FR2677769A1 - Systeme enregistreur de chocs. - Google Patents
Systeme enregistreur de chocs. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2677769A1 FR2677769A1 FR9107177A FR9107177A FR2677769A1 FR 2677769 A1 FR2677769 A1 FR 2677769A1 FR 9107177 A FR9107177 A FR 9107177A FR 9107177 A FR9107177 A FR 9107177A FR 2677769 A1 FR2677769 A1 FR 2677769A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- piezoelectric
- shocks
- piezoelectric element
- measurement probe
- shock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims description 47
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 2
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 206010001488 Aggression Diseases 0.000 description 3
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/12—Recording devices
- G01P1/127—Recording devices for acceleration values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Système enregistreur de chocs, comprenant une sonde de mesure incluant au moins un élément piézoélectrique (10a, 10b, 10c), comprenant un module électronique (200) autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde, et comprenant un logiciel de dépouillement des informations pour être traitées par un ordinateur. Pour permettre une détection volumique des chocs, la sonde de mesure (100) a un élément piézoélectrique (10a, 10b, 10c) d'un type relativement souple et d'une forme linéaire, pour être disposé le long d'une ligne d'une surface d'un objet (0) potentiellement soumise à des chocs. De préférence, l'élément piézoélectrique linéaire (10a, 10b, 10c) est un câble, formé d'un conducteur dit central, entouré d'une gaine conductrice (2) dont il est isolé par un matériau piézoélectrique (3) composé d'une poudre compactée, ce câble permettant la détection des chocs qui lui sont transmis radialement pour permettre la détection des chocs provenant de plusieurs directions. Application: surveillance d'objets ou de conditionnement vis-à-vis de chocs potentiels
Description
SYSTEME ENREGISTREUR DE CHOCS
L'invention concerne un système enregistreur de chocs comprenant une sonde de mesure incluant au moins un élément piézoélectrique, comprenant un module électronique autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde, et comprenant un logiciel de dépouillement des informations pour être traitées par un ordinateur.
L'invention concerne un système enregistreur de chocs comprenant une sonde de mesure incluant au moins un élément piézoélectrique, comprenant un module électronique autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde, et comprenant un logiciel de dépouillement des informations pour être traitées par un ordinateur.
Par horodaterr il faut entendre l'action de fournir la position dans le temps des informations mémorisées par rapport à un instant de référence.
Un tel système est connu de la demande de brevet
FR 2 513 795 du 29 septembre 1981. Ce document décrit un système enregistreur de chocs, d'accélération, d'humidité etc..., comprenant trois accéléromètres piézoélectriques disposés sur un objet, ou sur un emballage, sur des axes trirectangles. Ce système enregistreur comprend en outre, associée aux accéléromètres1 une mémoire de stockage, un convertisseur analogique numérique éventuellement monté entre les accéléromètres et la mémoire de stockage.Ce système est caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de seuil agencé pour recevoir les signaux captés, et adapté pour produire un signal de commande lors de la détection d'un franchissement de seuil prédéterminé et un dispositif de traitement des signaux pour la mise en mémoire des seuls informations significatives, relatives à la forme des signaux ayant franchi le seuil, en réponse au signal de commande du détecteur de seuil.
FR 2 513 795 du 29 septembre 1981. Ce document décrit un système enregistreur de chocs, d'accélération, d'humidité etc..., comprenant trois accéléromètres piézoélectriques disposés sur un objet, ou sur un emballage, sur des axes trirectangles. Ce système enregistreur comprend en outre, associée aux accéléromètres1 une mémoire de stockage, un convertisseur analogique numérique éventuellement monté entre les accéléromètres et la mémoire de stockage.Ce système est caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de seuil agencé pour recevoir les signaux captés, et adapté pour produire un signal de commande lors de la détection d'un franchissement de seuil prédéterminé et un dispositif de traitement des signaux pour la mise en mémoire des seuls informations significatives, relatives à la forme des signaux ayant franchi le seuil, en réponse au signal de commande du détecteur de seuil.
Ce système peut comprendre en outre un microordinateur agencé pour restituer les informations contenues dans la mémoire de stockage, par exemple sous forme graphique sur un écran, sur une table traçante, ou toute forme appropriée.
Ce système comporte aussi une base de temps avec une horloge, pour connaître la position dans le temps des informations mémorisées, par rapport à un instant de référence.
