHAIL
Current assignee: GORBOV MIKHAIL
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-05-21
Also published as: FR2494427B1

Abstract

Device detecting surface defects on thread-like articles, e.g. boron or silicon carbide threads, synthetic fibres or microwires, includes a capacitive pick-up. A housing (1) encloses a cylindrical screen (2), made of conductive material, with two electrodes (3,4) inside flanking the test thread (10). The electrode (3) is connected to a high-frequency generator (5) and is at a high potential. The electrode (4) is coupled to the measuring circuit (6) and is at a low potential. The measuring circuit has a common neutral junction (0) with the high-frequency generator which is also the potential for the screen (2). The measuring circuit consists of a high- frequency amplifier (7), a threshold element (8) and a pulse counter (9). This reveals microdefects of less than 100 microns and simplifies design.

Description

Dispositif de détermination de défauts
de surface de produits filiformes.Device for determining defects
of filiform products.

L'invention concerne les techniques de mesure, l'étude des propriétés des matériaux par mesure de variations de capacité électrique d'un capteur avec le produit à contrôler, et en particulier, un dispositif pour la détermination des défauts de surface de produits filiformes. The invention relates to measurement techniques, the study of the properties of materials by measuring variations of electrical capacitance of a sensor with the product to be tested, and in particular, a device for the determination of surface defects of filiform products.

La présente invention peut être utilisée pour contrôler la qualité des produits filiformes tels que, par exemple, fils de bore, de carbure de silicium, fibres artificielles durant leur fabrication dans l'industrie chimique, ainsi que dans l'industrie métallurgique à la fabrication des microfilms. The present invention can be used to control the quality of filamentary products such as, for example, boron thread, silicon carbide, artificial fibers during their manufacture in the chemical industry, as well as in the metallurgical industry in the manufacture of microfilm.

Un des paramètres principaux des produits filiformes fins et extrafins définissant leurs caractéristiques mécaniques et électriques sont les défauts de surface, c'est-à-dire les variations de l'épaisseur sur des courts tronçons de lo à 100 p de longueur, les irrégularités d'épaisseur suivant la longueur, bavures, inclusions cristallines, etc. Afin de détecter ces défauts, on utilise largement des capteurs capacitif s caractérisés par leurs propriétés métrologiques et d'utilisation élevées. On préfère les détecteurs capaci tifs essentiellement à cause de leur construction simple et de l'indépendance de leurs indications visà-vis des variations des paramètres physico-mécaniques du produit à contrôler (conduction électrique, densité, etc.) ainsi que de la disposition du défaut sur la surface. One of the main parameters of thin and extrafine products defining their mechanical and electrical characteristics are the surface defects, that is to say the variations of the thickness over short sections of lo to 100 p of length, the irregularities of the surface. thickness along the length, burrs, crystalline inclusions, etc. In order to detect these defects, capacitive sensors characterized by their high metrological and utilization properties are widely used. Capacitive detectors are preferred mainly because of their simple construction and the independence of their indications with respect to the variations of the physico-mechanical parameters of the product to be controlled (electrical conduction, density, etc.) as well as the arrangement of the defect on the surface.

Les capteurs capacitifs existants comportent deux électrodes fixées à une base diélectrique et placées sous un boitier métallique mis à la masse. En général, les électrodes sont branchées sur le circuit d'un générateur haute fréquence et d'un mesureur de courant circulant à travers le capteur capacitif. The existing capacitive sensors have two electrodes attached to a dielectric base and placed under a metal case grounded. In general, the electrodes are connected to the circuit of a high frequency generator and a current meter circulating through the capacitive sensor.

Pourtant, une telle organisation des capteurs capacitifs ne permet de les utiliser que pour détecter les défauts sur les tronçons de grande longueur, c'est- à-dire lorsque se trouve remplie la condition T > > S, où T est la longueur du défaut, S est l'épaisseur du produit filiforme à contrôler sur ce tronçon. However, such an organization of capacitive sensors allows them to be used only to detect defects on long lengths, that is, when the condition T>> S is satisfied, where T is the length of the defect , S is the thickness of the filiform product to be controlled on this section.

