Brevet FR2143584A1 — publié le 19730209

La présente invention est due aux travaux de Monsieur JeanJierreVOLAl de la Société BERTIN et Cie . Elle concerne les dispositifs de détection à sonde mobile tels que ceux qui sont utilisés, dans les études de sols notamment, pour déterminer les variations d'intensité d'un rayonnement en fonction de la position de la sonde au moyen d'un détecteur disposé dans cette sonde et traduisant l'intensité de ce rayonnement par des impulsions électriques t Le rayonnement ainsi détecté peut etre le rayonnement propre du sol ou du matériau examiné ou celui parvenant au détecteur à partir d'une source de rayonnement après absorption et/ou diffusion dans le sol ou le matériau . Pour les mesures d'humidité par exemple, on utilise une source de neutrons rapides, le plus souvent disposée dans la msme sonde que le détecteur Dans tous les cas, les impulsions fournies par le détecteur doivent etre transmises pour exploitation depuis le détecteur contenu dans la sonde mobile jusqu'à un équipement fixe de mesure, de même que le détecteur doit etre alimenté en courant haute tension à partir de cet équipement fixe En conséquence, les dispositifs classiques comportent pour relier l'équipement fixe de mesure à la sonde mobile un cable à plusieurs conducteurs, soit au moins un conducteur constituant la masse, un conducteur pour le courant haute tension d'alimentation du détecteur, un conducteur pour la transmission des impulsions de mesure, auxquels vient en général stajouter un conducteur de courant basse tension pour un préamplificateur des impulsions également situé dans la sonde . Une telle solution pose des problèmes complexes de réalisation, surtout si l'on entend simultanément faire jouer au câble qui comporte ces différents conducteurs un rôle porteur pour la sonde La présente invention vise essentiellement à affran- chir des inconvénients des dispositifs classiques .Elle vise en particulier à permettre la liaison entre une sonde de détection mobile et un équipement de mesure fixe au moyen d'un câble à un seul conducteur électrique isolé pouvant également jouer le rôle de câble porteur o Elle vise à permettre néanmoins d'assurer par cette liaison, non seulement la transmission d'impulsions de mesure à partir du détecteur, mais également l'alimentation d'un détecteur demandant un courant haute tension et celle d'un préamplificateur en courant basse tension L'invention propose dans ce but un dispositif à sonde mobile pour la détection de rayonnements comportant un détecteur à impulsions disposé dans ladite sonde mobile et fournissant des impulsions électriques Fonction de l'intensité du rayonnement détecté9 et un équipement de mesure desdites impulsions à l'extérieur de la sonde, caractérisé en ce que la sonde est reliée audit équipement par un câble comprenant un conducteur isolé pour l'alimentation de ia sonde en courant continu à basse tension à partir dudit équipement et en ce que la sonde comporte des moyens convertisseurs pour fournir à partir dudit courant à basse tension du courant continu à haute tension pour l?aiimentation du détecteur, des moyens transformateurs pour élever le niveau d'intensité des impulsions fournies par le détecteur et les transmettre par ledit conducteur jusqutaudit équipement de mesure et des moyens de dérivation des impulsions par rapport aux moyens convertisseurs et au détecteur Selon un mode de réalisation préféré, la sonde comporte également un préamplificateur des impulsions du détecteur, ce préamplificateur étant alimenté en courant à basse tension par lesdits moyens convertisseurs La sonde peut être avantageusement suspendue par le câble ci-dessus mentionné à un treuil enroulement dudit câble . I1 TI suffit alors dsun collecteur à deux pistes pour ef- fectuer la liaison électrique avec l'équipement fixe de mesure et d'alimentation au niveau de ce treuil, l'une des pistes étant électriquement en contact avec l'extrémité du conducteur du câble et autre avec une enveloppe conductrice de ce câble, fermant le circuit électrique entre la sonde et ledit équipement. Un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention est écrit ciaprès, à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence à la figure unique jointe Dans la réalisation particulière décrite, l'invention est appliquée à un dispositif d'etude de sols permettant de mesurer lsbumidlté d'un sol à différentes profondeurs par déplacement d'une sonde mobile dans un puits creusé dans le sol Cette sonde 1 est suspendue à l'extrémité d'un câble 2 qui s'enroule au-dessus du puits sur un treuil 3 o En plus de ce rôle porteur, le câble 2 assure, par l'intermédiaire du treuil3, les liaisons électriques entre la sonde 1 et un équipement fixe 4 qui constitue l'équipement de mesure et assure également l'alimentation électrique de la sonde Le câble 2 comporte à cet effet un conducteur électrique central 5, enrobé d'un isolant, à l'intérieur d'une enveloppe conductrice 7 qui constitue la partie porteuse du câble . Au niveau du treuil 3, la liaison avec l'équipement fixe 4 est assurée par un collecteur qui comporte deux pistes circulaires a et 9, respectivement en contact électrique avec le conducteur central du câble à son extrémité et avec son enveloppe conductrice, et deux balais frotteurs respectivement en contact avec chacune de ces pistes et reliés avec les deux bornes d'une source de courant continu 10 faisant partie de léquipement fixe 4 .Ainsi qu'il sera expliqué par la suite, le conducteur 5 assure.