Un accéléromètre piézoélectrique peut effectivement détecter des chocs. Mais un enregistreur équipé d'accéléromètres ne fournit que des mesures relatives à la région quasi-ponctuelle où est fixé chaque accéléromètre. La surveillance au moyen de trois accéléromètres disposés selon des axes trirectangles n'est réalisée en fait qu'en trois points de l'objet, emballage etc.., où sont fixés les accéléromètres. En effet, chaque accéléromètre piézoélectrique est capable de détecter un choc exclusivement dans une direction principale perpendiculaire à ses deux électrodes. L'accéléromètre ne ressent donc pas sensiblement les chocs appliqués dans une autre direction.Ceci d'autant plus que le système connu est doté d'un détecteur de seuil, en sorte que les signaux faibles ne sont pas détectés, en particulier les signaux produits par des chocs survenant dans des directions autres que les directions principales des accéléromètres piézoélectriques.
Un tel système est utilisable d'une façon satisfaisante si l'objet est petit et homogène, mais cette surveillance est insuffisante pour des objets de grande dimension ou hétérogènes.
D'une part, la distribution des accélérations peut être hétérogène pour de grands objets. D'autre part, l'endroit où un tel objet va recevoir un choc, ou le côté sur lequel il va tomber ne peut pas être prévu à l'avance.
C'est pourquoi un des buts de l'invention est de fournir un système enregistreur de chocs qui permet une surveillance périphérique améliorée d'objets. Le but de l'invention est de mieux détecter tous les chocs pouvant intervenir sur l'ensemble du volume de l'objet et non seulement en trois points particuliers.
Un des buts de l'invention est donc de surveiller un volume et non plus seulement un point particulier comme dans l'art antérieur.
Un autre but de l'invention est de permettre la mémorisation horodatée de l'ensemble de ces chocs ou vibrations supportés par l'objet à surveiller.
Un des buts de l'invention est donc de permettre l'enregistrement des événements en une ou plusieurs dimensions avec un gain différent selon les directions.
Un autre but de l'invention est de fournir un système qui a une autonomie de un ou plusieurs mois.
Un autre but de l'invention est de fournir un système capable de s'adapter à des objets ayant une forme compliquée.
Un autre but de l'invention est de fournir un système de surveillance capable d'être positionné soit sur l'objet lui-mêmer soit sur son conditionnement.
Ces problèmes sont résolus au moyen d'un système tel que défini dans le préambule et en outre munis des éléments techniques de la partie caractérisante de la revendication 1.
L'invention est décrite ci-après en détail en référence avec les figures annexées dont
- les figures la et lb représentent un élément piézoélectrique du type câble piézoélectrique coaxial respectivement en coupes longitudinale et transversale,
- la figure 2 représente un exemple d'application de plusieurs éléments piézoélectriques sur le conditionnement d'un objet pour réaliser une sonde de mesure.
- les figures la et lb représentent un élément piézoélectrique du type câble piézoélectrique coaxial respectivement en coupes longitudinale et transversale,
- la figure 2 représente un exemple d'application de plusieurs éléments piézoélectriques sur le conditionnement d'un objet pour réaliser une sonde de mesure.
- la figure 3 qui repésente schématiquement l'enregistreur de chocs à trois voies.
Un des objectifs du concepteur de structures consiste à alléger au maximum les fabrications, ce qui conduit la plupart du temps à une perte importante de solidité mécanique des objets fabriqués.
En effet, l'évolution des connaissances techniques et technologiques permet de nos jours la conception d'ensemble mécanique de manière très précise. Ainsi, la connaissance des caractéristiques mécaniques des matériaux dans tous les domaines prévus de l'utilisation de l'objet alliée à la puissance de calcul des ordinateurs modernes permet de définir de manière très précise avec un haut niveau de confiance quel sera le comportement de l'objet neuf et son comportement au cours de son utilisation. Cette amélioration des connaissances permet donc de concevoir un objet en fonction de son utilisation avec des coefficients de coût beaucoup plus faibles que précédemment, car les grandeurs des paramètres significatifs à l'utilisation sont calculés au plus juste.
D'autre parts l'utilisation de nouveaux matériaux permet de concevoir des objets très performants1 très légers, parfaitement adaptés à leur fonction mais qui peuvent être très sensibles à des agressions extérieures pour lesquelles ils ne sont pas prévus.
Par exemple, un réservoir de liquides, du type bobiné, sera très résistant aux pressions internes mais ne supportera aucun choc sur sa surface.
Cette évolution vers une conception plus précise des objets fait maintenant apparaître une sensibilité de ces objets à des agressions extérieures qui ne rentrent plus dans l'enveloppe du coefficient de sécurité et qui peuvent exister lors du transport ou de la manutention des objets en question. Les chocs occasionnés lors des manutentions et transports peuvent être en dehors du domaine de tolérance considéré lors de la conception, et causer de grâves dommages. Ces dommages peuvent d'ailleurs être invisibles ou difficiles à détecter, et peuvent mettre en danger les utilisateurs de ces objets ultérieurement.
Ce paramètre "choc", et les dégradations de structure en résultant deviennent de plus en plus importants, de sorte que des litiges peuvent naître suite aux manutentations et aux transports.
