FR2752294A1

FR2752294A1 - Procede et dispositif de mesure en continu d'epaisseur de revetement isolant

Info

Publication number: FR2752294A1
Application number: FR9610104A
Authority: FR
Inventors: Claude Bonnebat; Samy Branci
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-08-12
Also published as: CA2263347A1; FR2752294B1; US6120833A; WO1998006999A1; JP2000516711A; KR20000029934A; EP0917641A1

Abstract

Au cours de l'application du revêtement sur une bande métallique en défilement, en utilisant des capteurs doubles (1, 3) de mesure de distance sans contact, inductifs d'une part, et optiques ou capacitifs d'autre part, on effectue, avant application, au moins une double mesure de distance sur une zone de bande non encore revêtue, puis, on effectue, après application, au moins une autre double mesure de distance sur approximativement la même zone de bande revêtue, et on déduit l'épaisseur du revêtement appliqué desdites doubles mesures avant application et après application. Application à la mesure d'épaisseur sur des bandes ferromagnétiques, et/ou de revêtements non solidifiés, notamment liquide ou pâteux et à la régulation d'épaisseur dans les installations de revêtement correspondantes.

Description

Procédé et dispositif de mesure en continu d'épaisseur de revêtement
isolant.

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure en continu d'épaisseur de revêtement isolant appliqué sur une bande métallique ferromagnétique en cours de défilement.

La bande métallique à revêtir est notamment une bande d'acier, nu ou revêtu d'une couche métallique, comme une couche de zinc, d'étain, d'aluminium ou d'alliages à base de ces métaux, ou encore déjà revêtu d'une couche isolante, comme une peinture.

Le revêtement isolant à appliquer est par exemple une peinture ou un polymère.

L'application du revêtement isolant peut être réalisée à l'état liquide, par exemple par enduction d'une solution (notamment cas d'une peinture) ou par extrusion (notamment cas d'un polymère).

L'application du revêtement isolant peut également être réalisée à l'état solide, par exemple par projection de poudre ou par placage d'un film polymère.

Une installation de revêtement en continu d'une bande comprend généralement des moyens d'application du revêtement sur la bande, des moyens de défilement en continu de la bande de l'amont vers l'aval de l'installation et des moyens d'ajustement et/ou de régulation de l'épaisseur appliquée.

Dans le cas de peintures, on utilise couramment une tête d'enduction comme moyen d'application sur la bande.

Toujours dans le cas de peintures, I'installation comporte également des moyens de séchage de la peinture, implantés en aval des moyens d'application.

Les moyens de séchage sont considérés comme des moyens de solidification du revêtement.

Ainsi, dans les cas d'application de peinture, la bande métallique traverse les moyens d'application de peinture, en ressort revêtue d'une couche de peinture humide, puis traverse des moyens de séchage du revêtement appliqué et en ressort revêtue d'une couche de peinture sèche.

Pour mesurer sans contact l'épaisseur d'un revêtement isolant appliqué sur un substrat ou une bande métallique, on utilise généralement la rétrodiffusion ou la réflexion sur le revêtement ou sur le substrat d'un rayonnement dont des caractéristiques (par exemple : intensité, phase, fréquence) sont susceptibles d'être modifiées par interaction avec des composants du revêtement (par exemple: liants, solvants, charges, pigments).

Pour mettre en oeuvre ces méthodes de mesure, on utilise notamment des jauges à rétrodiffusion de rayonnement ss, infra-rouge ou visible, à fluorescence X ou à ré-émission photothermique.

Les méthodes basées sur des mesures de transmission de rayonnement sont à l'inverse difficiles à utiliser pour mesurer l'épaisseur d'un revêtement isolant sur un substrat conducteur dans la mesure où l'absorption du rayonnement par le substrat est très supérieure à celle du revêtement.

Un inconvénient majeur de ces jauges ou capteurs à réflexion ou à rétrodiffusion de rayonnement est que le signal de réponse de ces capteurs dépend à la fois de l'épaisseur et de la composition du revêtement, et qu'il est donc nécessaire d'effectuer un étalonnage spécifique à chaque type de revêtement.

Cet étalonnage est particulièrement difficile lorsqu'il s'agit de revêtement à l'état liquide ou pâteux, pour lesquels il est impossible de disposer de références.

Comme moyens de mesure d'épaisseur de revêtement isolant appliqué sur un substrat ou une bande métallique, on connaît également des capteurs inductifs ou capacitifs, utilisables ici parce que le substrat du revêtement (la bande) est métallique, donc électriquement conducteur.

Le fonctionnement des capteurs de type inductif est basé sur la mesure, à distance du substrat, de l'induction magnétique et/ou des courants de Foucault engendrés (également à distance) par un solénoïde du capteur alimenté par un courant électrique alternatif; ces capteurs connus sont adaptés pour déduire de cette mesure, ou "signal inductif", la distance qui sépare le capteur (ou un plan de référence associé au capteur) du substrat métallique.

Lorsqu'on connaît par ailleurs la distance qui sépare le capteur de la surface du revêtement isolant appliqué sur le substrat, on peut alors déduire, par différence, I'épaisseur de ce revêtement (distance mesurée capteursubstrat - distance connue capteur-revêtement).

Cette méthode de mesure inductive se relève cependant inopérante dans de très nombreux cas pratiques, notamment lorsqu'on requiert une précision de l'ordre de la dizaine de micromètres, voire d'un micromètre, pour la mesure d'épaisseur du revêtement, et notamment lorsque le substrat métallique est ferromagnétique et/ou présente une surface hétérogène (cas par exemple des aciers galvanisés ou étamés, des supports chromés).

En effet, lorsque le substrat métallique est ferromagnétique et/ou présente une surface hétérogène, la conductivité électrique et la susceptibilité magnétique fluctuent fortement au niveau de la surface métallique dans la zone de pénétration du rayonnement émis par le capteur (inductif ou à courants de
Foucault), ce qui perturbe considérablement le signal de mesure.

La profondeur de la zone de pénétration du rayonnement émis par le capteur dépend elle-même de la fréquence : c'est le phénomène bien connu "d'effet de peau".

Ainsi, si le substrat est constitué d'un matériau conducteur ferromagnétique revêtu d'une couche métallique non ferromagnétique, qui présente donc un effet de peau très différent, le signal délivré par le capteur pourra être très perturbé selon la gamme de fréquence utilisée.

Ainsi, malgré un étalonnage précis préalable du capteur, I'indication d'épaisseur délivré par le capteur peut fluctuer dans des proportions très importantes sans relation avec l'épaisseur du revêtement isolant.

Indépendamment du problème lié au caractère ferromagnétique du substrat et/ou à ses hétérogénéité de surface, comme moyen de mesure en continu d'épaisseur de revêtement isolant sur un substrat métallique, on connaît des capteurs inductifs dits "à contact" montés sur une roulette à appliquer avec une force constante contre le revêtement de la bande en défilement, c'est à dire à distance nulle du revêtement.

La distance mesurée par le capteur inductif correspond alors exactement à l'épaisseur du revêtement isolant appliqué sur la bande.

L'inconvénient d'un tel capteur inductif à roulette est qu'il nécessite un contact physique avec le revêtement et qu'il n'est donc pas utilisable sur des revêtements non solidifiés, notamment à l'état pâteux ou liquide.

Et même sur des revêtements solidifiés, la roulette du capteur risque de laisser des traces gênantes.

Enfin, un autre inconvénient bien connu des capteurs inductifs est qu'ils présentent généralement de fortes dérives thermiques qui les rendent difficiles à utiliser en ambiance industrielle.

Dans le cadre des moyens de mesure d'épaisseur de revêtement isolant appliqué sur un substrat ou une bande métallique, on a précédemment cité les capteurs capacitifs.

