FR2908893A1

FR2908893A1 - Systeme et procede pour controle electrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur electropyrotechnique

Info

Publication number: FR2908893A1
Application number: FR0655033A
Authority: FR
Inventors: Raphael Moyse; Stephane Phelep
Original assignee: Davey Bickford SAS
Current assignee: Davey Bickford SAS
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-23
Anticipated expiration: 2026-11-21
Also published as: WO2008074950A1; FR2908893B1

Abstract

L'invention concerne un système et un procédé pour contrôle électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique comportant un pont électrothermique en parallèle d'une varistance, le système permettant, d'une part, la charge par une alimentation d'un condensateur pour stockage d'une énergie électrique prédéterminée inférieure à l'énergie nécessaire au déclenchement de l'initiateur et, d'autre part, la décharge dudit condensateur dans ledit initiateur, le système comportant un équipement informatique d'acquisition et d'enregistrement de la tension aux bornes du circuit de décharge du condensateur dans l'initiateur. Selon l'invention, la charge et la décharge du condensateur sont sous la dépendance des états basculés ou non de deux relais, un premier relais ayant un premier circuit commuté commutant l'alimentation, un second relais ayant un circuit commuté commutant le condensateur d'avec l'initiateur, le second relais étant commandé par le premier relais, un second circuit commuté du premier relais permettant de commander l'état du second relais afin que le basculement du premier relais entraîne le basculement du second relais.