Actuellement, il est possible d'intégrer aux structures ou à leurs emballages des accéléromètres permettant de quantifier les chocs.
Mais, si l'on emploie à cet effet un des dispositifs décrit au titre de l'état de la technique cette solution est a priori très onéreuse et peu pratique, dans le cas d'objets de grande surface et/ou hérogènes.
Le système selon l'invention permet de surveiller un objet non plus seulement par l'enregistrement des signaux dus à des chocs en trois points de l'objet mais par l'enregistrement des signaux dus à des chocs pouvant survenir en une multitude de points de l'objetr de telle sorte que l'on puisse considérer qu'aucun choc même faible, ou advenant sur une faible surface de l'objet, n'échappe à la surveillance.
Le dispositif enregistreur de chocs comprend en référence avec la figure 3
- une sonde de mesure 100 incluant au moins un élément piézoélectrique 10, 20r 30
- un module électronique 200 autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde
- un logiciel de dépouillement des informations de manière à ce qu'elles puissent être traitées par un ordinateur.
- une sonde de mesure 100 incluant au moins un élément piézoélectrique 10, 20r 30
- un module électronique 200 autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde
- un logiciel de dépouillement des informations de manière à ce qu'elles puissent être traitées par un ordinateur.
En premier lieu pour atteindre aux buts de l'invention, on utilise comme élément piézoélectrique 10 un élément relativement souple et d'une forme linéaire.
Par forme linéaire, on entend un capteur dont au moins une électrode 1, 2 présente une dimension longitudinale L grande devant sa dimension transversale D. Le capteur peut en outre de préférence être suffisamment souple pour suivre des irrégularités de surface 51, S2,
S3 d'un objet O solide à surveiller.
S3 d'un objet O solide à surveiller.
En référence avec la figure 2, pour assurer la surveillance, on pourra disposer le capteur soit à la surface extérieure 51, S2 ou S3 d'un objet massif, soit sur la surface interne d'un objet creux comme une caisse, un conteneur un emballage etc...
Donc le capteur pourra être disposé soit sur l'objet lui-même soit sur son conditionnement.
On disposera le capteur le long d'une ligne parcourant la surface choisie à surveiller.
On utilisera de préférence comme capteur piézoélectrique linéaire, un câble coaxial. Un tel câble piézoélectrique est connu du brevet français déposé sous le N 7036004 le 6 octobre 1970 et publié sous le N 2 109 176.
En référence avec les figures la et lb, ce capteur piézoélectrique avantageux est formé d'un conducteur dit central 1, entouré d'une gaine conductrice 2 dont il est isolé par un matériau piézoélectrique 3 composé d'une poudre compactée.
Ce câble est rendu sensible, lors de sa fabrication aux variations de pression par une polarisation adéquate de la poudre piézoélectrique 3.
Ce câble était jusqu'à présent utilisé pour la mesure de déformations dans des dispositifs soumis à des fortes températures tels que des moteurs d'avions.
Une autre application connue de ce câble est la détection du passage de véhicules dans une chaussée. Son application à la surveillance des objets contre les chocs n'est donc pas connue à ce jour.
Le principe de fonctionnement d'un capteur piézoélectrique linéaire telqu'un câble coaxial est le suivant toute vibration ou accélération transmises à la gaine 2 du câble 10 est transformée en variation de pression. Cette variation de pression est transmise à la céramique piézoélectrique 3, et induit des variations de charges électriques. Ces charges électriques sont collectées par le fil central 1 du câble. La résistance électrique du fil central 1 étant très faible, toute charge électrique créée dans le câble 10 sera donc collectée sur le fil central 1 sans atténuation.
Donc quel que soit le point de la gaine 2 sur la longueur du câble qui a perçu une vibration, un choc, une accélération, un signal apparaît sur le conducteur central 1. C'est-à-dire que, toutes choses égales par ailleurs, la sensibilité du câble est constante sur toute sa longueur. La conception d'un capteur réalisé au moyen de ce câble est ainsi telle que seules les composantes radiales des vibrations sont mesurées. En effetr toute variation de potentiel longitudinal est annulée par la gaine 2 et le fil central 1 qui sont très fortement conducteurs de l'électricité.
Mais en revancher toutes les composantes radiales des vibrations sont mesurées. Ainsi si un tel câble est disposé sur une surface à surveiller, non seulement on pourra détecter les accélérations perpendiculaires à la surfacer mais aussi celles qui sont parallèles à la surface, ou qui font un angle quelconque avec cette surface pourvu que ces accélérations soient radiales par rapport au câble.
Un seul capteur de ce type permet donc la détection des chocs en une multitude de points c'est-à-dire sur toute la ligne sur laquelle le capteur est fixé, et selon une multitude de directions.