Le contrôle des défauts dont la longueur T est du même ordre de grandeur que l'épaisseur S du produit s'avère difficile par ces capteurs capacitif s, par suite de la présence des champs électriques de bord entre les électrodes, ce qui réduit la résolution du capteur et entraine des erreurs dans la détection du défaut. En pratique, la longueur du tronçon du produit à contrôler couverte par le champ du capteur capacitif sous sa forme simplifiée est définie par l'expression :
L = 1 + H, où 1 est la longueur de l'électrode du capteur
H est la distance entre les électrodes.The control of defects whose length T is of the same order of magnitude as the thickness S of the product proves difficult by these capacitive sensors, due to the presence of edge electric fields between the electrodes, which reduces the resolution of the sensor and causes errors in the detection of the fault. In practice, the length of the section of the product to be monitored covered by the field of the capacitive sensor in its simplified form is defined by the expression:
L = 1 + H, where 1 is the length of the sensor electrode
H is the distance between the electrodes.

Lorsque la longueur 1 des électrodes se ramène aux dimensions du défaut du même ordre de grandeur que l'épaisseur du produit (1 + S), la zone d'action du champ sur le tronçon du produit à contrôler se trouvant entre les électrodes du capteur est pratiquement déterminée par la distance entre les électrodes. La réduction de la distance entre les électrodes du capteur empire ses caractéristiques d'utilisation (il devient en effet plus difficile de mettre le produit à contrôler dans le capteur capacitif, s'élève l'éventualité de l'action mécanique des électrodes du capteur sur la surface du produit, etc).Outre cela, la réduction de la distance entre les électrodes du capteur capacitif entraine une erreur due aux oscillations transversales du produit à contrôler durant son mouvement et à la présence des corps étrangers dans l'espa- ce entre les électrodes. When the length 1 of the electrodes is reduced to the dimensions of the defect of the same order of magnitude as the thickness of the product (1 + S), the zone of action of the field on the section of the product to be controlled lying between the electrodes of the sensor is practically determined by the distance between the electrodes. The reduction of the distance between the electrodes of the sensor worsens its characteristics of use (it becomes indeed more difficult to put the product to be controlled in the capacitive sensor, rises the possibility of the mechanical action of the sensor electrodes on In addition, the reduction of the distance between the electrodes of the capacitive sensor causes an error due to the transversal oscillations of the product to be controlled during its movement and the presence of foreign bodies in the space between the electrodes.

La présence des champs de bord entre les électrodes du capteur capacitif réduit, en plus, la sensibilité relative de ce dernier. Elle est définie par l'ex- pression
K = rleloS
CO S
C S'
O où AC est l'accroissement de la capacité CO du capteur dû à la variation de l'épaisseur S du produit à contrôler d'une valeur AS ; n = Cn + Ck est la capacité du capteur constituée par une capacité utile Cn et une capacité de bord Ck entre les électrodes.The presence of the edge fields between the electrodes of the capacitive sensor further reduces the relative sensitivity of the capacitive sensor. It is defined by the expression
K = rleloS
CO S
C S '
Where AC is the increase of the capacitor CO of the sensor due to the variation of the thickness S of the product to be tested by an AS value; n = Cn + Ck is the capacity of the sensor constituted by a useful capacity Cn and an edge capacitance Ck between the electrodes.

I1 en découle de cette expression que l'élévation de la se-nsibilité relative K dépend de la diminution de la capacité de bord Ck entre les électrodes du capteur, mais ceci peut entrainer, nous n avons déjà dit, la dégradation des caractéristiques rntrologiques et d'uti libation. It follows from this expression that the rise in the relative susceptibility K depends on the reduction of the capacitance Ck between the electrodes of the sensor, but this can lead, we have already said, the degradation of the atmospheric characteristics and of libation.

Ainsi, le problème de détection des défauts des produits filiformes se ramène au problème de détermination des microdéfauts. Thus, the problem of detecting defects of filiform products is reduced to the problem of determining microdefects.

Ce problème est partiellement résolu à l'utilisation pour la détection des défauts d'un capteur capacitif (certificat d'auteur URSS NO 321739) qui comporte fixées à une base diélectrique, des électrodes courbées dont l'épaisseur augmente uniformément vers la base. This problem is partially solved with the use for the detection of defects of a capacitive sensor (USSR author's certificate No. 321739) which comprises fixed to a dielectric base, curved electrodes whose thickness increases uniformly towards the base.

