FR2581455A1 - Dispositif de detection de debris ferreux - Google Patents
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Abstract
UN DISPOSITIF DE DETECTION DE CONTAMINANTS FERREUX DANS UN FLUIDE COMPREND NOTAMMENT UN OSCILLATEUR DE REFERENCE 25, UN FILTRE PASSE-BANDE 40 DONT UN ELEMENT DE DETERMINATION DE FREQUENCE EST CONSTITUE PAR UNE BOBINE DE DETECTION 41, UN DEMODULATEUR 50 ET UN AMPLIFICATEUR D'AFFICHAGE 60. LA BOBINE DE DETECTION EST ASSOCIEE A UN AIMANT PERMANENT QUI ATTIRE LES DEBRIS FERREUX PRESENTS DANS LE FLUIDE, ET L'INDUCTANCE DE LA BOBINE VARIE SOUS L'EFFET DE L'ACCUMULATION DE CES DEBRIS, CE QUI MODIFIE LE SIGNAL DE SORTIE DU FILTRE.
Description
DISPOSITIF DE DETECTION DE DEBRIS FERREUX
La présente invention concerne des moyens destinés
à détecter la présence dans un fluide de particules suscep-
tibles d'être le siège de phénomènes d'induction électrique et elle est particulièrement utile pour détecter des particules ferreuses dans le lubrifiant d'un moteur ou d'une transmis-
sion mécanique, pour avertir ainsi d'un fonctionnement défec-
tueux du moteur ou de la transmission. L'invention présente une importance particulière dans le cadre du fonctionnement d'un moteur à combustion interne, en particulier des moteurs d'hélicoptères et d'avions soumis à des efforts importants, pour lesquels un avertissement précoce d'un fonctionnement défectueux permet d'exercer une action correctrice avant une
défaillance catastrophique.
Dans un moteur à combustion interne ou dans des transmissions mécaniques, par exemple des boites de vitesses,
les pièces métalliques subissent une usure à cause du frotte-
ment entre les pièces métalliques ou entre une pièce métalli-
que et une pièce non métallique. Le frottement qui est à
l'origine de l'usure crée une contamination métallique du lu-
brifiant ou du fluide de transmission. La contamination est formée par la présence de particules métalliques de nombreuses tailles et de nombreuses formes. Le contrôle des particules
métalliques contenues dans le fluide peut fournir un avertis-
sement précoce de la détérioration d'un dispositif mécanique,
par exemple le moteur à combustion interne.
Le brevet US 4 323 843 décrit un appareil destiné
à détecter la présence dans un fluide de particules conduc-
trices de l'électricité et magnétisables, utilisant deux élec-
trodes Mutuellement espacées et électriquement isolées l'une de l'autre. Les particules conductrices sont attirées vers le
flux qui se forme entre les deux électrodes, et elles inter-
viennent dans le pont qui est formé entre les deux électrodes, ce qui fait qu'elles influent sur la conductivité électrique
du pont qui peut alors fournir une corrélation avec la con-
centration des particules conductrices dans le fluide.
Le brevet US 3 502 970 décrit un système destiné à
détecter des particules métalliques dans un système de lubri-
fication de moteur. Dans ce système, une sonde capacitive dé-
tecte une accumulation de particules métalliques sur un côté
d'une crépine de filtre, tandis qu'une sonde fictive est pla-
cée en aval du filtre pour compenser des variations du fluide de lubrification. La sonde capacitive et la sonde fictive sont
connectées dans un pont radiofréquence, dont le signal de sor-
tie est indiqué sur un appareil de mesure. En présence d'un déséquilibre du pont, l'appareil de mesure fournit une valeur
qui indique une accumulation particulière.
Le brevet US 4 008 464 décrit un appareil destiné à
produire un signal électrique d'avertissement lorsque des con-
taminants ferreux s'accumulent dans le lubrifiant d'un méca-
nisme à engrenages lubrifié. L'appareil comprend des premier
et second éléments magnétiques et des moyens destinés à posi-
tionner les éléments magnétiques de façon fixe à l'intérieur du carter du mécanisme, de manière qu'ils soient exposés à la circulation normale de lubrifiant. Des moyens sont prévus de
façon à fermer le circuit et à produire un signal d'avertisse-
ment pour l'opérateur du mécanisme lorsque des contaminants ferreux sur l'un des éléments magnétiques viennent en contact
avec des contaminants ferreux sur l'autre élément magnétique.
