FR2673290A1 - Dispositif et procede pour detecter des particules ferreuses entrainees dans un fluide. - Google Patents

Abstract

Un dispositif de détection de particules ferreuses entraînées dans un fluide comprend un aimant (67) dont l'un des pôles se trouve dans le fluide; une bobine (62) placée en position coaxiale autour d'un second pôle de l'aimant; et un circuit électrique résonnant série, connecté à la bobine et destiné à mesurer l'inductance de cette dernière. Le circuit résonnant série comprend des moyens qui utilisent un microprocesseur pour déterminer une compensation de température du dispositif de détection, sur la base de la variation de la résistance du circuit résonnant série en fonction de la température.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR DETECTER DES PARTICULES

FERREUSES ENTRAINEES DANS UN FLUIDE

La présente invention concerne des moyens conçus pour détecter et mesurer des particules ferreuses présentes dans un milieu fluide, et elle est particulièrement utile pour détecter des particules ferreuses dans le lubrifiant

d'un moteur ou d'une transmission mécanique Dans une telle application, on peut utiliser le contrôle de telles parti- cules pour avertir d'un fonctionnement défectueux ou d'un10 défaut mécanique quelconque du moteur ou de la transmis- sion L'invention décrite présente une importance particu-

lière pour le fonctionnement d'un moteur à combustion interne, en particulier des moteurs d'hélicoptère et d'avions fortement sollicités, dans lesquels un avertisse-15 ment précoce d'un fonctionnement défectueux permet une action correctrice avant une défaillance catastrophique.

Des pièces métalliques faisant partie d'un moteur

à combustion interne ou d'une transmission mécanique, par exemple des boîtes de vitesses, s'usent à cause de la fric-

tion entre les pièces métalliques, ou entre une pièce métallique et une pièce non métallique Le résultat de la friction provoquant une usure consiste en une contamination métallique du fluide de lubrification ou de transmission. Les particules contaminantes sont des particules métalli-25 ques de nombreuses tailles et formes Le contrôle des par- ticules métalliques contenues dans le fluide peut avertir

2 de façon précoce de la détérioration d'un dispositif méca-

nique tel que le moteur à combustion interne ou ses systè- mes associés comme des transmissions mécaniques de puissan- ce ou des boîtes de vitesses. 5 La présente invention utilise l'attraction magné- tique pour capturer des particules ferreuses qui circulent dans le système de fluide Une bobine d'inductance électri- que située autour d'un aimant permanent est utilisée à titre de sonde prévue pour l'insertion dans une boîte de10 vitesses contenant de l'huile, pour la mesure des débris métalliques se trouvant à l'intérieur Au fur et à mesure que des particules ferreuses sont capturées sur l'aimant permanent qui contient la sonde détectrice, l'inductance électrique de la sonde change à cause de la proximité des diverses particules se trouvant à l'intérieur de la bobine. La bobine d'inductance fait partie d'un circuit résonnant série On utilise le changement d'inductance de la bobine d'inductance pour changer la fréquence d'un oscillateur qui est basé sur le circuit résonnant série on contrôle le20 changement de la période d'oscillation, et on le traite de façon électronique au moyen d'un microprocesseur, pour en déduire la quantité de débris accumulés sur la sonde détec- trice. Un problème inhérent au contrôle de particules ferreuses dans un lubrifiant tel que celui qu'on utilise dans une transmission de puissance d'aéronef, consiste dans la variation de température sur une plage très étendue La température d'un lubrifiant de transmission dans un aéro- nef, ou dans tout autre moteur, peut changer de plusieurs30 centaines de degrés au cours de sa durée de fonctionnement. De tels changements de température de l'environnement ont tendance à changer les paramètres de fonctionnement d'une bobine d'inductance électrique, telle que la sonde qui est utilisée dans la présente invention Pour une bobine de35 type caractéristique, la résistance du fil avec lequel la 3 bobine est formée, et l'inductance de la bobine changent

avec la température Il est possible d'utiliser un circuit résonnant série pour obtenir un signal qui dépend de la résistance variable de l'inductance, et qui représente 5 ainsi la température de fonctionnement variable de la bobine On peut utiliser ce signal pour réaliser une com-

