FR2598818A1 - Dispositif pour verifier l'integrite d'un systeme de detection et de capture de debris ferreux dans un liquide en circulation et detecteur pour constituer un dispositif de ce genre. - Google Patents
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Abstract
UN DETECTEUR DE DEBRIS AVEC DIAGNOSTIC FONCTIONNANT AVEC DES IMPULSIONS INDUCTIVES EST DECLENCHE PAR DES PARTICULES FERREUSES PASSANT DEVANT OU ATTIREES PAR UN AIMANT PERMANENT A L'INTERIEUR D'UN ENROULEMENT24 DETECTANT LES IMPULSIONS OU PAR LE DETECTEUR TOUT ENTIER, L'ENROULEMENT24 DE DETECTION DES IMPULSIONS ETANT ASSOCIE INDUCTIVEMENT A UN DEUXIEME ENROULEMENT30 DE DIAGNOSTIC SOIT POUR UN CONTROLE EN CONTINU, SOIT POUR UNE VERIFICATION OCCASIONNELLE DE L'ENROULEMENT DE DETECTION DES IMPULSIONS PAR ACTIONNEMENT D'UN BOUTON38.
Description
Dispositif Pour vérifier l'intéqrité d'un système de détection et de
caDture de débris ferreux dans un liauide en circulation et détecteur Pour constituer un
dispositif de ce genre.
La présente invention concerne la vérification de l'intégrité d'un système de détection et de capture de débris ferreux présents dans un liquide en circulation et le traitement et la visualisation des signaux
générés par les débris détectés et capturés.
Des dispositifs conçus pour la sécurité d'autres équipements ne sont pas efficaces s'ils peuvent tomber en panne sans indiquer qu'ils sont euxmêmes en panne, ou sans permettre un test simple de vérification de leur état de fonctionnement. Le test de vérification peut 15 être appliqué soit en permanence, soit de façon aléatoire, selon les configurations et les fonctions des
équipements respectifs.
Le 'détecteur en question étant de nature extrêmement spécialisée et spécifique, un système de contrôle 20 indiquant les pannes pour celui-ci doit nécessairement avoir des caractéristiques spéciales et être adapté à
ses besoins respectifs.
En considération de cette situation, on admet que les systèmes de contrôle existants, s'il y en a, ne 25 seront pas capables d'assurer la protection du détecteur
en question ni de l'équipement qui le supporte.
De même, les éléments de contrôle adaptés au
détecteur en question n'auront vraisemblablement que peu, sinon pas du tout, d'applications dans d'autres 30 dispositifs.
Différents brevets de la technique existante dans ce domaine présentent des systèmes et des unités plutôt fondamentaux, mais ne possédant pas, toutefois, de moyens de contrôle de la sécurité ou autre. Ces 35 enseignements caractéristiques sont fournis, sans que l'on doive les y limiter, par les brevets US 4 219 805
et GB 2 037 994.
À; Aucune de ces dispositions ne contient ou ne..DTD: procure de dispositif de sécurité permettant de déter..À..
- -- miner l'intégrité des circuits essentiels du détecteur.
Ces derniers étant des composants et des dispositifs de -:;- détection des pannes, leurs propres défauts et pannes, - s'ils sont supposés être non-existants, ne peuvent que précipiter un résultat catastrophique de l'opération et
de l'équipement surveillés.
Cette invention s'étend à un concept et un équipement de contrôle pour des détecteurs qui sont euxmêmes des détecteurs conçus pour contrôler le fonctionnement sûr de machines et d'appareils qui sont souvent d'importance vitale. Tant que l'ensemble du détecteur
- '15
- est intact, sa fonction reste assurée de façon fiable.
Mis & part son bottier, le détecteur se compose seulement de deux parties, & savoir un noyau d'aimant et un - enroulement de détection. Le noyau d'aimant étant un élément passif et robuste, seul l'enroulement de détec"20
tion nécessite une attention spéciale; s'il est abîmé ou s'il cesse de fonctionner, tout le système de détection de débris ou de détection rapide de pannes devient inefficace et l'équipement à protéger est exposé à une ' / '0 éventuelle destruction.
Le défaut mentionné ci-dessus peut être évité en * È ajoutant un deuxième enroulement à l'enroulement de détection existant, celui-ci étant couplé au premier de
façon inductive, mais chacun étant isolé de l'autre.
