Dispositif de mesure de température d'une pièce en mouvement par polariscopie La présente invention concerne la mesure, sans contact, de la 5 température d'une pièce en mouvement, notamment une pièce tournante, par exemple sur un rotor de moteur. La technique actuelle consiste à utiliser une caméra thermographique qui fournit une image dans l'infrarouge de la pièce à mesurer. La caméra permet d'obtenir la répartition complète des températures en surface de la 10 pièce mais le coût d'une telle caméra fait que c'est essentiellement une technique de laboratoire ou de diagnostic. Une autre technique consiste à utiliser un capteur unique qui ne mesure la température que sur un point de la géométrie. Cette technique est simple et peu coûteuse mais elle est cependant entachée de défauts majeurs : 15 - Il est délicat de mesurer un point précis sur une pièce tournante au moyen d'un capteur fixe puisque le point à mesurer défile devant le capteur. - Pour que la mesure soit précise, la surface à mesurer doit être recouverte d'une peinture dont l'émissivité est connue. Cette peinture peut 20 interférer avec le bon fonctionnement de la pièce, notamment dans le cas de composants électroniques. - La température du capteur doit être maintenue dans une gamme précise afin de ne pas perturber la mesure. - Si la température de plusieurs points doit être surveillée alors 25 il faudra utiliser plusieurs capteurs ce qui augmente d'autant le coût de la solution. Le but général de l'invention est de proposer un autre principe de mesure sans contact de la température d'une pièce tournante en mouvement, qui ne présente pas les inconvénients précités. 30 Parmi les autres principes connus de mesure sans contact de température, le document US7265847 décrit un procédé de mesure de température ambiante utilisant une technique de polariscopie d'un cristal biréfringent dont la biréfringence dépend de la température ; cependant, ce document ne donne aucun enseignement qui permette d'adapter une telle 35 méthode au problème de la mesure de la température d'une pièce en mouvement, notamment une pièce tournante. Or c'est là le but précis que se fixe l'invention. L'invention atteint son but grâce à un dispositif de mesure de température d'une pièce en mouvement, du type comprenant un ensemble de source lumineuse agencé pour produire un faisceau lumineux polarisé, un capteur lié à la pièce comportant un élément biréfringent agencé pour recevoir ledit faisceau lumineux polarisé et le séparer en deux groupes d'ondes, un dispositif d'observation des deux groupes d'ondes réfractés, et un dispositif d'interprétation du résultat observé pour en déduire une température, caractérisé en ce que le capteur est sous forme d'un sandwich bilame réfléchissant composé d'une couche de substrat et d'une couche biréfringente, la matière du substrat et celle de la couche biréfringente présentant des coefficients de dilatation thermique différents, le capteur étant solidarisé à la surface de la pièce en mouvement de sorte que la température de la pièce entraîne dans la couche biréfringente du capteur bilame des contraintes modifiant la biréfringence de la couche, en ce que le dispositif d'observation des deux groupes d'ondes est disposé de manière à recevoir les groupes d'ondes réfractés et réfléchis par le sandwich bilame réfléchissant et en ce que le dispositif d'interprétation est adapté pour interpréter les modifications de biréfringence observées au moyen des groupes d'ondes réfractés et réfléchis comme indicatives de la température de la pièce en mouvement. Ainsi, grâce à ce capteur bilame mis en contact permanent avec la pièce dont on doit mesurer la température, il est possible de mesurer ladite température en mesurant par polariscopie les contraintes de la couche biréfringente du capteur, lesquelles peuvent être rapportées à la température par une table de correspondance établie lors d'un étalonnage préalable. Le sandwich bilame est donc constitué d'un substrat et d'un matériau biréfringent agencés d'une part pour avoir des coefficients de dilatation 30 différents (pour former un bilame) et d'autre part pour former un ensemble réfléchissant les rayons réfractés. Parmi les matériaux biréfringents adaptés pour former le bilame de l'invention, on peut citer la calcite (CaCO3) et les polycarbonates, ces derniers étant tout particulièrement adaptés pour les applications plus particulièrement visées par l'invention en raison de la souplesse du matériau et la possibilité de le former aisément. Comme substrat, on peut envisager d'utiliser des métaux dont la conductivité thermique et le taux de dilatation permettent de garantir