FR2528186A1

FR2528186A1 - Fluid jet system for detecting presence of drill - uses thermistor to sense cooling effect generated when fluid strikes object for automatic control of drill

Info

Publication number: FR2528186A1
Application number: FR8210358A
Authority: FR
Original assignee: DEUDE RENE
Current assignee: DEUDE RENE
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1983-12-09
Also published as: FR2528186B1

Abstract

A monoblock assembly contains a fluid emitting jet whose jet strikes the tip of a drill in its path. The fluid trajectory is altered by the drill when present and this action cools a thermistor housed in the monoblock assembly. The thermistor is powered from an amplifier circuit which is followed by a comparator. The comparator drives an electromechanical stage to operate a relay when a particular threshold temperature level has been achieved. Absence of the drill causes the thermistor to heat because of the absence of the cooling effect created by the fluid jet. This action allows the relay to provide automatic control of the drill.

Description

Systèmes permettant la détection d'objet par variation de mouvement d'un fluide. Systems for object detection by variation of movement of a fluid.

a présente invention concerne les appareils du type capteurs d'informations pour le contrôle dans le domaine de l'automatisme. The present invention relates to devices of the information sensor type for control in the field of automation.

Aucun capteur connu jusqu'à nos jours ne possède une grande finesse de détection de petits objets tel qu'un foret de 0,2 mm ou plus petit encore, car leur principe de fonctionnement est basé sur le déplacement d'un clapet avec l'aide d'une membrane qui ne peut être actionnée que par une pression d'air relativement importante. No sensor known until today has a great detection accuracy of small objects such as a drill of 0.2 mm or even smaller, because their operating principle is based on the movement of a valve with the using a membrane which can only be actuated by a relatively high air pressure.

Les capteurs selon la présente invention permettent d'éviter tous ces inconvénients car un courant fluidique (air, eau, huile ect...) modulé ou continu provenant de ltémet- teur suffit pour détecter la présence ou l'absence d'un objet placé sur la trajectoire du jet fluidique. Ce courant fluidique est très faible car aucune pression n'est nécessaire, un courant d'air ou une vibration sont suffisants pour obtenir un signal électrique. Pour convertir en signal électrique la présence de l'objet sur la trajectoire du jet, il y a deux principes de fonctionnement - le premier principe est basé sur le mouvement d'air provenant du jet et détruisant le micro-climat qui se trouve autour de la ou des thermistances CTN ou CTP ou les deux. The sensors according to the present invention make it possible to avoid all these drawbacks because a modulated or continuous fluid current (air, water, oil, etc.) coming from the transmitter is sufficient to detect the presence or the absence of a placed object. on the trajectory of the fluid jet. This fluid current is very low because no pressure is necessary, an air current or a vibration are sufficient to obtain an electrical signal. To convert the presence of the object in the path of the jet into an electrical signal, there are two operating principles - the first principle is based on the movement of air from the jet and destroying the micro-climate around it. the CTN or CTP thermistor (s) or both.

- l'autre principe est d'utiliser comme récepteur une membrane portant un marteau et un piezo-électrique comme enclume.- the other principle is to use as a receiver a membrane carrying a hammer and a piezoelectric as an anvil.

Dans ce cas lâ c'est la présence, l'absence ou la modulation du jet fluidique qui par l'ensemble membrane, marteau et enclume sont converties en impulsions électriques puis décodées par amplificateurs appropriés.In this case, it is the presence, absence or modulation of the fluid jet which by the membrane, hammer and anvil assembly is converted into electrical pulses and then decoded by appropriate amplifiers.

Suivant l'objectif à atteindre ces deux principes sont couplés pour obtenir des sécurités plus grandes.Depending on the objective to be achieved, these two principles are coupled to obtain greater security.

Dans certaines applications oû la vitesse de déplacement de la membrane est très lente on utilisera comme élément sensible une cellule photoélectrique associée avec un élément émetteur de lumière visible ou infra-rouge à la place du pizo-électrioup,en uti] iant +otites les possibi'i+éF que donne l'optique dans le but de détecter un faible déplacement. In certain applications where the speed of movement of the membrane is very slow, a photoelectric cell associated with a visible or infra-red light emitting element will be used as the sensitive element in place of the pizo-electrioup, using + otitis the possibilities 'i + éF given by the optics in order to detect a small displacement.