De façon plus spécifique, l'invention consiste 30 en un dispositif pour la vérification de l'intégrité d'un système pour la détection et la capture, sélectivement de débris ferreux circulant dans et avec un liquide dans un circuit hydraulique et pour le traite; ' - ment et la visualisation des signaux générés par les:' -.. 3S débris détectés et capturés, caractérisé en ce qu'il - - comporte: (A) des moyens pour la génération de signaux comparables à ceux provoqués par lesdits débris ferreux; et (B) des moyens pour le couplage inductif desdits signaux générés avec lesdits moyens pour la détection et la capture, sélectivement, desdits débris ferreux; ce grâce à quoi lesdits signaux introduits inductivement sont reçus, traités et visualisés par l'intermédiaire desdits moyens pour la détection et la 10 capture, sélectivement desdits débris ferreux si tous lesdits moyens sont en bon état de marche, ce qui permet
de les vérifier.
Selon un autre aspect, l'invention consiste en un détecteur équipé d'un aimant permanent, d'un noyau en 5 fer doux aimanté par ledit aimant permanent et d'un enroulement pour détecter et pour capturer sélectivement, des débris ferreux circulant dans et avec un liquide dans un système hydraulique, ayant un équipement d'amplification et de prétraitement du signal pour le trai20 tement et l'indication de signaux générés par le passage ou la capture de débris ferreux, caractérisé en ce qu'il comprend: (A) un générateur de signaux adapté pour générer des impulsions de signaux de diagnostic comparables à 25 celles générées par lesdits débris ferreux; (B) un enroulement de diagnostic ayant des spires disposées en combinaison avec ledit enroulement de détection de façon à être couplé inductivement avec ledit enroulement de détection et à transmettre ainsi 30 les impulsions de signaux de diagnostic générées pour leur traitement et leur visualisation par et sur le même équipement du système qui traite les impulsions provoquées par les débris si le système tout entier est en
bon état de marche, ce qui permet de le vérifier.
Un autre avantage de ce perfectionnement est la capacité qui est à présent inhérente de vérifier
À -' 5:
: ' 2
-L ^:5
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l'intégrité du circuit du deuxième enroulement, ce qui évite par conséquent des signaux et des indications de test erratiques ou erronés.
D'autres avantages de cette invention, par ellemême ou par rapport & la technique existante, vont apparaltre plus clairement à partir de la description qui suit et des dessins joints, sur lesquels:
- la figure! est une présentation schématique d'un système de détecteur existant et de ses accessoires de base;
- la figure 2 illustre, de façon pareillement schématique, le détecteur selon cette invention, ainsi que son circuit et ses accessoires de fonctionnement.
Pour faciliter la description, on se réfère à un système de détecteur existant comme représenté en figure 1, pour une comparaison ultérieure avec la réalisation perfectionnée selon l'invention représentée en figure 2; c'est pourquoi sur ces deux figures des numéros de référence identiques désignent des parties identiques ou correspondantes.
Le circuit de détection 10 du système se compose d'un détecteur 12, d'un préamplificateur 14 et d'un dispositif de prétraitement du signal 16, connectés par l'intermédiaire de câbles multiconducteurs 18A et 18B.
Le détecteur 12 se compose d'un aimant permanent 20 dans une orientation, par exemple N-S comme représenté, d'une pièce polaire substantiellement cylindrique 22 en fer doux s'étendant axialement & partir dudit aimant 20 et.d'un enroulement de détection 24 positionné autour de ladite pièce polaire en fer doux 22; la totalité de cet ensemble de pièces est enfermée par exemple dans un boltier cylindrique 26 en matériau de préférence nonferreux. L'une des deux faces d'extrémité 26A dudit boitier 26 possède un trou 26B formé dans celle-ci de façon à s'adapter & la face 22A du noyau en fer doux 22 de façon à venir au moins en relation de surface affleurée
avec celle-ci. Le bottier 26 possède différents filets (non représentés) ou flasques (non représentés) externes formés sur sa partie extérieure pour son installation sur, contre ou & l'intérieur de cuves ou de lignes hydrauliques, ou d'éléments comparables, grâce à quoi la face 26A du bottier 26 et la face 22A du noyau en fer doux 22 sont toujours exposées vers le milieu à contrôler, comme, par exemple, de l'huile de lubrification.
L'autre face d'extrémité 26C possède des con10 nexions (non représentées) pour le cable 18A, qui est raccordé à un préamplificateur 14. A partir de là, le câble 18B établit la connexion avec le dispositif de prétraitement du signal 16, tandis que le câble 18C
conduit à une source d'alimentation (non représentée).
Le fonctionnement du système décrit ci-dessus se
déroule comme suit: l'aimant permanent 20 génère un champ magnétique dans un circuit orienté N-S, passant par le noyau en fer doux 22. Par conséquent, une particule ferreuse passant devant et étant attirée par la 20 face 22A dudit noyau en fer doux 22, coupant par conséquent les lignes du flux magnétique, génère une impulsion de tension proportionnelle à sa masse ou à son groupe de masses s'il s'agit de plus d'une particule.