Le brevet US 4 127 808 décrit un système transisto-
risé de détection de limaille dans un moteur, qui comprend un milliampèremètre destiné à fournir une indication visuelle de l'accumulation de limaille, et une lampe temoin qui s'éclaire à un niveau critique fixé à l'avance. Ce système utilise un réseau diviseur de tension, et une diminution de la résistance
du détecteur de limaille entraine une augmentation de l'inten-
sité du courant et ensuite l'éclairage d'une lampe d'avertis-
sement. Le brevet US 2 349 992 décrit un circuit électrique
conçu de façon à permettre la mesure de variations de sa capa-
cité ou de sa résistance, produites par la contamination d'une huile. Ce circuit comporte une chambre de mesure conçue à la manière d'un filtre, avec des éléments de sonde sensibles à la
présence de contaminants dans l'huile, introduits dans le sys-
tème de circulation d'huile de façon à permettre l'observation et l'indication des conditions de fonctionnement, par des
moyens électriques.
Le brevet US 4 219 805 décrit l'utilisation de l'at-
traction magnétique pour collecter des particules ferreuses qui circulent dans des systèmes de lubrification. On utilise
les particules collectées pour produire au moment de la col-
lecte une impulsion de signal dont les caractéristiques d'am-
plitude et de décroissance sont fondamentalement proportion-
nelles à la masse des particules individuelles collectées.
Après discrimination par des circuits logiques appropriés, on convertit les impulsions de signal en valeurs analogiques et numériques. Le brevet US 3 238 452 décrit des moyens destinés à
rechercher de petites particules solides et de l'eau non dis-
soute dans des carburants, par exemple du carburéacteur. Ces
moyens dévient une partie latérale d'un écoulement du carbu-
rant circulant dans un conduit et la font passer dans une cellule de filtrage-et de mesure capacitive, puis dans une seconde cellule de mesure capacitive, placée en aval de la première cellule et branchée en série avec elle. Les deux
cellules sont constituées par des condensateurs et les arma-
tures de chacun d'eux sont connectées à un pont de Wheatstone
par l'intermédiaire d'un commutateur de sélection. La compa-
raison de la réactance capacitive descelluleset de celle d'un condensateur étalon permet de mesurer la quantité de solides
et d'eau présente dans le carburant.
Dans le brevet US 3 078 709, on élabore un signal électrique sous l'effet des chocs sur une grille de matière conductrice de l'électricité qui résultent de la présence
d'irrégularités d'écoulement, telles que des bulles de gaz.
Le brevet US 4 070 660 décrit un détecteur de par-
ticules résultant de l'usure qui discrimine entre les grandes
particules et les particules plus petites.
Comme l'art antérieur, la présente invention utilise
l'attraction magnétique pour collecter des particules ferreu-
ses qui circulent dans le système. L'invention utilise une bobine d'inductance placée autour d'un aimant permanent en tant que sonde destinée à être introduite dans une botte de vitesses contenant de l'huile, pour mesurer la quantité de
débris métalliques se trouvant à l'intérieur. Au fur et à me-
sure que l'aimant permanent associé à la sonde de détection collecte des particules ferreuses, l'inductance électrique de
la sonde change du fait de la proximité des diverses particu-
les par rapport à la bobine. On utilise cette variation d'in-
ductance pour faire varier la fréquence de fonctionnement d'un
filtre électrique passe-bande.
On utilise un oscillateur à fréquence fixe, ayant
un signal de sortie de fréquence stable et connue, pour atta-
quer le filtre à sa fréquence centrale, qui est la fréquence située au centre de sa bande passante lorsqu'il n'y a pas eu d'accumulation de particules. Lorsque la fréquence du filtre change, la tension de sortie du filtre change également, ce qui donne un signal de sortie du filtre dont l'amplitude est
proportionnelle à la masse des diverses particules accumulées.