Dans ces conditions, par exemple si une surface plane S1r S2 ou S3 est à surveiller, il suffira de disposer un capteur 10 selon la grande dimension de cette surface pour détecter tout choc sur cette surface car il se trouvera toujours au moins une composante de l'accélération ou de la vibration pour être appliquée radialement au câble.
Donc un seul capteur linéaire 10 judicieusement disposé permet la surveillance d'une grande partie d'une surface d'un objet.
Un tel câble coaxial 10 est en outre avantageux dans cette utilisation pour plusieurs raisons. D'abord, il présente du fait des matériaux qui le constituent une bonne résistance mécanique, ce qui est une propriété essentielle pour la détection des chocs. En effet, dans une mise en oeuvre, la gaine 2 et le conducteur central 1 sont en titane et le matériau piézoélectrique 3 peut être alors un titanate de baryum mélangé à un zirconate de plomb, ou bien un titanate de baryum dopé au moyen dun titanate de plomb, en poudre compacté.
Dans une mise en oeuvre préférée, la gaine 2 et le conducteur central 1 sont en cuivre, et le matériau piézoélectrique 3 est une poudre céramique compactée déposée sous la marque PXE 5 par la
Compagnie Philips. D'autres poudres équivalentes sont possibles.
Compagnie Philips. D'autres poudres équivalentes sont possibles.
De préférence, le câble 10 aura une longueur de 10 à 40 cm. Il pourra éventuellement atteindre 1 à 2 m. Il aura un diamètre de 2 à 6 mm.
Un autre avantage de ce câble coaxial est qu'il est relativement souple. Si un objet à surveiller présente une surface compliquée, ou bien des points critiques, on peut faire cheminer le câble le long de la surface ou entre les points.
D'autres avantages de ce capteur résident dans le fait qu'il est résistant dans le temps, facile à fabriquer, relativement bon marché, résistant aux agressions chimiques et aux intempéries.
Dans la plupart des situation imaginables, il reste parfaitement fiable.
Si l'objet à protéger présente de grandes dimensions, un volume important, une surface importante, ou bien est hétérogène, la sonde de mesure comportera plusieurs capteurs piézoélectriques linéaires 10a, lOb, 10c, par exemple deux, ou de préférence trois.
La figure 2 présente un exemple de disposition de trois capteurs linéaires 10a, lOb, 10c le long des arêtes d'un conditionnement O ou caisse pour la surveillance du transport d'un objet emballé. Comme il a été dit précédemment1 chacun des câbles détectera toutes les vibrations qui lui sont appliquées radialement en un point quelconque de leur longueur et par conséquent tout le volume de la caisse sera surveillé.
Pour surveiller de telles surfaces, on peut également ne pas se limiter à l'utilisation de câbles coaxiaux 10 comme détecteurs piézoélectriques. On peut utiliser tout autre capteur et spécialement les capteurs linéaires. Le capteur pourrait aussi être surfacique.
Ainsi des fibres piézoélectriques judicieusement disposées ou encore des films piézoélectriques par exemple réalisés au moyen de plastique piézoélectrique ou encore des plaques munies de couches sérigraphiées etc... peuvent formés des capteurs tout à fait appropriés à atteindre les buts de l'invention, en choisissant parmi ceux qui remplissent le mieux les conditions de facilité d'emploi et de fiabilité.
En référence avec la figure 3, le ou les capteurs piézoélectriques 10a, lOb, 10c sont connectés à un module électronique 200 qui assure la mémorisation horodatée des chocs ou vibrations supportés par l'objet à surveiller.
Ce module électronique 200 aura pour caractéristiques principales
- l'enregistrement des événements en une ou plusieurs dimensions (de préférence la capacité sera 800 événements)
- des gains indépendants pour chaque voie
- une autonomie de plusieurs mois pour une seule voie et de plus d'un mois pour trois voies (dans un exemple on aura une autonomie de cinq mois pour une seule voie et de quarante cinq jours pour trois voies).
- l'enregistrement des événements en une ou plusieurs dimensions (de préférence la capacité sera 800 événements)
- des gains indépendants pour chaque voie
- une autonomie de plusieurs mois pour une seule voie et de plus d'un mois pour trois voies (dans un exemple on aura une autonomie de cinq mois pour une seule voie et de quarante cinq jours pour trois voies).
Dans un exemple de réalisation, l'échantillonnage sera 50 hertz et la bande passante de 20 hertz.
Ce module électronique 200 pourra être connectée à un micro-ordinateur pour le traitement ultérieur des événements enregistrés (importance des chocs, heure et date) et un système d'auto-test.
Il est connu que généralement les matériaux piézoélectriques sont aussi pyroélectriques. C'est-à-dire que toute variation de température induit une génération de charges électriques.