Le fonctionnement des capteurs de type capacitif est basé sur la mesure d'une capacité formée entre une électrode plane du capteur et le substrat métallique, cette capacité étant alimentée par un courant électrique alternatif; ces capteurs connus sont adaptés pour déduire de cette mesure de capacité, ou "signal capacitif", la distance qui sépare le capteur du substrat métallique.

A l'aide de deux capteurs capacitifs positionnés face à face aux deux extrémités des jambages d'un étrier en forme de U, on peut ainsi mesurer en continu l'épaisseur d'une bande métallique défilant entre les jambages de l'étrier et entre les capteurs si la distance J séparant les deux jambages à l'endroit des capteurs est constante: I'épaisseur de la bande vaut: J - distance mesurée par le premier capteur - distance mesurée par le deuxième capteur.

Cette méthode de mesure nécessite d'accéder aux deux faces de la bande en défilement, ce qui n'est pas toujours facilement réalisable en pratique dans des installations de revêtement.

Dans la pratique également, il convient de pouvoir mesurer l'épaisseur de la bande sur des brins différents (en différentes positions sur la largeur de bande), ce qui nécessite de pouvoir déplacer simultanément les deux capteurs sur toute la largeur de bande.

La course de déplacement des capteurs perpendiculairement au défilement de la bande doit donc être au moins égale à la largeur de bande, ce qui impose des étriers à très longs jambages pour lesquels il n'est plus possible d'assurer une distance J stable et constante au niveau des capteurs.

La mesure d'épaisseur de bande est alors entachée de fortes imprécisions.

En dehors de la question de la mesure d'épaisseur de revêtement ellemême, pour réguler en continu l'épaisseur d'un revêtement au cours de son application, on utilise, outre des moyens de mesure d'épaisseur de revêtement, disposés en aval des moyens d'application, un actionneur des moyens d'application adapté pour faire varier l'épaisseur du revêtement en fonction d'un signal de commande et des moyens électroniques d'asservissement dudit actionneur auxdits moyens de mesure en fonction d'un signal de consigne correspondant à une épaisseur prédéterminée de revêtement souhaité.

Lorsque le revêtement est appliqué à l'état liquide, I'installation comporte des moyens de solidification du revêtement en aval des moyens d'application et des moyens classiques de mesure d'épaisseur, qui, lorsqu'ils ne sont efficaces ou facilement utilisables que sur des revêtements solides, doivent être disposés encore en aval des moyens de solidification.

Les moyens de régulation d'épaisseur ne permettent alors pas de réguler l'épaisseur avec un temps de réponse suffisamment court, parce que les moyens de mesure d'épaisseur sont trop éloignés des moyens d'application du revêtement.

L'invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et d'offrir la possibilité de réaliser facilement des mesures continues, économiques, précises et fiables, de l'épaisseur d'un revêtement isolant, même liquide ou pâteux, sur une bande métallique ferromagnétique en cours de défilement, notamment dans une installation de revêtement.

L'invention a donc pour objet un procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique B en défilement, caractérisé en ce que, au cours de l'application du revêtement sur la bande en défilement, en utilisant deux capteurs doubles de mesure de distance sans contact, inductifs d'une part, et optiques ou capacitifs d'autre part, on effectue, avant application, au moins une double mesure de distance sur une zone de bande non encore revêtue à l'aide du premier capteur double, puis, on effectue, après application, au moins une autre double mesure de distance sur approximativement la même zone de bande maintenant revêtue à l'aide du second capteur double, et on déduit l'épaisseur du revêtement appliqué desdites doubles mesures avant application et après application.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique ferromagnétique en défilement, ledit revêtement à appliquer présentant une constante diélectrique relative prédéterminée sappl, caractérisé en ce que, avant application du revêtement, à l'aide de moyens de mesure d'entrée disposés en amont de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.r de la bande rentrante à revêtir et définissant un plan fixe de référence d'entrée P réf r approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB r, on mesure, à un instant t r de mesure d'entrée, d'une part, par effet inductif1 au moins une valeur dind.r. qui correspondrait, si la dite bande n'était pas ferromagnétique, à la distance entre ledit plan de référence P0reTr et la surface ou interface métallique Smét r de la bande qui lui fait facé dans la zone ZB r, et d'autre part, par effet capacitif, au moins une valeur dcap.r. qui correspond ou correspondrait, en l'absence de revêtement isolant préalable sur la bande du côté à revêtir, à la distance entre ledit plan de référence P P réfr et la surface métallique Smét.r de la bande qui lui fait face dans la zone ZB r, et en ce que, après application du revêtement, à l'aide de moyens de mesure de sortie disposés en aval de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.s de la bande sortante revêtue et définissant un plan fixe de référence de sortie P réfs approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.s, on mesure, à un instant ts décalé de l'instant t r d'un intervalle de décalage Td, de la même façon que précédemment au moins une valeur dind.s.

par effet inductif et au moins une valeur dcap.s. par effet capacitif, sur la portion de bande revêtue ZBS, et en ce que, le temps de transit de la bande en défilement entre les moyens de mesure d'entrée et les moyens de mesure de sortie étant égal à T de sorte qu'en choisissant Td &num; Tt les zones ZB.r et ZB.s correspondent approximativement à la même zone ZB de bande avant et après revêtement, on calcule l'épaisseur EB du revêtement déposé sur la zone Z3 par la formule: EB = [#appl/(#appl-1)]x{[dind.s-dcap.s]-[dind.r-dcap.r]}.

L'invention concerne également un procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique ferromagnétique B en défilement caractérisé en ce que, avant application du revêtement, à partir de moyens de mesure d'entrée disposés en amont de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.r de la bande rentrante à revêtir et définissant un plan fixe de référence d'entrée P P réf.r approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.r, on mesure, à un instant tr de mesure d'entrée, d'une part, par effet inductif, au moins une valeur dind.r. qui correspondrait, si la dite bande n'était pas ferromagnétique, à la distance entre ledit plan de référence P0reTr et la surface ou interface métallique Smét @ de la bande qui lui fait face dans la zone
ZB.r, et d'autre part, notamment par un procédé optique, au moins une valeur dopt.r correspondant à la distance entre ledit plan de référence P0reTr et la surface de la bande qui lui fait face dans la zone ZB.r ,et en ce que, après application du revêtement, à partir de moyens de mesure de sortie disposés en aval de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB,s de la bande sortante revêtue et définissant un plan fixe de référence de sortie P réfs approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.s , on mesure, à un instant t5 décalé de l'instant t r d'un intervalle de décalage Td, de la même façon que précédemment au moins une valeur dind.s. par effet inductif et au moins une valeur dopt.s notamment par un procédé optique, sur la portion de bande revêtue ZBS, et en ce que, le temps de transit de la bande en défilement entre les moyens de mesure d'entrée et les moyens de mesure de sortie étant égal à Tt@ de sorte qu'en choisissant Td &num; Tt les zones ZB.r et ZB.s correspondent approximativement à la même zone Z3 de bande avant et après revêtement1 on calcule l'épaisseur E3 du revêtement déposé sur la zone Z3 par la formule: EB = ([dind.s - dopt.s] - [dind.r - dopt.r]}.

Selon d'autres caractéristiques possibles de l'invention:
- les dites mesures dinde, dCapr ou dopt.r @ dind.s et dcap.s ou dopt.s sont effectuées par séries de N mesures successives à un instant médian tr pour les mesures d'entrée et un instant médian ts pour les mesures de sortie, à une cadence de mesure correspondant à une fréquence d'échantillonnage v et/ou selon un temps d'intégration T des mesures dans une série (T = N/v) @ et on calcule l'épaisseur EB du revêtement déposé sur la zone ZB en remplaçant, dans la formule de calcul de E3, les valeurs dind.r @ @ dcap.r ou dopt.r w dind.s et dcap.s ou dopts par ies valeurs moyennes correspondantes dans chaque série de mesure dmd.r r a caper ou dopt.r X d"d 5 et dcap.s ou dopt.s
- Si I Td - Ttl désigne l'écart maximum entre le temps de décalage Td et le temps de transfert Tt, on choisit T, N, v ou | Td - Tt | de manière à satisfaire la relation: # > 10 x |Td-Tt|.

- on choisit x, N, v ou Tt de manière à satisfaire la relation: T < Tt /10.

L'invention a également pour objet un procédé d'application d'un revêtement isolant sur une bande métallique dans lequel on régule l'épaisseur de revêtement appliqué en adaptant l'épaisseur de revêtement appliqué en fonction d'une consigne prédéterminée d'épaisseur et d'une mesure d'épaisseur effectuée selon le procédé précédemment décrit.

Lorsque ledit revêtement est appliqué à l'état liquide ou pâteux puis est solidifié après application, lesdites mesures sont de préférence effectuées avant solidification.

L'invention a enfin pour objet une installation d'application de revêtement isolant sur une bande métallique, du type comportant des moyens d'application du revêtement, des moyens de défilement de bande définissant un chemin de défilement de bande dans ladite installation et un dispositif de mesure en continu de l'épaisseur de revêtement appliqué par les moyens d'application, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte:
- des moyens de mesure définissant un plan fixe de référence, orientables vers une zone de mesure approximativement parallèle audit plan de référence, adaptés pour mesurer en continu, par deux méthodes différentes de mesure de distance dont la première procède par effet inductif, la distance séparant ledit plan de référence d'une surface métallique homogène non ferromagnétique placée dans ladite zone de mesure, lesdits moyens de mesure étant disposés face à un même brin de chemin de défilement de bande d'une part à l'entrée des moyens d'application, où ils définissent un plan fixe de référence d'entrée P réf.r@ sont orientés vers une zone de mesure ZB.r du chemin de défilement et peuvent donc délivrer des mesures dind.r (méthode inductive) et dcap.r OU dopt.r (autre méthode), d'autre part à la sortie des moyens d'application, où ils définissent un plan fixe de référence de sortie P P réf.s@ sont orientés vers une zone de mesure ZB.s du chemin de défilement et peuvent donc délivrer des mesures dind.s (méthode inductive) et dcap.s ou dopt.s (autre méthode),
- et des moyens pour calculer l'épaisseur EB dudit revêtement, appliqué à l'aide des moyens d'application sur une zone Z3 de ladite bande, ladite zone Z3 défilant successivement dans la zone ZB.r à un instant t r à l'entrée puis dans la zone ZB.s à un instant t à la sortie, à partir d'une part d'un premier terme calculé par différence entre dind.r et d ou dopt r, à partir d'autre part d'un deuxième terme calculé par différence entre dindes et dcap5 ou dopes X à partir enfin de la différence entre le deuxième terme et le premier terme, en choisissant un intervalle de décalage Td = ts - tr correspondant approximativement au temps de transfert Tt de la zone de bande Z3 de la zone de mesure ZB.r jusqu'à la zone de mesure ZB.s@
Selon d'autres caractéristiques possibles de l'invention:
- la deuxième méthode de mesure de distance procède par effet capacitif.

- ou la deuxième méthode de mesure de distance procède par triangulation de faisceaux optiques, notamment de faisceau LASER.

- lorsque les moyens d'application sont adaptés pour appliquer un revêtement à l'état liquide ou pâteux et comprennent des moyens de solidification dudit revêtement implantés en aval desdits moyens d'application sur le chemin de défilement, les moyens de mesure de sortie sont positionnés entre lesdits moyens d'application et lesdits moyens de solidification.

- ladite installation comporte également des moyens de régulation de l'épaisseur appliquée par lesdits moyens d'application, adaptés pour agir en continu en fonction de la mesure d'épaisseur de revêtement délivrée par ledit dispositif de mesure d'épaisseur.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures suivantes:
- la figure 1 est une vue de dessus d'une installation de revêtement de bande selon l'invention, présentant l'implantation d'un dispositif de mesure selon l'invention.

- la figure 2 est une vue de côté de l'installation de l'installation de la figure 1, où sont également représentés les moyens de calcul du dispositif de mesure selon l'invention.

- la figure 3 représente, de côté et en coupe, une bande, avant revêtement, défilant sur un rouleau de support face à des moyens de mesure d'entrée dans l'installation de revêtement de la figure 1.

- la figure 4 représente, de côté et en coupe, une bande, après revêtement, défilant sur un rouleau de support face à des moyens de mesure de sortie dans l'installation de revêtement de la figure 1.

Comme représenté aux figures 1 et 2, I'installation de revêtement en continu de bande comprend, de l'amont vers l'aval le long d'un chemin de défilement de bande comportant une succession de rouleaux de support de bande, des moyens de mesure d'entrée 1, des moyens d'application d'un revêtement isolant sur la bande 2, connus en eux-mêmes, et des moyens de mesure de sortie 3 ; cette installation comporte également des moyens de défilement en continu de la bande de l'amont vers l'aval de l'installation et des moyens de calcul 4 de l'épaisseur du revêtement appliqué.

Les moyens de calcul 4 de l'épaisseur du revêtement appliqué sont reliés aux moyens de mesure d'entrée 1 et de mesure de sortie 3 déjà cités, et adaptés pour synchroniser ces moyens et calculer l'épaisseur du revêtement appliqué comme indiqué dans la suite de la description.

Les moyens de mesure d'entrée 1 et les moyens de mesure de sortie 3 sont sensiblement identiques, positionnés et fixés au même niveau dans le sens de la largeur de bande (donc face au même brin de bande) comme représenté à la figure 1, les premiers en amont, les seconds en aval des moyens d'application 2 par rapport au sens de défilement de la bande figuré par des flèches.

Le dispositif de mesure d'épaisseur selon l'invention comprend donc les moyens de mesure 1, 3 et les moyens de calcul 4.

Chaque moyen de mesure 1, 3 comprend un capteur inductif et ici un capteur capacitif qui sont associés à un dispositif électronique d'alimentation et d'acquisition des signaux de ces deux capteurs.

Chaque moyen de mesure 1, 3 forme donc un capteur double.

Les deux capteurs inductifs et capacitifs sont solidaires et présentent une surface sensible orientée vers une même zone du chemin de défilement de bande : ZB.r pour l'entrée et ZB.s pour la sortie.

Cette surface sensible fixe est aussi appelée plan de référence de mesure d'épaisseur: p" P réfr à l'entrée et P" P réfs à la sortie.

Les zones visées par les capteurs (ZB.r et ZB.s ) correspondent de préférence à des rouleaux de support de bande 5, 6 du chemin de défilement, de manière à ce que la distance entre les plans de référence (P0reTr ou P0réf.s) et le dessous de la bande (ou face interne au contact de ces rouleaux) soit sensiblement constante.

Cette disposition est représentée plus en détail aux figures 3 et 4.

On repère la position du dessous de la bande par des plans tangents à ces rouleaux 5, 6 à l'endroit du contact bande-rouleau dans les zones de mesure: Rréf.r à l'entrée pour la zone ZB.P et Rréfs à la sortie pour la zone ZB.s@
Comme représenté aux figures 3 et 4, la distance entre les plans de référence (P réf.r ou P réf.s ) et la face interne de la bande défilant au contact de ces rouleaux s'exprime donc par: distance (P0re'r -Rréf.r) à l'entrée et distance (P réf.s - Rrc'f.s) à la sortie.

Si on appelle R réf.r et R réf.s la position des plans tangents aux rouleaux (toujours dans les zones de mesure) correspondant à leur diamètre nominal, et si on appelle Pr(t) et Ps(t) les excentricités instantanées respectivement du rouleau d'entrée et du rouleau de sortie, on a:
distance (P réf.r -Rréf.r) = distance (P réf.r - R réf.r) - #r (t)
distance (P réf.s -Rréf.s) = distance (P réf.s - R réf.s) - #s (t)
... les distances (P réf.r - R réf.r) et (P réf.s - R réf.s) correspondant à des distances nominales constantes auxquelles ont été fixées les moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3 face aux rouleaux de support de bande correspondants 5 et 6.

Comme les moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3 sont positionnés d'un seul et même côté de la bande, ils sont plus faciles à implanter dans l'installation et sont facilement déplaçables sur toute la largeur de la bande, en fonction du brin de bande sur lequel on souhaite mesurer l'épaisseur de revêtement appliqué.

Le capteur inductif et le dispositif électronique associé des moyens de mesure d'entrée 1 sont adaptés d'une manière connue en elle-même, notamment après étalonnage, pour mesurer une valeur dind.r correspondant à la distance séparant le plan de référence P P réf.r de la surface conductrice ou métallique la plus proche Smét.r passant dans le champ du capteur, face audit plan de référence P P réfr, dans la zone de mesure ZB.r @ dans la cas où la bande rentrante est homogène métallique et paramagnétique (qu'elle soit dotée ou non d'un revêtement isolant).

On a alors dind.r = distance (P réf.r - Smét.r )
L'étalonnage du capteur est effectué d'une manière connue en elle-même et tient compte de la conductivité électrique de la bande et des "effets de peau".

De préférence, la réponse du capteur inductif est linéarisée d'une manière connue en elle-même, de telle sorte que la valeur mesurée dind.r corresponde bien à la distance séparant le plan P0réfr de la surface Smét r sur tout l'intervalle de mesure souhaité.

L'intervalle de mesure du capteur inductif varie en fonction de l'épaisseur des bandes défilant dans l'installation et en fonction de l'excentricité Pr(t) du rouleau 5 de support de bande.

Si la bande rentrant dans le champ du capteur présente un revêtement isolant, le capteur inductif d'entrée mesure la distance séparant le plan de référence Pre'f.r de l'interface métal-revêtement Smét.r au niveau de la zone ZB.r de la bande.

Si la bande rentrante est ferromagnétique, les effets de peau sont exacerbés et les moindres hétérogénités de surface engendrent des perturbations de la valeur mesurée dind.r ; la valeur mesurée dind.r n'est plus qu'une distance "apparente" fluctuant au cours du défilement de la bande sans relation avec la distance réelle séparant Préfr de la surface Smét.r
On a alors: dind.r # distance (P réf.r - Smét.r)
Si la bande rentrante ferromagnétique est revêtue d'une couche métallique paramagnétique de faible épaisseur, comme une couche de zinc ou d'aluminium (ou leurs alliages), ces perturbations sont encore plus fortes.

Ainsi, le capteur inductif engendre et mesure à distance une induction magnétique et/ou des courants de Foucault dans une zone ZB.r. de la bande rentrante, en face de la surface sensible du capteur, et déduit une valeur dind.r de distance apparente.

Le capteur inductif et le dispositif électronique associé des moyens de mesure de sortie 3 sont de la même façon adaptés pour mesurer une distance apparente dind.s séparant le plan de référence correspondant P réfS de la surface conductrice ou métallique la plus proche Smét.s passant dans le champ du capteur, face audit plan de référence P P réf.s @ dans une zo
ZB.s. et la zone de mesure d'entrée ZB.L correspondent à la même zone de bande ZB.

On a alors DB r = DB.s quelle que soit les fluctuations de l'épaisseur de la bande par ailleurs, ou de celle d'un revêtement déjà déposé sur la face interne (qui ferait partie du substrat).

On désigne par DB la valeur commune DB r = DB.s
Alors, si la bande rentrant dans l'installation est une bande paramagnétique homogène, rentrant nue (figure 3) dans l'installation et sortant revêtue (figure 4), les capteurs inductifs mesurent:
- à l'entrée: dind.r = distance (P réf.r - Smét.r) = [distance (P réf.r - Rréf.r) - DB]
- et à la sortie dind.s = distance (P0réf.s - Smét.s) = [distance (P réf.s - Rréf.s) - DB]
Par ailleurs, comme on a (cf. ci-dessus):
- distance (P réf.r - Rréf.r) = distance (P réf.r - R réf.r) - #r (tr)
- distance (P réf.s - Rréf.s) = distance (P réf.s - R réf.s) - #s (ts)
La différence dind.s - dind.r vaut donc:
[distance (P réf.s - R réf.s) - distance (P réf.r - R réf.r)]-[#s (ts) - #r (tr)]
Le premier terme [distance (P0réf.s - R réf.s) - distance (0réf.r - R réf.r) ] conserve une valeur constante, qu'on désigne par F , qui dépend de la fixation des composants dans l'installation (notamment les rouleaux 5, 6 et les moyens de mesure 1, 3).

On a donc alors [dind.s - dind.r] = FO + [Ps (ts) - Pr (tr)]
Dans la même configuration, si la bande rentrant dans l'installation est ferromagnétique, préalablement revêtue ou non d'une couche métallique de nature différente, alors que pourtant la mesure inductive d'entrée dind.r ge distance (P réf.r - Smét.r) et que la mesure inductive de sortie dind.s # distance (P réf.s - Sme't.s) on constate que la différence entre les deux mesures [dind.s - dind.r ] présente la même valeur que précédemment: F + [#s (tS) - Pr (tr)].

On a donc bien également:
[dind.s-dind.r]=[distance (P réf.s - Smét.s)-distance (P réf.r - Smét.r)]
Cette constatation à la base de l'invention provient de ce que les mêmes perturbations dues à la nature de la bande affectent la mesure dind.r et la mesure dind.s; en effet, ces mesures sont effectuées sur la même zone ZB de bande et sont donc affectées par des perturbations de même ampleur qui s'éliminent par soustraction.

Le capteur capacitif et le dispositif électronique associé des moyens de mesure d'entrée 1 sont adaptés d'une manière connue en elle-même pour mesurer une valeur dcap.r correspondant à l'épaisseur d'une lame d'air séparant le plan de référence P réf.r d'une surface métallique conductrice défilant dans la zone de mesure ZB.r.

Si l'on considère que le capteur capacitif est doté d'une électrode plane dans le plan P P réf.r des moyens de mesure d'entrée 1, et que cette électrode ferait face à une surface parallèle métallique et conductrice Smét.r, alors P P réf.r et Smét.r forment les deux électrodes d'un condensateur.

Les moyens électroniques associés au capteur capacitif sont adaptés d'une manière connue en elle-même pour mesurer la capacité C r de ce condensateur et, si P réf.r et Smét.r ne sont séparés que par de l'air, pour déduire, de cette capacité mesurée Cr, une valeur dcap.r correspondant à la distance (P réf.r-Smét.r)
Cette déduction est réalisée par une relation du type:
- Cr = so [Surface des électrodes]/dcap r où s0 est la constante diélectrique absolue de l'air.

Ainsi, dans le cas où on fait défiler devant le capteur, dans la zone ZB.r, une bande conductrice et nue, la mesure dcap.r effectuée par le capteur satisfait la relation dcap.r = distance (P réf.r - Smét.r)
Si, au contraire la bande défilant dans la zone ZB.r est déjà revêtue d'une couche isolante, dcap.r # distance (P réf.r - Smét.r)
En effet, si cette couche isolante présente une constante diélectrique relative #1 et une épaisseur E1, le condensateur Cr mesuré par le capteur est formé de la superposition de deux couches:
- une couche diélectrique #1 d'épaisseur E1 correspondant à une capacité Ciel
- et une couche d'air d'épaisseur = [distance (P réf.r-Smét.r)-E1] correspondant à une capacité Cair.

On a alors la relation: 1/Cr = 1/Cdiél + Cair, de laquelle on déduit:
-dcap.r = [distance (P réf.r-Smét.r)-E1]+E1/#1
On remarque que si el > > 1, on a dcap.r &num; [distance (P réf.r-Smét.r) - E1], ce qui signifie que le capteur capacitif "voit" comme précédemment la surface de la bande (qui est ici isolante).

Le capteur capacitif et le dispositif électronique associé des moyens de mesure de sortie 3 sont de la même façon adaptés pour déduire de la même façon une valeur mesurée dcap.s à partir de la mesure d'une capacité C5.

On va maintenant décrire le fonctionnement de l'installation de revêtement et comment l'on peut mesurer en continu l'épaisseur EB de revêtement appliqué sur une zone ZB de bande immédiatement à sa sortie des moyens d'application 2.

Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, on fait défiler une bande métallique B ferromagnétique, notamment une bande d'acier, revêtue ou non d'une couche métallique paramagnétique, comme une couche de zinc, d'aluminium ou de leurs alliages, dans l'installation pour lui appliquer une couche isolante.

On suppose connue la constante diélectrique #appl de la couche appliquée par les moyens d'application 2.

Si l'on suppose comme précédemment que l'instant de mesure de sortie ts est décalé par rapport à l'instant de mesure d'entrée t r d'un intervalle de décalage Td correspondant exactement au temps de transit Tt de la bande dans l'installation, la zone de mesure de sortie ZB.s. et la zone de mesure d'entrée ZB.r. correspondent à la même zone de bande "mesurée" ZB.

Selon l'invention, on déduit alors EB de la relation:
EB =[#appl/(#appl-1)X{[dind.s - dcap.s] - [dind.r - dcap.r]}
Où dind.r et dCapr sont les valeurs mesurées fournies par les moyens de mesure d'entrée 1 et dind.s et dcap.s sont les valeurs mesurées fournies par les moyens de mesure de sortie 3.

Cette relation donnant EB se vérifie de la manière suivante:
On transforme la relation ci-dessus en:
EB =[#appl/(#appl-1)]X{[dind.s - dind.r] - [dcap.s - dcap.r]}
On s'intéresse d'abord au premier terme: [dind.s - dind.r]
Puisque la zone de mesure de sortie ZB.s et la zone de mesure d'entrée
ZB.r correspondent à la même zone de bande ZB, on a, comme indiqué précédemment:
[dind.s - dind.r] = [distance (P réf.s - Smét.s) - distance (P0re'f.r - Sme'tr)]
On s'intéresse ensuite au deuxième terme: [dcap.s - dcap.r]
Puisque la bande rentrant dans l'installation ne présente pas de revêtement isolant, on a dcap.r = distance (P réf.r-smét.r).

Puisque la bande sortant de l'installation est dotée d'un revêtement isolant dont on recherche l'épaisseur EB, on a:
dcap.s = [distance (P réf.s-Smét.s) - EB] + EB/#appl
Alors, la différence [dcap,s doep.r] vaut alors:
[distance(P réf.s-Smét.s)-distance(P réf.r-Smét.r)] - EB x [(#appl-1)/#appl]
En reprenant le premier et le deuxième termes de la relation, on a:
{[dind.s - dind.r] - [dcap.s - dcap.r]} = EB x [(#appl-1 )/#appl],
ce ce qui vérifie la relation ci-dessus exprimant EB.

Les moyens de calcul 4 de l'épaisseur de revêtement appliqué sont adaptés pour calculer EB selon cette relation.

Avantageusement, on constate qu'on s'affranchit complètement des perturbations des capteurs inductifs dues au caractère ferromagnétique de la bande et/ou à ses hétérogénéités de surface, notamment celles qu'apportent une couche métallique paramagnétique.

De la même façon, on s'affranchit des problèmes de dérive thermique que posent généralement les capteurs inductifs.

Avantageusement, on constate qu'on s'affranchit complètement des excentricités Ps et p5 de chaque rouleau de support de bande au niveau des moyens de mesure d'entrée et des moyens de mesure de sortie, quelle que soit l'importance de ces excentricités.

Dans un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, si la bande métallique ferromagnétique à revêtir est déjà revêtue d'une couche isolante, la mesure EB est effectuée de la même manière, à partir de la même relation et des mêmes mesures.

Soit Ei l'épaisseur et si la constante diélectrique cette couche isolante de revêtement préalable.

Puisque la bande rentrant dans l'installation présente déjà un revêtement isolant, on a - cf. ci-dessus: dcap.r = [distance (P réf.s~Smét.s) - Ei ] + Ei/#i
Puisque la bande sortant de l'installation est dotée d'un second revêtement isolant dont on recherche l'épaisseur EB, on peut démontrer la relation suivante:
dcap.s = [distance (P réf.s-Smét.s) - Ei- EB] + Ei/#i+ EB/#appl
La différence [dcap.s -dcap.r] s'exprimant alors comme précédemment, on a toujours : [dcap.s 'dcap.r] = [dind.s - djnd.rJ EB X [(#appl-1)/#appl], et la relation exprimant EB est inchangée.

Avantageusement, on constate donc qu'on peut mesurer l'épaisseur de revêtement appliqué dans les moyens d'application 2 même si la bande rentrante est déjà revêtue d'une couche isolante, et même sans connaître les caractéristiques de cette couche isolante.

Selon une variante de l'invention, les moyens de mesure d'entrée et de sortie comportent des capteurs optiques au lieu de capteurs capacitifs.

Ces capteurs optiques sont adaptés pour mesurer la distance séparant les plans de référence P P rér et P P réf.s de la surface de la bande respectivement dans les zones de mesure ZB.r et ZB.s
Ces capteurs optiques sont connus en eux-mêmes et ne seront pas décrits ici en détail ; il s'agit par exemple de capteurs fonctionnant par triangulation de faisceaux LASER orientés et réfléchis sur la surface de la bande dans les zones de mesure.

Cette variante peut être utilisée quand la surface de la bande est suffisamment réfléchissante à l'entrée comme à la sortie de l'installation.

Dans le cas, I'épaisseur du revêtement déposé sur une zone de bande ZB s'exprime plus simplement : EB = ([dind.s - dopt.s] - [dind.r - dopt.r]}î donc sans le facteur correctif [eapp/(eappl-1)] propre aux capteurs capacitifs et où dopt.r et dopt.5 sont les mesures de distance délivrées respectivement par le capteur optique d'entrée et le capteur optique de sortie.

Comme on le voit, à ce stade encore incomplet de la description, la mise en oeuvre de l'invention suppose que l'on puisse décaler en permanence l'instant t5 de mesures de sortie par rapport à l'instant tu de mesures d'entrée d'un intervalle de décalage de mesure Td= ts - tr correspondant exactement au temps de transit Tt de la bande dans l'installation, entre les moyens de mesure d'entrée 1 et les moyens de mesure de sortie 3.

Si la bande défile dans l'installation à la vitesse VB , Si la longueur de cheminement de la bande entre les moyens de mesure d'entrée et les moyens de mesure de sortie est Lt, ou longueur de transit1 le temps de transit Tt de la bande dans l'installation vaut LtNB .

En pratique, pour une fréquence de mesure de 400 Hz, pour une vitesse de bande de 1 m/s par exemple, la distance séparant deux zones de mesure successives sur la bande sera de (1/400) m, soit 2,5 mm.

Ainsi, si la zone de mesure s'étale sur 2 à 3 mm, I'ensemble de la surface d'un brin de bande est bien explorée tout le long de la bande en défilement par le dispositif de mesure d'épaisseur selon l'invention.

Mais pour avoir correspondance stricte d'une zone de mesure de sortie
ZB,s. à une zone de mesure d'entrée ZB r, la longueur de transit Lt doit être connue avec une précision de l'ordre du millimètre (ce qui signifie moins de 0,1% d'erreur sur la vitesse), ce qui n'est pas réalisable en pratique.

En effet, la longueur de transit Lt est telle que de simples variations de tension de la bande peuvent faire varier cette longueur de beaucoup plus qu'un millimètre !
Si l'on procède avec un intervalle de décalage Td constant, de faibles variations de vitesse VB de défilement de bande suffisent à ne plus mettre en coïncidence sur une même zone ZB de bande les zones de mesure d'entrée
ZB.r et de sortie ZB.s.

En pratique et toujours selon l'invention, on procède alors par séries de mesures: des séries de N mesures dind.r et dcap.r à l'entrée à un instant médian t r et des séries de N mesures dind.s et d cap.s à à la sortie à un instant médian t5, et on calcule EB comme précédemment en remplaçant successivement dind.r dcap.r @ dind.s et dcap.s par les valeurs des moyennes des séries correspondantes
d ind.r' dcap.r @ dind.s et d dans l'expression de EB.

Selon l'invention, on a alors:
EB(t) = [#appl/(#appl-1)]X{[dind.s - dcap.s] (mesuré à ts) - [dind.r - dcap.r](mesuré à tr)}
Cette adaptation du procédé est transposable au cas où les capteurs capacitifs sont remplacés par des capteurs optiques.

L'instant t correspond à l'instant médian de revêtement par les moyens d'application 2 du revêtement sur une zone de bande ZB.

La zone ZB.regroupant alors tous les points de mesure d'une même série s'étend alors sur un segment de brin de bande.

Sachant que l'instant t r correspond au moment médian de passage du segment de brin de bande ZB dans les moyens de mesure d'entrée 1, L'instant t se déduit de t r en fonction du temps de transit Ta d'un segment de brin de bande ZB entre les moyens de mesure d'entrée 1 et le revêtement dudit brin ZB dans les moyens d'application 2: : on a donc t &num; t r + Ta.

Toujours selon l'invention, on décale l'instant médian t5 de la série de mesures de sortie [dmd.s, dcap.s] par rapport à l'instant médian t r de la série de mesures d'entrée [dind.r @ dcap.r] d'un intervalle de décalage de mesure Td = ts - tr choisi aussi proche que possible de la valeur Tt du temps de transit de la bande entre les moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3 (donc Td &num; Tt ).

Si # désigne le temps d'intégration de chaque série de mesures, c'est à dire la durée sur laquelle on effectue une moyenne pour une série de N mesures, on choisit de préférence # > 10 x ITd - Tt 1. I Td - Tt désignant l'écart maximum entre Td et Tt @ qui résulte par exemple de l'instabilité de la vitesse de bande VB OU de fluctuations de la longueur de transit Lt.

Ainsi, chaque calcul d'épaisseur de revêtement EB(t) incorpore alors, parmi les N mesures de chaque série, au maximum Ne mesures de sortie dind r et dcap.r qui ne correspondent pas à des mesures d'entrée dind s et dcap.s sur le même segment de brin de bande ZB.

Ne s'exprime alors selon la relation: Ne = I Td - Tt I x N/#.

La condition T > 10 x |Td - Tt I s'exprime alors Ne/N < 1/10, ce qui signifie qu'on tolère que 10% des mesures, dans une série de mesures de sortie effectuées à l'instant t5 et dans une série de mesure d'entrée effectuées à l'instant tr, ne se correspondent pas (c'est à dire ne correspondent pas à la même zone de bande ou au même segment de brin de bande).

Par exemple, pour un temps de décalage constant Td= 2 secondes, un temps de transit Tt de environ 2 secondes (cas où Lt &num; 2 m, VB &num; I m/s), et si les fluctuations maximum relatives de la vitesse de bande VB OU de la longueur de transit Lt valent 0,5 %, on a au maximum :| Td - Tt I = Tt x 0,5% = 0,01 s et la condition sur T s'exprime alors: T > 10 x 0,01 s , c'est à dire T > 0,1 s.

Par ailleurs, pour éviter un temps de réponse trop long, il importe que le temps d'intégration T ne représente qu'une fraction du temps de transit Tt de la bande entre les moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3.

De préférence, on choisit # < Tt 110.

En pratique, on choisit # tel que Tt /100 < T < Tt 110, ce qui signifie qu'on fait généralement entre 10 et 100 séries de mesure pendant le temps de transit Tt.

Cette condition peut s'exprimer d'une autre façon équivalente: si v est la fréquence de mesure ou fréquence d'échantillonnage des moyens de mesure 1, 3 (on a donc T = N/v), si Tt est le temps de transit de la bande entre les moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3, on choisit de préférence le nombre
N de mesures dans chaque série [dind.r d,,prJ ou [dind.s @ dcap.s] selon la relation v. Tt/100 < N < v. Tt/10.

Les capteurs des moyens d'entrée et de sortie présentent de préférence des temps de réponse inférieurs à l'inverse de la fréquence de mesure ou fréquence d'échantillonnage v: par exemple pour une fréquence de mesure v = 400 Hz, les temps de réponse seront de préférence inférieurs à 0,25.10-2 s.

Ainsi, si le nombre N de mesures dans chaque série vaut 40, si la bande défile dans l'installation à la vitesse VB = 1 m/s, et si la fréquence d'échantillonnage v vaut 400 Hz, la zone de bande ZB ou le segment de brin de bande sur laquelle on effectue selon l'invention un calcul d'épaisseur moyenne de revêtement EB(t) présente une longueur de 40 / 400 Hz x 1 m/s = 10 cm (dans la direction de défilement).

Le choix préférentiel du temps d'intégration T selon la relation Tt /100 < T < Tt /10, où le temps de transit Tt vaut Lt/VB soit 2 secondes (pour VB = 1 m/s et Lt = 2 m) ,donne alors : 0,02 S < T < 0,2 s.

Le choix préférentiel de N selon la relation (v. Tt/100 < N < v . Tt /10} s'exprime alors : (v . Lt)/(100. VB ) < N < (v . Lt)/(10. VB ) , ce qui, avec les mêmes données que précédemment pour v et VB et une longueur de transit
Lt=2 m , donne 8 < N c 80.

D'une manière connue en ellemême, les moyens de calcul 4 connectés aux moyens de mesure d'entrée 1 et de sortie 3 sont adaptés pour piloter (et décaler) les séries de mesures, pour effectuer le calcul des moyennes par série de mesures, voire même le calcul des variances (et écart type) et pour en déduire l'épaisseur du revêtement appliqué par les moyens d'application 2 à l'instant t, par la relation ci dessus exprimant EB(t) selon l'invention.

Selon une variante de l'invention, on peut faire varier le temps de décalage Td pour qu'il demeure le plus proche possible du temps de transit Tt, ce qui permet d'améliorer la précision de calcul de l'épaisseur EB.

L'invention permet ainsi d'obtenir facilement une mesure continue, précise et fiable de l'épaisseur d'un revêtement isolant appliqué en continu sur une bande métallique ferromagnétique.

Le dispositif selon l'invention reste beaucoup plus économique que d'autres dispositifs de mesure d'épaisseur en ligne, par exemple basés sur l'absorption infra-rouge, la fluorescence X ou la rétrodiffusion P .

Le procédé selon l'invention reste simple à mettre en oeuvre, notamment grâce au traitement des mesures locales d'épaisseur par séries, qui évite une contrainte trop forte au niveau de la synchronisation des moyens de mesure d'entrée et des moyens de mesure de sortie.

L'invention s'applique à tous les types de bandes ferromagnétiques, quels que soient leurs revêtements préalables, métalliques non ferromagnétiques ou isolants.

Dans le cas de l'utilisation de capteurs capacitifs, I'invention permet de mesurer l'épaisseur d'un revêtement au cours de son application à condition de connaître la valeur de sa constante diélectrique sappl (à l'endroit de la mesure de sortie) et la précision de la mesure de l'épaisseur est d'autant plus grande que cette constante diélectrique est supérieure à 1.

A titre indicatif, dans le cas de revêtements appliqués à l'état liquide, la valeur de cette constante diélectrique est élevée pour les milieux aqueux (eapp = 80), de l'ordre de 4 pour des peintures liquides de type dispersion (les "organosols" ou "plastisol" comme de polychlorure de vinyle), comprise entre 6 et 10 pour des peintures liquides de type solution (tel que les peintures polyester).

Le dispositif selon l'invention permet de mesurer des épaisseurs de revêtements au moins dans une gamme 1 à 200 ptm et, pour des constantes diélectriques comprises entre 4 et 10, permet d'atteindre une précision de l'ordre de 1 pm sur l'épaisseur du revêtement appliqué.

Avantageusement, le principe de la mesure d'épaisseur (par différence) permet de s'affranchir des dérives thermiques éventuelles des capteurs inductifs (qui se compensent entre l'entrée et la sortie).

L'étalonnage du dispositif selon l'invention est facile à réaliser et ne nécessite de connaître aucune donnée particulière sur le substrat ou la bande à revêtir (par exemple: épaisseur, présence préalable ou non d'un revêtement isolant).

Les moyens de mesure 1,3 prenant place d'une seul et même côté de la bande, sont faciles à installer, même au plus près des moyens d'application 2, même sur un dispositif qui permet de les déplacer sur toute la largeur de bande, tout en conservant toujours la même précision de mesure.

Ce dispositif de mesure d'épaisseur selon l'invention fonctionne en continu, pendant l'application du revêtement.

Le temps de réponse Trép. de ce dispositif vaut ici : Trép. &num; Tb + T, OÙ Sc T est le temps d'intégration et Tb est le temps de transit de la bande entre les moyens d'application 2 et les moyens de mesure de sortie (on a Tt = tua + Tub).

Pour raccourcir le temps de réponse, il existe donc deux possibilités:
- soit diminuer le temps d'intégration T (tout en vérifiant de préférence les conditions déjà énoncées sur T );
- soit raccourcir le temps Tb, c'est à dire placer les moyens de mesure de sortie 3 le plus près possible des moyens d'application 2.

Le placement des moyens de mesure de sortie 3 à proximité immédiate des moyens d'application 2 est ici possible, même si le revêtement appliqué est encore liquide ou non solidifié en sortie des moyens d'application 2.

Cette possibilité est offerte ici, notamment parce que les moyens de mesure de sortie 3 procèdent sans contact avec la bande B en défilement.

Avantageusement, I'invention permet donc de mesurer l'épaisseur d'un revêtement encore à l'état liquide ou pâteux.

Selon une variante avantageuse de l'invention, dans le cas d'un revêtement appliqué à l'état liquide et de moyens de mesure 1, 3 comprenant des capteurs capacitifs, I'installation de revêtement comporte également, outre des moyens pour alimenter les moyens d'application 2 en liquide ou en pâte de revêtement, des moyens pour mesurer automatiquement et en continu la constante diélectrique sappl du liquide ou de la pâte avant son application sur la bande.

A titre non limitatif d'exemple de réalisation de mise en oeuvre de cette variante, I'installation comporte alors une sonde capacitive coaxiale montée sur le circuit d'alimentation des moyens d'application au travers de laquelle circule le liquide ou la pâte de revêtement et un dispositif électronique adapté pour mesurer en continu la constante diélectrique sappl du produit circulant dans la sonde.

Ce dispositif électronique associé à la sonde est, dans ce cas, relié aux moyens de calcul 4 de façon à ce que la valeur mesurée sappl(t) soit prise en compte pour le calcul de l'épaisseur de revêtement appliqué EB(t).

Ainsi, comme le calcul d'épaisseur de revêtement appliqué prend en compte la valeur instantanée de la constante diélectrique Eappl du produit appliqué, le dispositif de mesure selon l'invention n'est pas perturbé par des fluctuations de composition de produit appliqué.

Ainsi, un avantage essentiel de l'invention est d'offrir un dispositif et un procédé de mesure d'épaisseur en continu à réponse rapide, même dans le cas d'application de revêtement à l'état liquide ou pâteux.

Dans le cas d'application de revêtement à l'état liquide ou pâteux, les moyens d'application 2 comportent par exemple une tête d'extrusion en polymère fondu, ou une tête d'enduction en peinture ou en laque.

Avantageusement, le dispositif et le procédé selon l'invention peuvent être utilisés pour le pilotage des moyens d'application 2: I'installation comporte alors un actionneur adapté pour faire varier l'épaisseur de revêtement appliqué et un régulateur d'épaisseur ; I'actionneur, le régulateur et le dispositif selon l'invention forment alors une boucle fermée adaptée pour régler l'épaisseur de revêtement appliqué à un niveau prédéterminé.

Dans cette configuration, la rapidité de réponse /T (trop court) est un élément déterminant dans la performance de l'installation.

Dans le cas d'application de revêtement à l'état liquide ou pâteux, après l'application-même du revêtement dans les moyens d'application 2, on solidifie le revêtement appliqué.

L'installation de revêtement comporte alors, en aval des moyens d'application, des moyens de solidification du revêtement appliqué.

Les moyens de solidification du revêtement appliqué sont adaptés à la nature du revêtement et au procédé d'application sur la bande ; il s'agit par exemple de moyens de séchage dans la cas de l'application d'une peinture liquide, ou de moyens de cuisso la qualité du revêtement appliqué, notamment au niveau de la régularité de l'épaisseur.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique B en défilement, caractérisé en ce que, au cours de l'application du revêtement sur la bande en défilement, en utilisant deux capteurs doubles de mesure de distance sans contact (1, 3), inductifs d'une part, et optiques ou capacitifs d'autre part, on effectue, avant application, au moins une double mesure de distance sur une zone de bande non encore revêtue à l'aide du premier capteur double (1), puis, on effectue, après application, au moins une autre double mesure de distance sur approximativement la même zone de bande maintenant revêtue à l'aide du second capteur double (3), et on déduit l'épaisseur du revêtement appliqué desdites doubles mesures avant application et après application.

2.- Procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique ferromagnétique B en défilement, ledit revêtement à appliquer présentant une constante diélectrique relative prédéterminée sappl, caractérisé en ce que, avant application du revêtement, à l'aide de moyens de mesure d'entrée (1) disposés en amont de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.r de la bande rentrante à revêtir et définissant un plan fixe de référence d'entrée P P réf.r approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.r, on mesure, à un instant t r de mesure d'entrée, d'une part, par effet inductif1 au moins une valeur dind.r. qui correspondrait, si la dite bande n'était pas ferromagnétique, à la distance entre ledit plan de référence P0rcTr et la surface ou interface métallique Smét, de la bande qui lui fait face dans la zone

ZB.r, et d'autre part, par effet capacitif, au moins une valeur dcap.r. qui correspond ou correspondrait, en l'absence de revêtement isolant préalable sur la bande du côté à revêtir, à la distance entre ledit plan de référence P P réf.r et la surface métallique Smét.r de la bande qui lui fait face dans la zone ZB r. et en ce que, après application du revêtement, à l'aide de moyens de mesure de sortie (3) disposés en aval de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.s de la bande sortante revêtue et définissant un plan fixe de référence de sortie P réfs approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.s, on mesure, à un instant t5 décalé de l'instant t r d'un intervalle de décalage Td, de la même façon que précédemment au moins une valeur dind.s.