Le produit à contrôler touche les électrodes sur le tronçon où l'intensité du champ électrique est maximale (dans la zone de l'intervalle entre les électrodes minimal). Une telle construction permet de détecter les défauts dont la longueur minimale est définie par la valeur dudit intervalle. En ce cas, la valeur minimale de l'intervalle entre les électrodes dépend des exigences de la rigidité diélectrique du capteur et constitue O,1 à 0,2 mm.The product to be tested touches the electrodes on the section where the intensity of the electric field is greatest (in the area of the gap between the minimum electrodes). Such a construction makes it possible to detect defects whose minimum length is defined by the value of said interval. In this case, the minimum value of the gap between the electrodes depends on the requirements of the dielectric strength of the sensor and constitutes 0.1 to 0.2 mm.

Cette construction do capteur capacitif assure l'intensité maximale du champ électrique dans l'intervalle entre les électrodes, ce qui permet d'élever la sensibilité relative à la variation de l'épaisseur du produit à contrôler. Afin d'assurer le fonctionnement de ce capteur capacitif, il est nécessaire d'assurer le contact des électrodes avec le produit à contrôler, sinon on constate une croissance de l'erreur due aux oscillations transversales de ce dernier par suite d'un champ électrique sensiblement irrégulier entre les électrodes. Comme dans la plunart des cas, l'action mécanique sur la surface du produit à contrôler est indésirable et ce capteur capacitif ne trouve pas une large application. This capacitive sensor construction provides the maximum intensity of the electric field in the gap between the electrodes, thereby raising the sensitivity relative to the variation of the thickness of the product to be controlled. In order to ensure the operation of this capacitive sensor, it is necessary to ensure the contact of the electrodes with the product to be monitored, otherwise there is a growth of the error due to the transverse oscillations of the latter as a result of an electric field substantially irregular between the electrodes. As in most cases, the mechanical action on the surface of the product to be tested is undesirable and this capacitive sensor does not find wide application.

I1 existe un dispositif de détermination des défauts de surface des produits filiformes (brevet US NO 2950436), qui comporte un pont transformateur de mesure dont un bras comporte un capteur capacitif in séré. Le capteur est constitué par un bottier abritant deux électrodes principales et des électrodes auxiliaires installées dans le meme plan que les électrodes principales. Le produit filiforme à contrôler se dispose dans ce capteur entre les électrodes principales et les électrodes auxiliaires branchées sur un point commun du pont transformateur. There is a device for determining the surface defects of the filiform products (US Pat. No. 2,950,436), which comprises a measuring transformer bridge of which one arm comprises an in-capacitive capacitive sensor. The sensor consists of a housing housing two main electrodes and auxiliary electrodes installed in the same plane as the main electrodes. The filiform product to be controlled is disposed in this sensor between the main electrodes and the auxiliary electrodes connected to a common point of the transformer bridge.

L'utilisation des électrodes auxiliaires supprime les champs de bord entre les électrodes principales sans introduire la rerépartition du champ entre ces électrodes. Outre cela, la présence des électrodes auxiliaires réduit la zone d'action du champ électrique sur le tronçon du produit à contrôler se trouvant entre les électrodes du capteur capacitif, ce qui élève sa résolution. Pourtant, l'élévation plus poussée de la résolution est pratiquement limitée par la longueur des électrodes principales et les intervalles entre les électrodes voisines principale et auxiliaires respectives (se trouvant dans le même plan).La réduction de la longueur de l'électrode principale et des intervalles entre les électrodes voisines est liée à certaines difficultés technologiques et, en premier lieu, à la nécessité d'assurer les intervalles minimaux entre les électrodes voisines principale et auxiliaires. The use of the auxiliary electrodes removes the edge fields between the main electrodes without introducing the repartitioning of the field between these electrodes. In addition, the presence of the auxiliary electrodes reduces the area of action of the electric field on the section of the product to be controlled between the electrodes of the capacitive sensor, which raises its resolution. However, the further elevation of the resolution is practically limited by the length of the main electrodes and the intervals between the respective neighboring main and auxiliary electrodes (lying in the same plane). The reduction of the length of the main electrode and intervals between neighboring electrodes is related to certain technological difficulties and, firstly, to the need to ensure the minimum intervals between the neighboring main and auxiliary electrodes.