Dans le dispositif selon l'invention, l'effet pyroélectrique n'est pas gênant et n'interfère pas avec la détection de chocs, étant donné les très grandes différences de fréquences des chocs et des variations de températures.
Le fonctionnement du module électronique 200 associé au capteur 10ar lOb1 10c est en veille sur son alimentation interne, pendant un ou plusieurs mois.
La valeur crête de. tout choc survenant dans cette période est mémorisée, horodatée éventuellement selon les axes Xr Y ou Z, avec un gain qui peut être différent selon la sensibilité recherchée dans la direction surveillée.
Après une phase de contrôle, le module électronique est relié à un micro-ordinateur1 par exemple un PC. Des routines particulières permettent le dépouillement des résultats.
EXEMPLE DE REALISATION
A. LA SONDE DE MESURE
La sonde de mesure 100 permet de mémoriser jusqu'à trois entrées de détecteurs piézoélectriques par exemple de câbles piézoélectriques coaxiaux 1Oa, 1Ob, vioc.
A. LA SONDE DE MESURE
La sonde de mesure 100 permet de mémoriser jusqu'à trois entrées de détecteurs piézoélectriques par exemple de câbles piézoélectriques coaxiaux 1Oa, 1Ob, vioc.
L'appareil sera utilisé avec
- une entrée dans le cas général et,
- trois entrées dans le cas où l'utilisateur recherche un choc orienté suivant un axe X, Y ou Z ou suivant plusieurs directions indépendantes.
- une entrée dans le cas général et,
- trois entrées dans le cas où l'utilisateur recherche un choc orienté suivant un axe X, Y ou Z ou suivant plusieurs directions indépendantes.
La sonde de mesure 100 se raccorde au module électronique 200 par un à trois connecteurs 4a, 4b, 4c. Dans cet exemple de réalisation les connecteurs sont de type B N C 50 ohms (mâle).
B. LE MODULE ELECTRONIQUE
Ses connexions avec l'extérieur comprennent
- un connecteur SUBD 9 points, femelle, pour la liaison RS 232,
- un connecteur DIN 3 points1 femelle ,pour l'alimentation externe du module
- trois connecteurs BNC 50 ohms, femelle pour les trois capteurs de type coaxial piézoélectriques
Les réglages et la configuration des circuits électroniques implantés permettent d'obtenir
- un gain indépendant, pour chaque voie1 par réglage "DIP SWITCH" - un configuration autre possible selon le logiciel utilisé.
Ses connexions avec l'extérieur comprennent
- un connecteur SUBD 9 points, femelle, pour la liaison RS 232,
- un connecteur DIN 3 points1 femelle ,pour l'alimentation externe du module
- trois connecteurs BNC 50 ohms, femelle pour les trois capteurs de type coaxial piézoélectriques
Les réglages et la configuration des circuits électroniques implantés permettent d'obtenir
- un gain indépendant, pour chaque voie1 par réglage "DIP SWITCH" - un configuration autre possible selon le logiciel utilisé.
Les caractéristiques du module électronique sont
- le nombre de voies d'acquisition : trois,
- le nombre d'enregistrements maximal : 800
- l'autonomie : 5 mois pour une voie,
45 jours pour trois voies
- le gain : 1, 3 et 10, selon la voie
- l'échantillonnage : 50 Hz,
- la bande passante : 20 Hz,
- une alimentation interne : 2 piles de lithium 3,5 volt,
1800 mA/h,
- une alimentation externe comprenant un transformateur inclus dans le système enregistreur de chocs.
- le nombre de voies d'acquisition : trois,
- le nombre d'enregistrements maximal : 800
- l'autonomie : 5 mois pour une voie,
45 jours pour trois voies
- le gain : 1, 3 et 10, selon la voie
- l'échantillonnage : 50 Hz,
- la bande passante : 20 Hz,
- une alimentation interne : 2 piles de lithium 3,5 volt,
1800 mA/h,
- une alimentation externe comprenant un transformateur inclus dans le système enregistreur de chocs.
C. LES LOGICIELS D'EXPLOITATION
La liaison avec le micro-ordinateur ne peut fonctionner que sur l'alimentation externe. A contrario, l'appareil n'est en position mémorisation que sur son alimentation interne1 qui est ellemême automatiquement mise hors service à l'apparition de la tension externe.
La liaison avec le micro-ordinateur ne peut fonctionner que sur l'alimentation externe. A contrario, l'appareil n'est en position mémorisation que sur son alimentation interne1 qui est ellemême automatiquement mise hors service à l'apparition de la tension externe.