Cette impulsion est amplifiée par le préamplificateur 14 25 et envoyée au dispositif de prétraitement du signal, qui, dans ce cas, classe les impulsions amplifiées entrantes en deux catégories représentant les particules "totales", supérieures, par exemple, à 5 microgrammes, et les "grosses" particules, supérieures, par exemple, à 30 40 microgrammes. Différentes visualisations et différents compteurs d'événements peuvent être fournis pour
répondre aux préférences de l'utilisateur.
L'équipement et les descriptions de fonctionnement qui précèdent s'appliquent à un détecteur et à un système de détection qui sont tous deux parfaitement intacts. Dans le cas d'un défaut, quel que soit son
emplacement, aucun signal d'aucune sorte n'est ni généré, ni propagé, et il n'existe aucun moyen rapide de
localiser le défaut.
Si l'on admet que le détecteur lui-même est la ".5 partie la plus critique du système et celle qui est exposée de la façon la plus critique, et si l'on admet également qu'il y a peu de risques que le robuste aimant permanent et le tout aussi robuste noyau en fer doux soient endommagés ou cessent de fonctionner, l'enroule10 ment de détection 24 est l'élément qui risque le plus de tomber en panne et qui tombe en panne le premier par
rapport à tous les autres composants.
En pensant à cette situation, conformément à l'invention un deuxième enroulement, désigné sous le nom _15
d'enroulement de "diagnostic', a été incorporé au système de détection.
Cette configuration est montrée à la figure 2, 'dans laquelle les numéros de référence des parties
représentées.en figure 1 sont répétés si nécessaire.
' ' 20 L'enroulement de diagnostic avec ses spires 30 est appliqué autour de l'enroulement de détection 24 et - de ses spires; ceci peut être réalisé grâce à un corps d'enroulement séparé monté de façon concentrique sur ou au voisinage du corps de l'enroulement 24, ou en interposant les spires 30 entre les spires de l'enroulement 24, ou par diverses autres techniques d'enroulement assurant un couplage inductif efficace entre lesdits deux enroulements. Ceci nécessite un câble à quatre conducteurs 32A et 32B à la place des câbles précédents à deux conducteurs 18A et 18B pour les connexions respectives du détecteur 12, du préamplificateur 14 et
du dispositif de prétraitement du signal 16.
Le fonctionnement de base du détecteur reste identique à celui décrit précédemment. Les impulsions / caractéristiques 34, avançant dans le sens de la flèche 34A dans une paire des câbles à quatre conducteurs 32A et 32B, provoquées par le passage ou la capture de particules ferreuses, sont représentées comme devant être traitées par le préamplificateur 14 et par le dispositif
de prétraitement du signal 16, respectivement.
Pour vérifier l'intégrité du système de détecteur, ce qui se résume essentiellement à un test de l'enroulement principal, c'est-à-dire du fonctionnement de l'enroulement 24, un générateur de signaux conventionnel 36 est ajouté à la structure du dispositif de 10 prétraitement du signal 16, et, dans cet exemple, est enfermé à l'intérieur du boitier du dispositif de traitement du signal 16 pour des raisons de commodités pour l'utilisateur. Le générateur de signaux 36 est activé par un 15 bouton poussoir 38 à chaque fois qu'un test du système est désiré, ou nécessaire, ce qui provoque l'émission d'impulsions de test 40 se déplaçant dans la deuxième paire de conducteurs des cables à quatre conducteurs 32A et 32B et dans la direction de la flèche 40A vers l'en20 roulement de diagnostic 30, induisant par consequent dans l'enroulement 24 --à condition que le ỳste.me de détection soit entièrement en bon état de marche-- des impulsions 34, similaires à celles générées par le passage ou l'arrêt de particules ferreuses, qui sont en25 suite préamplifiées et reçues par le dispositif de prétraitement du signal 16. Pour éviter les interférences, un conducteur des deuxièmes câbles à quatre conducteurs 32A et 32B est mis à la masse à l'extrémité 32C ou 32D
du conducteur.
Par conséquent, l'appareil conforme à l'invention permet le test de l'intégrité d'un système par la détection et la capture, sélectivement, de débris ferreux circulant dans et avec le liquide hydraulique et par le traitement et la visualisation des signaux géné35 rés par les débris détectés et capturés. L'appareil j comprend des moyens pour la génération de signaux comparables à ceux provoqués par les débris. il comprend également des moyens pour le couplage inductif des signaux générés avec les moyens pour la détection et la capture sélectifs des débris ferreux. Par conséquent, des signaux introduits inductivement sont reçus, traités et visualisés par l'intermédiaire des moyens pour la détection et la capture sélectifs desdits débris ferreux si tous ces moyens sont en bon état de marche, ce qui 10 permet de les vérifier. Le détecteur est équipé d'un aimant permanent, d'un noyau en fer doux aimanté par l'aimant permanent et d'un enroulement pour détecter et capturer, sélectivement, des débris ferreux circulant dans et avec un liquide dans un système hydraulique 15
ayant un équipement d'amplification et de prétraitement du signal pour le traitement et l'indication de signaux générés par le passage ou la capture de débris ferreux.