pensation de température, dans le but de corriger la pério- de mesurée de l'oscillateur, pour améliorer ainsi la préci- sion de la mesure d'inductance.10 Le but principal de la présente invention est de procurer un dispositif de capture de particules ferreuses,

prévu pour l'utilisation dans un sytème de liquide en cir- culation, dans lequel on mesure la masse totale des parti- cules accumulées qui sont ainsi capturées Un but supplé-15 mentaire de la présente invention est de produire des si- gnaux qui sont fonction de la masse accumulée sur le dispo-

sitif de capture de particules, en vue de l'estimation de la quantité de matière accumulée Un but supplémentaire de l'invention est de fournir une indication de la présence de20 particules de débris de grande taille ou d'une accumulation rapide de particules de débris La présente invention a également pour but de procurer des moyens de compensation de température qui sont destinés à augmenter la précision

du signal généré qui représente la masse totale des parti-25 cules accumulées qui sont capturées, en présence d'une augmentation ou d'une diminution importante de la tempéra-

ture ambiante de la sonde. Un aspect de l'invention porte sur un dispositif destiné à détecter des particules ferreuses entraînées dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend (a) un aimant ayant deux pôles, dont un premier est positionné à l'intérieur du fluide; (b) une bobine qui est formée à partir d'un matériau conducteur de l'électricité placé en position coaxiale avec un second pôle de l'aimant; et (c)35 un circuit électronique résonnant série qui est destiné à

4 mesurer l'inductance de la bobine, ce circuit étant connec-

té à la bobine; ce circuit résonnant série comprenant des moyens qui sont destinés à déterminer une compensation de température pour le dispositif de détection. 5 Un autre aspect de l'invention porte sur un pro- cédé de compensation de température pour la mesure de la valeur d'une inductance, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on compte des impulsions à une entrée d'un microprocesseur pour déterminer la période10 d'oscillation d'un circuit résonnant série qui est connecté à une inductance; (b) on enregistre cette période d'oscil- lation dans une mémoire vive, pour l'utiliser à titre de valeur de référence; (c) on compte à nouveau des impulsions à l'entrée précitée du microprocesseur pour déterminer la période d'oscillation du circuit résonnant série qui est connecté à l'inductance, et on calcule la différence entre la période enregistrée précédemment et la période nouvelle- ment déterminée; (d) on utilise la différence calculée de la période d'oscillation à titre d'index pour une mémoire20 morte contenant une table de valeurs de différence de période d'oscillation, en association avec des valeurs d'inductance prédéterminées; (e) on mesure une valeur représentative de la température du circuit résonnant série, et on utilise cette valeur à titre d'index pour une25 mémoire contenant une table de valeurs de compensation de température prédéterminées; et (f) on applique la valeur de

compensation de température à la valeur d'inductance déter- minée précédemment, pour calculer une valeur réelle de l'inductance, compensée vis-à-vis de la température, et on30 présente sur une sortie du microprocesseur un signal repré- sentatif de la valeur de l'inductance.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre35 d'exemple non limitatif La suite de la description se

réfère aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une représentation du type de sonde détectrice prévue pour l'insertion dans un réservoir

de fluide contenant des particules ferreuses à mesurer. 5 La figure 2 montre un schéma caractéristique d'un circuit résonnant série.

La figure 3 est un schéma synoptique électronique qui illustre les principaux composants de l'invention, et

constitue une illustration simplifiée du schéma que l'on10 trouve sur les figures 4 a-4 c.

Les figures 4 a-4 c sont un schéma détaillé des circuits comprenant le capteur, l'oscillateur et le micro-

processeur. La présente invention utilise des moyens de collecte de débris tels que ceux qui sont décrits dans le brevet des E U A N O 4 731 578 délivré le 15 mars 1988 et

intitulé "An Electrical Sensing System for Measuring Ferrous Particles Within a Fluid" La présente invention consiste en un procédé de collecte et de mesure de la20 quantité de particules ferreuses suspendues dans un fluide, tel que de l'huile de lubrification dans une transmission.