L'alimentation externe autorise le dialogue entre le micro-ordinateur1 ici un microordinateur de type PC, par rapport au module électronique par les touches de fonctionnement ci-après
F1 : transfert de la mémoire vers le PC
F2 : capture de choc en temps réel
F3 : lecture et mise à jour de l'heure,
F4 : initialisation du détecteur avant campagne,
F5 : impression d'un fichier d'acquisition,
F6 : lecture d'un fichier d'acquisition,
F7 : suppression d'un fichier d'acquisition.
F1 : transfert de la mémoire vers le PC
F2 : capture de choc en temps réel
F3 : lecture et mise à jour de l'heure,
F4 : initialisation du détecteur avant campagne,
F5 : impression d'un fichier d'acquisition,
F6 : lecture d'un fichier d'acquisition,
F7 : suppression d'un fichier d'acquisition.
a) Fonction F1
La lecture complète de la campagne est affichée par pages de dix enregistrements précisant le pourcentage de la pleine échelle de l'amplificateur sur les trois voies, la date et l'heure des événements et le nombre d'enregistrements.
La lecture complète de la campagne est affichée par pages de dix enregistrements précisant le pourcentage de la pleine échelle de l'amplificateur sur les trois voies, la date et l'heure des événements et le nombre d'enregistrements.
Il est possible d'effectuer une sauvegarde sur disque dûr ou sur disquette de la campagne en appuyant sur la touche ESC.
NOTA : il ne faut pas donner d'extension au nom du fichier de sauvegarde : elle est automatique et tout fichier sauvegardé prendra l'extension (.cyc).
Si le tableau de résultats n'apparaît pas1 les messages suivants peuvent être lus *détecteur haute tension
Trois causes possibles
1-) l'alimentation externe n'est pas branché au détecteur,
2) la connectique entre le PC et le détecteur est incorrecte (DTR détecteur n'est pas relié au DSR du PC)
3 ) le détecteur est en panne *pas de réponse du détecteur
La connectique entre le PC et le détecteur est incorrecte (Tx ou Rx coupés); *aucun enregistrement
Aucun choc n'a été détecté durant la campagne.
Trois causes possibles
1-) l'alimentation externe n'est pas branché au détecteur,
2) la connectique entre le PC et le détecteur est incorrecte (DTR détecteur n'est pas relié au DSR du PC)
3 ) le détecteur est en panne *pas de réponse du détecteur
La connectique entre le PC et le détecteur est incorrecte (Tx ou Rx coupés); *aucun enregistrement
Aucun choc n'a été détecté durant la campagne.
*message imcompris
Une -erreur de transmission a empêché la compréhension de l'ordre envoyé par le PC1 essayer de nouveau.
Une -erreur de transmission a empêché la compréhension de l'ordre envoyé par le PC1 essayer de nouveau.
* caractères erronés
Des caractères incorrectes ont été reconnus lors de la lecture de la mémoire.
Des caractères incorrectes ont été reconnus lors de la lecture de la mémoire.
Deux causes possibles
- problèmes sur détecteur,
- problèmes de transmission.
- problèmes sur détecteur,
- problèmes de transmission.
Dans tous les cas, il faut effectuer un nouvel essai.
b) Fonction F2
Cette fonction est nécessaire pour effectuer l'étalonnage du système de contrôle par rapport aux amplitudes des chocs que l'on souhaite détecter.
Cette fonction est nécessaire pour effectuer l'étalonnage du système de contrôle par rapport aux amplitudes des chocs que l'on souhaite détecter.
Il convient que les chocs soient dans la plage de mesure du système de contrôle, c'est-à-dire, compris entre 25 et 100 % de la pleine échelle.
Pour cela, on s'assure que la sonde est adaptée à l'échelle de mesure.
De plus r il est possible de modifier le gain de chaque voie par
DIP-SWITCH.
DIP-SWITCH.
GAIN 1
GAIN 5
GAIN 10
Exemple : pour un "choc étalon", si on obtient une mesure égale à 100 %, il convient de diminuer le gain si possible, sinon le changement de sonde d'impose.
GAIN 5
GAIN 10
Exemple : pour un "choc étalon", si on obtient une mesure égale à 100 %, il convient de diminuer le gain si possible, sinon le changement de sonde d'impose.
Inversement, si on n'obtient pas d'information, suite à un choc, il convient d'augmenter le gain.
Comme pour la fonction F1 r il est possible de sauvegarder une campagne d'étalonnage, Les messages d'erreurs sont identiques.
c) Fonction F3
Les dates et heures du PC et du détecteur sont affichées.
Les dates et heures du PC et du détecteur sont affichées.
Une mise à l'heure du détecteur peut être effectuée. Cette vérification s'impose avant le lancement d'une campagne1 en alimentation autonome.
d) Fonction F4
La fonction d'initialisation permet de remettre à zéro le compteur d'enregistrements. Avant d'effectuer cette opération, il est souhaitable de sauvegarder la compagne précédente, car toute récupération sera impossible après confirmation de l'initialisation.