Pratiquement, compte tenu des exigences de la rigidité diélectrique de la construction, les intervalles entre les électrodes voisines principale et auxiliaires ne doivent pas etre inférieurs à 0,1 - 0,2 mm.Practically, given the requirements of the dielectric strength of the construction, the intervals between the adjacent main and auxiliary electrodes should not be less than 0.1 - 0.2 mm.

Ainsi, la longueur du tronçon du produit à con trôler se trouvant dans le champ du capteur pour les dispositifs connus est au moins 0,1 à 0,2 mm, ce qui est insuffisant pour détecter un microdéfaut. Thus, the length of the product section to be monitored in the sensor field for known devices is at least 0.1 to 0.2 mm, which is insufficient to detect a microdefaults.

Outre cela, l'utilisation de l'électrode principale avec une longueur minimale égale à la longueur des défauts à détecter, c'est-à-dire ne dépassant pas 50 à 100 p,provoque non seulement l'apparition de dif ficultés technologiques liées à la fabrication du capteur, mais également à la dégradation des caractéristiques métrologiques et, en premier lieu, de la précision, La diminution de la précision du contrôle a lieu également, sur l'électrode principale ou dans les intervalles entre les électrodes voisines principale et auxiliaires, en présence de particules étrangères, meme de la poussière.En effet, l'apparition au bout de l'électrode principale d'une particule de poussière dont les dimensions sont de 50 à 100 u augmente de deux fois la longueur du tronçon du produit à contrôler se trouvant dans le champ du capteur capacitif. In addition, the use of the main electrode with a minimum length equal to the length of the defects to be detected, that is to say not exceeding 50 to 100 p, causes not only the appearance of related technological difficulties. to the manufacture of the sensor, but also to the degradation of the metrological characteristics and, in the first place, of the accuracy, the reduction of the accuracy of the control takes place also, on the main electrode or in the intervals between the neighboring main electrodes and auxiliary, in the presence of foreign particles, even dust.In fact, the appearance at the end of the main electrode of a dust particle whose dimensions are 50 to 100 u increases twice the length of the section of the product to be tested in the field of the capacitive sensor.

L'invention vise à mettre au point un dispositif de détermination des défauts de surface des produits filiformes dont le champ électrique entre les électrodes du capteur capacitif permettrait de détecter les microdéfauts de longueur inférieure à 100 Il sans réduire la longueur des électrodes, ainsi que de simplifier l'organisation du capteur. The aim of the invention is to develop a device for determining the surface defects of filiform products whose electric field between the electrodes of the capacitive sensor would make it possible to detect microdefects with a length of less than 100 μm without reducing the length of the electrodes, as well as simplify the organization of the sensor.

Le dispositif de détermination des défauts de surface des produits filiformes selon l'invention comporte un capteur capacitif entre deux électrodes duquel on dispose, en série avec un générateur haute fréquence et un circuit mesureur qui présentent un point commun de connexion, le produit filiforme à con- trôler, la variation de la capacité entre eux permettant de détecter un défaut de surface sur le produit à contrôler, et il est caractérisé en ce que le capteur capacitif comporte un écran cylindrique en matériau conducteur à l'intérieur duquel sont placées les électrodes, en ce que, sur la surface latérale de l'écran et entre les électrodes, sont pratiqués des orifices pour le produit filiforme à contrôler, et en ce que l'écran se trouve sous un potentiel égal au potentiel du point commun de connexion du générateur haute fréquence et du circuit mesureur, afin de réaliser la répartition du champ électrique entre les électrodes et l'écran. The device for determining the surface defects of the filiform products according to the invention comprises a capacitive sensor between two electrodes of which, in series with a high frequency generator and a measuring circuit which have a common point of connection, the filiform product with con controlling, the variation of the capacitance between them making it possible to detect a surface defect on the product to be tested, and it is characterized in that the capacitive sensor comprises a cylindrical screen of conductive material inside which the electrodes are placed, in that, on the lateral surface of the screen and between the electrodes, there are openings for the filiform product to be controlled, and in that the screen is under a potential equal to the potential of the common point of connection of the generator high frequency and measuring circuit, in order to achieve the distribution of the electric field between the electrodes and the screen.