Le détecteur comporte un générateur de signaux adapté pour générer des impulsions de signal de diagnostic 20 comparables à celles générées par lesdits débris ferreux. Le détecteur comporte également un enroulement de diagnostic ayant des spires disposées en combinaison avec l'enroulement de détection de façon à se coupler inductivement avec l'enroulement de détection et à -25 transmettre ainsi les impulsions du signal de diagnostic générées pour leur traitement et leur visualisation par et sur le même équipement du système qui traite les impulsions provoquées par les débris si le système tout entier est en bon état de marche, ce qui permet de le
vérifier.
Il devient à présent évident, et intéressant à remarquer, que dans le cas d'une panne ou d'un défaut en tout endroit dans le détecteur et/ou dans le système de diagnostic, on n'obtiendra aucune réponse après avoir actionné le bouton poussoir de test. Cette condition imposera un examen immédiat du détecteur et du système
de diagnostic, et leur réparation, ou l'arrêt du fonctionnement de l'équipement contrôlé.
Il est intéressant de remarquer que le système combiné de détection et de diagnostic ne s'étend pas uniquement au contrôle et à la vérification périodiques
décrits du circuit et des parties du détecteur, mais également & pratiquement tous les autres éléments du système, y compris à ses connexions électriques et à ses pièces mécaniques. Il faut toutefois garder à l'esprit 10 le fait qu'une indication de panne du système de détection et de diagnostic n'indique pas nécessairement le point de défaillance ni la nature de l'action de réparation nécessaire.
Les systèmes de détection décrits se prêtent à 5 différentes modifications; par exemple, l'amplitude des impulsions de sortie peut être ajustée de façon à représenter une certaine taille de débris ou de particules, ce qui suppose l'utilisation de tous les composants
électroniques disponibles et des systèmes concernés.
Il est également possible que les exemples du
système décrits ici soient construits de façon à accomplir leurs fonctions dans d'autres applications, telles que la production industrielle, la vitesse de déplacement ou l'indication de limites, ou dans des systèmes de 25 sécurité, ou autres.
Il faut également comprendre que les réalisations montrées et décrites ici de l'invention concernée ne le sont qu'à titre illustratif et que des variations, des modifications et des altérations sont réalisables à 30 l'intérieur du cadre de ces enseignements.
Claims (2)
1. Dispositif pour la vérification de l'intégrité d'un système pour la détection et la capture, sélectivement de débris ferreux circulant dans et avec un liquide dans un circuit hydraulique et pour le traitement et la visualisation des signaux générés par les débris détectés et capturés, caractérisé en ce qu'il comporte (A) des moyens (36) pour la génération de 10 signaux comparables à ceux provoqués par lesdits débris ferreux; et (B) des moyens (30) pour le couplage inductif desdits signaux générés avec lesdits moyens pour la détection et la capture, sélectivement, desdits débris -.15 ferreux; ce grice à quoi lesdits signaux introduits inductivement sont reçus, traités et visualisés par l'intermédiaire desdits moyens pour la détection et la capture, sélectivement desdits débris ferreux si tous -'20 lesdits moyens sont en bon état de marche, ce qui permet
de les vérifier.
2. Détecteur équipé d'un aimant permanent (20), d'un noyau en fer doux (22) aimanté par ledit aimant permanent et d'un enroulement (24) pour détecter et pour; -- 25 capturer sélectivement, des débris ferreux circulant dans et avec un liquide dans un système hydraulique, ayant un équipement d'amplification (14) et de prétraitement (16) du signal pour le traitement et l'indication de signaux générés par le passage ou la capture de débris ferreux, caractérisé en ce qu'il comprend (A) un générateur de signaux (36) adapté pour générer des impulsions de signaux de diagnostic comparables à celles générées par lesdits débris ferreux (B) un enroulement de diagnostic (30) ayant des spires disposées en combinaison avec ledit enroulement de détection (24) de façon à être couplé inductivement 1 1
avec ledit enroulement de détection et à transmettre ainsi les impulsions de signaux de diagnostic générées pour leur traitement et leur visualisation par et sur le même équipement du système qui traite les impulsions 5 provoquées par les débris si le système tout entier est en bon état de marche, ce qui permet de le vérifier.
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