Dans le mode de réalisation préféré, on utilise deux bobines dans le détecteur pour compenser la variation de température de l'huile de la botte de vitesses. Le circuit décrit ici utilise un procédé d'amplification et de mesure du 258i455 signal de sortie du filtre pour produire un signal destiné à
être affiché sur un indicateur analogique ou numérique.
Un but principal de l'invention est donc de procurer un dispositif de collecte de particules ferreuses, destiné à être utilisé dans des systèmes employant un liquide circulant, dans lequel on mesure la masse de la totalité de particules accumulées qui sont ainsi collectées. L'invention a également pour but de produire des signaux appropriés pour un affichage analogique ou numérique, dont l'amplitude soit fonction de la masse accumulée sur le dispositif de collecte de particules,
pour permettre d'estimer la quantité de matière accumulée.
Un aspect de l'invention porte sur un dispositif destiné à détecter des contaminants ferreux dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un aimant; une bobine juxtaposée à un pôle de l'aimant, cette bobine comportant un trou longitudinal axial, et des conducteurs permettant de la connecter à un filtre électrique passe-bande; (c) un cylindre ferreux occupant le trou dans la bobine, avec une extrémité du cylindre juxtaposée au pôle de l'aimant auquel la bobine est juxtaposée, ladite extrémité du cylindre étant disponible
pour accumuler des contaminants ferreux présents dans un flui-
de, grâce à quoi toute accumulation de matières ferreuses mo-
difie l'inductance de la bobine; (d) des moyens de génération
de fréquence destinés à produire un signal sinusoidal de fré-
quence fixe et connue, ayant une amplitude connue; (e) un filtre électrique passe-bande, la bobine faisant partie de l'élément de détermination de fréquence du filtre, et l'entrée résultante du filtre étant connectée fonctionnellement aux
moyens de génération de fréquence; et (f) des moyens d'ampli-
fication connectés fonctionnellement à la sortie du filtre.
Un autre aspect de l'invention porte sur un disposi-
tif de détection de contaminants ferreux capable de détecter des débris ferreux circulant dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) des moyens destinés à détecter des débris
ferreux circulant dans un fluide, par des variations de l'in-
ductance d'un détecteur produites par une accumulation des dé-
bris dans le détecteur; (b) des moyens destinés à convertir les variations de l'inductance dans les moyens (a) en un signal électrique de sortie variant périodiquement; (c) des moyens destinés à extraire un signal du signal électrique de sortie variant périodiquement reçu des moyens (b); (d) des moyens destinés à convertir le signal à courant continu reçu des moyens (c) en un courant alternatif et à augmenter le niveau
de puissance du signal; (e) des moyens destinés à condition-
ner le signal reçu des moyens (d); et (f) des moyens destinés
à afficher le signal reçu des moyens (e).
Un autre aspect de l'invention porte sur un dispo-
sitif destiné à détecter des contaminants ferreux dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un aimant; (b) une première bobine juxtaposée à un pôle de l'aimant,
cette bobine comportant un trou longitudinal axial et des con-
ducteurs permettant de la connecter à un filtre électrique passe-bande; (c) un cylindre ferreux occupant le trou dans la bobine, avec une extrémité du cylindre juxtaposée au pôle
de l'aimant auquel la bobine est juxtaposée, et ladite ex-
trémité du cylindre étant disponible pour accumuler des con-
taminants ferreux présents dans un fluide, grâce à quoi toute accumulation de contaminants ferreux change l'inductance de la bobine; (d) une seconde bobine ayant une constitution et une inductance identiques à celles de la première bobine, la seconde bobine étant placée de façon coaxiale par rapport à
l'aimant, à l'extrémité de l'aimant qui est opposée à la pre-
mière bobine, et la seconde bobine comportant des conducteurs
qui permettent de la connecter à un filtre électrique passe-
bande; (e) des moyens de génération de fréquence destinés à produire un signal sinusoidal de fréquence fixe et connue et d'amplitude connue; (f) un filtre électrique passe-bande dont l'élément de détermination de fréquence est constitué par les première et seconde bobines, et l'entrée du filtre étant connectée fonctionnellement aux moyens de génération de
25814$5
fréquence; et (g) des moyens d'amplification connectés fonc-
tionnellement à la sortie du filtre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à
titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description
se réfère aux dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est un schéma synoptique d'un disposi-
tif de contrôle de la présence de débris conforme à l'inven-
tion, montrant le circuit fondamental utilisé dans l'inven-
tion.