L'utilisation pour le capteur capacitif d'un écran cylindrique se trouvant sous un potentiel égal au potentiel du point commun de connexion du générateur haute fréquence et du circuit mesureur entraine la répartition du champ électrique entre l'électrode et l'écran. En ce cas, une grande partie du champ est court-circuitée sur l'écran en diminuant la zone d'action de ce champ sur le tronçon du produit à contrôler se trouvant entre les électrodes du capteur. Ceci permet d'élever la résolution quant aux microdéfauts. The use for the capacitive sensor of a cylindrical screen under a potential equal to the potential of the common point of connection of the high frequency generator and the measuring circuit causes the distribution of the electric field between the electrode and the screen. In this case, a large part of the field is short-circuited on the screen by reducing the area of action of this field on the section of the product to be controlled between the electrodes of the sensor. This makes it possible to increase the resolution with regard to microdefects.

Outre cela, l'organisation du capteur, par comparaison avec celle décrite plus haut, est plus simple du point de vue technologique. In addition, the organization of the sensor, compared to that described above, is simpler from the technological point of view.

L'invention ressortira de la description des variantes concrètes de son exécution schématisée sur les dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le schéma fonctionnel d'un dispositif de détermination de défauts de surface des produits filiformes, selon l'invention
- les figures 2a, 2b, 2c, 2d, 2e et 2f représentent la répartition du champ électrique dans les capteurs capacitif s sans écran, avec électrodes auxiliaires et avec écran, respectivement
- la figure 3 représente la vue d'ensemble d'un capteur capacitif rond cylindrique, selon l'invention;
- la figure 4 représente la vue d'ensemble d'un capteur capacitif rectangulaire (sans boitier), selon l'invention ;
- les figures 5a et 5b représentent la répartition du champ électrique dans un capteur capacitif avec des produits à contrôler sans et avec défaut, selon l'invention.The invention will emerge from the description of the concrete variants of its execution shown schematically in the accompanying drawings in which
FIG. 1 represents the functional diagram of a device for determining surface defects of filiform products, according to the invention
FIGS. 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f show the distribution of the electric field in the capacitive sensors without screens, with auxiliary electrodes and with screens, respectively
FIG. 3 represents the overall view of a round cylindrical capacitive sensor according to the invention;
FIG. 4 represents the overall view of a rectangular capacitive sensor (without case), according to the invention;
FIGS. 5a and 5b show the distribution of the electric field in a capacitive sensor with products to be tested without and with defect, according to the invention.

Le dispositif de détermination de défauts de surface de produits filiformes comporte, dans la variante décrite, un capteur capacitif avec un boltier 1 (figure re 1) à l'intérieur duquel est installé un écran 2 cylindrique en matériau conducteur. L'écran 2 abrite des électrodes 3, 4. L'électrode 3 est branchée sur un générateur haute fréquence 5 et se trouve sous un haut potentiel. L'électrode 4 est branchée sur un circuit mesureur 6 et se trouve sous un potentiel bas. Le circuit mesureur 6 a un point commun "O" avec le générateur haute fréquence 5. L'écran 2 du capteur capacitif se trouve sous le potentiel de ce point "O". The device for determining surface defects of filiform products comprises, in the variant described, a capacitive sensor with a boltier 1 (FIG. 1) inside which is installed a cylindrical screen 2 of conductive material. The screen 2 houses electrodes 3, 4. The electrode 3 is connected to a high frequency generator 5 and is under a high potential. The electrode 4 is connected to a measuring circuit 6 and is under a low potential. The measuring circuit 6 has a common point "O" with the high frequency generator 5. The screen 2 of the capacitive sensor is below the potential of this point "O".

Le schéma de connexion du capteur capacitif est commun pour toutes les variantes possibles des schémas de connexion électrique tels que ponts mesureurs, circuits compensateurs, etc. The connection diagram of the capacitive sensor is common for all possible variants of the electrical connection diagrams such as measuring bridges, compensating circuits, etc.

