DISPOSITIF DE MESURE DE LONGUEUR DE CABLES DEVICE FOR MEASURING THE LENGTH OF CABLES
Objet de l'invention [0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de longueur de câbles, en particulier les câbles de chalutiers en cours de pêche. [0002] L'invention se rapporte également au procédé de mise en oeuvre du dispositif. OBJECT OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a device for measuring the length of cables, in particular the cables of trawlers during fishing. The invention also relates to the method of implementation of the device.
Arrière-plan technologique et état de la technique [0003] Le chalut est un filet remorqué par un chalutier, ayant une forme caractéristique en entonnoir fermé par une poche à l'arrière (appelé cul du chalut), prolongé à l'avant par des ailes pour en élargir la portée et muni dans les modèles courants de deux panneaux divergents, qui par effet de plaque, permettent l'ouverture du chalut. Il peut être tracté par un seul ou par deux navires. Le chalut est traîné par des câbles métalliques appelés funes , reliés respectivement à un treuil à bâbord et à un treuil à tribord. Pour déterminer la longueur des funes en sortie de treuil sur un chalutier de pêche, il est connu de disposer à intervalles réguliers des marques visuelles sur les funes, par exemple sous la forme de surépaisseurs locales 2 du câble 1, qui seront observées et comptées par l'homme d'équipage se trouvant au treuil (figure 1). Ainsi, pour faciliter le comptage, on peut avoir par exemple, respectivement une marque à 25 m, deux marques à 50 m, trois marques à 75 m et puis recommencer avec une marque à 100 m, et ainsi de suite. L'homme d'équipage détermine la longueur de câble dévidée par multiplication du nombre de marques comptées et de la longueur inter-marques. Il est très important pour le bon positionnement du chalut de maintenir constamment la symétrie entre les câbles de bâbord et de tribord. [0004] Pour obtenir une mesure de longueur de câble sans avoir recours à un homme d'équipage, la plupart des dispositifs semi-automatiques de l'état de la technique utilisent le signal 5 d'un codeur 4 implanté dans un réa 3 (roue à gorge d'une poulie) entraîné par le câble 1 (figure 2). C'est l'effort presseur assuré par le câble sur le réa qui permet de mettre en rotation celui-ci et de compter le nombre de tours à réaliser, soit, si on connaît le diamètre du réa où chemine le câble, la longueur du câble dévidé. [0005] Néanmoins, la matière des réas utilisés est communément un acier pour des raisons de résistance mécanique. En effet, une fraction importante de la traction est transmise à l'axe de la poulie, en fonction de l'angle du câble, pour assurer la friction, ce qui implique l'usure de la poulie. Le câble étant lui aussi le plus souvent en acier et dans des conditions d'utilisation variables (câble sec, mouillé, gras, usé, etc.), le coefficient d'adhérence entre le câble et le réa est faible (de l'ordre de 0,1) et variable. Enfin, la structure du câble elle-même, des torons torsadés, pose problème en minimisant la zone de contact entre le câble et le réa, avec à nouveau l'obligation d'établir au niveau du câble un angle important entre l'amont et l'aval du réa. Ces propriétés impliquent qu'il survient, lors de la mesure, un glissement entre le câble et le réa qui ne permet pas d'obtenir une mesure relative avec une erreur de l'ordre de 0,3% au mieux (annoncé), mais souvent plus proche de 1% (mesuré). De plus, ce moyen est complexe mécaniquement et coûteux car, du fait de ce problème de glissement, il est souvent couplé à un dispositif de traction de câble. [0006] Le document WO-A-91 18261 décrit un procédé et un appareil qui permettent de mesurer avec précision la longueur d'un objet allongé, tel qu'un câble de communications, pendant que celui-ci se déplace. Un appareil approprié de mesure comprend des caractéristiques combinées d'un système de marquage et d'un système de codage. Dans le système de marquage, un marqueur inscrit des marques sur un câble à des intervalles qui servent d'unités de mesure, afin de pouvoir détecter le déplacement du câble par unités, représentées par les marques. Un capteur, tel qu'un commutateur laser, détecte les marques et compte celles qui passent pendant que le câble s'avance. La différence très réduite entre l'intervalle de référence de mesure et un espacement entre les marques dans le système de marquage, en d'autres termes, la longueur en excès, est calculée sur la base de la valeur enregistrée par un codeur au moment de détection de la marque. Le corps principal de l'appareil de mesure commande le marqueur et le capteur et calcule le déplacement final ou la longueur mesurée du câble en additionnant le produit de l'intervalle de