La fonction d'initialisation permet de remettre à zéro le compteur d'enregistrements. Avant d'effectuer cette opération, il est souhaitable de sauvegarder la compagne précédente, car toute récupération sera impossible après confirmation de l'initialisation.
REMARQUE : si le message "mémoire défectueuse" apparaît, le changement du bloc mémoire s' impose.
Ce message est principalement affiché, à la fin des cinq ans d'autonomie propre, du bloc mémoire.
e) Fonction F5
C'est la fonction d'impression de fichier ; l'impression ne peut s'effectuer que sur une imprimante parallèle.
C'est la fonction d'impression de fichier ; l'impression ne peut s'effectuer que sur une imprimante parallèle.
f) Fonction F6
La visualisation d'un fichier préalablement sauvegardé est obtenue par cette fonction.
La visualisation d'un fichier préalablement sauvegardé est obtenue par cette fonction.
g) Fonction F7
Elle permet d'effacer un fichier.
Elle permet d'effacer un fichier.
REMARQUE : les fonctions F5, F6, F7 ne nécessitent pas le branchement de l'alimentation externe. Il s'agit d'utilitaire pour le traitement des fichiers.
Claims (11)
1. Système enregistreur de chocs, comprenant une sonde de mesure incluant au moins un élément piézoélectrique, comprenant un module électronique autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde, et comprenant un logiciel de dépouillement des informations pour être traitées par un ordinateur, caractérisé en ce que pour permettre une détection volumique des chocs, la sonde de mesure a un élément piézoélectrique d'un type relativement souple et d'une forme linéaire, pour être disposé le long d'une ligne d'une surface d'un objet potentiellement soumise à des chocs.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément piézoélectrique linéaire est un câble, formé d'un conducteur dit central, entouré d'une gaine conductrice, dont il est isolé par un matériau piézoélectrique composé d'une poudre compactée1 ce câble permettant la détection des chocs qui lui sont transmis radialement pour permettre la détection des chocs provenant de plusieurs directions, dans la mesure où ces directions sont radiales vis à vis du câble), lorsque ces chocs étant appliqués- à la surface de l'objet munie de cet élément piézoélectrique linéaire.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gaine et le conducteur central sont en cuivre et en ce que le composé piézoélectrique est une poudre céramique piézoélectrique PXE 5 de marque déposées par Philips.
4. Système selon la revendication 31 caractérisé en ce que la gaine et le conducteur central sont en titane, et en ce que le composé piézoélectrique est une poudre choisie parmi le titanate de baryum dopé avec du titanate de plomb, et le titanate de baryum en mélange avec le zirconate de plomb.
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sonde de mesure a un élément piézoélectrique comportant des fibres piézoélectriques.
6. Système enregistreur de chocs, comprenant une sonde de mesure incluant au moins un élément piézoélectrique, comprenant un module électronique autonome pour mémoriser et horodater les informations transmises par la sonde1 et comprenant un logiciel de dépouillement des informations pour être traitées par un ordinateur caractérisé en ce que pour permettre la détection volumique des chocs la sonde de mesure à au moins 1 élément piézoélectrique surfacique d'un type relativement souple, par exemple un film piézoélectrique, pour être disposé en coïncidence avec la surface d'un objet potentiellement soumis à des chocs.
7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la sonde de mesure comporte 1 à 3 capteurs piézoélectriques.
8. Système selon l'une des revendications 1 à 7r caractérisé en ce que le module électronique a des circuits pour réaliser les fonctions de
- l'enregistrement des événements sur une ou plusieurs voies, avec une forte capacité d'enregistrements, par exemple 800 événements
- des gains indépendants sur chaque voie,
- une autonomie de plusieurs mois sur une voie et d'au moins un mois sur 3 voies.
9. Système selon la revendication 8 dans lequel le module électronique fait un échantillonnage sur 50 Hertz avec une bande passante de 20 Hertz.
10. Système selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le module électronique est autonome par une alimentation interne1 réalisée par exemple par une pile de lithium de 3,5 volts, 1800 Alh. et a une alimentation externe par l'intermédiaire d'un transformateur.