Dans la variante décrite, l'écran 2 est relié au point "O" et le circuit mesureur 6 comporte, mis en série, un amplificateur haute fréquence 7, un élément de seuil 8 et un compteur d'impulsions 9. In the variant described, the screen 2 is connected to the "O" point and the measuring circuit 6 includes, in series, a high frequency amplifier 7, a threshold element 8 and a pulse counter 9.

Le produit filiforme 10 à contrôler est disposé entre les électrodes 3, 4 du capteur capacitif et la détermination des défauts du produit 10 sur le tronçon se trouvant dans le champ électrique du capteur se fait d'après la variation de la capacité entre ces électrodes 3 et 4. The filamentary product 10 to be controlled is disposed between the electrodes 3, 4 of the capacitive sensor and the determination of the defects of the product 10 on the section located in the electric field of the sensor is based on the variation of the capacitance between these electrodes 3 and 4.

I1 est possible une variante d'exécution du capteur capacitif dans lequel le boitier et l'écran font un tout. I1 is possible an alternative embodiment of the capacitive sensor in which the housing and the screen make a whole.

I1 est connu que dans le capteur capacitif, outre le champ électrique principal entre les électrodes, sont présents des champs de bord qui augmentent la longueur L (figure 2a) du tronçon du produit filiforme sur lequel se fait la détection des défauts. A l'augmentation de l'intervalle entre les électrodes, la longueur L (figure 2b) augmente. La présence des électrodes auxiliaires dans le capteur capacitif décrit plus haut supprime partiellement l'influence des champs de bord dans l'intervalle d'une longueur m entre les électrodes voisines (figures 2c et 2d) à toute distance entre les électrodes principales. It is known that in the capacitive sensor, in addition to the main electric field between the electrodes, there are edge fields which increase the length L (FIG. 2a) of the section of the filiform product on which the defects are detected. As the gap between the electrodes increases, the length L (FIG. 2b) increases. The presence of the auxiliary electrodes in the capacitive sensor described above partially eliminates the influence of the edge fields in the interval of a length m between the adjacent electrodes (FIGS. 2c and 2d) at any distance between the main electrodes.

Une haute sensibilité du dispositif proposé est basée sur une répartition du champ électrique entre les électrodes 3, 4 (figures 2e et 2f) et l'écran 2 gracie à quoi la longueur L du tronçon du produit à contrôler se trouvant dans le champ du capteur capacitif est sensiblement inférieure aux dimensions des électrodes, surtout, à l'augmentation de la distance entre les électrodes 3, 4. A high sensitivity of the proposed device is based on a distribution of the electric field between the electrodes 3, 4 (FIGS. 2e and 2f) and the screen 2 gracie at which the length L of the section of the product to be controlled is in the field of the sensor. capacitive is substantially smaller than the dimensions of the electrodes, especially, the increase in the distance between the electrodes 3, 4.

Ainsi, par exemple, dans le capteur capacitif proposé avec un rapport H/1 = 2, où H est la distance entre les électrodes, 1 est la longueur des électrodes, la longueur du tronçon du produit à controler se trouvant dans le champ électrique du capteur diminue de cinq fois par comparaison avec le capteur muni d'électrodes auxiliaires. Thus, for example, in the capacitive sensor proposed with a ratio H / 1 = 2, where H is the distance between the electrodes, 1 is the length of the electrodes, the length of the section of the product to be controlled being in the electric field of the sensor decreases by five times compared to the sensor equipped with auxiliary electrodes.

Le capteur capacitif comporte. comme on l'a déjà dit, le boitier 1 (figure 3) en matériau conducteur, cylindrique dans la variante décrite. L'écran 2 disposé à l'intérieur du boitier 1 répète la forme du boltier 1 et est isolé de ce dernier à l'aide de cylindres diélectriques 11. Les électrodes 3, 4 de la variante décrite sont réalisées sous la forme de disques fixés aux abouts de l'écran 2 et isolées de ce dernier à l-aide de garnitures diélectriques 12. The capacitive sensor comprises. as already mentioned, the housing 1 (Figure 3) of conductive material, cylindrical in the variant described. The screen 2 disposed inside the housing 1 repeats the shape of the boltier 1 and is isolated from the latter by means of dielectric rollers 11. The electrodes 3, 4 of the variant described are made in the form of fixed disks. at the ends of the screen 2 and isolated from the latter by means of dielectric gaskets 12.