une mise en contrainte mesurable sur le matériau biréfringent. L'aluminium, en particulier, est bien adapté car simple à mettre en oeuvre et moins coûteux que d'autres métaux. Une couche mince suffit amplement pour l'application préférée dans une gamme de températures entre 0°C et 200°C : une épaisseur de l'ordre de 100ium est adaptée.The present invention relates to the measurement, without contact, of the temperature of a moving part, in particular a rotating part, for example on an engine rotor. The current technique is to use a thermographic camera that provides an infrared image of the piece to be measured. The camera makes it possible to obtain the complete distribution of the surface temperatures of the part, but the cost of such a camera makes it essentially a laboratory or diagnostic technique. Another technique is to use a single sensor that only measures the temperature on one point of the geometry. This technique is simple and inexpensive but it is however tainted with major defects: - It is difficult to measure a precise point on a rotating part by means of a fixed sensor since the point to be measured scrolls past the sensor. - For the measurement to be accurate, the surface to be measured must be covered with a paint whose emissivity is known. This paint may interfere with the proper functioning of the part, especially in the case of electronic components. - The sensor temperature must be maintained in a precise range so as not to disturb the measurement. If the temperature of several points has to be monitored then several sensors will have to be used, which increases the cost of the solution accordingly. The general object of the invention is to propose another non-contact measurement principle of the temperature of a rotating part in motion, which does not have the aforementioned drawbacks. Among the other known non-contact temperature measurement principles, US7265847 discloses a method of measuring ambient temperature using a polariscopy technique of a birefringent crystal whose birefringence is temperature dependent; However, this document does not give any teaching which makes it possible to adapt such a method to the problem of measuring the temperature of a moving part, in particular a rotating part. Now this is the precise goal that the invention sets itself. The invention achieves its goal by means of a device for measuring the temperature of a moving part, of the type comprising a light source assembly arranged to produce a polarized light beam, a sensor connected to the part comprising a birefringent element arranged to receive said polarized light beam and separating it into two groups of waves, an observation device of the two groups of refracted waves, and an interpretation device of the result observed to deduce a temperature, characterized in that the sensor is under form of a reflective bimetallic sandwich composed of a substrate layer and a birefringent layer, the material of the substrate and that of the birefringent layer having different coefficients of thermal expansion, the sensor being secured to the surface of the piece movement so that the temperature of the part causes in the birefringent layer of the bimetallic sensor constraints mod providing for the birefringence of the layer, in that the observation device of the two groups of waves is arranged to receive the groups of waves refracted and reflected by the bimetallic sandwich and that the interpretation device is adapted to interpret the birefringence changes observed by means of refracted and reflected wave groups as indicative of the temperature of the moving part. Thus, thanks to this bimetallic sensor in permanent contact with the part whose temperature must be measured, it is possible to measure said temperature by measuring by polariscopie the stresses of the birefringent layer of the sensor, which can be related to the temperature by a correspondence table established during a prior calibration. The bimetal sandwich therefore consists of a substrate and a birefringent material arranged on the one hand to have different expansion coefficients (to form a bimetallic strip) and on the other hand to form an assembly reflecting the refracted rays. Among the birefringent materials suitable for forming the bimetallic strip of the invention, mention may be made of calcite (CaCO 3) and polycarbonates, the latter being particularly suitable for the applications more particularly targeted by the invention because of the flexibility of the material and the possibility of forming it easily. As a substrate, it is possible to envisage using metals whose thermal conductivity and the expansion rate make it possible to guarantee a measurable stressing on the birefringent material. Aluminum, in particular, is well suited as simple to implement and less expensive than other metals. A thin layer is amply enough for the preferred application in a temperature range between 0 ° C and 200 ° C: a thickness of the order of 100 is suitable.
Comme on l'a vu, le bilame doit être globalement réfléchissant afin de rendre la lecture plus facile par le capteur optique constituant le dispositif d'observation. Il y a plusieurs modes de réalisation du bilame réfléchissant. Le plus avantageusement, le sandwich bilame du capteur est réfléchissant grâce à une couche mince réfléchissante prévue dans le sandwich, de préférence entre la couche de substrat et la couche biréfringente. On peut aussi envisager de mettre la couche réfléchissante en dessous du substrat, qui devra alors être transparent, ce qui impose de ne pas choisir un métal, avec des contraintes sur la gamme de températures et la conductivité thermique qui ne sont pas compatibles avec des applications basse température, mais peuvent être intéressantes dans d'autres applications. Au lieu d'une couche additionnelle de matériau réfléchissant, on peut envisager de polir le matériau du substrat afin de lui conférer les propriétés 25 réfléchissantes nécessaires, l'aluminium étant à cet égard bien adapté. On peut aussi envisager des substrats réfléchissants dans des longueurs d'ondes autres que la lumière visible ou ayant un indice de réfraction adéquat et constituées de matériaux autres que des métaux (verre, céramiques). Mais ces matériaux sont en principe plus adaptés à des 30 gammes de températures autres que la gamme 0-200°C. De manière connue, le faisceau lumineux polarisé peut être obtenu grâce à un premier filtre polarisant disposé entre une source lumineuse de lumière non cohérente et le capteur. Autrement dit, l'ensemble de source lumineuse mentionné plus haut comprend ladite source lumineuse et le 35 premier filtre polarisant.As we have seen, the bimetallic strip must be globally reflective in order to make reading easier by the optical sensor constituting the observation device. There are several embodiments of the reflective bimetallic strip. Most advantageously, the bimetallic sandwich of the sensor is reflective thanks to a thin reflective layer provided in the sandwich, preferably between the substrate layer and the birefringent layer. We can also consider putting the reflective layer below the substrate, which should then be transparent, which requires not to choose a metal, with constraints on the temperature range and thermal conductivity that are not compatible with applications low temperature, but may be interesting in other applications. Instead of an additional layer of reflective material, it is possible to polish the material of the substrate to give it the necessary reflective properties, aluminum being in this respect well suited. It is also possible to envisage reflective substrates in wavelengths other than visible light or having an adequate refractive index and made of materials other than metals (glass, ceramics). But these materials are in principle more suitable for temperature ranges other than 0-200 ° C. In known manner, the polarized light beam can be obtained by means of a first polarizing filter disposed between a non-coherent light light source and the sensor. In other words, the light source assembly mentioned above comprises said light source and the first polarizing filter.
D'une manière particulièrement avantageuse, la source lumineuse est une lampe à éclat fournissant des impulsions lumineuses à une fréquence choisie. Ceci permet de simplifier grandement l'observation du capteur lié à la pièce tournante en utilisant l'effet stroboscopique.In a particularly advantageous manner, the light source is a flash lamp providing light pulses at a chosen frequency. This greatly simplifies the observation of the sensor linked to the rotating part by using the stroboscopic effect.
Selon un premier mode de réalisation, la pièce en mouvement est une pièce tournante et il est avantageux que la fréquence des impulsions lumineuses soit calée sur la fréquence de rotation de la pièce tournante, ce qui permet de faire paraître celle-ci immobile et donc de pouvoir observer facilement le capteur embarqué qui s'y trouve.According to a first embodiment, the moving part is a rotating part and it is advantageous for the frequency of the light pulses to be set to the rotational frequency of the rotating part, which makes it appear immobile and therefore be able to easily observe the on-board sensor.
Selon une variante, la pièce en mouvement est un rotor de moteur électrique et la fréquence des impulsions lumineuses est calée sur la fréquence du courant électrique alimentant le rotor. Dans ce cas, on peut isoler visuellement au choix chaque pôle du rotor et étudier de manière indépendante la température de chacun d'entre eux.According to one variant, the moving part is an electric motor rotor and the frequency of the light pulses is set to the frequency of the electric current supplying the rotor. In this case, one can visually isolate each pole of the rotor and independently study the temperature of each of them.
Le capteur est avantageusement sous forme d'une pastille solidarisée à la pièce tournante. Il est de préférence collé à la surface de la pièce en mouvement. Mais tout mode d'assujettissement qui permet au capteur d'être sensiblement à la température de la pièce à mesurer convient. Le capteur peut être sous forme d'une pluralité de pastilles 20 solidarisées à la pièce en mouvement, permettant l'observation simultanée de la température en plusieurs points de la pièce. Selon une caractéristique très avantageuse, le dispositif d'observation comprend une caméra numérique et un second filtre polarisant. Ceci est particulièrement approprié en association avec l'effet stroboscopique 25 mentionné plus haut, une simple caméra permettant, dans un champ d'observation où l'image stroboscopique du capteur est immobile, l'observation des contraintes par interférométrie et un logiciel approprié permettant de traiter l'image pour en déduire le niveau de contrainte de la couche biréfringente du capteur, et donc la température. 30 Les principaux avantages de l'invention par rapport aux techniques de mesure connues sont les suivants : - Les techniques qui utilisent un faisceau lumineux calibré conduit par une fibre optique jusqu'à un capteur biréfringent ne sont compatibles qu'avec des pièces immobiles ou n'ayant qu'une 35 faible amplitude de mouvement. L'invention utilise une simple lampe à éclat et une caméra : la mesure se fait sans contact et peut donc se faire sur des pièces en mouvement. - Le fait d'effectuer selon l'invention une mesure non continue mais par impulsions au rythme des éclats de la lampe permet de mesurer des températures sur des pièces en mouvement très rapide. - L'invention n'utilise pas d'instruments de mesure complexes, coûteux, délicats à régler et volumineux comme des interféromètres, peu compatibles avec des applications de grande série. Au contraire, l'invention utilise une simple caméra vidéo numérique qui peut être intégralement montée sur une simple puce (lentille y compris). Ces caméras ne nécessitent aucune calibration et sont produites en très grande série à des coûts extrêmement faibles. Il est possible d'utiliser une si simple caméra parce que les variations de franges colorées induites par les contraintes dans le matériau biréfringent sont très visibles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique du dispositif de mesure de la 20 température d'une pièce tournante, conforme de l'invention. La figure 2 est une vue en section de détail du capteur de mesure de la figure 1, solidarisé à la pièce tournante. Les figures 3A, 3B, 3C représente schématiquement la section du capteur de mesure de l'invention respectivement à une température 25 d'équilibre (fig. 3A), et à une température entraînant une dilatation thermique différentielle des couches du capteur soit avec creusement (fig. 3B) soit avec bombement (fig. 3C). La figure 4 est une vue de détail partielle de la pièce tournante dans le cas où le dispositif est adapté pour la mesure de la température en 30 plusieurs points. La figure 5 est une vue schématique de la représentation du champ de la caméra du dispositif selon la fréquence d'éclairage de la pièce. Le dispositif de mesure selon l'invention est représenté sur la figure 1. On y voit la pièce tournante 1 dont on veut mesurer la température au 35 moins en un point. Ici la pièce tournante 1 est un rotor de moteur centré sur son axe 2 et présentant différents pôles radiaux 3 répartis circonférentiellement. La pièce 1 tourne dans le sens de la flèche 4. Sur l'un des pôles 3 a été solidarisé le capteur 5 sous forme d'une pastille fixée à la surface de la pièce 1. Cette pastille est représentée plus en détail sur les figures 2 et 3A, 3B, 3C. Elle est constituée par un sandwich de trois couches formant un bilame : un substrat 6 (du côté de la pièce), une très mince couche réfléchissante 7 et une couche biréfringente 8. La pastille 5 est collée (ou fixée par tout autre moyen) sur la zone dont la température est à mesurer. Lorsque la température de la pièce augmente, le substrat 6 et la couche biréfringente 8 se dilatent à des taux différents (mm/°C). Il se produit donc une déformation de la pastille 5 qui met sous contrainte la couche biréfringente ; selon que le taux de dilatation thermique du substrat 6 est supérieur ou inférieur au taux de dilatation thermique de la couche biréfringente 8, la pastille 5 va être contrainte dans un sens qui tend à 15 donner en surface une courbure concave (creusement, figure 3B) ou convexe (bombement, figure 3C). Selon l'invention, on mesure ces contraintes par polariscopie, ce qui permet d'en déduire la température de la pastille 5 par l'intermédiaire d'une table de référence. Le principe général de la polariscopie est connu, 20 éventuellement sous le nom de polarimétrie ou photoélasticimétrie. C'est une méthode de visualisation des contraintes internes à un matériau par le biais d'une lumière polarisée. Une source de lumière non cohérente envoie sa lumière vers la pièce à travers un premier filtre polarisant. Toutes les ondes qui traversent le premier filtre ont la même polarisation. La pièce 25 dans laquelle on souhaite mesurer les contraintes est faite d'un matériau transparent. La plupart des matériaux transparents ont comme propriété de devenir biréfringents sous l'effet de contraintes mécaniques. Quand un matériau est biréfringent, la lumière s'y propage à deux vitesses différentes. La lumière polarisée va donc se séparer en deux groupes d'ondes : un lent, 30 un rapide. La distance séparant les deux trains d'ondes lumineuses est fonction du niveau de contrainte dans le matériau transparent. Un deuxième filtre polarisant permet de faire interférer les deux trains d'ondes lumineuses. Chaque fois que le retard entre les deux trains d'onde est un multiple de la longueur d'onde, il se produit une interférence destructive et 35 on voit apparaître une frange d'interférence ayant la forme de la zone où le niveau de contrainte est situé. En filmant la pièce au moyen d'une caméra, on a donc une image des contraintes dans le matériau, chaque couleur correspondant à un niveau de contraintes dans le matériau. Revenant à la figure 1, on va détailler la partie du dispositif qui 5 permet cette mesure par polariscopie. On y trouve au voisinage de la pièce 1 une lampe à éclats 10 de lumière non cohérente, qui envoie des impulsions lumineuses représentées sur l'écran 11 grâce à des moyens de commande classiques non représentés. Entre la lampe 10 et la pièce 1, un premier filtre polarisant 12 permet d'envoyer sur la pastille 5 collée sur la pièce 1 un 10 faisceau 13 de lumière cohérente polarisée. La fréquence des impulsions lumineuse est calée sur la fréquence de rotation de la pièce 1, ce qui permet de faire apparaître la pastille 5 comme immobile par effet stroboscopique. Une caméra numérique 14 observe un champ rectangulaire 15 au sein duquel se trouve la pastille 5 à chaque éclair. La caméra peut être d'un type 15 courant et peu coûteux, contrairement à une caméra rapide qui serait requise pour filmer des pastilles défilant à très haute vitesse. La caméra 14 est équipée d'un second filtre polarisant 16. L'image des pastilles est ensuite analysée au moyen d'un dispositif logiciel de traitement d'image non représenté en détail mais symbolisé par 17 et couplé à la caméra 14. De tels 20 logiciels de traitement d'image sont connus en photoélasticimétrie. Le traitement de l'image permet de connaître le niveau de contraintes dans le capteur observé, et grâce à des tables de référence et un étalonnage préalable, la température du capteur et donc de la pièce. Une seule caméra 14 permet de mesurer la température de plusieurs 25 points en filmant plusieurs pastilles 5, 5a-5e collées sur la pièce 1 et observables dans le même champ 15 de la caméra 14 (cf. figure 4), ce qui permet d'obtenir une série de mesures à moindres frais. En utilisant une fréquence d'éclairage de la lampe 10 strictement égale à la fréquence de rotation de la pièce 1, on obtient une image par révolution de la pièce. 30 La mesure en plusieurs points est utile par exemple dans le cas particulier illustré d'un rotor de moteur électrique : les pôles de rotor ne s'échauffent pas uniformément ; certaines parties du pôle concentrent les pertes. Typiquement, les extrémités des têtes de pôles sont soumises à une saturation beaucoup plus intense que la masse de la dent. Dans le cas de 35 machines à aimants, les aimants néodymes sont sujets à des pertes par courants de Foucault importants qui les échauffent plus vite que la tôle alentour. Dans le cas de machines à flux axial, les aimants sont pris dans une cage en inox qui est elle-même sujette à des pertes par courants de Foucault importantes. De plus, suivant le point de fonctionnement (basse vitesse / haute vitesse, fort couple / faible couple), les pertes changent de lieu de dissipation. Il est donc utile de pouvoir mesurer plusieurs points de la machine afin de mesurer les dégâts et pouvoir modifier le point de fonctionnement (courant/phase sur les machines synchrones, tension/fréquence sur les machines asynchrones) et pouvoir réduire l'échauffement. L'éclairage stroboscopique polarisé peut être calé sur la fréquence de rotation de la pièce 1 à mesurer au moyen d'un capteur de vitesse mais il peut être souhaitable de ne pas interférer avec le dispositif étudié. Il est alors possible de caler la fréquence de l'éclairage 10 sur la fréquence de rotation par un moyen alternatif : on sait que la fréquence de l'éclairage 10 est la bonne quand la pastille 5 apparaît, par stroboscopie, fixe devant l'objectif de la caméra. Si l'image 5' de la pastille 5 avance dans le champ 15 (cf. figure 5), la fréquence d'éclairage est trop faible. Si l'image 5" de la pastille 5 recule dans le champ 15, la fréquence d'éclairage est trop rapide.The sensor is advantageously in the form of a pellet secured to the rotating part. It is preferably glued to the surface of the moving part. But any mode of subjection which allows the sensor to be substantially at the temperature of the piece to be measured is appropriate. The sensor may be in the form of a plurality of pellets 20 secured to the moving part, allowing the simultaneous observation of the temperature at several points of the part. According to a very advantageous characteristic, the observation device comprises a digital camera and a second polarizing filter. This is particularly appropriate in combination with the aforementioned stroboscopic effect, a simple camera allowing, in a field of view where the strobe image of the sensor is immobile, observation of interferometric constraints and appropriate software allowing process the image to deduce the level of stress of the birefringent layer of the sensor, and therefore the temperature. The main advantages of the invention over the known measuring techniques are as follows: - The techniques which use a calibrated light beam led by an optical fiber up to a birefringent sensor are only compatible with immobile parts or n having only a small range of motion. The invention uses a simple flash lamp and a camera: the measurement is done without contact and can therefore be done on moving parts. - Performing according to the invention a non-continuous measurement but pulses to the rhythm of the flashes of the lamp can measure temperatures on very fast moving parts. - The invention does not use complex measuring instruments, expensive, delicate to adjust and bulky as interferometers, little compatible with large-scale applications. On the contrary, the invention uses a simple digital video camera which can be integrally mounted on a single chip (lens included). These cameras do not require any calibration and are produced in very large numbers at extremely low costs. It is possible to use such a simple camera because the colored fringe variations induced by the stresses in the birefringent material are very visible. Other features and advantages of the invention will emerge from the following description. Reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of the device for measuring the temperature of a rotating part according to the invention. Figure 2 is a detailed sectional view of the measuring sensor of Figure 1, secured to the rotating part. 3A, 3B, 3C schematically represents the section of the measuring sensor of the invention respectively at an equilibrium temperature (FIG 3A), and at a temperature causing a differential thermal expansion of the sensor layers either with digging (FIG. Fig. 3B) with bulging (Fig. 3C). FIG. 4 is a partial detail view of the rotating part in the case where the device is suitable for measuring the temperature at several points. FIG. 5 is a schematic view of the representation of the field of the camera of the device according to the illumination frequency of the part. The measuring device according to the invention is shown in FIG. 1. It shows the rotating part 1 whose temperature is to be measured at least at one point. Here the rotating part 1 is an engine rotor centered on its axis 2 and having different radial poles 3 distributed circumferentially. The part 1 rotates in the direction of the arrow 4. On one of the poles 3 has been secured the sensor 5 in the form of a patch attached to the surface of the part 1. This chip is shown in more detail in the figures 2 and 3A, 3B, 3C. It consists of a sandwich of three layers forming a bimetallic strip: a substrate 6 (on the side of the part), a very thin reflecting layer 7 and a birefringent layer 8. The pellet 5 is glued (or fixed by any other means) on the zone whose temperature is to be measured. As the temperature of the part increases, the substrate 6 and the birefringent layer 8 expand at different rates (mm / ° C.). There is therefore a deformation of the pellet 5 which puts the birefringent layer under stress; depending on whether the rate of thermal expansion of the substrate 6 is greater or less than the thermal expansion rate of the birefringent layer 8, the pellet 5 will be constrained in a direction that tends to give a concave curvature at the surface (digging, FIG. 3B) or convex (bulging, Figure 3C). According to the invention, these stresses are measured by polariscopy, which makes it possible to deduce the temperature of the pellet 5 by means of a reference table. The general principle of polariscopy is known, possibly under the name of polarimetry or photoelasticimetry. It is a method of visualizing internal stresses to a material through polarized light. A non-coherent light source sends its light to the room through a first polarizing filter. All the waves passing through the first filter have the same polarization. The part 25 in which it is desired to measure the stresses is made of a transparent material. Most transparent materials have the property of becoming birefringent under the effect of mechanical stresses. When a material is birefringent, light propagates at two different speeds. The polarized light will therefore separate into two groups of waves: a slow one, a fast one. The distance separating the two lightwave trains is a function of the stress level in the transparent material. A second polarizing filter makes it possible to interfere with the two lightwave trains. Whenever the delay between the two wave trains is a multiple of the wavelength, destructive interference occurs and an interference fringe appears in the shape of the area where the stress level is located. By filming the piece by means of a camera, we therefore have an image of the stresses in the material, each color corresponding to a level of stress in the material. Returning to Figure 1, we will detail the part of the device that allows this measurement by polariscopy. There is in the vicinity of the room 1 a non-coherent light flashlight 10, which sends light pulses shown on the screen 11 by means of conventional control means not shown. Between the lamp 10 and the workpiece 1, a first polarizing filter 12 makes it possible to send a beam 13 of polarized coherent light onto the wafer 5 bonded to the workpiece 1. The frequency of the light pulses is set to the rotation frequency of the part 1, which makes it possible to make the pellet 5 appear motionless by a stroboscopic effect. A digital camera 14 observes a rectangular field 15 within which is the pellet 5 at each flash. The camera can be of a current type and inexpensive, unlike a fast camera that would be required to film pellets scrolling at very high speed. The camera 14 is equipped with a second polarizing filter 16. The image of the pellets is then analyzed by means of an image processing software device not shown in detail but symbolized by 17 and coupled to the camera 14. 20 image processing software are known in photoelasticimetry. The image processing makes it possible to know the level of constraints in the sensor observed, and thanks to reference tables and a preliminary calibration, the temperature of the sensor and therefore of the part. A single camera 14 makes it possible to measure the temperature of several points by filming several pellets 5, 5a-5e glued on the piece 1 and observable in the same field 15 of the camera 14 (see FIG. obtain a series of measures at lower cost. By using a lighting frequency of the lamp 10 strictly equal to the rotation frequency of the workpiece 1, an image is obtained by revolution of the workpiece. The multi-point measurement is useful for example in the particular case illustrated with an electric motor rotor: the rotor poles do not heat up uniformly; some parts of the pole concentrate the losses. Typically, the ends of the pole heads are subjected to saturation much more intense than the mass of the tooth. In the case of 35 magnet machines, neodymium magnets are subject to significant eddy current losses which heat them up faster than the surrounding sheet metal. In the case of axial flow machines, the magnets are caught in a stainless steel cage which is itself subject to significant eddy current losses. In addition, depending on the operating point (low speed / high speed, high torque / low torque), the losses change their dissipation place. It is therefore useful to be able to measure several points of the machine in order to measure the damage and to be able to modify the operating point (current / phase on the synchronous machines, voltage / frequency on the asynchronous machines) and to be able to reduce the heating. The polarized stroboscopic illumination can be set on the rotation frequency of the part 1 to be measured by means of a speed sensor, but it may be desirable not to interfere with the device studied. It is then possible to set the frequency of the illumination 10 on the rotation frequency by an alternating means: it is known that the frequency of illumination 10 is good when the tablet 5 appears, by stroboscopy, fixed in front of the lens from the camera. If the image 5 'of the chip 5 advances in the field 15 (see FIG. 5), the illumination frequency is too low. If the 5 "image of the pellet 5 goes back into the field 15, the illumination frequency is too fast.
Il suffit donc de mesurer la position de la pastille 5 le long de sa trajectoire 17 dans le champ 15 au moyen du logiciel d'analyse d'image et de varier la fréquence d'éclairage pour la maintenir en un point fixe, le centre de l'image par exemple. Selon une variante non représentée, on utilise une fréquence d'impulsions stroboscopiques égale à la fréquence électrique, on obtient une image par pôle 3 du rotor 1, cela impose de traiter chacune d'entre elles indépendamment mais cela permet de mesurer chaque pôle indépendamment. La mesure de chaque pôle est utile notamment dans deux cas : - Pour prendre en compte les dispersions liées à la fabrication : si le processus de fabrication de chaque pôle de rotor est identique, le résultat ne l'est pas. Les spires ont une fâcheuse tendance à se placer dans un relatif désordre, surtout en dehors du paquet de tôles. Or c'est dans ces têtes de bobines qu'interviennent la plupart des échauffements et des courts- circuits. Il est donc utile de mesurer chaque pôle pour tenir compte des dispersions à la fabrication. - Pour détecter un défaut ne survenant que sur un pôle. L'exemple le plus parlant est un défaut d'isolation sur une spire. Ce type de 5 défaut apparait en un point où l'émail du fil a été fissuré lors du bobinage puis usé par les décharges en couronne résultant de l'alimentation du fil par une alimentation électronique à découpage. Le défaut d'isolation devient court-circuit : on a donc une spire convertissant toute variation du champ magnétique la traversant en chaleur. Cette chaleur attaque l'émail des spires 10 avoisinantes, propageant le défaut. Avec une mesure de température sur chaque pôle, on peut détecter cette montée en température au plus tôt et isoler le défaut. 15It is therefore sufficient to measure the position of the chip 5 along its trajectory 17 in the field 15 by means of the image analysis software and to vary the light frequency to maintain it at a fixed point, the center of the image for example. According to a variant not shown, a frequency of stroboscopic pulses equal to the electric frequency is used, an image per pole 3 of the rotor 1 is obtained, this makes it necessary to treat each of them independently, but this makes it possible to measure each pole independently. The measurement of each pole is useful especially in two cases: - To take into account the dispersions related to manufacturing: if the manufacturing process of each rotor pole is identical, the result is not. The turns have an unfortunate tendency to be placed in a relative disorder, especially outside the pack of sheets. However, it is in these coil heads that most of the heating and short circuits occur. It is therefore useful to measure each pole to take into account the dispersions during manufacture. - To detect a fault occurring only on one pole. The most telling example is a lack of insulation on a turn. This type of defect appears at a point where the enamel of the wire was cracked during winding and then worn by the corona discharges resulting from the supply of the wire by a switching power supply. The insulation fault becomes short-circuit: so we have a turn converting any variation of the magnetic field passing through heat. This heat attacks the enamel of neighboring turns 10, propagating the defect. With a temperature measurement on each pole, this rise in temperature can be detected as soon as possible and the fault can be isolated. 15