Il est souhaitable de contrôler la quantité de particules ferreuses ou de débris qui peuvent être en suspension dans un fluide de lubrification, tel que de l'huile de lubrifi-25 cation dans une boite de vitesses ou un moteur à combustion interne Pour collecter une telle matière ferreuse à un emplacement afin d'effectuer un tel contrôle, il est souhaitable de placer un aimant permanent à l'intérieur du fluide dans le but d'attirer ces particules Une fois que30 ces particules ferreuses commencent à s'accumuler sur une surface magnétique, elles peuvent faire l'objet d'une

mesure ultérieure de façon à pouvoir déterminer la quantité totale de particules ferreuses qui sont suspendues dans le fluide considéré La présence de telles particules ferreu-35 ses indique fréquemment une défaillance mécanique imminente.

Lorsque les particules ferreuses sont collectées sur un aimant, il est possible de mesurer la quantité de

ces particules en introduisant une inductance électrique au voisinage des particules ferreuses Il est bien connu que 5 le fait de changer la matière d'un circuit magnétique au voisinage d'une inductance électrique entraîne un change-

ment de la valeur de cette inductance Par conséquent, en mesurant la variation d'inductance d'une bobine électrique se trouvant au voisinage d'une accumulation de particules10 ferreuses collectées sur un aimant, on peut obtenir une information d'entrée permettant de mesurer finalement la quantité de particules qui sont collectées. En se référant à la figure 1 des dessins, on voit un capteur ou bouchon électrique 68 qui est destiné à collecter des particules ferreuses se trouvant dans le fluide Le capteur 68 est essentiellement conçu sous la forme d'un bouchon, tel qu'un bouchon de vidange que l'on peut trouver sur n'importe quelle enceinte contenant un fluide, en particulier des carters d'huile et des boîtes de20 vitesses contenant de l'huile pour des transmissions, comme on en rencontre dans de nombreux systèmes différents de transmission et de moteurs à combustion interne Le capteur 68 comprend un corps de capteur 65, avec un écrou 63 formé en une seule pièce avec le corps pour fixer le capteur dans un châssis Cette fixation est facilitée par le filetage de surface 64 qui est formé pour permettre de visser le capteur dans la paroi du réservoir du fluide à observer Un aimant 67 est contenu à l'intérieur du corps du capteur 68. L'aimant 67 est un aimant permanent, mais il ne s'étend pas30 réellement sur toute la partie filetée du capteur 68 jus- qu'à la surface de collecte 60 Le flux magnétique est transmis à la surface de collecte 60 par l'intermédiaire d'une pièce polaire 61 La pièce polaire 61 a pour action de conduire à la surface de collecte 60 le flux magnétique35 qui provient de l'aimant 67, sans exiger que l'aimant 67 soit réellement placé à l'extrémité du capteur 68 qui fait

effectivement saillie dans le fluide à mesurer.

Une bobine 62 est formée à l'intérieur du corps ou boîtier 65, à la position qui est indiquée sur la figure 1 Cette inductance 62 est coaxiale par rapport à la pièce polaire 61 et elle est formée de façon que la collecte d'une matière ferreuse sur la surface de collecte 60 modi- fie l'inductance de la bobine 62, sous l'effet du change - ment de la perméabilité du noyau de la bobine 62 L'homme10 de l'art notera que la collecte d'une matière ferreuse dans un emplacement proche d'une inductance électrique augmente la valeur de cette inductance Dans la configuration de capteur qui est représentée sur la figure 1, les lignes de flux qui produit l'aimant 67, et qui sont transmises à la15 surface de collecte 60 à travers la pièce polaire 61, créent une zone d'attraction magnétique au voisinage de la surface de collecte 60 Lorsqu'une particule ferreuse entre dans la zone magnétique et est capturée sur la surface de collecte 60, on note que ceci entraîne un changement de la20 valeur de l'inductance de la bobine 61 La bobine 61 est connectée à un connecteur électrique 66 par l'intermédiaire de deux conducteurs, non représentés, qui traversent le boîtier 65 Le connecteur électrique 66 est une fiche élec- trique classique à partir de laquelle des broches 69 font25 saillie Deux des broches 69 représentent les conducteurs provenant des deux côtés de la bobine La troisième broche 69 est une broche de masse qui est fixée finalement au boîtier 65 Cette broche de masse permet de connecter la

bobine 62 à un circuit électronique externe quelconque au30 moyen d'un câble blindé, comme on le décrira ci-après.

La présente invention porte également sur un procédé pour déterminer et corriger une erreur et une déri-

ve dans le circuit résonnant, qui peuvent être occasionnées par des changements de température Le circuit, fonction-35 nant de la manière que l'on décrira ci-après, peut être 8 utilisé en association avec le capteur 68 pour fournir une mesure exacte de l'accumulation de débris ferreux sur la surface 60 Dans son application plus générale, le circuit peut être utilisé pour mesurer des changements de la valeur 5 d'une inductance dans le cas o cette dernière est soumise

à des changements de température.

Dans l'art antérieur, on a largement utilisé des circuits résonnants parallèles dans des dispositifs conçus pour mesurer des changements d'inductance, et en particu-10 lier dans des dispositifs conçus pour déterminer une rela- tion entre des changements d'inductance et l'accumulation de particules de débris sur une sonde consistant en une inductance électrique On trouve un tel exemple de l'art antérieur dans le brevet des E U A N O 4 878 019 délivré à15 Tsaprazis et al Le brevet de Tsaprazis montre que d'autres techniques ont été utilisées pour réaliser la compensation de température de ces dispositifs, dans le cas de l'utilisation d'un circuit résonnant parallèle Un problème asso- cié à l'utilisation de circuits résonnants parallèles con-20 siste en ce que la mesure du courant qui traverse un tel circuit ou de la tension qui est développée aux bornes d'un tel circuit à la résonance, reste une fonction complexe de la fréquence, de la capacité et de l'inductance Ainsi, on ne peut pas utiliser d'une manière non complexe une mesure25 du courant traversant le circuit résonnant parallèle ou de la tension qui est développée aux bornes de ce circuit, pour réaliser une correction de compensation de tempéra- ture. On n'a cependant pas reconnu antérieurement qu'un circuit résonnant série n'est pas affecté du même défaut. La tension qui est développée aux bornes d'un circuit résonnant série tel que celui qui est représenté sur la figure 2 est égale à E = I x Z, et dans cette expression l'impédance Z est donnée par la relation Z = 1/j WC +35 j W L + RL' Dans cette relation, 1/j WOC est l'impédance du 9 condensateur, j w L est l'impédance de l'inductance et RL est une résistance quelconque associée au fil de l'induc- tance, ainsi qu'une résistance externe quelconque dans les fils de connexion En divisant la tension par le courant, 5 on obtient l'impédance effective E/I = Z = 1/jw C + jw L + RL' On obtient la condition de résonance pour un circuit résonnant série lorsque W = 1/ \FT En multipliant les deux membres de la relation par 1 Cj WC/jc WCl, on obtient l'im- pédance Z = 1/j W C + lj 2 W 2 CL + j W CRL 3/j w C qui se simpli-10 fie en Z = il J 2 CL + j CUCRLI/ju JC A la condition de résonance correspondant à WJ= 1/ \J 1, on a % = 1/LC ou, 1 = 2 LC En remplaçant W 2 LC par sa valeur dans la rela- tion ci-dessus, on obtient Z = lI 1 + j WCRLJ/j WC, qui après simplification, donne Z = RL.15 On peut donc voir que l'impédance à la résonance d'un circuit résonnant série est proportionnelle à RL' Par conséquent, la tension qui est développée aux bornes d'un tel circuit est directement proportionnelle à RL Il est clair que l'impédance ou la tension ne dépend pas d'une20 manière complexe de la fréquence ou de la capacité ou de l'inductance, comme c'est le cas dans un circuit résonnant parallèle Lorsque RL change avec la température, une con- séquence de ce qui précède consiste en ce que la tension aux bornes d'un circuit résonnant série change également25 avec la température et peut être utilisée pour corriger le signal de sortie de l'oscillateur, pour tenir compte des effets de température. La figure 3 représente un schéma synoptique du système de l'invention Le système comprend un capteur inductif en série avec un condensateur dans un réseau résonnant série, un détecteur auto- oscillant à résonance série, et un processeur de signal numérique Le fonctionnement du détecteur auto-oscillant est basé sur une structure de circuit oscillant à résonance série, utilisant un détec- 35 teur de crête actif et un intégrateur pour redresser la sinusoïde que produit l'oscillateur et pour en calculer la moyenne Ce signal moyen redressé est ensuite appliqué à un multiplieur de précision, dans le but de le multiplier avec la sinusoïde d'origine de façon à fermer la boucle du sys- 5 tème, et à générer ainsi la réaction positive qui est nécessaire pour entretenir l'auto-oscillation avec des variations minimales d'amplitude crête à crête La fréquen- ce d'auto- oscillation est fixée par les valeurs du réseau LC série Lorsque l'inductance électrique qui fait partie10 du capteur accumule des débris, la valeur de l'inductance de la bobine du capteur change, ce qui change la fréquence

d'oscillation de résonance du détecteur Le circuit main- tient constante l'amplitude du détecteur Ceci procure une correction ou une compensation de température du premier15 ordre pour le circuit.

Le signal de sortie de l'oscillateur est appliqué

à un microprocesseur qui mesure la variation de la période de l'oscillateur, au fur et à mesure que des débris s'accu-

mulent sur la sonde La différence de période par rapport à20 la période initiale (mesurée en l'absence de particules de débris) est une mesure de la quantité de particules de débris qui se sont accumulées Simultanément, un signal proportionnel à la résistance (température) de la bobine du capteur est également appliqué au microprocesseur Le25 microprocesseur calcule un facteur de correction et il l'applique au changement de période observé, pour corriger la différence de température Le microprocesseur peut être interrogé par l'intermédiaire d'une interface série RS-232 de type standard, pour émettre une information concernant30 le changement courant de la période d'oscillation, ainsi que la correction de température à appliquer Selon une variante, le microprocesseur peut présenter en sortie une valeur de la période qui a été corrigée pour tenir compte du changement de température, et par conséquent une indica-35 tion corrigée de la quantité totale de particules de débris

qui se sont accumulées.

Comme on peut le voir sur la figure 3, le réseau résonnant série 1 est connecté à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 2 Le signal de sortie de 5 l'amplificateur 2 est redressé par le redresseur 3 et il est appliqué au comparateur intégrateur 4 Le signal de sortie 5 du comparateur intégrateur 4 est appliqué à l'en- trée X du multiplieur à quatre quadrants 6 Il est impor- tant pour ce circuit que le multiplieur 6 soit un multi-10 plieur à quatre quadrants, de façon qu'il puisse traiter à la fois des signaux positifs et négatifs Le signal de

sortie de l'amplificateur opérationnel 2 est également appliqué à l'entrée Y du multiplieur 6 Dans le multiplieur 6, le signal d'entrée Y est multiplié par le signal d'en-

trée X, de façon à obtenir un signal de sortie du multi- plieur 6 qui est en phase avec le signal de sortie de l'am-

plificateur opérationnel 2 Le signal de sortie du multi- plieur 6 est appliqué à l'entrée positive de l'amplifica- teur opérationnel 2 De cette manière, la tension qui est20 renvoyée vers l'entrée X du multiplieur 6 est automatique- ment réglée de façon que la valeur du signal sur l'entrée Y du multiplieur 6 soit amplifiée d'une manière appropriée pour produire une réaction résonnante lorsqu'elle est appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur opération-25 nel 2 Par conséquent, le détecteur maintient une amplitude d'oscillation constante, même lorsque la fréquence de

résonance se décale. Le signal de sortie du comparateur intégrateur 4 est non seulement renvoyé vers le multiplieur 6, mais éga-

lement appliqué à une entrée de conversion A/N du micro- processeur 8, par l'intermédiaire de l'amplificateur de

réglage de gain et de décalage 7 Cette tension représente la résistance du circuit résonnant série qui varie avec la température, c'est-à-dire la résistance variable de l'in-35 ductance La période correspondant à la fréquence de réso-

12 nance de l'oscillateur lorsqu'il n'y a pas de particules de débris sur l'inductance dans le réseau résonnant série 1, est enregistrée dans le microprocesseur 8 ou dans sa mémoi- re morte (ROM) associée 9 Pendant l'utilisation, lorsque 5 l'inductance change, la période d'oscillation change Le programme qui est contenu dans le microprocesseur 8 mesure le changement de la période entre la période mesurée au moment présent et la période initiale enregistrée Le chan- gement de période est la mesure du changement de la valeur10 de l'inductance, qui est lui-même une mesure du nombre de particules de débris qui ont été attirées par l'aimant sur la sonde à inductance Simultanément, le processeur 8 reçoit sur une entrée de conversion A/N le signal qui est proportionnel à la variation de la température de la sonde.15 En utilisant un algorithme approprié, le microprocesseur 8 applique une correction ou une compensation à la période mesurée, à titre de correction des effets de température non linéaires sur l'inductance Comme mentionné ci-dessus, il est possible d'interroger le système par l'intermédiaire20 d'une interface série RS-232 de type standard, 10, pour connaître divers types d'information, parmi lesquels la

période de résonance courante, la correction de température qui est appliquée, ou l'information de période corrigée vis-à-vis de la température.25 Les figures 4 a-4 c sont un schéma complet du détecteur du système de l'invention.

La bobine Ll est l'inductance qui serait incorpo- rée dans la sonde 68 La bobine Ll constitue le réseau

résonnant série en association avec le condensateur C 17 Le30 réseau résonnant série est connecté à l'entrée négative de l'amplificateur Ai Le signal de la sortie A de l'amplifi-

cateur Ai est appliqué au circuit redresseur qui est cons- titué par l'amplificateur A 2 et les transistors Q 2, Q 3 et Q 4 Le signal redressé qui apparaît sur le collecteur du35 transistor Q 4 est appliqué à la ligne de mesure de période

8 (saisie de l'information d'entrée) du microprocesseur 8.

Le signal de sortie redressé présent en B est appliqué à l'amplificateur comparateur et intégrateur A 3, comportant la résistance d'entrée R 18 et le condensateur de réaction C 20 Le signal de sortie du comparateur intégrateur est appliqué par la ligne C à l'entrée X du multiplieur Mi Le signal de sortie du comparateur intégrateur est également appliqué par l'intermédiaire du réseau diviseur de tension R 19 et R 15 à l'entrée positive de l'amplificateur de régla-10 ge de gain et de décalage A 4 Le signal de sortie de l'am- plificateur de réglage de gain et de décalage A 4, sur la ligne D, est appliqué à l'entrée de conversion A/N, sur la ligne 17 du microprocesseur 8 Une tension de référence est également produite sur la ligne E et elle est appliquée à la ligne d'entrée VRH 22 du microprocesseur 8 Le signal de la sortie A de l'amplificateur Ai est également appliqué par l'intermédiaire du réseau diviseur de tension 20 et 21, sur la ligne F, à l'entrée Y du multiplieur Mi Le multi- plieur Ml est un multiplieur à quatre quadrants qui fournit20 sur sa sortie le produit de X par Y Le signal qui apparaît sur la ligne F est donc multiplié par la valeur du signal

qui arrive au multiplieur Ml sur la ligne C Le signal de sortie du multiplieur Ml, sur la ligne G, est appliqué à l'entrée positive de l'amplificateur Ai et il ferme la25 boucle de réaction.

Le microprocesseur 8 comporte une entrée d'oscil- lateur à quartz externe, sur les lignes 29 et 30, qui applique une base de temps régulée au microprocesseur 8 Le programme du microprocesseur compte le nombre d'impulsions30 qui arrivent sur la ligne d'entrée 8 par intervalle de temps, et il calcule ainsi une période d'oscillation du circuit résonnant Le microprocesseur 8 comporte à la fois une mémoire morte interne et une mémoire morte qui lui est connectée par le bus d'adresse, dans lesquelles peut être35 être enregistrée la valeur de la période d'oscillateur associée à l'inductance Li, en l'absence de particules de débris fixées sur Li Au fur et à mesure que des particules

de débris s'accumulent, la valeur de l'inductance LI chan-

ge, ce qui change la période d'oscillation de l'oscillateur résonnant série Le microprocesseur 8 mesure la -nouvelle période et il calcule la différence entre la nouvelle période et la période de référence enregistrée Le change- ment de la période est une mesure du changement de la valeur de l'inductance Li, et donc de la quantité de parti-10 cules de débris qui se sont accumulées Du fait que l'in- ductance Li est soumise à des changements de température très importants, sa valeur change avec la température. Comme indiqué ci-dessus, la valeur de la résistance de l'inductance change également avec la température Le15 signal de sortie de l'amplificateur de réglage de gain et de décalage, sur la ligne D, est converti par l'entrée de conversion A/N du microprocesseur 8 en une valeur numérique que l'on peut utiliser en association avec un algorithme incorporé dans le logiciel du microprocesseur 8, pour20 corriger le changement de période observé dans l'oscilla- teur, de façon à tenir compte de l'effet du changement de

température Ainsi, en corrigeant en fonction de la tempé- rature le changement de période, ou la valeur mesurée de l'inductance, le microprocesseur 8 procure une précision25 dans la mesure d'inductance qu'il était impossible d'obte- nir jusqu'à présent dans l'art antérieur A titre d'exem-

ple, le changement total de la fréquence d'oscillateur que l'on observe de façon caractéristique dans des circuits résonnants de cette nature, lorsque la valeur de l'induc-30 tance a été changée par l'accumulation de particules de débris, est de l'ordre de 2 % Simultanément, le changement d'inductance qui est dû à des effets de température peut être de l'ordre de 1 % Par conséquent, on peut voir très clairement que, si on ne corrige pas soigneusement les effets de température, le signal intéressant peut être fortement distordu par la conséquence du changement de la

température de l'inductance Le circuit du système présent améliore, au moins d'un facteur de quatre, la précision de la correction de température que l'on peut réaliser avec 5 l'inductance Ll Ainsi, la précision estapproximativement quatre fois meilleure lorsqu'une sonde contenant l'induc-

tance Ll est utilisée dans le circuit résonnant série de la présente invention, en comparaison avec l'utilisation de la même sonde à inductance dans un circuit résonnant parallèle10 de l'art antérieur.

Le schéma des figures 4 a-4 c fait apparaître une capacité de mémoire morte supplémentaire que l'on peut sélectionner par un adressage approprié Il existe en outre une sortie série RS-232 de type standard La sortie RS-23215 permet d'interroger le microprocesseur 8 Le microproces- seur peut fournir divers types d'information On dispose

par exemple de la fréquence courante de l'oscillateur résonnant, du changement de fréquence au moment présent en comparaison avec les conditions initiales, et de la valeur20 et du degré de la correction de température qui est appli- quée Le microprocesseur peut enregistrer ces données pen-

dant des intervalles de temps prédéterminés, en attente d'une interrogation On sait que des particules de débris de plus grande taille sont fréquemment produites dans des25 systèmes mécaniques immédiatement avant une défaillance de ces systèmes On sait également qu'une augmentation plus

rapide de la concentration de particules de débris s'obser- ve immédiatement avant une défaillance des pièces mécani- ques Il est donc possible de faire en sorte que le pro-30 gramme du microprocesseur identifie et enregistre indivi- duellement dans une mémoire séparée des incidents corres-

pondant à des changements importants de la valeur de l'in- ductance, qui représenteraient soit de plus grandes parti- cules, soit une accumulation de particules plus rapide sur35 un intervalle de temps donné De façon similaire, on peut

16 interroger le microprocesseur en ce qui concerne l'appari-

tion de ces types de changements dans le système. on peut donc voir que le système de la présente invention procure un moyen permettant de mesurer de façon précise des changements de la valeur d'inductance d'une bobine, même lorsque la bobine est soumise à des change- ments de température extrêmes Dans la présente invention, on donne un exemple concernant l'utilisation d'un détecteur de particules de débris, mais le circuit est également10 applicable à d'autres systèmes dans lesquels le capteur est

constitué par une inductance variable.

Il va de soi que de nombreux autres changements peuvent être apportés au dispositif et au procédé décrits

et revendiqués, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Dispositif destiné à détecter des particules ferreuses entraînées dans un fluide, caractérisé en ce

qu'il comprend: (a) un aimant ( 67) ayant deux pôles, dont 5 un premier est positionné à l'intérieur du fluide; (b) une bobine ( 62) qui est formée à partir d'un matériau conduc-

teur de l'électricité placé en position coaxiale avec un second pôle de l'aimant ( 67); et (c) un circuit électron i- que résonnant série qui est destiné à mesurer l'inductance10 de la bobine ( 62), ce circuit étant connecté à la bobine; ce circuit résonnant série comprenant des moyens qui sont

destinés à déterminer une compensation de température pour le dispositif de détection.

2 Dispositif de détection de particules ferreu-

ses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cir- cuit résonnant série comprend un réseau résonnant série ( 1)

formé par la bobine ( 62) et un condensateur.

3 Dispositif de détection de particules ferreu- ses selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cir-

cuit résonnant série comprend en outre un oscillateur résonnant série ( 1, 2), un amplificateur de réglage de gain

et de décalage ( 7) et un microprocesseur ( 8) ayant pour but de déterminer la compensation de température sous la dépen- dance de la période d'oscillation et d'un signal représen-25 tatif du gain de l'amplificateur ( 7).

4 Dispositif de détection de particules ferreu- ses selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de sortie du microprocesseur ( 8) est un signal représentatif de l'inductance de la bobine ( 62) avec com-30 pensation de température, et est donc également représenta- tif de la quantité de matière ferreuse qui est accumulée

sur le premier pôle de l'aimant ( 67) ou en position immé- diatement adjacente à ce pôle.

5 Dispositif de détection de particules ferreu-

ses selon la revendication 3, caractérisé en ce que 18 l'oscillateur résonnant série comprend un amplificateur ( 2)

à l'entrée inverseuse duquel est connecté un réseau réson- nant série ( 1), un redresseur ( 3), un comparateur intégra-

teur ( 4) et un multiplieur ( 6), et en ce que le signal de 5 sortie de l'amplificateur ( 2) est appliqué à une première entrée du multiplieur ( 6) avant d'être redressé et appliqué à l'entrée du comparateur intégrateur ( 4), le signal de sortie du comparateur intégrateur ( 4) étant appliqué à une

seconde entrée du multiplieur ( 6), et le signal de sortie10 du multiplieur ( 6) étant appliqué à l'entrée inverseuse de l'amplificateur ( 2).

6 Dispositif de détection de particules ferreu- ses selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une première entrée du microprocesseur ( 8) est connectée à la15 sortie du redresseur ( 3), et le microprocesseur ( 8) saisit le signal de sortie du redresseur ( 3), et en ce que, en

outre, une seconde entrée du microprocesseur ( 8) reçoit par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique un signal représentatif de l'état de l'amplificateur de régla-20 ge de gain et de décalage ( 7), qui est proportionnel à la tension aux bornes du réseau résonnant série ( 1).

7 Procédé de compensation de température pour la mesure de la valeur d'une inductance, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on compte des25 impulsions à une entrée d'un microprocesseur ( 8) pour déterminer la période d'oscillation d'un circuit résonnant

série qui est connecté à une inductance ( 62); (b) on enre- gistre cette période d'oscillation dans une mémoire vive, pour l'utiliser à titre de valeur de référence; (c) on30 compte à nouveau des impulsions à l'entrée précitée du microprocesseur ( 8) pour déterminer la période d'oscilla-

tion du circuit résonnant série qui est connecté à l'induc- tance ( 62), et on calcule la différence entre la période enregistrée précédemment et la période nouvellement déter-35 minée; (d) on utilise la différence calculée de la période

19 d'oscillation à titre d'index pour une mémoire morte con-

tenant une table de valeurs de différence de période d'oscillation, en association avec des valeurs d'inductance prédéterminées; (e) on mesure une valeur représentative de 5 la température du circuit résonnant série, et on utilise cette valeur à titre d'index pour une mémoire contenant une table de valeurs de compensation de température prédétermi- nées; et (f) on applique la valeur de compensation de tem- pérature à la valeur d'inductance déterminée précédemment,10 pour calculer une valeur réelle de l'inductance, compensée vis-à-vis de la température, et on présente sur une sortie du microprocesseur ( 8) un signal représentatif de la valeur de l'inductance ( 62).

8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce qu'on accomplit les étapes (c) à (f) de façon répétée au cours du temps.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape qui consiste à utili-

ser la valeur réelle de l'inductance ( 62), compensée vis-à-20 vis de la température, à titre d'index pour une mémoire morte contenant une table de valeurs de concentration pré-

déterminées de matière ferreuse, et à présenter sur une sortie du microprocesseur ( 8) un signal représentatif de la composition de la matière ferreuse.25 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la concentration de matière ferreuse est enregis-

trée au cours du temps sur un support d'enregistrement non volatil. 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un changement de la concentration de matière ferreuse qui dépasse une valeur prédéterminée au cours d'un

intervalle de temps prédéterminé, provoque l'activation d'un circuit d'alarme.