Le produit filiforme 10 passe entre les électrodes 3 et 4 à travers des orifices 13, 14 pratiqués respectivement sur les surfaces latérales du boitier 1 et de l'écran 2. The filamentary product 10 passes between the electrodes 3 and 4 through orifices 13, 14 made respectively on the lateral surfaces of the housing 1 and the screen 2.

Les électrodes 3, 4 sont, respectivement, branchées sur le générateur haute fréquence 5 et sur le circuit mesureur 6 à l'aide de bornes 15, 16. The electrodes 3, 4 are respectively connected to the high frequency generator 5 and the measuring circuit 6 by means of terminals 15, 16.

Afin d'assurer l'équipotentialité du point commun "O" réunissant le générateur haute fréquence 5 et le circuit mesureur 6 et de l'écran 2, ce dernier est relié à ce point à l'aide d'une borne 17. La mise à la masse du boitier 1 se fait à l'aide d'une borne 18. In order to ensure the equipotentiality of the "O" common point uniting the high frequency generator 5 and the measuring circuit 6 and of the screen 2, the latter is connected to this point by means of a terminal 17. to the mass of the housing 1 is done using a terminal 18.

Au déplacement du produit à contrôler entre les électrodes 3 et 4, il est possible qu'il y ait des écarts transversaux dans le plan parallèle aux électrodes 3, 4, ce qui peut provoquer une erreur à la détermination de la valeur du défaut. Afin d'exclure cette erreur éventuelle, il est utile de réaliser rectangulaires un écran 19 (figure 4) et le boitier (non montré sur la figure), alors que des électrodes 20, 21 doivent se présenter sous la forme de plaques rectangula ires. With the displacement of the product to be controlled between the electrodes 3 and 4, it is possible that there are transverse deviations in the plane parallel to the electrodes 3, 4, which can cause an error in the determination of the value of the defect. In order to exclude this possible error, it is useful to make rectangular a screen 19 (FIG. 4) and the housing (not shown in the figure), whereas electrodes 20, 21 must be in the form of rectangular plates.

Ledit capteur capacitif rectanqulaire est applicable pour la détection des défauts de produits filiformes plats 22. Said rectanqulaire capacitive sensor is applicable for the detection of flaws of flat filiform products 22.

Le dispositif de détermination des défauts de surface des produits filiformes fonctionne de la façon suivante. The device for determining the surface defects of filiform products operates as follows.

A la mise du capteur capacitif en série avec le générateur haute fréquence 5 et le circuit mesureur 6 et en obtenant l'équipotentialité de l'écran 2 et du point commun "0" de connexion du générateur 5 et du circuit mesureur 6, le champ entre les électrodes 3, 4 est focalise suivant l'axe de l'écran 2, comme le montre la figure 2a à f, alors que la largeur du champ focalisé est inversement proportionnelle à la distance entre les électrodes 3, 4 (figures 1 et 3). C'est pourquoi, en choisissant le rapport entre la largeur de l'écran 2 et sa longueur, on peut focaliser le champ électrique dans la partie centrale de l'écran 2 jusqu'aux dimensions commensurables avec la longueur du défaut sur le produit à contrôler 10. When the capacitive sensor is placed in series with the high-frequency generator 5 and the measuring circuit 6, and by obtaining the equipotentiality of the screen 2 and the common point "0" for connecting the generator 5 and the measuring circuit 6, the field between the electrodes 3, 4 is focussed along the axis of the screen 2, as shown in FIG. 2a to f, while the width of the focused field is inversely proportional to the distance between the electrodes 3, 4 (FIGS. 3). Therefore, by choosing the ratio between the width of the screen 2 and its length, we can focus the electric field in the central part of the screen 2 up to the dimensions commensurable with the length of the defect on the product to check 10.