référence de mesure et la valeur du compte à la somme des longueurs en excès décrites ci-dessus. Cette méthode corrige uniquement les irrégularités dans le système de marquage. [0007] Le document EP-A-O 116 026 divulgue un dispositif de détection de la tension ou force exercée sur un câble auquel peut être fixé un filet de pêche. Ce dispositif de détection comprend un système à plusieurs rouleaux ou poulies, au moins un desdits rouleaux étant disposé d'un côté du câble et au moins un autre desdits rouleaux étant disposé de l'autre côté du câble, l'un des rouleaux étant pourvu d'une cellule de mesure de la tension ou force exercée sur le câble qui est par exemple incorporée à l'axe du rouleau central. Ces rouleaux sont montés sur un cadre rigide monté en rotation ou en basculement sur un axe pour permettre un basculement par rapport par exemple à un chariot de guide-câble sur lequel ce dispositif est monté. De préférence des détecteurs sont prévus pour mesurer le nombre de tours de rotation de l'un des rouleaux. On peut ainsi mesurer avec précision la tension exercée sur le câble et la longueur de câble déroulé. Ce système ne permet pas de maîtriser le glissement du câble sur les rouleaux, comme indiqué ci-dessus. BACKGROUND AND STATE OF THE ART [0003] The trawl is a net towed by a trawler, having a characteristic funnel-shaped shape closed by a pocket at the rear (called a codend), extended at the front by wings to expand the range and provided in the current models two divergent panels, which by plate effect, allow the opening of the trawl. It can be towed by one or two ships. The trawl is dragged by wire ropes called funes, connected to a winch on the port side and a winch on the starboard side respectively. To determine the length of the funnels leaving the winch on a fishing trawler, it is known to have at regular intervals visual marks on the funnels, for example in the form of local extra thicknesses 2 of the cable 1, which will be observed and counted by the crewman on the winch (Figure 1). Thus, to facilitate the counting, it is possible, for example, to have, for example, a mark at 25 m, two marks at 50 m, three marks at 75 m and then start again with a mark at 100 m, and so on. The crewman determines the cable length unwound by multiplying the number of marks counted and the inter-mark length. It is very important for the correct positioning of the trawl to maintain constant symmetry between the port and starboard cables. To obtain a cable length measurement without resorting to a crewman, most semi-automatic devices of the state of the art use the signal 5 of a coder 4 implanted in a sheave 3 (FIG. grooved wheel of a pulley) driven by the cable 1 (Figure 2). It is the pressure force provided by the cable on the sheave that allows to rotate it and count the number of turns to be made, ie, if we know the diameter of the sheave where the cable runs, the length of the cable unwound. However, the material of the sheaves used is commonly a steel for reasons of mechanical strength. Indeed, a large fraction of the traction is transmitted to the axis of the pulley, depending on the angle of the cable, to ensure friction, which involves the wear of the pulley. As the cable is also often made of steel and under variable conditions of use (dry, wet, greasy, worn cable, etc.), the coefficient of adhesion between the cable and the sheave is low (of the order 0.1) and variable. Finally, the structure of the cable itself, twisted strands, is problematic in minimizing the contact area between the cable and the sheave, with again the obligation to establish at the cable a significant angle between the upstream and the downstream of the shea. These properties imply that during the measurement, a slip occurs between the cable and the sheave which does not make it possible to obtain a relative measurement with an error of the order of 0.3% at best (announced), but often closer to 1% (measured). In addition, this means is mechanically complex and expensive because, because of this slip problem, it is often coupled to a cable traction device. [0006] WO-A-91 18261 discloses a method and apparatus for accurately measuring the length of an elongate object, such as a communications cable, as it travels. An appropriate measuring apparatus comprises combined features of a marking system and a coding system. In the marking system, a marker marks marks on a cable at intervals which serve as units of measurement, in order to be able to detect the movement of the cable in units, represented by the marks. A sensor, such as a laser switch, detects the marks and counts those that pass as the cable advances. The very small difference between the measurement reference interval and a gap between the marks in the marking system, in other words, the excess length, is calculated on the basis of the value recorded by an encoder at the time of writing. brand detection. The main body of the meter controls the marker and the sensor and calculates the final displacement or measured length of the cable by adding the product of the measurement reference interval and the count value to the sum of the excess lengths described above. This method only corrects irregularities in the marking system. EP-A-0 116 026 discloses a device for detecting the tension or force exerted on a cable to which can be fixed a fishing net. This detection device comprises a system with several rollers or pulleys, at least one of said rollers being disposed on one side of the cable and at least one other of said rollers being disposed on the other side of the cable, one of the rollers being provided with a cell for measuring the voltage or force exerted on the cable which is for example incorporated in the axis of the central roller. These rollers are mounted on a rigid frame mounted for rotation or tilting on an axis to allow tilting relative to for example a cable guide carriage on which this device is mounted. Detectors are preferably provided for measuring the number of rotational revolutions of one of the rollers. It is thus possible to accurately measure the tension exerted on the cable and the length of unwound cable. This system does not allow to control the sliding of the cable on the rollers, as indicated above.
Buts de l'invention [0008] La présente invention vise à s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique. [0009] En particulier, l'invention vise à fournir un dispositif de mesure de câble permettant d'obtenir une précision absolue inférieure à 1% de la fraction de longueur du câble mesurée. [0010] En particulier, l'invention a pour but, dans le cas d'un chalut, de permettre de libérer, de manière fiable et aisée, toujours la même longueur de câble à bâbord et à tribord, pour assurer l'ouverture optimale du chalut. OBJECTS OF THE INVENTION [0008] The present invention aims to overcome the disadvantages of the state of the art. In particular, the invention aims to provide a cable measuring device for obtaining an absolute accuracy of less than 1% of the length fraction of the measured cable. In particular, the invention aims, in the case of a trawl, to relieve, reliably and easily, always the same length of cable to port and starboard, to ensure optimal opening trawl.
Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0011] Un premier objet de la présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de la longueur d'un câble en défilement muni de marques disposées à intervalles réguliers, comprenant un réa ou une roue à gorge entraîné(e) par le câble en traction, ledit réa comportant un codeur apte à compter le nombre de tours effectués par le réa ainsi que des moyens électroniques d'acquisition et de traitement reliés au codeur, permettant de déterminer une longueur estimée de câble, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte en outre un capteur, apte à détecter un nombre de marques défilant avec le câble, et relié aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement, de manière à fournir une correction de ladite longueur estimée. [0012] Selon des modalités d'exécution particulières 5 de l'invention, le dispositif précité comprend en outre en combinaison une ou plusieurs des caractéristiques suivantes . la longueur estimée est égale au nombre de tours effectués par le réa multiplié par le diamètre interne 10 du réa où passe le câble ; le capteur est un capteur sans contact analogique ou numérique ; le capteur est un capteur de distance laser, un capteur inductif ou un détecteur de radio-étiquettes (RFID 15 tags) ; les marques sont des marques optiques, magnétiques ou des radio-étiquettes (RFID tags) ; les marques sont des surépaisseurs locales du câble ; le dispositif comprend un bouclier métallique de 20 protection du capteur ; le dispositif comprend un rouleau sur lequel passe le câble marqué et qui est de préférence visé par le capteur pour permettre à celui-ci de détecter une variation d'épaisseur du diamètre du câble. 25 [0013] Un deuxième objet de la présente invention se rapporte à un procédé d'estimation et de correction de la longueur d'un câble en défilement, muni de marques disposées à intervalles réguliers, comprenant les étapes suivantes . 30 - le codeur du réa acquiert un premier signal qui est transmis aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement ; une estimation de la longueur du câble qui a défilé est calculée comme étant le produit du nombre de tours effectués par le réa par son diamètre interne ; simultanément, le capteur compte le nombre de marques du câble ayant défilé et le transmet sous forme d'un second signal aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement la longueur estimée du câble ayant défilé est corrigée comme suit : correction = (compteur de marques * distance inter-marques) - longueur estimée ; la valeur finale de longueur corrigée du câble est donnée par longueur de câble = estimation + correction. [0014] Enfin, un troisième objet de la présente invention se rapporte à une utilisation du dispositif décrit ci-dessus, pour la mesure de longueurs dévidées de funes de chaluts de pêche. Main characteristic elements of the invention [0011] A first object of the present invention relates to a device for measuring the length of a running cable provided with marks arranged at regular intervals, comprising a sheave or a driven groove wheel. (e) by the traction cable, said réa comprising an encoder capable of counting the number of revolutions made by the sheave as well as electronic acquisition and processing means connected to the encoder, making it possible to determine an estimated length of cable, characterized in that said device further comprises a sensor, able to detect a number of marks moving with the cable, and connected to the electronic means of acquisition and processing, so as to provide a correction of said estimated length. According to particular embodiments 5 of the invention, the aforementioned device further comprises in combination one or more of the following features. the estimated length is equal to the number of revolutions made by the sheave multiplied by the internal diameter of the sheave where the cable passes; the sensor is a sensor without analog or digital contact; the sensor is a laser distance sensor, an inductive sensor or a radio tag detector (RFID 15 tags); the marks are optical marks, magnetic marks or radio tags (RFID tags); the marks are local extra thicknesses of the cable; the device comprises a protective metal shield of the sensor; the device comprises a roller on which the marked cable passes and which is preferably targeted by the sensor to enable it to detect a variation in the thickness of the cable diameter. A second object of the present invention relates to a method of estimating and correcting the length of a running cable, provided with marks arranged at regular intervals, comprising the following steps. The coder of the sheaf acquires a first signal which is transmitted to the electronic means of acquisition and processing; an estimate of the length of the running cable is calculated as the product of the number of turns made by the sheave by its internal diameter; At the same time, the sensor counts the number of marks of the cable that has passed through and transmits it as a second signal to the electronic acquisition and processing means. The estimated length of the deflected cable is corrected as follows: * inter-mark distance) - estimated length; the final corrected length value of the cable is given by cable length = estimate + correction. Finally, a third object of the present invention relates to a use of the device described above, for the measurement of unreeled lengths of funes of fishing trawls.
Brève description des figures [0015] La figure 1 représente un câble métallique avec une marque pour la mesure de longueur selon une première forme d'exécution de l'état de la technique. [0016] La figure 2 représente un câble métallique avec un réa et un codeur pour la mesure de longueur selon une seconde forme d'exécution de l'état de la technique. [0017] La figure 3A représente un câble métallique avec son dispositif de mesure de longueur selon une forme d'exécution relative à la présente invention. [0018] La figure 3B représente en perspective une forme d'exécution industrielle du dispositif selon la présente invention. [0019] La figure 4 représente l'ordinogramme des opérations effectuées par le dispositif de mesure selon l'invention. [0020] La figure 5 montre schématiquement l'évolution de la mesure corrigée au cours du temps. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a wire rope with a mark for measuring length according to a first embodiment of the state of the art. Figure 2 shows a wire rope with a sheave and an encoder for measuring length according to a second embodiment of the state of the art. Figure 3A shows a wire rope with its length measuring device according to an embodiment relating to the present invention. Figure 3B shows in perspective an industrial embodiment of the device according to the present invention. Figure 4 shows the flow chart of the operations performed by the measuring device according to the invention. Figure 5 shows schematically the evolution of the corrected measurement over time.
Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention [0021] Pour palier les inconvénients de l'état de la technique, on a mis au point, selon la présente invention, un procédé d'estimation et de correction de la longueur de câble. La prévision de mesure de longueur est effectuée à l'aide d'un codeur 4 positionné sur un réa 3, comme décrit précédemment. Le câble utilisé doit être équipé de marques 2 reconnaissables par le dispositif de l'invention, que l'on dispose à intervalles prédéfinis (ce qui est presque toujours le cas pour les câbles et funes de ce type). Par exemple, ces marques peuvent être optiques, magnétiques, des radio-étiquettes ( RFID tags ) ou toutes autres marques capables d'être détectées sous forme d'un signal 7 fourni par un capteur ou un récepteur 6 approprié placé dans le dispositif (figure 3A). [0022] Le capteur 6 sera avantageusement un capteur de distance laser, qui permet de déceler sur le câble les variations d'épaisseur qui correspondent à la présence de marques 2. On peut également utiliser un capteur inductif. Toutefois, dans ce dernier cas, comme la distance d'approche est beaucoup plus faible (inférieure à 10 mm), le système doit être spécialement adapté pour protéger le capteur. Tout type de capteur sans contact, analogique ou numérique adéquat tombe dans le domaine d'application de l'invention. [0023] Avantageusement, on prévoira un bouclier métallique de protection du capteur qui pourrait être accroché par les éléments mobiles et en particulier par le battement du câble. [0024] Un exemple de forme d'exécution industrielle du dispositif selon l'invention est représenté sur la figure 3B. [0025] Ainsi, le capteur 6 sera disposé de préférence pour viser le câble passant sur un rouleau 8 (figure 3B). En effet, à cet endroit il n'y a pas de risque de battement du câble et on y mesure une variation de diamètre (à cause de la double surépaisseur de la marque 2 posée sur le rouleau 8 - voir figures) et non de rayon, ce qui est plus précis. [0026] A chaque tour de réa est associée la longueur estimée du câble. En effet, le signal 5 du codeur 4 est traité par une électronique d'acquisition (par ex. API, PC industriels, etc. - non représenté) et la longueur estimée est donc égale au nombre de tours de réa que multiplie le diamètre interne du réa où passe le câble. [0027] A chaque passage de marque dans le dispositif, une électronique de comptage connaît précisément le nombre de marques qu'elle a vu passer. [0028] En connaissant la distance entre deux marques, qui par simplification peut être constante, on corrige la longueur estimée par le codeur 4 sur le réa 3 en ajoutant la différence : Correction = (compteur de marques * distance inter-marques) û longueur estimée 25 Exemple numérique [0029] Les marques sont positionnées tous les 25 mètres. Le câble défile et l'estimation donne juste avant le passage de la première marque 24,1 mètres. La correction 30 vaut alors . Correction = 25 - 24,1 = 0,9 mètre. On ajoute à la longueur estimée 0,9 mètre. Au passage de la deuxième marque, l'estimation de longueur est de 49,5 mètres. DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION In order to overcome the drawbacks of the state of the art, a method for estimating and correcting the length has been developed according to the present invention. of cable. The length measurement prediction is performed using an encoder 4 positioned on a sheave 3, as previously described. The cable used must be equipped with marks 2 recognizable by the device of the invention, which is available at predetermined intervals (which is almost always the case for cables and funes of this type). For example, these marks may be optical, magnetic, radio tags (RFID tags) or any other mark capable of being detected in the form of a signal 7 provided by a suitable sensor or receiver 6 placed in the device (FIG. 3A). The sensor 6 is advantageously a laser distance sensor, which can detect on the cable variations in thickness that correspond to the presence of marks 2. It can also use an inductive sensor. However, in the latter case, as the approach distance is much smaller (less than 10 mm), the system must be specially adapted to protect the sensor. Any type of contactless sensor, analog or digital suitable falls within the scope of the invention. Advantageously, there will be provided a protective metal shield of the sensor which could be hooked by the movable elements and in particular by the flapping of the cable. An example of an industrial embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. 3B. Thus, the sensor 6 is preferably arranged to aim the cable passing on a roller 8 (Figure 3B). Indeed, at this point there is no risk of flapping of the cable and there is measured a variation in diameter (because of the double thickness of the mark 2 placed on the roller 8 - see figures) and not radius , which is more accurate. Each round of sheave is associated with the estimated length of the cable. Indeed, the signal 5 of the encoder 4 is processed by an acquisition electronics (eg PLC, industrial PCs, etc. - not shown) and the estimated length is therefore equal to the number of revolutions multiplied by the internal diameter. the sheave where the cable goes. At each mark passage in the device, a counting electronics precisely knows the number of marks she has seen pass. Knowing the distance between two marks, which for simplification can be constant, we correct the length estimated by the encoder 4 on the sheave 3 by adding the difference: Correction = (counter marks * inter-marks distance) - length estimated 25 Numerical Example [0029] The marks are positioned every 25 meters. The cable runs and the estimate gives just before the passage of the first mark 24.1 meters. The correction 30 is then worth. Correction = 25 - 24.1 = 0.9 meters. We add to the estimated length 0.9 meters. At the passage of the second mark, the length estimate is 49.5 meters.
La correction vaut alors : Correction = 2 * 25 û 49,5 = 0,5 mètre. On ajoute à la longueur estimée 1,4 mètre (0,9 + 0,5). [0030] Ainsi, l'erreur commise entre deux marques est de l'ordre de 0,3% à 1% de la longueur inter-marques. A chaque marque détectée, la précision de mesure se réduit au positionnement de la marque sur le câble. Celle-ci peut être en valeur absolue inférieure à 0,1 mètre, quelle que soir la longueur de câble dévidée. [0031] D'un point de vue algorithmique, on peut schématiser la prise en compte des informations venant des capteurs de la façon indiquée sur la figure 4. [0032] L'évolution de la mesure estimée et corrigée au cours du temps est schématisée sur la figure 5.The correction is then: Correction = 2 * 25 - 49.5 = 0.5 meter. 1.4 meters (0.9 + 0.5) are added to the estimated length. Thus, the error committed between two marks is of the order of 0.3% to 1% of the inter-mark length. At each detected mark, the measurement accuracy is reduced to the positioning of the mark on the cable. This can be in absolute value less than 0.1 meter, whatever evening cable length unwound. From an algorithmic point of view, we can schematize the taking into account of information from the sensors as shown in Figure 4. The evolution of the estimated and corrected measurement over time is schematized in Figure 5.
15 Avantages de l'invention [0033] Sauf manoeuvre particulière, telle que l'accrochage du chalut sur le train de pêche, le capitaine du chalutier peut manoeuvrer seul les deux treuils bâbord et 20 tribord. [0034] Au cours de la mise à l'eau du chalut qui dure plusieurs heures, il se peut que le relief des fonds marins nécessite de modifier les longueurs de câbles à bâbord et tribord. Il en est de même en cas de changement 25 de cap (virage). A nouveau, le capitaine peut effectuer la manoeuvre seul, sans personnel supplémentaire, ce qui s'avère économique ou plus confortable (ex. plus de réveil du personnel en pleine nuit). [0035] Une meilleure gestion de la longueur des 30 câbles permet d'assurer une ouverture optimale du chalut, ce qui garantit une meilleure pêche. [0036] Alors que, selon l'état de la technique, on ne peut pas avoir une confiance absolue en la roue codeuse, la technologie selon l'invention qui procure une mesure fiable de longueur tend à encourager l'utilisation de dispositifs davantage automatisés . Advantages of the invention [0033] Except for a particular maneuver, such as hooking the trawl on the fishing gear, the trawler captain can maneuver both the port and starboard winches alone. During the launching of the trawl that lasts several hours, it may be that the relief of the seabed requires changing the cable lengths to port and starboard. It is the same in case of change of course (turn). Again, the captain can perform the maneuver alone, without additional personnel, which is economical or more comfortable (eg more staff awakening in the middle of the night). Better management of the length of the cables ensures optimum opening of the trawl, which ensures better fishing. While, according to the state of the art, we can not have absolute confidence in the encoder wheel, the technology according to the invention which provides a reliable measurement of length tends to encourage the use of more automated devices. .