à la fois l'alimentation de la sonde en courant continu à partir de la source 10 et la transmission d'impulsions électriques de mesure depuis la sonde t jusqu'à lséquipement fixe 4. Le circuit électrique est fermé par l'enveloppe 7 du câble qui est reliée à la masse de la sonde Pour effectuer les mesures d'humidité, la sonde t comporte une source de neutrons rapides, non représentée, et un détecteur sensible aux neutrons renvoyés vers la sonde après diffusion dans le sol . Ce détecteur est naturellement protégé des rayonnements directs en provenance de la source . Il s'agit notamment d'un détecteur de neutrons thermiques au trifluorure de bore émettant des impulsions électriques à une fréquence proportionnelle à l'intensité du rayonnement reçu . Toutefois, le même dispositif pourrait être adapté à l'utilisation de tout autre détecteur à impulsions Le détecteur à impulsions est schématiquement représenté en 12 sur la figure . Son fonctionnement exige-du courant continu à haute tension qui est fourni par un convertisseur 13 disposé dans la sonde, à partir de courant continu basse tension fourni par la source 10 et transmis par l'intermédiaire du câble 2 Les impulsions électriques fournies par le détecteur t2 sont portées à un niveau d'intensité du même ordre de grandeur que celui du courant continu d'alimentation de la sonde pour être transmises à l'équipement fixe 4 par l'intermédiaire du câble 2 . A cet effet, la sonde contient un préamplificateur 14, recevant les impulsions du détecteur et alimenté par le convertisseur 13 directement en courant continu à basse tension, et un transformateur 15 .Ce dernier comporte un enroulement formé sur un circuit 16 parcouru par le courant d'impulsion à la sortie du préamplificateur 14, et un enroulement formé sur le conducteur 5 à l'extrémité du câble . Enfin, une capacité tampon 17 est prévue pour assurer la dérivation du courant d'impulsion, sur un circuit reliant la masse de la sonde au conducteur dtali- mentation, entre le transformateur t5 et le convertisseur t3 L'équipement fixe 4 comporte un autre transformateur ts dont l'un des enroulements est disposé sur le circuit d'alimentation, l'autre enroulement transmettant les seules impulsions, à l'exclusion du courant continu, à un dispositif de mesure 19, essentiellement constitué de moyens de comptage des impulsions Le dispositif qui vient d'être décrit permet par utilisation d'un câble à un seul conducteur isolé, d'assurer la suepen- sion de la sonde par un câble de faible diamètre, de grande souplesse et de grande durée de vie . N'ayant pas à transmettre de courant à haute tension, ce câble présente une grande fiabilité et, par ailleurs, la forte intensité du courant d'impulsion transmis autorise l'emploi de câbles de grande longueur Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation particulier décrit à titre d'exemple . Elle en englobe toutes les variantes REVENDICATIONS 1 / Dispositif à sonde mobile pour la détection de rayonnements comportant un détecteur à impulsions, disposé dans ladite sonde mobile et fournissant des impulsions électriques fonction de l'intensité du rayonnement détecté, et un équipement de mesure desdites impulsions à l'extérieur de la sonde, caractérisé en ce que la sonde est reliée audit équipement par un câble comprenant un conducteur isolé pour l'alimentation de la sonde en courant continu à basse tension à partir dudit équipement et en ce que la sonde comporte des moyens convertisseurs pour fournir à partir dudit courant à basse tension du courant continu à haute tension pour l'alimentation du détecteur, des moyens transformateurs pour élever le niveau d'intensité des impulsions fournies par le détecteur et les transmettre par ledit conducteur jusqu'au dit équipement de mesure et des moyens de dérivation des impulsions par rapport aux moyens convertisseurs et au détecteur 20/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite sonde comporte également un préamplificateur des impulsions du détecteur, alimenté en courant à basse tension par lesdits moyens convertisseurs 30/ Dispositif selon la revendication t ou 2, caractérisé en ce que ladite sonde est suspendue par le câble à un treuil d'enroulement dudit câble 40/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications t à 3, caractérisé en ce que ledit câble comporte une enveloppe conductrice fermant le circuit électrique entre la sonde et ledit équipement 50/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit équipement de mesure comporte un transformateur pour recueillir les impulsions transmises par ledit câble et des moyens de comptage des impulsions recueillies.