Le produit 10 à contrôler passe entre les électrodes 3, 4, perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'écran 2. Le courant électrique circulant dans le capteur dépend de l'épaisseur du produit 10 à contrôler se trouvant dans le champ électrique entre les électrodes 3, 4. L'apparition d'un défaut de surface dans le champ de travail du capteur change l'intensité de ce champ, et, par conséquent, du courant circulant dans le capteur. Comme le champ électrique entre les électrodes 3, 4 dans le domaine de disposition du produit 10 à contrôler a une intensité constante, le déplacement éventuel du produit à contrôler entre les électrodes 3, 4 dans le plan perpendiculaire aux électrodes n'influe pas sur la précision du contrôle. The product 10 to be controlled passes between the electrodes 3, 4, perpendicularly to the longitudinal axis of the screen 2. The electric current flowing in the sensor depends on the thickness of the product 10 to be controlled being in the electric field between the electrodes 3, 4. The appearance of a surface defect in the working field of the sensor changes the intensity of this field, and, consequently, the current flowing in the sensor. Since the electric field between the electrodes 3, 4 in the region of disposition of the product 10 to be controlled has a constant intensity, the possible displacement of the product to be controlled between the electrodes 3, 4 in the plane perpendicular to the electrodes does not affect the accuracy of control.

Sur la figure 5 est représenté le champ électrique pour le capteur capacitif expliquant le fonctionnement de ce dernier. Au passage du produit à contrôler sans défaut (figure 5a), l'intensité du champ électrique est due aux dimensions géométriques du capteur capacitif et à la tension du générateur haute fréquence. A l'apparition d'un défaut de surface, par exemple, d'une surépaisseur, l'intensité du champ électrique augmente (figure 5b), ce qui entraine l'augmentation de l'intensité du courant circulant dans le capteur capacitif. In Figure 5 is shown the electric field for the capacitive sensor explaining the operation of the latter. At the passage of the test product without flaw (Figure 5a), the intensity of the electric field is due to the geometric dimensions of the capacitive sensor and the voltage of the high frequency generator. At the appearance of a surface defect, for example, an excess thickness, the intensity of the electric field increases (Figure 5b), which causes the increase in the intensity of the current flowing in the capacitive sensor.

Ledispositif proposé permet de déterminer les défauts de dimensions différentes : défauts commensurables avec l'épaisseur du produit à contrôler, ainsi que les défauts dont la longueur est sensiblement supérieure à l'épaisseur du produit. The proposed device makes it possible to determine the defects of different dimensions: defects commensurable with the thickness of the product to be tested, as well as defects whose length is substantially greater than the thickness of the product.

Ainsi, le dispositif de détermination des défauts superficiels proposé est caractérisé par une résolution élevée de détection des microdéfauts [surépaisseur) du produit à contrôler par rapport aux solutions techniques connues. Ceci est obtenu sans changer les dimensions des électrodes du capteur, mais par répartition du champ électrique entre les électrodes et un écran. Thus, the device for determining the surface defects proposed is characterized by a high resolution of detection of microdefaults (oversize) of the product to be checked compared to known technical solutions. This is achieved without changing the dimensions of the sensor electrodes, but by distributing the electric field between the electrodes and a screen.

Outre cela, le capteur proposé est plus technologique par rapport aux capteurs connus, parce qu'il n'a pas besoin de micro-intervalles entre les électrodes ni d'électrodes extrêmement courtes. En plus, comme on peut utiliser les électrodes suffisamment grandes, la présence sur les électrodes de particules de poussière et d'encrassement ne réduit pas la résolution du capteur. Besides this, the proposed sensor is more technological compared to known sensors because it does not need micro-gaps between the electrodes or extremely short electrodes. In addition, since the large electrodes can be used, the presence of dust and dirt particles on the electrodes does not reduce the resolution of the sensor.

Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. As it goes without saying, and as it follows already from the foregoing, the invention is not limited to those of its embodiments and applications which have been more especially envisaged it embraces, on the contrary, all variants.

Claims

1. Apparatus for determining surface defects of filiform products which comprises a capacitive sensor between two electrodes of which is arranged, placed in series with a high frequency generator and a measuring circuit which have a common point of connection, the filiform product to be controlled , the variation of the capacitance between them making it possible to detect a surface defect on the product to be tested, characterized in that the capacitive sensor comprises a cylindrical screen made of conductive material inside which the electrodes are placed, in that, on the lateral surface of the screen and between the electrodes are made holes for the filiform product to be controlled, and in that the screen is under a potential equal to the potential of the common point of connection of the high frequency generator and the circuit meter, in order to achieve the distribution of the electric field between the electrodes and the screen.