ZB par la formule: EB = [#appl/(#appl-1 )]x{[dind.s - dcap.sj - [dind.r - dcap.rJ}.

ZB.s correspondent approximativement à la même zone ZB de bande avant et après revêtement, on calcule l'épaisseur EB du revêtement déposé sur la zone

par effet inductif et au moins une valeur drap s par effet capacitif, sur la portion de bande revêtue ZBS, et en ce que, le temps de transit de la bande en défilement entre les moyens de mesure d'entrée (1) et les moyens de mesure de sortie (3) étant égal à T t, de sorte qu'en choisissant Td &num; Tt les zones ZB.r et

3.- Procédé de mesure en continu et sans contact de l'épaisseur d'un revêtement isolant au cours de son application sur une bande métallique ferromagnétique B en défilement caractérisé en ce que, avant application du revêtement, à partir de moyens de mesure d'entrée (1) disposés en amont de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure Za.r de la bande rentrante à revêtir et définissant un plan fixe de référence d'entrée P réf.r approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB.r @ on mesure, à un instant t r de mesure d'entrée, d'une part, par effet inductif, au moins une valeur dind.r. qui correspondrait, si la dite bande n'était pas ferromagnétique, à la distance entre ledit plan de référence P réf.r et la surface ou interface métallique Smét.r de la bande qui lui fait face dans la zone ZB.r, et d'autre part, notamment par un procédé optique, au moins une valeur dopt.r. correspondant à la distance entre ledit plan de référence P rdfr et la surface de la bande qui lui fait face dans la zone ZB.r ,et en ce que, après application du revêtement, à partir de moyens de mesure de sortie (3) disposés en aval de l'application du revêtement, orientés vers une zone de mesure ZB.s de la bande sortante revêtue et définissant un plan fixe de référence de sortie P0réf.s approximativement parallèle à ladite bande dans la zone ZB s, on mesure, à un instant t5 décalé de l'instant t r d'un intervalle de décalage Td, de la même façon que précédemment au moins une valeur dind. par effet inductif et au moins une valeur dopt.s. notamment par un procédé optique, sur la portion de bande revêtue ZB S, et en ce que, le temps de transit de la bande en défilement entre les moyens de mesure d'entrée (1) et les moyens de mesure de sortie (3) étant égal à Tt, de sorte qu'en choisissant Td &num; Tt les zones ZB.r et ZB.s correspondent approximativement à la même zone ZB de bande avant et après revêtement, on calcule l'épaisseur EB du revêtement déposé sur la zone ZB par la formule: EB = ([dind.s - dopt.s] - [dind.r - dopt.r3}

4.- Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que les mesures dopt et dopt.s sont effectuées par triangulation de faisceaux lumineux, notamment d'un faisceau LASER.

5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les dites mesures dind.r, dcap.r ou dopt.r @ dind.s et dcap.s ou dopt.s sont effectuées par séries de N mesures successives à un instant médian tr pour les mesures d'entrée et un instant médian t5 pour les mesures de sortie, à une cadence de mesure correspondant à une fréquence d'échantillonnage v et/ou selon un temps d'intégration # des mesures dans une série ( = N/v), et en ce qu'on calcule l'épaisseur EB du revêtement déposé sur la zone ZB en remplaçant, dans la formule de calcul de EB, les valeurs dind.r, @ dcap.r ou dopt.r @ dind.s et drap s ou dopt.s par les valeurs moyennes correspondantes dans chaque série de mesure dind.r @ dcap.r ou dopt.r @ dind.s et dcap.s ou dopt.s.

6.- Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que, si | Td - Tt i désigne l'écart maximum entre le temps de décalage Td et le temps de transfert T t, on choisit T, N, v ou | Td - Tt | de manière à satisfaire la relation: T > 10x gTd-Tt

7. Procédé selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce qu'on choisit x,

N, v ou Tt de manière à satisfaire la relation : T < Tt Il .

8.- Procédé d'application d'un revêtement isolant sur une bande métallique dans lequel on régule l'épaisseur de revêtement appliqué en adaptant l'épaisseur de revêtement appliqué en fonction d'une consigne prédéterminée d'épaisseur et d'une mesure d'épaisseur appliquée, caractérisé en ce que ladite mesure d'épaisseur est réalisée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

9.- Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que, lorsque ledit revêtement est appliqué à l'état liquide ou pâteux puis est solidifié après application, lesdites mesures effectuées après application sont effectuées avant solidification.

10.- Installation d'application de revêtement isolant sur une bande métallique, du type comportant des moyens d'application du revêtement (2), des moyens de défilement de bande définissant un chemin de défilement de bande dans ladite installation et un dispositif de mesure en continu de l'épaisseur de revêtement appliqué par les moyens d'application, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte:

- des moyens de mesure (1, 3) définissant un plan fixe de référence orientables vers une zone de mesure approximativement parallèle audit plan de référence, adaptés pour mesurer en continu, par deux méthodes différentes de mesure de distance dont la première procède par effet inductif, la distance séparant ledit plan de référence d'une surface métallique homogène -non ferromagnétique placée dans ladite zone de mesure, lesdits moyens de mesure (1, 3) étant disposés face à un même brin de chemin de défilement de bande d'une part à l'entrée des moyens d'application, où ils définissent un plan fixe de référence d'entrée P réfr, sont orientés vers une zone de mesure ZB.r du chemin de défilement et peuvent donc délivrer des mesures dind.r (méthode inductive) et dcap.r ou dopt.r (autre méthode), d'autre part à la sortie des moyens d'application, où ils définissent un plan fixe de référence de sortie P réfSX sont orientés vers une zone de mesure ZB.s du chemin de défilement et peuvent donc délivrer des mesures dind.s (méthode inductive) et dcap.s ou dopt.5 (autre méthode),

- et des moyens (4) pour calculer l'épaisseur EB dudit revêtement, appliqué à l'aide des moyens d'application (2) sur une zone ZB de ladite bande ladite zone ZB défilant successivement dans la zone ZB.r à un instant tr à l'entrée puis dans la zone ZB.s à un instant t5 à la sortie, à partir d'une part d'un premier terme calculé par différence entre dind.r et dcap.r ou dopt.r @ à partir d'autre part d'un deuxième terme calculé par différence entre dind s et cap s ou dopt.s à partir enfin de la différence entre le deuxième terme et le premier terme, en choisissant un intervalle de décalage Td = ts - t r correspondant approximativement au temps de transfert Tt de la zone de bande ZB de la zone de mesure ZB.r jusqu'à la zone de mesure ZB.s.

11.- Installation selon la revendication 10 caractérisée en ce que la deuxième méthode de mesure de distance procède par effet capacitif.

12.- Installation selon la revendication 10 caractérisée en ce que la deuxième méthode de mesure de distance procède par triangulation de faisceaux optiques, notamment de faisceau LASER.

13.- Installation de revêtement selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, où les moyens d'application (2) sont adaptés pour appliquer un revêtement à l'état liquide ou pâteux, comprenant des moyens de solidification dudit revêtement implantés en aval desdits moyens d'application (2) sur le chemin de défilement, caractérisée en ce que les moyens de mesure de sortie (3) sont positionnés entre lesdits moyens d'application (2) et lesdits moyens de solidification.

14.- Installation de revêtement selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de régulation de l'épaisseur appliquée par lesdits moyens d'application (2) adaptés pour agir en continu en fonction de la mesure d'épaisseur de revêtement délivrée par ledit dispositif de mesure d'épaisseur.