Planche 1/2. Selon une première variante fig1, ltémet- teur (1) est placé en face du récepteur (3) creux dans lequel est logée une thermistance (2), le fluide (4) crée un courant d'air qui refroidit ou réchauffe suivant les objectifs à atteindre, le micro-climat de la thermistance. Plate 1/2. According to a first variant fig1, the transmitter (1) is placed opposite the hollow receiver (3) in which is housed a thermistor (2), the fluid (4) creates a current of air which cools or heats according to the objectives to reach, the thermistor micro-climate.

Selon une deuxième variante fig. 2, l'émetteur (1) est toujours placé en face du récepteur (5) composé dans ce cas là de deux logements ayant chacun une thermistance (2) CTN ou CTP ou CTN et CTP suivant les objectifs à atteindre. Ce type de récepteur permet aussi de faire du centrage de pièces car si la pièce est très petite, elle partage le jet fluidique en deux parties égales si elle se trouve parfaitement centrée. According to a second variant fig. 2, the transmitter (1) is always placed opposite the receiver (5) composed in this case of two housings each having a thermistor (2) CTN or CTP or CTN and CTP according to the objectives to be achieved. This type of receiver also makes it possible to center parts because if the part is very small, it divides the fluid jet into two equal parts if it is perfectly centered.

Si la pièce à contrôler est plus importante on attribuera à chaque récepteur un émetteur.If the room to be tested is larger, each receiver will be assigned a transmitter.

Selon une troisième variante fig. 3, le récepteur (7) peut se suffire à lui même car il possède son propre émetteur qui dans ce cas là émet un jet fluidique (8) sur le pourtour du tube récepteur et crée ainsi un courant d'air par effet venturi, lorsque l'objet ou un contre jet (1) est présent sur la trajectoire du fluide (8) le micro-climat qui est autour de l'élément sensible varie. According to a third variant fig. 3, the receiver (7) can be self-sufficient because it has its own transmitter which in this case emits a fluid jet (8) around the periphery of the receiver tube and thus creates a current of air by venturi effect, when the object or a counter-jet (1) is present on the path of the fluid (8) the micro-climate which is around the sensitive element varies.

Selon une quatrième variante fig. 4, le récepteur possède lui même un jet fluidique qui, en l'absence d'objet sur la trajectoire fluidique (4) venant de l'émetteur (1), est devié et change ainsi le micro- climat qu'il y a autour de ltélément sensible (2), une variation est ainsi détectée. According to a fourth variant fig. 4, the receiver itself has a fluid jet which, in the absence of an object on the fluid path (4) coming from the transmitter (1), is deviated and thus changes the micro-climate that there is around of the sensitive element (2), a variation is thus detected.

Planche 2/2. Selon un cinquième variante fig. 7, le récepteur (12) est constitué d'un piezo-électrique (15) por té par une vis de réglage (17), il sert d'enclume , , un micro- marteau (13) sollicité par une membrane (14) , une sortie collectrice d'échapement (16). Lorsque le fluide (4) venant de ltémetteur (1) s'établit par disparition de l'objet à détecter, la membrane se déplace, le marteau est en action et percute le piezo-électrique, ainsi le signal électrique est obtenu. Pour le cas ou le jet (4) venant de (i) est modulé en fréquence, la présence d'un objet dévie la trajectoire et ainsi la modulation n'est plus perçue par la membrane réceptrice, l'amplificateur approprié donne un signal. Plate 2/2. According to a fifth variant fig. 7, the receiver (12) consists of a piezoelectric (15) carried by an adjustment screw (17), it serves as an anvil,, a micro-hammer (13) biased by a membrane (14) , an exhaust manifold outlet (16). When the fluid (4) coming from the transmitter (1) is established by disappearance of the object to be detected, the membrane moves, the hammer is in action and strikes the piezoelectric, thus the electrical signal is obtained. In the case where the jet (4) coming from (i) is frequency modulated, the presence of an object deviates the trajectory and thus the modulation is no longer perceived by the receiving membrane, the appropriate amplifier gives a signal.