Description

La présente invention concerne un système et un procédé pour contrôle

électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique. Elle a des applications notamment dans les industries de fabrication et de mise en oeuvre des initiateurs. Les initiateurs (ou allumeurs, ces termes étant équivalents) sont largement utilisés dans l'industrie automobile, notamment à titre d'allumeurs pyrotechniques destinés aux générateurs de gaz de coussins gonflables de sécurité ( airbags ). L'allumage est réalisé par effet Joule, le passage de courant à travers une résistance de pont électrothermique entraînant un échauffement et une mise à feu d'une composition pyrotechnique. Physiquement, le pont est représenté par un filament métallique dont la plage de tolérance de la résistance ohmique est de l'ordre de [-10% ; +10%] et d'une valeur nominale proche de 2 Ohms. Les initiateurs pyrotechniques doivent répondre à des spécifications et cahiers des charges particulièrement exigeants tant en terme de fiabilité de fonctionnement que de sécurité. C'est notamment le cas des produits pyrotechniques à destination d'applications de sécurité automobile passive telles que coussins gonflables, tenseurs de ceinture et autres pyromécanismes. En particulier, les constructeurs automobiles attendent des fournisseurs d'initiateurs un niveau de qualité élevé et constant ainsi que la stricte conformité des performances des initiateurs aux caractéristiques fonctionnelles attendues. Parmi les obligations définies par les cahiers des charges on peut signaler l'exigence d'immunité aux décharges électrostatiques. Afin de garantir l'immunité électrostatique des initiateurs, on peut mettre en oeuvre plusieurs dispositifs de protection. Parmi ces dispositifs de protection on peut citer l'éclateur qui permet l'écoulement des décharges électrostatiques en amont de la zone pyrotechnique, donc sans risque pour les compositions sensibles à l'étincelle qui sont mises en oeuvre dans le produit ou, encore, la varistance. 2908893 2 Ce dernier dispositif est un composant électronique dit passif extrêmement usité dans nombre de domaines industriels, entre autres dans la téléphonie. La caractéristique essentielle de la varistance est que sa résistance ohmique est variable, non 5 linéairement, en fonction de la tension appliquée à ses bornes. Au-delà d'une tension seuil communément désignée par tension d'écrêtage ( clamping voltage ) le matériau céramique constituant la varistance devient passant électriquement parlant. Plus la tension est élevée, plus la résistance interne de la varistance est 10 faible et inversement. Ainsi, un initiateur protégé par varistance comporte en parallèle du pont électrothermique une varistance. La présence de ce composant fait que les méthodes de contrôle électriques traditionnelles des initiateurs ne sont plus utilisables car la 15 varistance apporte ses propres caractéristiques électriques en parallèle de celles du pont. Or il est indispensable de contrôler à la fabrication et, éventuellement avant mise en oeuvre, les caractéristiques électriques de chaque allumeur pour garantir une qualité constante et dans des normes ou limites prédéfinies en 20 éliminant ceux qui sont en dehors de ce qui est tolérable. De plus, il faut pouvoir, d'une part, vérifier l'efficacité de la varistance en tant qu'écrêteur, ce qui impose une tension de contrôle importante aux bornes de l'initiateur et, d'autre part, vérifier la qualité électrique du pont, et cela sans entraîner 25 d'allumage intempestif ou de dégradation de l'initiateur. Un procédé de contrôle de ces exigences doit donc d'être non destructif et non dégradant. La résistance du pont varie sur une plage de tolérance de l'ordre de 10 % (échauffement lié à la mesure compris) et les caractéristiques de la varistance choisie sont garanties quant à 30 elles dans une plage de variation de 20% autour du nominal spécifié. La solution proposée pour le contrôle d'un initiateur avec varistance doit permettre de parvenir aux résultats suivants: - Discriminer un allumeur équipé d'une varistance d'un allumeur standard, sans varistance. 2908893 3 - Vérifier si la varistance est conforme en étant dans sa plage de tolérance. Il s'agit, en particulier, de vérifier l'absence de dégradation préjudiciable aux performances ou aux caractéristiques de la varistance. 5 - Vérifier si la résistance du pont est conforme en étant dans sa plage de tolérance. - Détecter les courts-circuits dans l'initiateur. - Détecter les problèmes liés à la connectique du moyen de mesure (encrassement, mesure faussée...) 10 - Détecter les circuits ouverts. A cette fin, il a déjà été proposé de mesurer la tension aux bornes de l'allumeur à un instant donné t pendant une décharge d'un condensateur chargé au préalable puis placé en parallèle avec l'allumeur. On compare alors cette tension à celles limites, prises 15 préalablement au même instant t de décharge sur un allumeur dont la résistance est au minimum tolérable et sans varistance et sur un allumeur dont la résistance est au maximum tolérable et sans varistance. Toutefois, cette solution montre ses limites à cause de plusieurs points. Premièrement, avec les tolérances de résistance 20 et de varistance, la frontière entre les domaines d'acceptation et d'exclusion est très faible. L'erreur de mesure peut être importante car, en dehors des tolérances du produit, elle dépend également de la tension d'alimentation, de la résistance de ligne et des variations de chaque composant électronique du circuit de test. Les 25 fluctuations sur la mesure sont notamment liées à la résistance de ligne et l'alimentation. La résistance de ligne n'est pas forcément constante pendant toutes les mesures et elle influe de manière considérable sur le résultat en perturbant le signal mesuré et conduisant à fausser la décision sur l'état du produit. 30 Généralement, l'alimentation n'est pas régulée et est du type à découpage et les phénomènes oscillatoires ont une influence sur le réglage. En effet, la zone où le temps t de déclenchement de mesure doit être compris est une zone d'incertitude, lié notamment à la fréquence des signaux et à leurs amplitudes. Si l'on raisonne 35 en signaux moyens, alors un produit mesuré au-dessus du seuil 2908893 4 peut avoir, en fait, deux états avec des signaux oscillants. Dans certains cas, il est également possible pour des produits dont les signaux moyens seraient distincts (un conforme et un non conforme) de réussir à les confondre sur la prise de décision, à 5 cause de l'amplitude de l'oscillation donnée par l'alimentation. Ce qui implique un réglage fastidieux du temps de déclenchement. Pour deux moyens de test distincts, les valeurs de réglages et les prises de décision sur des produits aux limites de leur tolérance peuvent donc être différents. 10 Ainsi, sur des produits aux limites, les variations de tous les paramètres du circuit de test pour chaque mesure ont une influence significative sur le produit, et la mesure ne permet pas de juger de la conformité de produit testé. Il est alors nécessaire de décaler les tensions limites afin d'intégrer l'erreur de mesure et de s'assurer 15 qu'aucun produit non-conforme ne sera détecté conforme (faux négatif). L'inconvénient est l'augmentation du taux de produits rebutés (faux positif). Deuxièmement, le principe de mesure d'un condensateur en chargement à travers un allumeur (résistance variable) en série ne permet de fonctionner en mode de mesure 20 seulement dans les plages où la tension est supérieure à la tension de passage de la varistance. Dans le cas contraire, la varistance se comporte comme une résistance haute devant la résistance de l'allumeur et il devient alors impossible de discriminer un produit équipé d'une varistance d'un produit standard. Enfin, ce moyen de 25 mesure ne permet de livrer que deux états du produit: conforme et non-conforme, sans qu'il soit possible en particulier de vérifier plus précisément la parfaite fonctionnalité et intégrité de la varistance ou, dans le cas contraire, une éventuelle dérive de ses caractéristiques. 30 Il a encore été proposé de mesurer la caractéristique d'une décharge d'un condensateur aux bornes de l'initiateur avec le condensateur branché avec l'allumeur. La charge résistive de l'allumeur influe directement sur la décharge du condensateur, il est alors possible d'obtenir des informations sur la validité de la 35 résistance et de la varistance en fonction de la caractéristique 2908893 5 mesurée. L'acquisition est faite à partir d'un oscilloscope numérique. Le principe d'analyse est presque identique à celui énoncé précédemment. Le contrôle est effectué en prenant la mesure en tension dans une fenêtre temporelle, dont la durée est 5 très faible, de l'ordre de 10 ns. En fonction des résultats, il est possible de déterminer la validité ou non du produit. L'avantage de ce système est de pouvoir récolter une quantité d'information importante sur l'allumeur, à savoir: allumeur sans varistance, dans sa plage de tolérance, allumeur avec varistance dans sa plage de 10 tolérance et allumeur en court-circuit. Il demeure cependant un inconvénient majeur à cette dernière technique. L'ordre de grandeur de la variable temporelle, très faible, demande une précision importante des composants électroniques constituant le système, mais également de la tension libérée par le condensateur 15 et supportée par l'allumeur, qui est l'ordre de 100V, ce qui impose une alimentation adéquate. La solution proposée par la présente invention permet d'éviter plusieurs de ces inconvénients. A cette fin, l'invention concerne un système pour contrôle 20 électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique comportant un pont électrothermique en parallèle d'une varistance, la résistance ohmique de la varistance variant non linéairement, avec un seuil d'écrêtage, en fonction de la tension appliquée à ses bornes, le système permettant, d'une part, 25 la charge par une alimentation d'un condensateur jusqu'à une tension prédéterminée pour stockage d'une énergie électrique prédéterminée inférieure à l'énergie nécessaire au déclenchement de l'initiateur, la tension de charge étant supérieure à la tension de seuil d'écrêtage possible des varistances utilisées dans les 30 initiateurs et, d'autre part, la décharge dudit condensateur dans ledit initiateur, le système comportant un équipement informatique d'acquisition et d'enregistrement de la tension aux bornes du circuit de décharge du condensateur dans l'initiateur. Selon l'invention, la charge et la décharge du condensateur 35 sont sous la dépendance des états basculés ou non de deux relais, 2908893 6 un premier relais ayant un premier circuit commuté commutant l'alimentation d'avec le condensateur, le premier circuit commuté du premier relais au repos, non basculé, assurant la continuité entre l'alimentation et le condensateur pour la charge, un second 5 relais ayant un circuit commuté commutant le condensateur d'avec l'initiateur, le circuit commuté du second relais au repos, non basculé, étant ouvert afin d'isoler l'initiateur du condensateur, le second relais étant commandé par le premier relais, un second circuit commuté du premier relais permettant de commander l'état 10 du second relais afin que le basculement du premier relais entraîne le basculement du second relais. Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention de procédé, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont employés : 15 - le système permet la mesure de l'évolution de la tension qui consiste à mémoriser un ensemble d'acquisitions périodiques de la tension pendant un temps déterminé, - le condensateur est chargé à courant constant jusqu'à la tension de charge prédéterminée, 20 - le circuit de décharge ne comporte pas de self ajoutée, l'éventuelle existence d'un effet selfique dans le circuit de décharge n'étant due qu'aux inductances parasites des éléments mis en oeuvre, - les relais sont des relais électromagnétiques, 25 - les relais sont des relais au mercure, - le premier relais comporte en outre un troisième circuit commuté relié à une entrée de commande de démarrage d'acquisition et d'enregistrement de l'équipement informatique, le basculement du premier relais commandant ledit démarrage et la mesure de 30 l'évolution de la tension au cours du temps, - l'alimentation est régulée en intensité pour charger le condensateur à courant constant jusqu'à la tension de charge prédéterminée, 2908893 7 - l'initiateur est relié au circuit de décharge par l'intermédiaire d'un connecteur et la mesure s'effectue sensiblement aux bornes du connecteur, - le système comporte des moyens permettant la détermination à 5 partir de l'évolution de tension, du temps tmax du maximum de l'évolution de tension et permettant, avec le même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, préalablement, la détermination d'une première valeur de temps tmax_ pour laquelle on considère qu'un initiateur 10 ayant son tmax inférieur à tmax_ n'a pas de pont acceptable fonctionnellement et d'une seconde valeur de temps tmax+ pour laquelle on considère qu'un initiateur ayant son tmax supérieur à tmax+ n'a pas de varistance acceptable fonctionnellement, tmax_ étant inférieur à tmax+, et, ultérieurement, pour les initiateurs à contrôler, 15 de considérer qu'un initiateur qui a son tmax entre tmax- et tmax+ ait un pont et une varistance qui sont acceptables fonctionnellement, -l'évolution de tension est une courbe comportant essentiellement une première partie croissante, puis un maximum puis une seconde partie décroissante et le système comporte des moyens permettant 20 la détermination du moment td auquel la partie décroissante de l'évolution atteint une tension de référence Vr prédéterminée, ladite tension de référence étant inférieure au seuil d'écrêtage et supérieure à 0, et permettant, avec un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes 25 types d'initiateurs, à partir de td, l'estimation de la valeur de la résistance de l'initiateur par rapport à des déterminations préalables de valeurs limites de td pour un initiateur étalon ayant une valeur de résistance minimale tolérable, soit td_, et pour un initiateur étalon ayant une valeur de résistance maximale tolérable, 30 soit td+, les varistances des initiateurs étalons étant acceptables fonctionnellement ou absentes, - la tension de référence Vr est comprise entre les trois-quarts et le quart de la tension de seuil d'écrêtage moyen des varistances mises en oeuvre dans les initiateurs, 2908893 8 - la tension de référence Vr est comprise entre les deux-tiers et le tiers de la tension de seuil d'écrêtage moyen des varistances mises en oeuvre dans les initiateurs, - la tension de référence Vr est sensiblement égale à la moitié de la 5 tension de seuil d'écrêtage moyen des varistances mises en oeuvre dans les initiateurs, - le système comporte des moyens permettant un contrôle comparatif par rapport à des gabarits et permettant, avec un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique 10 prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, la détermination préalable, d'une part, d'un gabarit haut avec l'évolution de tension pour un premier initiateur étalon sans sa varistance et dont la résistance de pont est au minimum tolérable pour une résistance de pont et, d'autre part, d'un gabarit bas avec l'évolution de tension 15 pour un second initiateur étalon avec une varistance dont le seuil d'écrêtage est au minimum tolérable pour une varistance et, ultérieurement, pour les initiateurs à contrôler, permettant de considérer que si les parties des évolutions de tension au-dessus du seuil de pertinence sont comprises entre le gabarit haut et le 20 gabarit bas alors les initiateurs sont acceptables fonctionnellement, - pour le gabarit bas le second initiateur étalon a en outre une valeur de résistance de pont au maximum tolérable pour une résistance de pont, - le système permet la détermination de la surface sous la courbe à 25 partir de l'évolution de tension, - le système comporte des moyens permettant la détermination d'intégrales des évolutions de tension pour les parties au-dessus d'un même seuil de pertinence prédéterminé de tension, permettant un contrôle comparatif par rapport à des limites haute et basse 30 d'intégrales et permettant, avec un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, la détermination préalable, d'une part, de la limite haute de l'intégrale pour un premier initiateur étalon avec varistance et dont la résistance de pont est au minimum tolérable 35 pour une résistance de pont et, d'autre part, de la limite basse de 2908893 9 l'intégrale un second initiateur étalon avec une varistance et dont la résistance de pont est au maximum tolérable pour une résistance de pont, pour les deux étalons les varistances étant fonctionnellement acceptables et, ultérieurement, pour les 5 initiateurs à contrôler, permettant de considérer que si les intégrales sont comprises entre les limites haute et basse alors les initiateurs sont acceptables fonctionnellement, - l'appareillage comporte une platine de mesure, la platine de mesure comportant sur un circuit imprimé, le condensateur, le 10 premier et le second relais permettant des commutations de circuits entre des pistes dudit circuit imprimé qui sont reliées à des connecteurs pour au moins la connexion à l'équipement informatique, la connexion à un initiateur et la connexion à l'alimentation, 15 - la platine ne commute qu'une ligne du circuit de décharge entre le condensateur et le connecteur d'initiateur, une des deux bornes du condensateur et une des deux broches du connecteur d'initiateur étant reliées ensembles à une masse qui est aussi la masse de l'alimentation, le premier relais ne commutant qu'une des deux 20 lignes d'alimentation, - le système est semi-automatisé, un automate effectuant les mesures et un dispositif d'affichage affichant les courbes d'évolution de tension et/ou valeurs limites (par exemple gabarits pour l'un des procédés) et la courbe d'évolution de tension de 25 l'initiateur à contrôler, un opérateur vérifiant visuellement si la courbe de l'initiateur à contrôler est ou non entre les limites, - le système est automatisé, un équipement informatique déterminant si l'initiateur contrôlé est ou non fonctionnel et/ou dans les normes et/ou a une valeur de résistance de pont dans des 30 limites tolérables, - pour le système automatisé, selon les contrôles effectués : les gabarits et l'évolution de tension mesurée pour l'initiateur à contrôler et/ou le moment td et/ou le temps tmax, sont traités dans un équipement informatique ayant en outre mémorisé le seuil de 35 pertinence de tension et/ou la tension de référence Vr et/ou les 2908893 10 temps tmax- et tmax+, ledit équipement ayant en outre des moyens d'entrées/sorties permettant au moins la commande du chargement du condensateur puis le déchargement dudit condensateur dans l'initiateur. 5 - les mesures sont effectuées par une carte d'acquisition de mesures d'un micro-ordinateur, - les mesures sont effectuées par un oscilloscope numérique à mémoire relié à un équipement informatique recevant les mesures de l'oscilloscope, 10 - pour un même initiateur, on répète les mesures et on moyenne les résultats, -l'appareillage comporte une platine de mesure, - la platine de mesure comporte un circuit imprimé, - la platine de mesure comporte au moins un connecteur vers 15 l'équipement informatique, - la platine de mesure comporte un connecteur pour l'initiateur qui est à contrôler ou devant servir à un étalonnage, - la platine comporte un connecteur pour alimentation de charge, - le circuit imprimé de la platine de mesure comporte des pistes en 20 cuivre, - la platine de mesure comporte deux relais électromagnétiques, le premier relais commutant l'alimentation de charge du condensateur, commutant une ligne de déclenchement informant l'équipement informatique du basculement dudit premier relais et commandant le 25 basculement du second relais, le second relais commutant le circuit entre le condensateur et le connecteur d'initiateur, - lors de la charge du condensateur, le circuit entre le condensateur et le connecteur d'initiateur est coupé, - le basculement du premier relais électromagnétique est 30 commandé par l'équipement informatique et le basculement du second relais électromagnétique est commandé par des contacts du premier relais, - le basculement du premier relais électromagnétique est commandé par un bouton poussoir permettant la connexion de la 35 bobine dudit premier relais à une alimentation de bobine et le 2908893 11 basculement du second relais électromagnétique est commandé par des contacts du premier relais, - le second relais ne commute qu'une ligne du circuit entre le condensateur et le connecteur d'initiateur, une des deux bornes du 5 condensateur et une des deux broches du connecteur d'initiateur étant reliées ensembles, (de préférence reliées ensemble à une masse qui est aussi la masse de l'alimentation, le premier relais ne commutant qu'une des deux lignes d'alimentation) - un composant limiteur de surtension transitoire de commutation 10 est disposé en parallèle de chacun des relais, ledit composant étant de préférence une diode, - le câble servant à véhiculer la tension mesurée est blindé (câble coaxial). L'invention concerne également un procédé de mesure pour 15 contrôle électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique comportant un pont électrothermique en parallèle d'une varistance, la résistance ohmique de la varistance variant non linéairement, avec un seuil d'écrêtage, en fonction de la tension appliquée à ses bornes, le procédé 20 consistant, d'une part, à charger par une alimentation un condensateur jusqu'à une tension prédéterminée pour stockage d'une énergie électrique prédéterminée inférieure à l'énergie nécessaire au déclenchement de l'initiateur, la tension de charge étant supérieure à la tension de seuil d'écrêtage possible des 25 varistances utilisées dans les initiateurs et, d'autre part, à décharger ledit condensateur dans ledit initiateur, le procédé mettant en oeuvre un équipement informatique d'acquisition et d'enregistrement de la tension aux bornes du circuit de décharge du condensateur dans l'initiateur. 30 Selon le procédé, on met en oeuvre un système selon l'une ou plusieurs des caractéristiques listées et qui comporte pour assurer la charge et la décharge du condensateur, deux relais, un premier relais ayant un premier circuit commuté commutant l'alimentation d'avec le condensateur, le premier circuit commuté du premier 35 relais au repos, non basculé, assurant la continuité entre 2908893 12 l'alimentation et le condensateur pour la charge, un second relais ayant un circuit commuté commutant le condensateur d'avec l'initiateur, le circuit commuté du second relais au repos, non basculé, étant ouvert afin d'isoler l'initiateur du condensateur, le 5 second relais étant commandé par le premier relais, un second circuit commuté du premier relais permettant de commander l'état du second relais afin que le basculement du premier relais entraîne le basculement du second relais. La présente invention va maintenant être exemplifiée sans 10 pour autant en être limitée avec la description qui suit en relation avec les figures suivantes: la Figure 1 qui représente un premier exemple de mesures d'évolution de tension aux bornes du condensateur telles que visualisables sur un écran d'un équipement d'acquisition et 15 numérisation de signaux pour divers types d'initiateurs, la Figure 2 qui représente un second exemple de mesures d'évolution de tension aux bornes du condensateur telles que visualisables sur un même type d'écran dans le cas où l'on s'intéresse à la résistance propre du pont électrothermique de 20 l'initiateur, la Figure 3 qui représente un schéma électronique d'une platine de mesure pour mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le procédé de l'invention met en oeuvre un circuit de test sur une platine de mesure composé d'un condensateur préalablement 25 chargé et que l'on décharge par mise en parallèle avec l'initiateur à contrôler. L'alimentation de charge du condensateur est régulée en tension (env. 70 V) afin de limiter au maximum les effets de l'ondulatoire du signal. La valeur de capacité est fonction de l'énergie maximale admissible par l'initiateur sans allumage et sera 30 donc telle qu'il n'y ait aucune chance que l'initiateur se déclenche. On peut calculer l'énergie W en joules reçue par l'initiateur en considérant que l'énergie accumulée dans le condensateur pendant la phase de charge est totalement restituée dans la phase de décharge. Pour une tension de charge U en volts (70V ici) et une 2908893 13 capacité C de condensateur (220nF ici) on a W= '/2 x C x U2. Soit, ici, W = 1 /2 x 220 x10-9 x 702 = 0, 539mJ Pendant la décharge du condensateur, l'alimentation de charge étant déconnectée, un système d'acquisition et numérisation 5 informatisé d'un équipement informatique mesure et enregistre la variation de tension aux bornes de l'initiateur. La variation de tension enregistrée est ensuite traitée par un programme informatique spécifique créé sur logiciel Labview . La prise de mesure est au plus près de l'initiateur (30 mm maxi), sur la platine 10 de mesure, afin de réduire le plus possible les effets de résistance de ligne entre le condensateur et l'initiateur. Plusieurs méthodes de contrôle sont possibles. Par exemple, une des méthodes utilise l'intégrale (aire sous la courbe) de la caractéristique d'évolution de la tension aux bornes de l'initiateur 15 au cours du temps et, ce, pendant la décharge du condensateur. Cette intégrale, pour améliorer le résultat, n'est considérée que pour la partie qui est au-dessus d'une tension seuil prédéfinie, paramétrable et aussi dite tension de pertinence. Cela permet d'augmenter de manière significative l'écart entre les différents 20 domaines d'erreur de mesure. Ainsi, la mesure est pratiquée à partir de l'intégrale M de V=f(t) de l'évolution de la tension au-dessus d'une tension seuil de pertinence So, paramétrable, ce qui revient à calculer M= f (f(t)-so).dt Pour l'exemple donné, la tension seuil de pertinence est d'environ 25 25 V. Ce seuil de pertinence permet d'augmenter de manière significative l'écart entre les différents domaines et ainsi de limiter l'erreur de mesure. D'un point de vue théorique, on peut écrire C.Vt-a.Rfil.ln UD aisément t=g(V) de la manière suivante t= ,v avec, pour le V1 - + K. Rfil circuit de mesure présenté 30 C = capacité du condensateur V = tension mesurée Rf;l = Résistance de l'allumeur Uo = Tension alimentation du circuit 2908893 14 a = exposant non linéaire K = constante de céramique (dépend du type de varistance) et gof(t) = id. 5 La méthode mise en oeuvre permet de détecter des profils spécifiques à l'état de l'allumeur grâce aux courbes d'évolution de tension aux bornes de l'initiateur pendant la décharge. Sur la Figure 1 on a plusieurs profils d'allumeurs : 1 allumeurs au maximum tolérable de leur résistance de pont et sans varistance; 2 10 allumeurs au minimum tolérable de leur résistance de pont et sans varistance ; 3 allumeurs équipés seulement de varistance (sans résistance de pont) ; et, enfin, 4 allumeurs au minimum, nominal et maximum de leur tolérance et équipés de varistance. Sur la Figure 1, l'axe des abscisses représente la variable temporelle en ps et 15 l'axe des ordonnées représente la variable V=f(t) d'évolution detension aux bornes de l'initiateur, en Volts. A titre d'exemple, on a pu déterminer les valeurs suivantes de l'intégrale M pour les divers cas indiqués dans le tableau qui suit : Désignation Valeur mesurée * Repère sur la Figure (V.ps) 1 Rm;n; sans varistance 13500 2 Rmaxi sans varistance 17500 1 Rm;n; avec varistance 10500 4 (mini) Rmaxi avec varistance 12000 4 (maxi) Varistance seule 25000 < < 45000 3 Court circuit 4500 Non représenté Circuit ouvert 120500 Non représenté Mauvaise connexion 50000< < 120500 Non représenté 20 Les chiffres soulignés pour les cas en italique représentent les bornes d'acceptation d'un produit conforme. Dans un autre exemple de méthode de contrôle dans laquelle on souhaite seulement déterminer la validité ou non du circuit 25 électrique de l'initiateur, la signature du produit est comparée à deux signatures étalon (gabarits). Les signatures sont, en pratique, les évolutions de tension mesurées aux bornes de l'initiateur lors de la décharge. En effet, sachant qu'un allumeur sans varistance et 2908893 15 qui est au minimum tolérable de sa résistance électrique présente une signature supérieure à un allumeur au maximum tolérable de sa résistance et monté avec une varistance, tout allumeur potentiellement conforme doit au moins être inférieur à cette 5 signature supérieure. A l'inverse, un allumeur dont la varistance est défectueuse, (hors tolérance) va présenter une signature très inférieure à un produit standard. Les deux frontières sont déterminées avec des étalons et servent de bornages (gabarits) de comparaison. Une courbe d'évolution d'un initiateur à contrôler qui 10 est comprise entre les deux gabarits (bornages) étalons sera considérée dans la norme/conforme. Comme précédemment on peut considérer la courbe d'évolution (et les gabarits) seulement pour sa/ses parties au-dessus d'une tension de pertinence. Comme tout circuit présentant un condensateur et une charge 15 résistive en parallèle pendant la décharge, la résistance de ligne entre le condensateur et l'allumeur a une influence sur la mesure. Ainsi, les mesures (notamment : intégrale, variation de tension, tmax, td ) et le calibrage avec les étalons (notamment pour obtenir les gabarits, les temps limites tmax+, tmax- et td+, td_) sont faits en 20 utilisant toujours le même appareillage. Cet appareillage comporte une platine de mesure qui est simplifiée afin de limiter l'influence des variations des éléments qui la compose sur les mesures. Le programme informatique peut intégrer la mesure de point particuliers sur chaque courbe de mesure. 