Brevet FR2239675A1 — publié le 19750228

L'invention concerne un dispositif pour la réception de rayons lumineux et thermiques pour appareils optiques de mesure de température, comportant notamment des tubes optiques rigides ou flexibles. Des dispositifs de cette nature ont été rendus publics par la demande de brevet R.F.A. n9 1 508.250 et par le brevet U.S.A. nO 2.709.367. Ces deux dispositifs servent à la mesure de métaux en fusion contenus dans des cornues de convertisseurs. Le barreau de quartz ou de saphir est placé en permanence contre ou dans le bain métallique en fusion au repos, de sorte qu'il n'existe aucune possibilité qu'il se forme entre le produit à mesurer et les tubes optiques rigides ou flexibles une couche intermédiaire faussant le résultat de la mesure. Il en va tout autrement dans les dispositifs où la surface de rayonnement thermique se trouve sous 1' in- fluence de vapeurs d'eau ou d'huile ou d'émulsions, comme cela se produit par exemple dans la soudure des tubes.Gomme les rayons optiques ou thermiques utilisés pour la mesure de la température sont absorbés ou réfléchis par les vapeurs formées et par les restes de liquide, on arrive à des erreurs considérables dans la mesure des températures, si on emploie les procédés optiques classiques, erreurs qui excluent leur emploi dans la pratique. l'objet de l'invention est, par conséquent, de supprimer ces inconvénients par la création d'un dispositif simple dans sa conception et pratiquement sans entretien, à l'aide duquel les vapeurs se produisant en service ou amenées d'une manière quelconque ne peuvent avoir qu'une influence minime sur le résultat des mesures. I1 convient d'éliminer en même temps dans la plus large mesure les erreurs de mesure qui pourraient se produire par échauffement de la buse, par exemple par réflexion interne. Ce résultat est atteint, conformément à l'invention, dans un dispositif pour la réception de rayons lumineux et thermiques du type précité par le fait qu'on prévoit des agents qui maintiennent la zone de mesure à 11 abri de liquides nuisibles, de gaz et/ou de vapeurs.On se sert avantageusement comme agents de protection de la zone de mesure, de fluides gazeux et/ou liquides qui sont amenés sous pression contre la zone de mesure a l'aide d'organes en forme de buses. Afin que du fait de l'échauffement des organes en forme de buses, il ne puisse se produire d'erreurs de mesure, il est avantageux que ces organes puissent être refroidis. Pour obtenir un refroidissement suffisant dans beaucoup de cas sans moyens supplémentaires, il est avantageux que l'organe en forme de buse entoure l'extrémité, tourné vers le produit à mesurer, des tubes optiques ou des faisceaux de tubes optiques. Dans un but de simplification de l'appareil, il est avantageux que les tubes optiques ou les faisceaux de tubes optiques forment un conducteur creux qui sert à l'amenée du fluide gazeux et/ou liquide.Pour créer une possibilité d'installation dans des conditions d'encombrement strictement limité, il est avantageux que les organes en forme de buses et les tubes optiques ou les faisceaux de tubes optiques constituent des éléments séparés et qu'au moins un de ces organes soit disposé transversalement ou obliquement par rapport à l'axe de mesure Pour obtenir une plus grande étendue de la zone de mesure il est préférable que l'organe en forme de buse ait une forme annulaire et que les orifices de sortie pour le fluide liquide et/ou gazeux soient orientés vers la zone de mesure. Afin que le fluide liquide et/ou gazeux soit tenu éloigné le plus longtemps possible de l'axe optique de mesure, il est recommandé que l'organe en forme de buse soit à double paroi et que l'espace creux entre les deux parois serve à l'amenée du fluide gazeux et/ou liquide.Pour obtenir un bon effet de dégagement de la zone de mesure, il est avantageux que l'organe en forme de buse soit du type tuyère de Laval connue en soi. Pour étendre a zone d'application, il est avantageux que l'organe en forme de buse puisse être placé immédiatement devant le système optique de l'appareil de mesure de température, par exemple d'un pyromètre, ou encore que cet organe soit partie intégrante de l'appareil de mesure des températures Finalement il est avantageux pour épargner certains éléments constructifs que organe en forme de buse fasse partie d'un outil ou d'un inducteur dune installation de chauffage par induction. Sur le dessin annexé, on a représente un exemple de réalisation conforme à l'invention. La figure 1 représente en élévation une partie d'un dispositif de mesure de température servant à mesurer la température au point de soudure d'un tube et dans lequel l'organe en forme de buse est réuni aux tubes optiques ou aux faisceaux de tubes optiques en un seul ensemble constructif etiou, en plus, un autre organe en forme de buse est prévu comme élément constructif indépendant, en position oblique sous un angle a. La figure 2 représente en élévation l'organe en forme de buse avec un serpentin de refroidissement placé autour de l'enveloppe extérieure, ainsi que la réalisation des tubes optiques ou des faisceaux de tubes optiques sous laforme de conducteurs creux. La figure 3 représente en élévation la réalisation de l'organe en forme de buse sous la forme d'un canal annulaire. La figure 4 représente en élévation une flamme de soudure autogène dirigée sur le point de soudure w c partie de la flamme recouvrant la zone de mesure maintenue à.l'-écart par l'organe en forme de buse réalisé sous la forme d' une -tuyère de Laval à double paroi La figure 5 représente une caméra de mesure de temperature qui est munie d'un organe en forme de buse posé directement dessus. On a désigné par 1 le tube optique ou le faisceau de tubes optiques qui sert à l'exploration de la zone de mesure 2 et transmet les valeurs mesurées au dispositif de mesure de température non représenté sur le dessin. L'organe en forme de buse 3 entoure le tube optique 1 et est alimenté par les tubulures d'admission 4 ou 4' avec des fluides gazeux et/ou liquides, comme par exemple l'argon, l'azote, l'air ou l'eau et ces fluides sont soufflés ou injectés sous pression sur la zone de mesure 2. La tubulure d'admission 4 est employée quand l'organe 9 en forme de buse est à double paroi (comme représenté sur la figure) et la tubulure d'admission 4' quand on utilise la disposition à paroi simple. Dans ce dernier cas, l'espace intérieur de l'organe en forme de buse peut être muni de tôles de guidage 5 qui provoquent un bon mélange du fluide soufflé ou injecté. Dans le cas présenté, la zone de mesure 2 est une partie de la paroi d'un tube à souder 6, qui est fabriqué & partir d'une tôle étirée, cintrée en forme de tube, puis soudée en long suivant un procédé de soudure connu. On a désigné par 7 le point de soudure qui se déplace constamment aans le sens de la-f;behe 8. Bien entendu, ce dispositif peut aussi entre utilisé pour des zones ou des points de soudure stationnaires. Il est également possible de séparer structurellement la partie optique, par exemple le tube optique 1, del'organe en forme de buse. Une telle disposition est représentée sur la figure 1 sous la forme d'un dispositif en forme de buse 3' dessiné en traits interrompus. Cette disposition peut être réalisée aussi bien en oblique que transversalement par rapport à l'axe de mesure 9 , suivant la grandeur de l'angle dessiné a . La tubulure d'admission du fluide d'injection ou de soufflage est désignée par 4". La figure 2 représente un organe 3 en forme de buse qui est muni d'un serpentin réfrigérant 10 à travers lequel le fluide circule en entrant par 11 et en sortant par la tubulure 12. On crée ainsi une possibilité de réfrigération intensive. Dans bien des cas, le refroidissement par le fluide injecté ou soufflé sur la zone de mesure 2 suffit aussi, ce fluide étant, dans la disposition de la figure 2, amené par le tube optique réalisé sous la forme d'un conducteur creux 13 ou par le faisceau de tubes optiques creux. Sur la figure 3, l'organe en forme de buse a une forme annulaire. Le fluide à injecter-ou à souffler sur la zone de mesure est amené par la tubulure 14 et s'échappe par les perçages 15 pratiqués sur la surface latérale conique 16 en direction de la zone de mesure 2. La figure 4 représente la zone de mesure 2 qui est balayée par la flamme 17 d'un chalumeau de soudure autogène 18. Afin que la tâche de mesure soit libérée de la flamme, on injecte un voile liquide ou gazeux autour de la zone de mesure 2, à travers la buse tubulaire 19. Comme tiye're tubulaire on utilise dans le cas présent une tuyère de Laval connue en soi. L'amenée du fluide liquide ou gazeux peut se faire à travers la tubulure 20 ou de la manière esquissée par la flèche 21. En cas de nécessité, on-peut utiliser les deux modes d'amenée simultanément. Sur la figure 5, le dégagement de la zone de mesure 2 a lieu à l'aide d'un organe en forme de buse 3 qui est placé immédiatement en avant d'une caméra usuelle de mesure 22. L'objet de l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation représentés, mais peut être modifié de multiples façons. Par exemple, il est possible et même dans beaucoup de cas avantageux pour réduire l'encombrement que l'organe en forme de buse 3 soit partie intégrante d t un outil, par exemple d'un chalumeau de soudage. De même, pour des raisons semblables,-il est avantageux que organe en forme de buse soit un élément d'inducteur qui souvent sera exécuté à une seule spire et pourra être réuni relativement facilement à organe annulaire de la figure 3. Dans les exemples de réalisation cités ci-dessus, on n'a montré les tubes optiques ou les faisceaux de tubes optiques qu'en disposition isolée, ceci dans un but de simplification. I1 est cependant aussi possible et, dans bien des cas, avantageux d'avoir plusieurs tubes op-tiques ou faisceaux de tubes optiques qui se trouvent dans différentes buses et de les réunir ensuite-, après leur sortie de la buse, en un faisceau unique de tubes optiques. R E v E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour la réception de rayons lumineux et thermiques pour appareils optiques de mesure de température, comportant notamment des tubes optiques rigides ou flexibles, caractérisé par le fait que des agents sont prévus pour maintenir la zone de mesure libre de liquides, gaz et/ou vapeurs nuisibles. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que, comme agents de dégagement de la zone de mesure, on se- sert de fluides gazeux et/ou liquides qui sont acheminés sous pression contre la zone de mesure à l'aide d'organes en forme de buses. 3. Dispositif suivant les revenadcations 1 et 2, caractérisé par le fait que les organes en forme de buses peuvent ttre- refroidis. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse entoure l'extrémité tournée vers le produit à mesurer des tubes optiques ou faisceaux de tubes optiques 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les tubes optiques ou les faisceaux de tubes optiques forment un conducteur creux qui sert à l'amenée du fluide gazeux et/ou liquide. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les organes en forme de buses et les tubes optiques ou faisceaux de tubes optiques constituent des éléments constructifs séparés et que au moins un des organes en forme de buses est disposé obliquement ou transversalement par rapport à l'axe de mesure. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse a une forme annulaire et que les orifices de sortie du fluide gazeux et/ou liquide sont orientés vers la zone de mesure. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse est à double paroi et que l'espace creux entre les deux parois sert à l'amenée du fluide gazeux et/ou liquide. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse a la forme d'une tuyère de Laval connue en soi. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse peut être placé immédiatement devant le système optique d'un appareil de mesure de température, par exemple d'un pyromètre, ou qu'il fait lui-mtme partie intégrante de l'appareil de mesure de température 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que l'organe en forme de buse est une partie d'un outil ou d'un inducteur d'une installation de chauffage par induction.