Selon une sixième variante fig. 5, le monobloc (10) sert d'émetteur d'une part et d'autre part de récepteur, lorsque dans ce cas là le bout du foret (11) est présent, la trajectoire fluidique (4) rebondit sur l'objet (11) et refroidit I'élément sensible qui, dans ce cas là, est une thrrmistance CTN auto-alimentée par un amplificateur (18), lui-même suivit par un montage en comparateur (19), excitant lui-même un étage électro-mécanique (20). L'absence ou la casse du bout du foret (11) ne dévie pas la trajectoire du jet fluidique, la thermistance CTN (2) se réchauffe et crée son micro-climat, la sortie de l'amplifiBateur change de seuil, 1'étage de comparaison est actionné lui-même au seuil choisi, déclenche ltétage du relais électromagnétique (20). According to a sixth variant fig. 5, the monoblock (10) serves as a transmitter on the one hand and on the other hand as a receiver, when in this case the tip of the drill (11) is present, the fluid path (4) bounces off the object ( 11) and cools the sensitive element which, in this case, is a CTN thrrmistor self-powered by an amplifier (18), itself followed by a comparator assembly (19), itself exciting an electro- mechanical (20). The absence or breakage of the end of the drill (11) does not deflect the trajectory of the fluid jet, the CTN thermistor (2) heats up and creates its micro-climate, the output of the amplifier changes threshold, the floor comparison is actuated itself at the selected threshold, triggers the stage of the electromagnetic relay (20).

Selon une septième variante, il est possible d'utiliser dans un même récepteur les deux technologies de détection thermistance et membrane qui actionne soit un système piezoélectrique soit un système optoélectrique dans le but pour certains cas d'augmenter la sécurité de détection. According to a seventh variant, it is possible to use in the same receiver the two technologies of thermistor and membrane detection which actuates either a piezoelectric system or an optoelectric system with the aim in certain cases of increasing detection security.

Parmi les applications les plus intéressantes dans le domaine industriel, c'est le contrôle d'outillage tel que petits forets, tarauds sur les tours automatiques dans le décoletage, là où il y a des projections d'huile et de copeaux. Among the most interesting applications in the industrial field, it is the control of tools such as small drills, taps on automatic lathes in stripping, where there are splashes of oil and shavings.

Claims

1. System for detecting the presence or absence of an object by variation of movement of a continuous or modllle fluid, cold or hot or at ambient temperature, characterized in that on the one hand it comprises one or more thermistors

CTN (negative temperature coefficient) or CTP (positive temperature coefficient) used alone or associated with each other, on the other hand, a membrane transmitting the movement or movements caused by the variation of the fluid, these movements are converted into electricity in two ways , one is a piezoelectric system, the other a system with photoelectric cell associated with a visible or infrared light emitter, using all the possibilities that optics gives to detect movements that are not fast in frequency and very low in amplitude, all of these systems making it possible to detect the variation or variations of a fluid. The thermistor detection system and the membrane detection system are used either separately or in combination with one another, they are integrated into one or more receivers with one or more fluid emitters.

2. System according to claim 1, characterized in that the fluid variation sensor is composed of two parts. Plate 1/2 fig. 1: the transmitter (1) of fluid (! 0), the receiver (3), a thermistor (2) CTN or CTP.

3. System according to claim 1, characterized in that the receiver fig.2 (5) is composed of two hollow housings each comprising a sensitive element of the same type or of different type depending on the objectives to be achieved.

4. System according to claim 1, characterized in that the transmitter and the receiver fig. 3 (7) form a single piece, the fluid jet (8) is of annular shape.

5. System according to claim 1 characterized in that the receiver fig. 4 itself has a fluid jet (9).

G. System according to claim 1 and 4, the invention is characterized in that the transmitter and the receiver) nl starting from a monoblock, the presence of the object deflects the fluid track and thus activates l sensitive element (2) of the receiver.

7. System according to claim 1, the invention is characterized in that the fluid jets (4) and (9) are detected by means of a membrane (14).

8. System according to claim 1 and 7, the invention is characterized in that the movement of the membrane is detected by a piezoelectric system.

9. System according to claim 1 and 7, the invention is characterized in that the movement of the membrane (14) is detected by an opto-electric system.