25 En plus de la mesure de surface de courbe, le temps correspondant à la tension maximale de la caractéristique par rapport au début de la décharge du condensateur, soit tmax, permet de donner des indications sur l'état du circuit électrique. Si tmax est faible, alors l'initiateur est composé d'un circuit comprenant 30 seulement une varistance. Si tmax est moyen, alors l'initiateur est composé d'un circuit comprenant varistance et filament (la résistance du pont). Si tmax est élevé, alors l'initiateur est composé d'un circuit comprenant seulement le filament (la résistance du pont). Le temps tmax est mesuré pour l'initiateur à contrôler et 35 comparé à une des limites prédéfinies par étalonnage tmax- et tmax+ 2908893 16 et stockées dans un équipement informatique comportant un logiciel de gestion des mesures. Les qualificatifs, faible, moyen et élevé sont référencés par rapport à des bornes prédéfinies lors d'un étalonnage préalable 5 avec des initiateurs dont les caractéristiques sont précisément connues et qui, de préférence, correspondent à des allumeurs avec varistance et pont fonctionnels ayant des caractéristiques aux limites basse et haute tolérables. Dans une variante l'étalonnage est effectué avec des initiateurs avec seulement varistance et 10 seulement pont résistif. Plus généralement pour mise en oeuvre des différentes méthodes de contrôle présentées, on comprend que d'autres méthodes d'étalonnage peuvent être employées pour définir les gabarits et limites de tolérance des résultats de mesures que celle 15 préférée d'utilisation d'initiateurs à varistance et pont résistif présents et d'autres sans l'un ou l'autre de ces éléments et ayant des caractéristiques connues à priori. On envisage par exemple des méthodes statistiques basées sur des mesures multiples de lots d'initiateurs et les limites et/ou gabarits étant déterminés 20 statistiquement (par exemple six sigma). En ce qui concerne les temps mesurés (lors de l'étalonnage ou des contrôles), on définit une origine commune qui peut être le début de la décharge du condensateur dans l'initiateur. On verra toutefois en référence avec la Figure 3 que cette référence peut 25 être le basculement d'une ligne (mise à la masse) par un relais d'une platine de mesure et qui provoque le démarrage des acquisitions et numérisations. Dans une autre méthode de contrôle, à partir de la courbe d'évolution de la tension, il est également possible de valider la 30 résistance seule du pont de l'allumeur. A cette fin, on prédétermine une tension de référence Vr, de préférence paramétrable dans l'équipement informatique, et qui est inférieure à la tension de seuil de la varistance et supérieure à la tension de pertinence. La tension est réglée en fonction de la valeur d'écrêtage de la 35 varistance. Si la tension est inférieure à la valeur d'écrêtage de la 2908893 17 varistance, alors celle-ci est non passante. Le signal de décharge du condensateur à cette tension t (suivant la relation t=g(v) précédemment définie) correspond à la décharge du condensateur dans la charge résistive que constitue le filament du pont 5 électrothermique et la résistance élevée (car non passante) de la varistance en parallèle ; avec des résistances typiquement de l'ordre de grandeur de 2 Ohms pour le filament et, en parallèle, plusieurs centaines d'Ohms pour la varistance, la résistance équivalente de l'ensemble est très proche de celle du filament. Si la 10 tension de mesure est égale à un demi de la tension d'écrêtage, le temps t pour atteindre cette tension sur la caractéristique mesurée est proportionnel à la valeur du pont résistif. Il est ainsi possible, par le biais de cette méthode et suivant ce principe, de contrôler précisément la conformité de la valeur électrique du pont résistif. 15 On peut alors déterminer le moment td auquel la courbe d'évolution de la tension dans sa partie descendante passe par la tension de référence vr. On peut alors mettre en relation le temps td mesuré avec la résistance réelle du filament de l'initiateur car à cette tension de référence le circuit mesuré est hors charge de la 20 varistance. De préférence, on aura préalablement effectué un étalonnage soit pour définir des bornes limites d'acceptabilité, soit pour connaître la valeur de la résistance de l'initiateur contrôlé. Dans ce dernier cas on peut par exemple préalablement déterminer une formule de calcul de la résistance en fonction du temps, 25 notamment à partir d'un ensemble de mesures de td sur des initiateurs à valeur de résistance connue et ajustement d'une courbe servant pour définir la formule. Par exemple sur la Figure 2, le point de croisement en t3 correspond à un allumeur dont la résistance interne est au maximum tolérable et, inversement, le 30 point de croisement en t1 correspond à un allumeur dont la résistance interne est au minimum tolérable. Ainsi, un allumeur contrôlé dont le point de croisement est entre les deux comme en t2 sur l'exemple de la Figure 2, sera considéré acceptable pour ce qui est de sa résistance de pont. 2908893 18 On comprend que les informations obtenues par ces différentes méthodes sont de préférence recoupées entre-elles. Ainsi, le programme informatique peut associer la mesure de points particuliers sur chaque courbe mesurée d'évolution de la tension, 5 afin de donner de manière automatique les caractéristiques électriques de l'allumeur en cours de mesure. Outre la comparaison de la forme de la courbe d'évolution de tension par rapport à des gabarits limites, on peut également déterminer à partir des mesures d'évolution de tension, l'aire sous 10 la courbe (de préférence pour ce qui est au-dessus d'un seuil de pertinence de tension) et comparer cette aire à des aires références limites d'étalonnage. On peut noter que pour un circuit ouvert, notamment un initiateur dont la varistance et le pont sont coupés, la courbe mesurée d'évolution de tension est un créneau 15 quasi infini car le condensateur ne peut pratiquement pas se décharger (l'impédance d'entrée du circuit de mesure est très élevée par rapport à la résistance interne d'un initiateur dans toutes ses configurations de caractéristiques ù sauf s'il est en circuit ouvert), et l'intégrale mesurée, c'est à dire l'aire sous la 20 courbe, sera hors de l'ordre de grandeur défini permettant de caractériser un allumeur acceptable qui est dans la norme ou dans les limites de tolérance. Enfin, dans le cas d'un court-circuit, le condensateur va se décharger dans une résistance de court-circuit proche de 0 ohm et l'aire sous la courbe de l'évolution de tension 25 sera minimale et également hors référence. Il en est de même si l'on considère la forme de la courbe et non pas la surface (aire sous la courbe) et la forme sera hors des gabarits limites pour acceptabilité de l'allumeur (gabarits haut et bas). Le déclenchement de la mesure est réalisé à partir d'un 30 déclencheur commandé manuellement ou par un système automatisé. Les données mesurées peuvent être affichées simplement avec ou sans courbes, unitaire, superposées ou non suivant l'interface homme machine retenue. Celles-ci peuvent être enregistrées ou non, en valeurs ou courbes. La quantité de 35 données correspondantes est de préférence paramétrables, limitée 2908893 19 seulement par la capacité d'enregistrement de l'équipement informatique. On peut noter que pour les états instables, notamment à cause de défauts liés à la connectique, les courbes d'évolution de 5 tension obtenues sont différentes d'une caractéristique de décharge de condensateurs dans une résistance et les mesures alors hors des gabarits ou limites selon la méthode de contrôle utilisée. Les mesures s'effectuent grâce à un système de mesure comportant une platine de mesure qui est représentée 10 schématiquement sur la Figure 3 avec sur la partie gauche un connecteur informatique J200 ou équivalent pour liaison vers un équipement informatique type PC comportant en outre : une carte d'acquisition de signaux analogiques et conversion numérique ; des entrées/sorties logiques pour détermination d'états de la platine et 15 de commande de la platine, notamment pour le relais électromagnétique K200 de la platine ; une alimentation CALEX 140V 150mA permettant de fournir 70V au condensateur après un pont diviseur, en plus de l'alimentation propre du PC dont le +5V sert à commuter les relais de la platine de mesure. La fourniture du 20 +5V à la platine de mesure se fait par l'intermédiaire d'un fusible d'un ampère et du 140V au pont diviseur par un fusible de 100mA. . Sur la partie droite de la Figure 3 on trouve un connecteur d'initiateur J201 sur lequel les initiateurs à contrôler (ou servant pour étalonnage) sont insérés. La platine est de préférence 25 constituée d'un circuit imprimé sur lequel les composants mis en oeuvre sont soudés. De préférence, au repos (notamment équipement informatique non configuré, programme informatique de contrôle non démarré, connecteur informatique déconnecté) le connecteur d'initiateur 30 n'est pas relié au condensateur. On peut constater que les deux relais sont montés en cascade et que c'est celui K200 qui commute l'alimentation qui commute également le relais de déchargement K201 du condensateur dans l'initiateur. Ce n'est donc pas directement l'équipement informatique qui commande le 35 déchargement du condensateur et il faut que le relais de 2908893 20 chargement K200 ait basculé pour que le relais de déchargement K201 puisse basculer. Le condensateur C200 a une capacité de 220nF et une tension de service de 100V sur cette Figure 3. Dans l'exemple de réalisation présenté, le basculement du premier relais 5 K200 est obtenu par appui sur un bouton

poussoir par un opérateur, ce qui permet d'alimenter en +5V la bobine dudit relais K200. Dans une variante, ce basculement est sous contrôle direct informatique ou automatique. En ce qui concerne la chronologie du cycle d'essai et le 10 fonctionnement du circuit de test on peut considérer qu'il se réalise en plusieurs temps à partir du moment où l'opérateur appui du bouton de commande de mesure de contrôle (dans le cas d'une application semi-automatique). On comprend que dans le cas où des cadences élevées sont nécessaires, les cycles d'essai sont 15 automatisés ainsi que les comparaisons mesure/étalonnage, un automate pouvant mettre en place puis retirer l'initiateur sur le connecteur de la platine de mesure de l'appareillage de mesure. Dans tous les cas, une imprimante peut sortir un compte rendu du contrôle qui sera joint à l'initiateur et/ou gardé dans une mémoire 20 pour traçabilité. En référence à la Figure 3, dans un premier temps, on charge le condensateur par le relais électromagnétique K200 jusqu à la tension de 70V fournie à travers un pont diviseur par l'alimentation CALEX régulée en tension et courant et reliée à un connecteur 25 J202. La charge se fait par l'intermédiaire d'un pont diviseur (k=1/2, deux résistances de 22K chacune) et l'alimentation régulée en tension et intensité fournie donc une tension de 140V en tension continue. La présence du pont diviseur permet de décharger le condensateur au cas où l'alimentation serait non fonctionnelle lors 30 de la charge (par exemple à l'arrêt de l'appareillage) puisqu'une des résistances dudit pont diviseur est en parallèle du condensateur lors de la charge (relais au repos). Dans un deuxième temps, on isole le condensateur de la tension d'alimentation par basculement du relais K200. Le basculement du relais K200 a aussi 35 pour effet, par mise à la masse de la ligne 7 du connecteur J200, 2908893 21 d'informer l'équipement informatique du début imminent (le temps de basculement du relais K201) de la décharge. La carte d'acquisition de l'équipement informatique commence alors l'acquisition et la numérisation. Dans un troisième temps très 5 proche du second (quelques ms pour basculement des contacts des relais), il y a connexion du condensateur chargé sur le connecteur d'initiateur par l'intermédiaire du relais K201. Après un temps d'acquisition déterminé, dans un quatrième temps, il y a exploitation des points de la numérisation par un logiciel de 10 l'équipement informatique.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système pour contrôle électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique comportant un pont électrothermique en parallèle d'une varistance, la résistance ohmique de la varistance variant non linéairement, avec un seuil d'écrêtage, en fonction de la tension appliquée à ses bornes, le système permettant, d'une part, la charge par une alimentation d'un condensateur jusqu'à une tension prédéterminée pour stockage d'une énergie électrique prédéterminée inférieure à l'énergie nécessaire au déclenchement de l'initiateur, la tension de charge étant supérieure à la tension de seuil d'écrêtage possible des varistances utilisées dans les initiateurs et, d'autre part, la décharge dudit condensateur dans ledit initiateur, le système comportant un équipement informatique d'acquisition et d'enregistrement de la tension aux bornes du circuit de décharge du condensateur dans l'initiateur, caractérisé en ce que la charge et la décharge du condensateur sont sous la dépendance des états basculés ou non de deux relais, un premier relais ayant un premier circuit commuté commutant l'alimentation d'avec le condensateur, le premier circuit commuté du premier relais au repos, non basculé, assurant la continuité entre l'alimentation et le condensateur pour la charge, un second relais ayant un circuit commuté commutant le condensateur d'avec l'initiateur, le circuit commuté du second relais au repos, non basculé, étant ouvert afin d'isoler l'initiateur du condensateur, le second relais étant commandé par le premier relais, un second circuit commuté du premier relais permettant de commander l'état du second relais afin que le basculement du premier relais entraîne le basculement du second relais.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier relais comporte en outre un troisième circuit commuté relié à une entrée de commande de démarrage d'acquisition et d'enregistrement de l'équipement informatique, le basculement du 2908893 23 premier relais commandant ledit démarrage et la mesure de l'évolution de la tension au cours du temps.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant la détermination à partir de 5 l'évolution de tension, du temps tmax du maximum de l'évolution de tension et permettant, avec le même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, préalablement, la détermination d'une première valeur de temps tmax_ pour laquelle on considère qu'un initiateur ayant son 10 tmax inférieur à tmax_ n'a pas de pont acceptable fonctionnellement et d'une seconde valeur de temps tmax+ pour laquelle on considère qu'un initiateur ayant son tmax supérieur à tmax+ n'a pas de varistance acceptable fonctionnellement, tmax_ étant inférieur à tmax+, et, ultérieurement, pour les initiateurs à contrôler, de 15 considérer qu'un initiateur qui a son tmax entre tmax- et tmax+ ait un pont et une varistance qui sont acceptables fonctionnellement.

4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'évolution de tension est une courbe comportant essentiellement une première partie croissante, puis un maximum 20 puis une seconde partie décroissante et en ce que le système comporte des moyens permettant la détermination du moment td auquel la partie décroissante de l'évolution atteint une tension de référence Vr prédéterminée, ladite tension de référence étant inférieure au seuil d'écrêtage et supérieure à 0, et permettant, avec 25 un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, à partir de td, l'estimation de la valeur de la résistance de l'initiateur par rapport à des déterminations préalables de valeurs limites de td pour un initiateur étalon ayant une valeur de résistance minimale tolérable, 30 soit td_, et pour un initiateur étalon ayant une valeur de résistance maximale tolérable, soit td+, les varistances des initiateurs étalons étant acceptables fonctionnellement ou absentes.

5. Système selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant un 35 contrôle comparatif par rapport à des gabarits et permettant, avec 2908893 24 un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, la détermination préalable, d'une part, d'un gabarit haut avec l'évolution de tension pour un premier initiateur étalon sans sa varistance et dont la 5 résistance de pont est au minimum tolérable pour une résistance de pont et, d'autre part, d'un gabarit bas avec l'évolution de tension pour un second initiateur étalon avec une varistance dont le seuil d'écrêtage est au minimum tolérable pour une varistance et, ultérieurement, pour les initiateurs à contrôler, permettant de 10 considérer que si les parties des évolutions de tension au-dessus du seuil de pertinence sont comprises entre le gabarit haut et le gabarit alors les initiateurs sont acceptables fonctionnellement.

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour le gabarit bas le second initiateur étalon a en outre une valeur 15 de résistance de pont au maximum tolérable pour une résistance de pont.

7. Système selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant la détermination d'intégrales des évolutions de tension pour les 20 parties au-dessus d'un même seuil de pertinence prédéterminé de tension, permettant un contrôle comparatif par rapport à des limites haute et basse d'intégrales et permettant, avec un même appareillage de contrôle, une même énergie électrique prédéterminée et les mêmes types d'initiateurs, la détermination 25 préalable, d'une part, de la limite haute de l'intégrale pour un premier initiateur étalon avec varistance et dont la résistance de pont est au minimum tolérable pour une résistance de pont et, d'autre part, de la limite basse de l'intégrale un second initiateur étalon avec une varistance et dont la résistance de pont est au 30 maximum tolérable pour une résistance de pont, pour les deux étalons les varistances étant fonctionnellement acceptables et, ultérieurement, pour les initiateurs à contrôler, permettant de considérer que si les intégrales sont comprises entre les limites haute et basse alors les initiateurs sont acceptables fonctionnellement. 2908893 25

8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareillage comporte une platine de mesure, la platine de mesure comportant sur un circuit imprimé, le condensateur, le premier et le second relais permettant 5 des commutations de circuits entre des pistes dudit circuit imprimé qui sont reliées à des connecteurs pour au moins connexion à l'équipement informatique, connexion à un initiateur et connexion à l'alimentation.

9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la 10 platine ne commute qu'une ligne du circuit de décharge entre le condensateur et le connecteur d'initiateur, une des deux bornes du condensateur et une des deux broches du connecteur d'initiateur étant reliées ensembles à une masse qui est aussi la masse de l'alimentation, le premier relais ne commutant qu'une des deux 15 lignes d'alimentation.

10. Procédé de mesure pour contrôle électrique non destructeur par un appareillage d'un initiateur électropyrotechnique comportant un pont électrothermique en parallèle d'une varistance, la résistance ohmique de la varistance variant non linéairement, 20 avec un seuil d'écrêtage, en fonction de la tension appliquée à ses bornes, le procédé consistant, d'une part, à charger par une alimentation un condensateur jusqu'à une tension prédéterminée pour stockage d'une énergie électrique prédéterminée inférieure à l'énergie nécessaire au déclenchement de l'initiateur, la tension de 25 charge étant supérieure à la tension de seuil d'écrêtage possible des varistances utilisées dans les initiateurs et, d'autre part, à décharger ledit condensateur dans ledit initiateur, le procédé mettant en oeuvre un équipement informatique d'acquisition et d'enregistrement de la tension aux bornes du circuit de décharge 30 du condensateur dans l'initiateur, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un système selon l'une quelconque des revendications précédentes et qui comporte pour assurer la charge et la décharge du condensateur, deux relais, un premier relais ayant un premier circuit commuté commutant 35 l'alimentation d'avec le condensateur, le premier circuit commuté 2908893 26 du premier relais au repos, non basculé, assurant la continuité entre l'alimentation et le condensateur pour la charge, un second relais ayant un circuit commuté commutant le condensateur d'avec l'initiateur, le circuit commuté du second relais au repos, non 5 basculé, étant ouvert afin d'isoler l'initiateur du condensateur, le second relais étant commandé par le premier relais, un second circuit commuté du premier relais permettant de commander l'état du second relais afin que le basculement du premier relais entraîne le basculement du second relais.