11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le logiciel d'exploitation autorise le dialogue avec un microordinateur standard, par exemple de type PC, par ses touches électroniques de fonctionnement sur lesquelles sont reportées respectivement les fonctions
F1 : transfert de la mémoire vers le PC,
F2 : capture de choc en temps réel,
F3 : lecture et mise à jour de l'heure,
F4 : initialisation du détecteur avant campagne F5 : impression d'un fichier d'acquisition1
F6 : lecture d'un fichier d'acquisition1
F7 : suppression d'un fichier d'acquisition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9107177A FR2677769B1 (fr) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | Systeme enregistreur de chocs. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9107177A FR2677769B1 (fr) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | Systeme enregistreur de chocs. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2677769A1 true FR2677769A1 (fr) | 1992-12-18 |
FR2677769B1 FR2677769B1 (fr) | 1994-12-30 |
Family
ID=9413758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9107177A Expired - Fee Related FR2677769B1 (fr) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | Systeme enregistreur de chocs. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2677769B1 (fr) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2109176A5 (fr) * | 1970-10-06 | 1972-05-26 | Sodern | |
EP0021898A1 (fr) * | 1979-06-29 | 1981-01-07 | Thomson-Csf | Capteur d'accélération piézoélectrique à élément transducteur en matériau polymère |
FR2513795A1 (fr) * | 1981-09-29 | 1983-04-01 | Cetehor | Procede d'enregistrement de signaux numeriques et systeme enregistreur pour la mise en oeuvre de ce procede |
EP0405840A1 (fr) * | 1989-06-27 | 1991-01-02 | Yamaichi Electric Mfg. Co. Ltd.. | Appareil d'enregistrement de choc |
-
1991
- 1991-06-12 FR FR9107177A patent/FR2677769B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2109176A5 (fr) * | 1970-10-06 | 1972-05-26 | Sodern | |
EP0021898A1 (fr) * | 1979-06-29 | 1981-01-07 | Thomson-Csf | Capteur d'accélération piézoélectrique à élément transducteur en matériau polymère |
FR2513795A1 (fr) * | 1981-09-29 | 1983-04-01 | Cetehor | Procede d'enregistrement de signaux numeriques et systeme enregistreur pour la mise en oeuvre de ce procede |
EP0405840A1 (fr) * | 1989-06-27 | 1991-01-02 | Yamaichi Electric Mfg. Co. Ltd.. | Appareil d'enregistrement de choc |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2677769B1 (fr) | 1994-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0285519B1 (fr) | Dispositif pour l'acquisition de données sismiques dans un forage et leur transmission à un système central de commande et d'enregistrement | |
EP2575205B1 (fr) | Procédé et système de diagnostic de l'état interne d'une batterie par émission acoustique | |
US4512431A (en) | Weight sensing apparatus employing polymeric piezoelectric film | |
EP0062572B1 (fr) | Clavier capacitif à structure antiparasite | |
EP3183621A1 (fr) | Calculateur pour véhicule, tel qu'un calculateur de direction assistée, pourvu d'un enregistreur d'évènements intégré | |
EP2432302B1 (fr) | Dispositif de protection d'un circuit imprimé électronique | |
EP0763751A1 (fr) | Procédé et dispositif pour la correction de mesure spectrométrique dans le domaine de la détection de photons Y | |
US20030034534A1 (en) | Sensor apparatus using an electrochemical cell | |
CA2064019C (fr) | Procede pour la surveillance d'equipements et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede | |
FR2677769A1 (fr) | Systeme enregistreur de chocs. | |
EP0813068B1 (fr) | Dispositif pour détecter et localiser des anomalies de la protection électromagnétique d'un système | |
FR2610110A1 (fr) | Dispositif de detection de defauts structurels | |
FR3041431A1 (fr) | Capteur de pression, dispositif de mesure et systeme de mesure d'une pression comprenant un tel capteur | |
WO2006059035A1 (fr) | Detecteur de neutrons a semi-conducteur | |
FR2932881A1 (fr) | Procede de detection de defaillance d'un capteur analogique et dispositif de detection pour mettre en oeuvre ledit procede | |
Mishatkin et al. | Hardware for the seismic subsystem of the tsunami warning service | |
CN106707174A (zh) | 一种聚合物锂电池组一致性检测方法及系统 | |
EP0209476A2 (fr) | Procédé et dispositif de détection d'apparition et de quantification d'évolution de fissures à la surface d'un matériau | |
FR2482299A1 (fr) | Dispositif de mise en charge ou decharge d'une eprouvette de materiau pour essai, tel qu'essai de tassement ou consolidation | |
FR2833697A1 (fr) | Capteur d'angle de roulis, notamment pour antenne acoustique lineaire remorquee | |
EP0347303B1 (fr) | Procédé et dispositif de contrôle non destructif de pastilles crues au cours de la phase de pressage des poudres | |
CA1268246A (fr) | Dispositif de cartographie sonore | |
FR2833696A1 (fr) | Capteur d'angle de roulis, notamment pour antenne acoustique lineaire remorquee | |
EP3725099B1 (fr) | Procede de detection d'un dysfonctionnement d'un capteur acoustique couple a un generateur electrochimique et dispositif mettant en oeuvre ledit procede | |
CH710013A1 (fr) | Capteur flexible intégré pour la surveillance de défauts et méthodes de génération d'alarme pour signaler leur détection. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |