FR2548380A1 - Procede et dispositif de mesure de temperature et de resistivite d'un element metallique - Google Patents
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Abstract
LE PROCEDE DE MESURE SEPAREE OU SIMULTANEE DE TEMPERATURE ET DE RESISTIVITE D'UN ELEMENT METALLIQUE STATIQUE OU EN MOUVEMENT COMPREND UNE PRISE DE DONNEES INSTANTANEES DE RESISTIVITE DE CET ELEMENT QUI CONSTITUENT A CHAQUE INSTANT UNE RESULTANTE V DE DEUX GRANDEURS COMPOSANTES, L'UNE V REPRESENTANT LA RESISTIVITE DE CET ELEMENT EN FONCTION DE SA TEMPERATURE ET L'AUTRE V REPRESENTANT LA RESISTIVITE EN FONCTION DE SON ETAT METALLURGIQUE, UNE OPERATION ELIMINANT UNE PREMIERE V OU V DE CES GRANDEURS COMPOSANTES ET RENDANT IDENTIQUES LES PROJECTIONS DE LA DEUXIEME V OU V DE CES GRANDEURS COMPOSANTES ET DE LEUR RESULTANTE V SUR UN MEME AXE YY ET UNE TRADUCTION DE LA PROJECTION DE CETTE RESULTANTE V SUR CET AXE YY OU DE SON EQUIVALENT EN ETAT ELECTRIQUE, EN VALEUR NUMERIQUE AFFICHEE REPRESENTANT LA VALEUR DE CETTE DEUXIEME GRANDEUR COMPOSANTE.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE TEMPERATURE
ET DE RESISTIVITE D'UN ELEMENT METALLIQUE.
ET DE RESISTIVITE D'UN ELEMENT METALLIQUE.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure de température et de résistivité d'un élément métallique.
La fabrication d'un élément métallique qui exige un traitement thermique ou trempe entraxe souvent un contrôle de sa température en vue d'un réglage des paramètres de ce traitement relatifs soit à son chauffage soit à son refroidissement. Certains procédés connus de mesure sans contact ou avec contact de température d'un corps exigent que ce corps ait une position fixe ou stable dans l'espace. Un contrôle de température de l'élément métallique se fait dans ces cas en dehors de la chaîne de sa fabrication pour que llopération soit facilitée ou réalisable.Quand un élément métallique fabriqué en continu est un fil métallique tel qu'un conducteur en alliage d'aluminium destiné au transport d'énergie électrique, le traitement thermique ou trempe peut s'effectuer également en continue, et le contrôle de température doit se faire sur un élément qui se déplace. Les procédés connus de mesure de température sont mal adaptés à ce contrôle. En outre dans une fabrication en/continu d'un fil métallique destiné au transport de l'énergie électrique, dont la résistivité a été choisie dans des limites prédéterminées, un contrôle de résistivité de ce fil est fréquemment ajouté au contrôle de température rappelé ci-dessus. Jusqu'à présent le contrôle de résistivité d'un fil électrique se fait souvent par une mesure de résistivité suivant un procédé par courant de Foucault.
Un dispositif de mesure de résistivité par courant de Foucault comprend habituellement une bobine de fil alimentée en courant alternatif à haute fréquence créant dans le fil métallique à mesurer des courants de Foucault qui engendrent en retour dans cette bobine un contre-courant induit qui modifie l'impédance de cette bobine.
La mesure de la variation d'impédance de cette bobine donne des informations sur la variation de résistivité de ce fil. Etant donné que la résistivité d'un fil varie avec sa température, pour avoir des informations satisfaisantes sur la résistivité il faut dans ce cas effectuer une mesure de résistivité du fil, à une température constante de ce fil. Pour cette raison un contrôle de résistivité du fil se fait habituellement jusque présent en dehors de la chaine de fabrication, car dans une chaine de fabrication, la température du fil n'est pas toujours constante sur sa longueur et les températures de ces différents tronçons du fil dépendent également du traitement thermique que ces derniers ont subi, dans une partie en amont de cette chaine de fabrication.
La présente invention permettant d'éviter cet inconvénient, a pour objet un procédé et un dispositif de mesure séparée ou simultanée de la température et de résistivité soit d'un élément métallique statique ou immobile tel qu'un conducteur en alliage d'aluminium en stockage soit d'un élément métallique en mouvement dans une chaine de sa fabrication.
Selon l'invention un procédé de mesure séparée ou simultanée de température et de résistivité d'un élément métallique statique ou en mouvement est principalement caractérisé en ce quil comprend:
- une prise de données instantanées de résistivité de cet élément, qui constituent à chaque instant une résultante de deux grandeurs composantes, l'une représentant la résistivité de cet élément en fonction de sa température par conséquent la température de cet élément et l'autre représentant la résistivité de cet élément en fonction de son état métallurgique, donc la résistivité intrinsèque de cet élément,
- une opération qui, se basant sur un déphasage à une valeur constante (phi) existant entre ces deux grandeurs composantes, élimine ou masque une première de ces deux grandeurs composantes, et rend identiques les projections éventuelles de la deuxième de ces grandeurs composantes et de leur résultante sur un même axe, et
-une traduction de la projection de cette résultante sur cet axe ou de son équivalent en état électrique, en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture.
- une prise de données instantanées de résistivité de cet élément, qui constituent à chaque instant une résultante de deux grandeurs composantes, l'une représentant la résistivité de cet élément en fonction de sa température par conséquent la température de cet élément et l'autre représentant la résistivité de cet élément en fonction de son état métallurgique, donc la résistivité intrinsèque de cet élément,
- une opération qui, se basant sur un déphasage à une valeur constante (phi) existant entre ces deux grandeurs composantes, élimine ou masque une première de ces deux grandeurs composantes, et rend identiques les projections éventuelles de la deuxième de ces grandeurs composantes et de leur résultante sur un même axe, et
-une traduction de la projection de cette résultante sur cet axe ou de son équivalent en état électrique, en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation illustrés par des dessins ci-annexés dont:
- la figure 1 représente une vue schématique et partielle d'un capteur de données d'un dispositif selon l'invention de mesure de température et de résistivité d'un élément métallique,
- la figure 2 représente une vue partielle du schéma électrique du dispositif selon l'invention de mesure dont fait partie du capteur la figure 1,
- la figure 3 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique du dispositif selon l'invention de mesure, montrant le déphasage entre une grandeur illustrée en traits discontinus, représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de la température de cet élément, et une grandeur illustrée en traits mixtes, représentant la résistivité de cet élément métallique variable en fonction de l'état métallurgique de ce dernier,
- la figure 4 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique montrant d'une part une grandeur représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de la température de ce dernier et mise en coincidence avec l'axe des abscisses, et d'autre part, une grandeur représentant la résistivité de cet élément, variable en fonction de son état métallurgique,
- la figure 5 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique montrant d'une part une grandeur représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de son état métallurgique et mise en coincidence avec l'axe des abscisses et d'autre part une grandeur représentant la résistivité de cet élément variable en fonction de sa température,
- la figure 6 représente un schéma synoptique d'un exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique
- la figure 7 représente un schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique et;;
- la figure 8 représente un schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique.
- la figure 1 représente une vue schématique et partielle d'un capteur de données d'un dispositif selon l'invention de mesure de température et de résistivité d'un élément métallique,
- la figure 2 représente une vue partielle du schéma électrique du dispositif selon l'invention de mesure dont fait partie du capteur la figure 1,
- la figure 3 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique du dispositif selon l'invention de mesure, montrant le déphasage entre une grandeur illustrée en traits discontinus, représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de la température de cet élément, et une grandeur illustrée en traits mixtes, représentant la résistivité de cet élément métallique variable en fonction de l'état métallurgique de ce dernier,
- la figure 4 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique montrant d'une part une grandeur représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de la température de ce dernier et mise en coincidence avec l'axe des abscisses, et d'autre part, une grandeur représentant la résistivité de cet élément, variable en fonction de son état métallurgique,
- la figure 5 représente une vue schématique d'un écran d'un tube cathodique montrant d'une part une grandeur représentant la résistivité d'un élément métallique variable en fonction de son état métallurgique et mise en coincidence avec l'axe des abscisses et d'autre part une grandeur représentant la résistivité de cet élément variable en fonction de sa température,
- la figure 6 représente un schéma synoptique d'un exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique
- la figure 7 représente un schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique et;;
- la figure 8 représente un schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention du dispositif de mesure de résistivité d'un élément métallique.
Dans une fabrication en continu d'un élément métallique sous forme d'un fil métallique 11 où un traitement thermique ou trempe de ce dernier s'effectue également en continu, un contrôle ou une mesure de variation de température et de résistivité de ce fil s'avère nécessaire et se fait également en continu. Les procédés et dispositifs connus se basant sur une mesure de température et de résistivité d'un élément ou fil métallique statique ou immobile sur lequel peuvent être facilement satisfaites les conditions particulières de mesure telles que mesure de température sans contrainte de temps de l'opération sont mal adaptés à la mesure d'un élément ou fil métallique en déplacement, susceptible d'avoir sur sa longueur des variations de caractéristiques ou d'états, en particulier des variations de température.
Selon l'invention, un procédé de mesure de température et de résistivité d'un élément métallique statique ou en mouvement consiste à déterminer la température et/ou la résistivité de cet élément ou fil métallique au moyen d'une part des données instantanées de résistivité prises directement sur cet élément ou fil métallique et d'autre part d'un déphasage constant qui se revèle entre une grandeur représentant une résistivité de cet élément ou fil, variable en fonction de la température de ce dernier, et une grandeur représentant une résistivité de cet élément ou fil, variable en fonction de l'état métallurgique de ce dernier
Dans ce procédé la détermination de la température et de la résistivité comprend une séparation des données instantanées de résistivité prises, en grandeurs composantes l'une représentant la résistivité en fonction de la température, par conséquent cette température même, et l'autre représentant la résistivité qui est fonction de son état métallurgique, c'est-à-dire la résistivité propre de ce fil en se basant sur leur déphasage constant et une élimination ou un masquage de l'une de ces grandeurs composantes rendant identiques les projections de l'autre de ces grandeurs composantes et de leur résultante constituée à chaque instant par ces données instantanées de résistivité sur un même axe et facilitant la lecture de la valeur de cette dernière grandeur composante à travers la projection de cette résultante sur cet axe gradué en unités correspondantes.
Dans ce procédé la détermination de la température et de la résistivité comprend une séparation des données instantanées de résistivité prises, en grandeurs composantes l'une représentant la résistivité en fonction de la température, par conséquent cette température même, et l'autre représentant la résistivité qui est fonction de son état métallurgique, c'est-à-dire la résistivité propre de ce fil en se basant sur leur déphasage constant et une élimination ou un masquage de l'une de ces grandeurs composantes rendant identiques les projections de l'autre de ces grandeurs composantes et de leur résultante constituée à chaque instant par ces données instantanées de résistivité sur un même axe et facilitant la lecture de la valeur de cette dernière grandeur composante à travers la projection de cette résultante sur cet axe gradué en unités correspondantes.
Ainsi selon l'invention, le procédé de mesure séparée ou simultanée de température et de résistivité d'un élément métallique statique ou en mouvement, comprend:
- une prise de données instantanées de résistivité de cet élement 11 (figure 1) qui constituent à chaque instant une résultante
V (figure 3) de deux grandeurs composantes, I'une V1 représentant la résistivité de cet élément en fonction de sa température par conséquent la température de cet élément, et l'autre représentant la résistivité de cet élément en fonction de son état métallurgique, donc la résistivité intrinsèque de cet élément,
- une opération qui, se basant sur un déphasage à une valeur constante phi existant entre ces deux grandeurs composantes, élimine ou masque une première V1 ou V2 de ces grandeurs composantes et de leur résultante V sur un même axe y'y et
- une traduction de la projection de cette résultante V sur cet axe y'y ou de son équivalent en état électrique, en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture (figures 4 à 8).
- une prise de données instantanées de résistivité de cet élement 11 (figure 1) qui constituent à chaque instant une résultante
V (figure 3) de deux grandeurs composantes, I'une V1 représentant la résistivité de cet élément en fonction de sa température par conséquent la température de cet élément, et l'autre représentant la résistivité de cet élément en fonction de son état métallurgique, donc la résistivité intrinsèque de cet élément,
- une opération qui, se basant sur un déphasage à une valeur constante phi existant entre ces deux grandeurs composantes, élimine ou masque une première V1 ou V2 de ces grandeurs composantes et de leur résultante V sur un même axe y'y et
- une traduction de la projection de cette résultante V sur cet axe y'y ou de son équivalent en état électrique, en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture (figures 4 à 8).
L'opération éliminant la première des deux grandeurs composantes V1, V2 et rendant identiques les projections sur un même axe, de la deuxième de ces grandeurs et de leur résultante V constituée par les données de résistivité de l'élément métallique 11 comprend (figure 3):
- un premier repérage dans un système d'axes perpendiculaires x'x, y'y sur un écran d'un tube cathodique ou oscilloscope 19 du support des images des données de résistivité de cet élément 11 quand son état métallurgique est maintenu constant et sa température est rendue variable autrement dit du support de la grandeur
V1 représentant la résistivité fonction de la température
- un deuxième repérage dans le même système d'axes sur le même écran de ce tube cathodique ou oscilloscope 19, du support des images des données de résistivité de cet élément 11 prises à température constante quand son état métallurgique est rendu variable autrement dit du support de la grandeur V2 représentant la résistivité fonction de l'état métallurgique,
- un troisième repérage de l'angle constant phi de déphasage entre ces supports ou grandeurs V1, V2 et
- une mise en comcidence du premier de ces deux supports ou grandeurs V1, V2 avec l'axe d'abscisses x'x, rendant identiques les projections du deuxième de ces supports ou grandeurs V1, Y2, sur l'axe d'ordonnées y'y, par rotation de ce système d'axes par rapport à ces grandeurs ou inversement.
- un premier repérage dans un système d'axes perpendiculaires x'x, y'y sur un écran d'un tube cathodique ou oscilloscope 19 du support des images des données de résistivité de cet élément 11 quand son état métallurgique est maintenu constant et sa température est rendue variable autrement dit du support de la grandeur
V1 représentant la résistivité fonction de la température
- un deuxième repérage dans le même système d'axes sur le même écran de ce tube cathodique ou oscilloscope 19, du support des images des données de résistivité de cet élément 11 prises à température constante quand son état métallurgique est rendu variable autrement dit du support de la grandeur V2 représentant la résistivité fonction de l'état métallurgique,
- un troisième repérage de l'angle constant phi de déphasage entre ces supports ou grandeurs V1, V2 et
- une mise en comcidence du premier de ces deux supports ou grandeurs V1, V2 avec l'axe d'abscisses x'x, rendant identiques les projections du deuxième de ces supports ou grandeurs V1, Y2, sur l'axe d'ordonnées y'y, par rotation de ce système d'axes par rapport à ces grandeurs ou inversement.
Dans un dispositif de mesure assurant une mise en oeuvre de ce procédé, une prise de données instantanées de résistivité sur un élément ou fil métallique en mouvement se fait efficacement avec un capteur ou sonde appliquant le principe de mesure par courant de
Foucault qui comprend une bobine de fil électrique fixée dans le voisinage de cet élément ou fil métallique et alimentée par un courant alternatif de haute fréquence fourni par un oscillateur par exemple
Lors du fonctionnement de ce capteur, il se crée une induction magnétique qui engendre dans cet élément métallique des courants induits ou courants de Foucault. Ces courants créent à leur tour une induction magnétique de sens opposé, engendrant dans la bobine du capteur un contre-courant induit alternatif de même fréquence mais déphasé, qui modifie l'impédance de cette dernière.Ces courants de
Foucault sont d'autant plus intenses que cet élément ou fil est bon conducteur. Autrement dit, les variations de résistivité de cet élément ou fil métallique se traduisent par une variation d'impédance de la bobine du capteur. Une mesure du changement d'impédance de cette bobine permet de connaître la résistivité de cet élément métallique. Cependant l'impédance à vide de la bobine varie en fonction de la température. Si la température de la bobine vient à varier sous l'influence d'une variation de température de cet élément métallique ou du milieu ambiant, la variation de l'impédance de la bobine ne correspond plus à laseule variation de la résistivité de cet élément ou fil métallique.
Foucault qui comprend une bobine de fil électrique fixée dans le voisinage de cet élément ou fil métallique et alimentée par un courant alternatif de haute fréquence fourni par un oscillateur par exemple
Lors du fonctionnement de ce capteur, il se crée une induction magnétique qui engendre dans cet élément métallique des courants induits ou courants de Foucault. Ces courants créent à leur tour une induction magnétique de sens opposé, engendrant dans la bobine du capteur un contre-courant induit alternatif de même fréquence mais déphasé, qui modifie l'impédance de cette dernière.Ces courants de
Foucault sont d'autant plus intenses que cet élément ou fil est bon conducteur. Autrement dit, les variations de résistivité de cet élément ou fil métallique se traduisent par une variation d'impédance de la bobine du capteur. Une mesure du changement d'impédance de cette bobine permet de connaître la résistivité de cet élément métallique. Cependant l'impédance à vide de la bobine varie en fonction de la température. Si la température de la bobine vient à varier sous l'influence d'une variation de température de cet élément métallique ou du milieu ambiant, la variation de l'impédance de la bobine ne correspond plus à laseule variation de la résistivité de cet élément ou fil métallique.
Dans un exemple de réalisation de l'invention, illustré dans la figure 1, pour éviter cet inconvénient, un capteur 1 par courant de
Foucault comprend deux enroulements de fil électrique, 3 et 4 et un noyau métallique 6. Les enroulements 3 et 4 ont des caractéristiques identiques au moins en résistance ohmique en inductance et en température. Ces enroulements sont disposés en montage différentiel dans un circuit de mesure, I'un joue le rôle d'une bobine électrique de saisie de données par courant de Foucault et l'autre assure une fonction de compensation d'impédance.
Foucault comprend deux enroulements de fil électrique, 3 et 4 et un noyau métallique 6. Les enroulements 3 et 4 ont des caractéristiques identiques au moins en résistance ohmique en inductance et en température. Ces enroulements sont disposés en montage différentiel dans un circuit de mesure, I'un joue le rôle d'une bobine électrique de saisie de données par courant de Foucault et l'autre assure une fonction de compensation d'impédance.
Le noyau métallique 6 constitué en un alliage magnétique tel que celui commercialisé sous la désignation Mumétal, comprend un corps 5 muni sur l'une de ses moitiés et sur un de ses côtés latéraux de deux pôles perpendiculaires espacés, un pôle central 7 et un pôle d'extrémité 8, et sur l'autre de ses moitiés et sur son côté latéral opposé deux pôles perpendiculaires espacés, un pôle d'extrémité 9 et un pôle central 10. Le noyau 6 a ainsi la forme de deux F identiques, assemblés tête-bêche et dos à dos.
Les deux enroulements de fil 3 et 4 sont réalisés d'une manière identique l'un par rapport à l'autre. Chacun de ces enroulements est ensuite monté sur une moitié du corps 5 du noyau métallique 6, dans l'espace entre deux pôles de ce dernier. L'enroulement 3 est encadré par les pôles 9 et 10 du noyau 6 tandis que l'enroulement 4 est disposé entre les pôles 7 et 8 de ce noyau 6. La partie du noyau 6 constituée par les pôles 7 et 8 et l'une des moitiés du corps 5, et celle formée par les pôles 9 et 10 et la deuxième moitié du corps 5, qui sont identiques dans leur matière constituante, dans leur forme et dans leurs dimensions, contribuent à donner respectivement aux enroulements identiques 4 et 3 des caractéristiques magnétiques identiques.
Selon cette structure les enroulements 3 et 4 ont pratiquement dans leur fonctionnement des caractéristiques identiques, et au moins une même inductance et une même résistance ohmique.
Dans un montage du capteur 1 pour une mesure sur un élément métallique ou fil 11, deux pôles 9 et 10 par exemple du noyau 6 de ce capteur 1 sont disposés dans le voisinage de cet élément métallique Il dont la température est susceptible de varier.
Les enroulements identiques 3 et 4 du capteur I qui se trouvent à une même distance de cet élément métallique Il subissent les mêmes influences de la température de cet élément. Il en résulte que les deux enroulements 3, 4 qui sont identiques dans leurs caractéristiques, notamment en résistance ohmique et en inductance, ont leurs impédances variant de la même façon en température.
Selon un exemple de réalisation, dans un dispositif 18 de mesure de température et de résistivité d'un fil métallique 11 en cours de fabrication, le circuit de mesure, partiellement et schématiquement illustré dans la figure 2 comprend un capteur 1, un oscillateur 2 et un pont de mesure 12.
Dans ce circuit, les deux enroulements 3 et 4 du capteur 1, en montage différentiel forment deux des quatre branches d'un pont de mesure 12 du type pont de Wheatstone par exemple dont les deux autres branches sont constituées par des résistances à valeurs ohmiques choisies constantes 13 et 14. Dans le fonctionnement de ce circuit, les deux enroulements 3 et 4 en montage différentiel réagissent identiquement à la variation de la température du fil 1 1 mais seul l'enroulement 3 encadré par les pôles 9 et 10 du noyau 6 disposées à proximité du fil 1 1 qui a un circuit magnétique de fermeture sur ce fil et joue le rôle d'une bobine électrique de saisie de données par courant de Foucault réagit également à la variation de la résistivité de ce fil et l'enroulement 4 assure seulement une fonction de compensation d'impédance.Les variations d'impédance dans les enroulements 3 et 4 provoquées par la variation de la température du fil 11 se compensent ainsi dans ce circuit, seule une tension de déséquilibre résultant d'une différence de variation d'impédance des enroulements 3 et 4, et recueillie à la sortie 15 du pont 12 traduit la résistivité du fil métallique à mesurer. A I'aide du capteur 1, des variations de températures de 20"C à 900C n'entraînent pas de perturbations dans l'enregistrement de la variation de résistivité du fil métallique à contrôler 11.
Selon une variante de réalisation, pour faciliter le rangement du fil constituant les enroulements 3 et 4 sur le noyau métallique 6 lors de la constitution du capteur 1, deux guides de rangement du fil 16 et 17 représentés en traits discontinus dans la figure 1 sont ajoutés à ce noyau 6. Ces guides de rangement 16 et 17 ayant une forme et des dimensions identiques à celles des pôles 7, 8, 9, 10 de ce noyau 6 sont constitués en une matière amagnétique telle qu'une matière plastique et fixés perpendiculairement sur le corps 5 de ce noyau 6, dans l'alignement des pôles d'extrémité 8 et 9, pour prolonger ces dernières dans des sens opposés à ceux de leur orientation par rapport à ce corps 5 du noyau 6.
Les deux guides de rangement 16 et 17 contribuent également avec les quatre pôles 7, 8, 9, 10 du noyau 6, à la protection et au maintien en position des enroulements 3 et 4 du capteur 1.
Les données instantanées de resistivite du fil 11, prises par ce capteur 1 constituent à chaque instant une résultante V d'une grandeur V2 représentant la résistivité de ce fil en fonction de son état métallurgique et d'une grandeur V1 représentant la résistivité de ce fil en fonction de sa température.
Une séparation de ces données instantanées de résistivité en ces deux grandeurs composantes V1, V2 comprend selon un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, une détermination préalable, par visualisation sur un écran d'un tube cathodique 19, du support de la grandeur composante dont l'élongation ou module représente la résistivité instantanée du fil 11 à l'état métallurgique invariable et à température variable et du support de la grandeur composante dont l'élongation ou module représente la résistivité de ce fil à température constante et à état métallurgique variable, et de l'angle de déphasage de ces supports.
Pour cet effet on fait varier graduellement la température d'un tronçon déterminé d'un fil métallique il, dans des limites de température qui maintiennent constant ou invariable son état métallurgique, on enregistre à chaque fois les données instantanées de résistivité de ce dernier, avec le dispositif de mesure 18 muni du capteur 1, en les visualisant sur un écran d'un tube cathodique 19 schématiquement illustré dans la figure 3, et on remarque que les images de ces données forment un support ou vecteur V1 qui fait un angle constant alpha avec l'axe des abscisses x'x et dont l'élongation est proportionnelle à la température de ce tronçon de fil.Ensuite on fait varier graduellement l'état métallurgique de ce tronçon de fil 11, on enregistre à une température constante de ce fil à chaque fois les données instantanées de résistivité de ce dernier, avec le dispositif de mesure 18 muni du capteur 1, en les visualisant sur un écran du même tube cathodique 19 (figure 3), et on remarque que les images de ces données forment un support ou vecteur V2 qui est déphasé par rapport au vecteur V1 d'un angle constant phi et dont l'élongation est fonction de l'état métallurgique de ce fil. Quand on change de tronçon de fil 1 1 et on répète les mêmes opérations ci-dessus, on constate que l'angle phi de déphasage entre les deux supports ou vecteurs V1 et V2 reste constant.Sur ces vecteurs V1 et
V2 dont l'angle de déphasage phi est constant on peut obtenir une résultante V (figure 3) en traçant un parallelogramme dont deux côtés consécutifs sont formés par ces vecteurs V1 et V2 et un vecteur V constitué par une diagonale de ce parallelogramme passant par l'origine de ces deux vecteurs V1 et V2.Les données instantanées de résistivité prises sur le fil 11 prises par le capteur 1 qui sont chaque instant la résultante de la résistivité fonction de l'état métallurgique et de la résistivité fonction de la température de ce fil, forment donc ce vecteur V quand elles sont visualisées sur l'écran du tube cathodique 19. I1 en résulte que à chaque instant sur cet écran du tube cathodique 19 on peut séparer ces données instantanées de résistivité en deux grandeurs composantes, illustrées par V1 et V2 déphasés entre eux par un angle constant phi, l'une représentant la résistivité fonction de l'état métallurgique du fil 11 et l'autre représentant la résistivité fonction de la température de ce fil.
V2 dont l'angle de déphasage phi est constant on peut obtenir une résultante V (figure 3) en traçant un parallelogramme dont deux côtés consécutifs sont formés par ces vecteurs V1 et V2 et un vecteur V constitué par une diagonale de ce parallelogramme passant par l'origine de ces deux vecteurs V1 et V2.Les données instantanées de résistivité prises sur le fil 11 prises par le capteur 1 qui sont chaque instant la résultante de la résistivité fonction de l'état métallurgique et de la résistivité fonction de la température de ce fil, forment donc ce vecteur V quand elles sont visualisées sur l'écran du tube cathodique 19. I1 en résulte que à chaque instant sur cet écran du tube cathodique 19 on peut séparer ces données instantanées de résistivité en deux grandeurs composantes, illustrées par V1 et V2 déphasés entre eux par un angle constant phi, l'une représentant la résistivité fonction de l'état métallurgique du fil 11 et l'autre représentant la résistivité fonction de la température de ce fil.
Quand on fait tourner sur l'écran du tube cathodique 17 soit les vecteurs V1 et V2 par rapport aux axes d'abscisses x' x et d'ordonnées y'y soit les axes par rapport aux vecteurs V1 et V2, de manière à faire coEncider dans un premier cas le vecteur V1 avec l'axe des abscisses x'x et dans un deuxième cas le vecteur V2 avec cet axe des abscisses x'x ce qui permet d'éliminer ou de masquer la grandeur correspondante représentée respectivement par ces vecteurs V1 et V2.
Dans le premier cas (figure 4) on remarque que la projection du vecteur V1 sur l'axe des ordonnées y'y est nulle tandis que les projections du vecteur V2 et un vecteur V qui est une résultante des vecteurs V1 et V2, sur le même axe y'y ont une valeur identique, car la droite joignant les sommets des vecteurs V et V2 qui sont des sommets d'un parallelogramme ayant pour diagonale le vecteur V, est parallèle à V1 et perpendiculaire à l'axe y'y. Si après un étalonnage, l'axe y'y est gradué en ohm par unité de longueur, la projection de V ou V2 sur l'axe y'y peut être lue directement en valeur de résistivité. Dans le deuxième cas (figure 5) on remarque que la projection de V2 sur l'axe des ordonnées y'y est nulle tandis que les projections du vecteur V1 et du vecteur V qui est une résultante des vecteurs V1 et V2, sur le même axe y'y, ont une valeur identique car la droite joignant les sommets des vecteurs V et
V1 qui sont des sommets d'un parallelogramme ayant pour diagonale le vecteur V est parallèle à V2 et perpendiculaire à l'axe y'y.
V1 qui sont des sommets d'un parallelogramme ayant pour diagonale le vecteur V est parallèle à V2 et perpendiculaire à l'axe y'y.
Après un réglage préalable identique à celui du premier cas ci
dessus (figure 4), une visualisation sur le tube cathodique 19 des données instantanées de résistivité prises sur l'élément métallique
Il et recueillies à la sortie 15 du pont 12 qui représentent à chaque instant une résultante des grandeurs représentant recpectivement la résistivité de cet élément fonction de la température V1 et celle fonction de son état métallurgique V2, donne l'image d'un vecteur V dont la projection sur l'axe y'y peut être lue directement en unité de résistivité.D'une façon analogue, après un réglage préalable identique à celui du deuxième cas (figure 5), une visualisation sur le tube cathodique 19 des données instantanées de résistivité prises sur l'élément métallique 11 et recueillies à la sortie 15 du pont 12 (figure 2), qui représentent à chaque instant une résultante des grandeurs représentant respectivement la résistivité de cet élément fonction de la température V1 et celle fonction de son état métallurgique V2, donne l'image d'un vecteur V dont la projection sur l'axe y'y peut être lue directement en unité de température.
dessus (figure 4), une visualisation sur le tube cathodique 19 des données instantanées de résistivité prises sur l'élément métallique
Il et recueillies à la sortie 15 du pont 12 qui représentent à chaque instant une résultante des grandeurs représentant recpectivement la résistivité de cet élément fonction de la température V1 et celle fonction de son état métallurgique V2, donne l'image d'un vecteur V dont la projection sur l'axe y'y peut être lue directement en unité de résistivité.D'une façon analogue, après un réglage préalable identique à celui du deuxième cas (figure 5), une visualisation sur le tube cathodique 19 des données instantanées de résistivité prises sur l'élément métallique 11 et recueillies à la sortie 15 du pont 12 (figure 2), qui représentent à chaque instant une résultante des grandeurs représentant respectivement la résistivité de cet élément fonction de la température V1 et celle fonction de son état métallurgique V2, donne l'image d'un vecteur V dont la projection sur l'axe y'y peut être lue directement en unité de température.
Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention non représenté, le système d'axes x'x et y'y est tourné pour réaliser une mise en c & ncidence de l'axe x'x avec successivement le vecteur
V1 et le vecteur V2. Le circuit du dispositif 18 de mesure de température et de résistivité d'un fil métallique 11 comprend dans ce cas en aval de la sortie 15 de son pont de mesure 12 (figure 2), un tube cathodique ou un oscilloscope 19 dont les axes x'x et y'y de l'écran peuvent être tournés autour de leur point d'origine ou déplacés. L'axe y'y est gradué en unités de résistivité etlou de température.
V1 et le vecteur V2. Le circuit du dispositif 18 de mesure de température et de résistivité d'un fil métallique 11 comprend dans ce cas en aval de la sortie 15 de son pont de mesure 12 (figure 2), un tube cathodique ou un oscilloscope 19 dont les axes x'x et y'y de l'écran peuvent être tournés autour de leur point d'origine ou déplacés. L'axe y'y est gradué en unités de résistivité etlou de température.
Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, schématiquement illutré dans la figure 6, deux déphaseurs 20, 21 assurent l'un 20 une mise en coincidence du support ou vecteur V1 avec l'axe x'x par augmentation de l'angle de déphasage alpha (figures 3 et 4) à une valeur de 180 et l'autre 21 une mise en coîncidence du support ou vecteur V2 avec l'axe x'x par augmentation de la somme des angles alpha et phi (figures 3 et 5) à une valeur de 3600. Dans ce cas le circuit du dispositif 18 de mesure de température et de résistivité d'un fil métallique 11 comprend (figure 6) un inverseur 22 disposé en amont du tube cathodique ou oscilloscope 19 et deux déphaseurs 20, 21 montés en parallèle entre la sortie 15 du pont de mesure 12 et l'entrée de cet inverseur 22.
L'inverseur 22 assure par une de ses positions, une liaison de l'entrée du tube cathodique ou oscilloscope 19 avec la sortie du déphaseur 20 lors d'une lecture des valeurs de la résistivité du fil 11, et par une autre de ses positions, une liaison de l'entrée du tube cathodique ou oscilloscope 19 avec la sortie du déphaseur 21 lors d'une lecture de la température du fil 11.
Dans une variante de réalisation illustrée dans la figure 7,
I'inverseur 22 est supprimé et les sorties des deux déphaseurs 20 et 21 sont directement reliées à deux tubes cathodiques ou oscilloscopes 19, 23, la sortie du déphaseur 20 au tube 19 et celle du déphaseur 23 au tube 23.
I'inverseur 22 est supprimé et les sorties des deux déphaseurs 20 et 21 sont directement reliées à deux tubes cathodiques ou oscilloscopes 19, 23, la sortie du déphaseur 20 au tube 19 et celle du déphaseur 23 au tube 23.
Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention schématiquement représenté dans la figure S, les données sous forme de signaux ou états électriques recueillies aux sorties des déphaseurs 20 et 21 sont successivement ou séparément transformées en chiffres codés et affichées en valeur numérique correspondante sur un écran de visualisation. Le dispositif 18 de mesure de température et de résistivité comprend dans ce cas en aval des sorties des déphaseurs 20 et 21, à titre d'exemple un inverseur 22 comme celui de la figure 6, un convertisseur analogique-digital 24 et un écran de visualisation 25. Suivant la position de l'inverseur 22, soit la valeur de résistivité soit la valeur de température du fil Il est affichée sur l'écran de visualisation 25.
Dans une variante de réalisation non représenté l'inverseur 22 est supprimé, et à la sortie de chacun des deux déphaseurs 20 et 21 est monté un ensemble comprenant un convertisseur analogique digital 24 et un écran de visualisation 25. La valeur numérique de résistivité et celle de température du fil 11 sont simultanément affichées mais séparément sur les deux écrans de visualisation 25.
Claims (6)
1. Procédé de mesure séparée ou simultanée de température et de résistivité d'un élément métallique statique ou en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend:
- une prise de données instantanées de résistivité de cet élément (11), qui constituent à chaque instant une résultante (V) de deux grandeurs composantes, I'une (V1) représentant la résistivité de cet élément en fonction de sa température par conséquent la température de cet élément et l'autre (V2) représentant la résistivité de cet élément en fonction de son état métallurgique, donc la résistivité intrisèque de cet élément,
- une opération qui, se basant sur un déphasage à une valeur constante (phi) existant entre ces deux grandeurs composantes, élimine ou masque une première (V1 ou V2) de ces deux grandeur composantes, et rend identiques les projections éventuelles de la deuxième (V2 ou V1) de ces grandeurs composantes et de leur résultante (V) sur un même axe (y'y), et
- une traduction de la projection de cette résultante (V) sur cet axe (y'y) ou de son équivalent en état électrique, en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend dans l'opération éliminant la première des deux grandeurs composantes (V1 > Y2) et rendant identiques les projections sur un même axe, de la deuxième de ces grandeurs et de leur résultante (V) constituée par les données de résistivité de l'élément métallique (11),
- un premier repérage dans un système d'axes perpendiculaires (x'x, y'y) sur un écran d'un tube cathodique ou oscilloscope (19), du support des images des données de résistivité de cet élément (Il) quand son état métallurgique est maintenu constant et sa température est rendue variable autrement dit du support de la grandeur (V1) représentant la résistivité fonction de la température,
- un deuxième repérage dans le même système d'axes sur le même écran de ce tube cathodique ou oscilloscope (19), du support des images des données de résistivité de cet élément (11) prises à température constante quand son état métallurgique est rendu variable autrement dit du support de la grandeur représentant la résistivité fonction de l'état métallurgique,
- un troisième repérage de l'angle constant (phi) de déphasage entre ces supports ou grandeurs (V1, V2) et
- une mise en co2ncidence du premier de ces deux supports ou grandeurs (V1, V2) avec l'axe d'abcisses (x'x), rendant identiques les projections du deuxième de ces supports ou grandeurs (V1, V2) et de la résultante (V) de ces grandeurs (V1, v2), sur l'axe d'ordonnées (y'y), par rotation dê ce système d'axes par rapport à ces grandeurs ou inversement.
3. Dispositif de mesure séparée ou simultanée de température et de résistivité (18) d'un élément métallique (11) mettant en oeuvre le procédé de l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins, un capteur (1) par courant de Foucault de prise de données instantanées de résistivité de cet élément métallique, un déphaseur (20, 21) effectuant une élimination ou un masquage de la première des deux grandeurs composantes (V1, V2) d'une résultante (V) constituée à chaque instant par des données instantanées de résistivité prises par ce capteur (1), et rendant identiques les projections de la deuxième de ces grandeurs composantes et de la résultante (V > de celles-ci sur un même axe (y'y) qui traduisent la valeur de cette grandeur composante, et un moyen assurant par visualisation en valeur numérique affichée ou saisissable par lecture, la traduction de la projection de cette résultante (V) sur cet axe (y'y) ou de son équivalent en état électrique.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un tube cathodique ou oscilloscope (19) assurant une visualisation dans un système d'axes perpendiculaires (x'x, y'y), de la résultante (V) des grandeurs composantes, constitué à chaque instant par des données instantanées de résistivité prises sur l'élément métallique (Il) permettant une saisie par lecture de la valeur de la première ou de la deuxième de ces grandeurs composantes à travers la projection de cette résultante sur l'axe (y'y) gradué en unités de résistivité et/ou de température.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en aval du capteur (1) deux déphaseurs. (20, 21) et un inverseur (22) reliant l'une ou l'autre des sorties de ces déphaseurs à l'entrée du tube cathodique ou oscilloscope (19) de visualisation.
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en aval des déphaseurs (20, 21), au moins, un inverseur (22), un convertisseur analogique digital (24) transformant les états électriques recueillies à la sortie de ces déphaseurs, en chiffres codés, et un écran de visualisation (25) relié à ce convertisseur, affichant ces chiffres codés traduisant la valeur numérique enregistrée.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8310071A FR2548380B1 (fr) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Procede et dispositif de mesure de temperature et de resistivite d'un element metallique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8310071A FR2548380B1 (fr) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Procede et dispositif de mesure de temperature et de resistivite d'un element metallique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2548380A1 true FR2548380A1 (fr) | 1985-01-04 |
| FR2548380B1 FR2548380B1 (fr) | 1985-10-25 |
Family
ID=9289898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8310071A Expired FR2548380B1 (fr) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Procede et dispositif de mesure de temperature et de resistivite d'un element metallique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2548380B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589566A1 (fr) * | 1985-11-06 | 1987-05-07 | Cegedur | Procede de mesure au defile et sans contact de l'epaisseur et de la temperature de feuilles metalliques minces au moyen de courants de foucault |
| CN114577359A (zh) * | 2020-11-18 | 2022-06-03 | 比亚迪股份有限公司 | 测温装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3890567A (en) * | 1971-04-14 | 1975-06-17 | Manfred Knuefelmann | Temperature compensated resistance measuring of an elongated electrical conductor |
-
1983
- 1983-06-17 FR FR8310071A patent/FR2548380B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3890567A (en) * | 1971-04-14 | 1975-06-17 | Manfred Knuefelmann | Temperature compensated resistance measuring of an elongated electrical conductor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CONTROL AND INSTRUMENTATION, vol. 7, no. 3, mars 1975 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589566A1 (fr) * | 1985-11-06 | 1987-05-07 | Cegedur | Procede de mesure au defile et sans contact de l'epaisseur et de la temperature de feuilles metalliques minces au moyen de courants de foucault |
| CN114577359A (zh) * | 2020-11-18 | 2022-06-03 | 比亚迪股份有限公司 | 测温装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2548380B1 (fr) | 1985-10-25 |
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