La figure 2 est un schéma électrique montrant le principe fondamental du système de contrôle de la présence de débris.
La figure 3 représente un mode de réalisation pré-
féré du dispositif de contrôle de l'invention, montrant les
bobines de compensation de température.
La figure 4 est une représentation d'un type de
tête de détection qu'on utilise dans l'invention.
La figure 5 est une représentation d'un type de tête de détection qu'on utilise avec un mode de réalisation préféré de l'invention dont le schéma est représenté sur la
figure 3.
En considérant maintenant la figure 1, on voit un
schéma synoptique de l'ensemble du dispositif. Ce schéma sy-
noptique montre les composants fondamentaux de l'invention, qui comprennent un oscillateur de référence 25, un filtre
passe-bande 40, un circuit démodulateur 50 et un amplifica-
teur d'affichage 60. Une bobine de détection 41 est représen-
tée sur la figure 1 sous la forme d'un composant séparé alors
qu'en réalité elle fait partie intégrante du filtre passe-
bande 40, comme on l'expliquera en relation avec le schéma électrique. On utilise l'oscillateur de référence 25 pour produire un signal de sortie ayant une seule fréquence fixe
et connue, se présentant sous la forme d'une tension sinu-
soidale d'amplitude constante. On notera que la valeur réelle de la tension de sortie varie en fonction des paramètres de
conception et de la valeur de réglage utilisée dans un dispo-
sitif particulier et une application particulière. Dans le mode de réalisation préféré, on utilise avec de bons résultats des valeurs de tension de sortie crête-à-crête de 5 volts à volts. Le filtre passe-bande 40 filtre la tension de sortie
sinusoïdale d'amplitude constante de l'oscillateur de référen-
ce 25. Le filtre passe-bande 40 a une courbe de fréquence con-
nue et une relation fréquence-amplitude de sortie connue. La bobine de détection 41 fait partie intégrante de la boucle de réaction du filtre passe-bande 40, et on notera qu'on peut modifier la réponse en fréquence du filtre passe-bande 40 en modifiant la valeur de la bobine d'inductance qu'on utilise
en tant qu'élément de détermination de fréquence pour le fil-
tre. Le signal de sortie du filtre passe-bande 40 est transmis au démodulateur 50, qui est un redresseur à pont de diodes qu'on utilise pour convertir la tension de sortie alternative
du filtre passe-bande en une valeur continue qui est propor-
tionnelle à l'amplitude de sortie crête-à-crête du filtre passe-bande 40. Apres démodulation par le circuit redresseur en pont, on utilise la valeur du signal continu restant pour attaquer un amplificateur d'affichage qu'on peut utiliser pour produire une déviation d'un instrument de mesure analogique ou
pour attaquer un afficheur numérique, selon ce qui est néces-
saire dans l'application particulière de l'invention.
Dans une variante du mode de réalisation préféré, la bobine de détection 41 est constituée en réalité par deux bobines séparées incorporées dans le circuit de réaction et d'entrée du filtre passe-bande 40, qu'on décrira ci-après de
façon plus détaillée. En utilisant deux bobines, il est possi-
ble de compenser des variations de température ou des diffé-
rences entre l'inductance et/ou la résistance de la première bobine à une température de repos, et l'inductance et/ou la résistance de la première bobine lorsque la température du
fluide en circulation s'élève.
En considérant maintenant la figure 2, on décrira l'invention en liaison avec le schéma électrique présenté, de
façon à permettre la compréhension des détails de conception.
L'élément central de l'oscillateur de référence est une puce de circuit intégré 20, d'un type bien connu de l'homme de
l'art. Il est possible de concevoir un générateur ou un oscil-
lateur sinusoidal basé sur un seul circuit intégré, qui n'exi-
ge qu'un petit nombre de composants périphériques externes pour fonctionner à une fréquence donnée. Dans l'invention, on utilise une puce de circuit intégré du type 8038, mais il
existe une grande variété de puces de circuit intégré utilisa-
bles. On notera que tous les composants électriques incorporés dans le dispositif de l'invention fonctionnent sous 24 volts, dans la mesure o on envisage l'utilisation de l'invention dans des aéronefs et plus particulièrement des hélicoptères, dans lesquels un système électrique à 24 volts est le plus courant. Les circuits de l'invention sont donc conçus de façon
à fonctionner sans nécessiter une conversion de tension sup-
plémentaire. On pourrait cependant réaliser le même circuit en
vue du fonctionnement avec une source de 12 volts, en utili-
sant des composants prévus pour une seule tension.
La puce d'oscillateur en circuit intégré 20 peut
fonctionner à une fréquence de 20 à 200 kilohertz. La fréquen-
ce réelle de fonctionnement dépend du point de réglage de com-
posants périphériques qui participent au fonctionnement du circuit intégré considéré. La figure 2 montre les valeurs de divers composants électriques, en particulier des résistances et des condensateurs utilisés pour le fonctionnement de la puce de circuit intégré 20, ainsi que les numéros de broches de ce circuit. Le signal de sortie du circuit intégré 20 est appliqué par la broche 2 de la puce 20 à la broche C2 de l'amplificateur 30, représenté sur le schéma. On notera que
la conception de l'amplificateur 30 est celle d'un amplifica-
teur opérationnel, dont ont peut défInir le gain de façon précise par la sélection de composants périphériques, et en
particulier par la valeur de R5 par rapport à celle de R2.
L'amplificateur opérationnel 30 a pour fonction d'amplifier le signal de sortie de l'oscillateur de référence 20 jusqu'à une tension crête-à-crête de valeur fixe et donnée, ainsi que d'isoler la sortie de la puce 20 vis à vis d'influences dues à la charge que représentent les composants de la figure 2. Le signal de sortie de l'amplificateur 30 est appliqué par la résistance R6 à l'entrée de l'amplificateur opérationnel
42, qui est l'élément central dans le fonctionnement du fil-
tre passe-bande 40. Une bobine d'inductance 41 et un conden-
sateur 43, connectés mutuellement en parallèle, sont branchés
entre la sortie et l'entrée inverseuse de la puce d'amplifi-
cateur 42, comme le montre la figure 2. Ceci a pour effet de faire fonctionner l'amplificateur opérationnel 42 en filtre
passe-bande, du type à deux pales, ayant une fréquence cen-
trale qui est commandée par l'inductance réelle de la sonde
41 et par la valeur du condensateur 43. La sonde 41 et le con-
densateur 43 forment un circuit résonnant parallèle qui fixe la fréquence centrale du filtre 40. Le filtre passe-bande 40 a une structure bien connue de l'homme de l'art et on notera qu'on peut utiliser d'autres types de structure de filtre
employant des amplificateurs opérationnels tels que l'ampli-
ficateur 42, avec des composants similaires, pour réaliser un filtre de fréquence à deux pôles ayant une caractéristique de réponse fréquenceamplitude connue. Le signal de sortie du filtre passe-bande 40 est appliqué par le condensateur C5 au circuit démodulateur 50, qui consiste essentiellement en un redresseur à pont de Wheatstone 51. Le signal de sortie du redresseur 51 est appliqué au condensateur 52 qu'on utilise
pour lisser le signal de sortie, et le signal continu résul-
tant est appliqué à l'entrée de l'amplificateur opérationnel
61 par la résistance R9. Le signal de sortie de l'amplifica-
teur opérationnel 61 est appliqué à l'entrée de l'amplifica-
teur opérationnel 62 dont on utilise le signal de sortie pour attaquer un appareil de mesure analogique ou un afficheur
numérique. On notera que les amplificateurs 61 et 62 sont uti-
lisés pour appliquer une amplification de valeur connue au si-
gnal de sortie du démodulateur 50.
La disposition de la bobine 41, qui est la bobine utilisée dans la sonde devant être placée à proximité immédia- te du fluide circulant, présente une importance capitale dans
le fonctionnement de l'invention.
La bobine 41 fait partie intégrante du détecteur 54,
représenté sur la figure 4. Comme il est représenté, le dé-
tecteur 54 comprend essentiellement un aimant permanent cy-
lindrique 56 qui est placé en position concentrique à l'inté-
rieur de la bobine 41 qui est une bobine d'inductance. Cette
bobine est montée sur une pièce polaire de l'aimant qui tra-
verse la bobine 41 et s'étend jusqu'à un point situé au-delà de la position axiale de la bobine, comme le montre la figure 4. Dans la configuration qui est représente, les lignes de
flux produites par l'aimant 56 créent une zone magnétique at-
tractive au voisinage de la surface de collecte de la pièce polaire 57. Lorsqu'une particule ferreuse entre dans la zone magnétique et est collectée sur la surface de la pièce polaire 57, on voit que cette particule modifie la valeur d'inductance de la bobine 41. Du fait que, comme le montre la figure 2, la
bobine 41 est connectée fonctionnellement au filtre passe-
bande, par des conducteurs (non représentés), on note que lorsqu'une matière ferreuse s'accumule sur la face de la pièce polaire 57, l'impédance de réaction de l'oscillateur varie proportionnellement à la quantité de débris accumulés. Ceci se produit du fait qu'il existe une relation entre la masse de débris accumulés sur la surface de la pièce polaire 57 et la variation d'impédance de la bobine 41 qui résulte de cette
accumulation de masse.
Par conséquent, dans le fonctionnement d'ensemble du dispositif, la fréquence centrale du filtre passe-bande 40 varie lorsque l'inductance de la bobine 41 varie sous l'effet de l'accumulation d'une matière ferreuse sur la pièce polaire 57. Du fait de cette variation de la fréquence centrale du filtre 40, la fonction de transfert du filtre 40 varie, dans la mesure o l'amplitude de la tension présente au point 48
sur la figure 2 diminue lorsque la masse de débris se trou-
vant sur la pièce polaire 57 augmente. Dans le fonctionnement du système, la fréquence de
départ du filtre 40, qui est la fréquence centrale de sa ca-
ractéristique passe-bande en l'absence d'accumulation de
masse sur la pièce polaire 57, doit correspondre à la fré-
quence de sortie du circuit oscillateur de référence 25. De
cette manière, toute accumulation de débris provoque un dé-
calage de la fréquence centrale du filtre 40, ce qui entrai-
ne une diminution d'amplitude aussi bien lorsque la fréquen-
ce centrale du filtre passe-bande a été décalée vers le haut
que lorsque elle a été décalée vers le bas.
Dans le fonctionnement de l'invention, on notera qu'il est souhaitable que l'accumulation de débris 58 sur la
pièce polaire 57 soit le seul paramètre qui modifie l'induc-
tance de la bobine 41. Il est cependant possible que la va-
leur d'inductance de la bobine 41 varie en môme temps que la température du fluide quelconque qui se trouve à proximité de cette bobine. Ceci se produit lorsque la température de
l'huile augmente ou diminue par rapport à sa température -
d'étalonnage. Il est possible d'éliminer cette caractéristi-
que défavorable en substituant le circuit représenté sur la
figure 3, qui est une variante du filtre passe-bande 40 re-
présenté sur la figure 2. On peut utiliser le filtre passe-
bande 40A représenté sur la figure 3 dans le circuit complet représentésur la figure 2, en substituant le filtre 40A au
filtre 40 représenté sur la figure 2. On effectue la substi-
tution en raccordant le circuit d'entrée 47 de la figure 3 au point 47 sur la figure 2. De façon similaire, on peut connecter la sortie du filtre 40A, en 48 sur la figure 3, au point 48 sur la figure 2. Fondamentalement, la nouvelle structure de filtre passe-bande représentée sur la figure 3 remplace simplement la structure de filtre passe-bande qui
est représentée en 40 sur la figure 2.
En retournant à la figure 3, on voit que la struc-
ture de filtre passe-bande représentée sur cette figure com-
prend deux éléments inductifs, à savoir la bobine 44 et la bobine 46. D'une manière très semblable à celle de la bobine
41 sur la figure 2, la bobine 44 est la bobine qui est juxta-
posée à un p8le de l'aimant 56 dans le détecteur 70 représen-
té sur la figure 5. On notera que les détecteurs représentés
* sur la figure 4 et sur la figure 5 sont identiques à l'excep-
tion du fait que la figure 5 montre une bobine 45 à l'extré-
mité de l'aimant 56 qui est opposée à la bobine 44. Cette configuration a pour but de procurer un filtre passe-bande A dont la fréquence centrale de la bande passante ne change pas lorsque la température de la bobine avant 44 change. On peut parvenir de cette manière à une mesure plus précise de l'accumulation d'une masse de débris 58. La variation de
l'inductance de la bobine 44 sera due uniquement à l'accumu-
lation d'une masse métallique 58 sur la pièce polaire 57.
Toute variation de température des fils constituant la bobine 44 sera annulée par la variation de température de la bobine
arrière 46 dont les dimensions et la constitution sont iden-
tiques à celles de la bobine 44 qui se trouve sur l'extrémité
opposée de l'aimant 56, comme il est représenté. De cette ma-
nière, toute variation des paramètres de fonctionnement des
bobines 46 et 44, sous l'effet de conditions de fonctionne-
ment externes telles que la température, se manifestera de
façon égale dans les deux bobines, entraînant ainsi une annu-
lation de l'effet résultant sur le filtre passe-bande repré-
senté sur la figure 3.
Une variation possible d'un paramètre de fonction-
nement pourrait consister en une variation de température en-
traînant une variation de résistance du fil qui constitue les deux bobines46 et 44. Il est souhaitable que le signal de sortie de l'amplificateur en circuit intégré 45 représenté sur la figure 3, qui fonctionne en filtre passe-bande dans la
configuration représentée, reste constant sauf en cas de va-
riation de l'inductance de la bobine 44. La variation de la
température du fil peut provoquer une augmentation ou une di-
minution de sa résistance et, comme il est connu de l'homme de l'art, le gain d'un amplificateur opérationnel, tel que ceux représentés sur la figure 2 et la figure 3, varie en fonction de la résistance de certains composants périphériques
qu'on utilise pour régler le gain de l'amplificateur opéra-
tionnel et, de façon générale, pour choisir et fixer son point de fonctionnement. Du fait que le gain de l'amplificateur opérationnel 45, fonctionnant en filtre passe-bande dans la structure considérée, est défini par les valeurs de R21, R22, R23 et R24, comme il est représenté, on voit que la structure
représentée sur la figure 3 maintient le gain de l'amplifica-
teur 45 à une valeur constante, indépendamment de la variation de résistance des bobines 44 et 46, chacune d'elles ayant fondamentalement pour action d'annuler l'effet de la variation
de résistance de l'autre bobine en fonction de la température.
On notera que dans le schéma représenté sur la figure 3, la
valeur de R21 doit être égale à la valeur de R22. De façon si-
milaire, le circuit doit être conçu de façon que la valeur de R23 soit égale à la valeur de R24. Le fil et d'autres matières utilisés pour fabriquer les bobines 44 et 46 doivent être identiques, de façon que les résistances internes des bobines
dues à la résistance du fil de chaque bobine soient identiques.
Dans le mode de réalisation préféré, on utilise avec de bons
résultats l'alliage de cuivre dénommé Coupron, ayant une ré-
sistance de 1 ohm pour une longueur de 6,1 m.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir
du cadre de l'invention.
Claims (5)
1. Dispositif destiné à détecter des contaminants ferreux dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un aimant (56); (b) une bobine (41) juxtaposée à un pôle de
l'aimant (56), cette bobine (41) comportant un trou longitu-
dinal axial, et des conducteurs permettant de la connecter à un filtre électrique passe-bande (40); (c) un cylindre ferreux (57) occupant le trou dans la bobine (41), avec une extrémité
du cylindre juxtaposée au pôle de l'aimant (56) auquel la bo-
bine est juxtaposée, ladite extrémité du cylindre étant dis-
ponible pour accumuler des contaminants ferreux présents dans
un fluide, grâce à quoi toute accumulation de matières ferreu-
ses modifie l'inductance de la bobine (41); (d) des moyens de génération de fréquence (25) destinés à produire un signal sinusoïdal de fréquence fixe et connue, ayant une amplitude connue; (e) un filtre électrique passe-bande(40) la bobine (41) faisant partie de l'élément de détermination de fréquence du filtre, et l'entrée résultante du filtre étant connectée fonctionnellement aux moyens de génération de fréquence (25); et (f) des moyens d'amplification connectés fonctionnellement
à la sortie du filtre.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le fluide est une huile de lubrification.
3. Dispositif de détection de contaminants ferreux
capable de détecter des débris ferreux circulant dans un flui-
de, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) des moyens destinés à détecter des débris ferreux circulant dans un fluide, par des variations de l'inductance d'un détecteur (54) produites par une accumulation des débris dans le détecteur; (b) des
moyens (25, 40) destinés à convertir les variations de l'in-
ductance dans les moyens (a) en un signal électrique de sortie
variant périodiquement; (c) des moyens (50) destinés à ex-
traire un signal du signal électrique de sortie variant pé-
riodiquement reçu des moyens (b); (d) des moyens destinés à convertir le signal à courant continu reçu des moyens (c) en un courant alternatif et à augmenter le niveau de puissance du signal; (e) des moyens destinés à conditionner le signal reçu des moyens (d); et (f) des moyens destinés à afficher
le signal reçu des moyens (e).
4. Dispositif de détection selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens destinés à détecter des dé- bris ferreux comprennent un aimant (56) juxtaposé à une bobine (41) qui est traversée par un trou longitudinal axial, et un cylindre ferreux (57) qui occupe le trou avec une extrémité juxtaposée à la bobine (41) et l'autre extrémité disponible
pour accumuler des contaminants ferreux présents dans un flui-
de, grâce à quoi toute accumulation de contaminants ferreux
change l'inductance de la bobine (41).
5. Dispositif destiné à détecter des contaminants ferreux dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un aimant (56); (b) une première bobine (44) juxtaposée à un
pôle de l'aimant (56), cette bobine comportant un trou longi-
tudinal axial et des conducteurs permettant de la connecter à
un filtre électrique passe-bande (40A); (c) un cylindre fer-
reux (57) occupant le trou dans la bobine, avec une extrémité du cylindre juxtaposée au pôle de l'aimant (56) auquel. la bobine est juxtaposée, et ladite extrémité du cylindre étant disponible pour accumuler des contaminants ferreux présents
dans un fluide, grâce à quoi toute accumulation de contami-
nants ferreux change l'induction de la bobine; (d) une se-
conde bobine (46) ayant une constitution et une inductance identiques à celles de la première bobine (44), la seconde bobine étant placée de façon coaxiale par rapport à l'aimant (56), à l'extrémité de l'aimant qui est opposée à la première
bobine (44), et la seconde bobine (46) comportant des conduc-
teurs qui permettent de la connecter à un filtre électrique passe-bande (40A); (e) des moyens de génération de fréquence (25) destinés à produire un signal sinusoïdal de fréquence
fixe et connue et d'amplitude connue; (f) un filtre électri-
que passe-bande (40A) dont l'élément de détermination de fré-
quence est constitué par les première et seconde bobines (44,
46), et l'entrée (47) du filtre étant connectée fonctionnelle-
ment aux moyens de génération de fréquence (25); et (g) des moyens d'amplification (60) connectés fonctionnellement à la
sortie (48) du filtre (40A).
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