Brevet FR2299640A1 — publié le 19760827

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à un dispositif pour détecter la présence de vapeurs d'oxyde de sodium. Elle vise plus particulièrement un dispositif pour détecter des fuites de sodium dans les installations à sodium liquide. Le sodium liquide à haute température, à cause de sa con ductibilité thermique élevée, est appelé à être utilisé dans un proche avenir comme réfrigérant dans les installations de production d'énergie plus communément appelées "réacteurs nucléaires surgénérateurs à neutrons rapides". De nombreux essais techniques sont actuellement en cours pour homologuer les composants des inetalla- tions à sodium liquide, destinés à ces applications nucléaires. Un nombre toujours croissant d'installations d'essais comportant des conduites de refroidissement par air sont en train d'être construi- tes à cette fin.Etant donné que le sodium liquide produit une réaction exothermique avec l'air, en dégageant des vapeurs d'oxyde de sodium, il est indispensable de pouvoir fermer rapidement l'installation de circulation du sodium, en cas de rupture d'une tuysuterie, afin d'éviter d'endommager l'installation, du fait d'un incendie, et pour éviter un dégagement de vapeurs nocives. Actuellement, on utilise une source lumineuse associée B une cellule photoélectrique dans les conduites d'air de refroidissement pour détecter les accumulations d'oxyde de sodium. Toutefois, l'expérience montre que la sensibilité de ces détecteurs laisse à désirer du fait que de fortes concentrations d'oxyde de sodium sont nécessaires pour atteindre le seuil de déclenchement de cew-ci. On peut attribuer le manque de sensibilité de ces détecteurs à l'activité optique des vapeurs d'oxyde de sodium qui, au licu d'ab- sorber la lumière, ont plutot tendance à la diffuser, de sorte que la lumière émanant de la source lumineuse et qui est dirigée vers la cellule photo-électrique, ntest pas sulfisamment atténuée pour déclencher le dispositif. En conséquence, le but principal de la présente invention est de fournir un dispositif pour détecter les vapeurs de sodium qui est plus sensible et fiable que les détecteurs analogues cawfis. A cette fin, la présente invention apporte un dispositif de détection des vapeurs d'oxyde de sodium qui comprend une enceinte, une source lumineuse disposée pour envoyer de la lumière dans et à travers cette enceinte suivant, au moins, une direction, et un photodétecteur espacé de ladite source lumineuse le long du trajet d'une lumière polarisée et placé pour intercepter la lumière de ladite source, après que cette lumière a parcouru un trajet donné b travers l'enceinte, le détecteur répondant à l'intensité de la lumière incidente en produisant un signal de sortie représentatif de celle-ci, caractérisé par le fait qu'un premier polariseur est placé 'a proximité de la source lumineuse, le long du trajet de la lumière et est conçu pour polariser la lumière traversant l'enceinte dans un plan donné,etqu'un second polariseur placé à proximité du photodétecteur, le long du trajet de la lumière polarisée, est con çu pour empêcher pratiquement tous les rayons lumineux dont l'angle diffère d'un angle de polarisation prédéterminé, d'atteindre ledit photodétecteur. -Ainsi, un faisceau lumineux est dirigé à travers une enceinte renfermant un gaz et est concentré sur un photodétecteur qui répond à l'intensité du faisceau lumineux reçu en produisant un signal électrique représentatif. La lumière dirigée vers le photodétecteur est d'abord polarisée dans un certain plan et est filtrée avant d'atteindre le photodétecteur, de sorte que celui-ci ne réagit qu'aux rayons lumineux incidents ayant un angle de polarisation donné.Les vapeurs d'oxyde de sodium qui traversent le trajet du faisceau lumineux se rendant de la source lumineuse a détecteur, modifient l'angle de polarisation de celui-ci. En conséquence, le filtrage assuré par le polariseur précédant le détecteur, accentue les variations d'intensité de la lumière incidente résultant de la présence de vapeurs d'oxyde de sodium, augmentant par I & l la sensi- bilité générale de l'installation qui réagit ainsi à de faibles concentrations de vapeurs de sodium. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui représente schématiquement un dispositif de détection de vapeurs de sodium monté dans une conduite d'air de refroidissement d'une installation à sodium liquide. En se référant au dessin, on voit une conduite 10 dans laquelle circule un courant d'air traversant l'équipement norma lement utilisé pour refroidir les circuits de sodium dans les installations d'essais. Tout comme dans les détecteurs classiques, une source lumineuse 14 est placée a lrextérieur de la conduite et est orientée pour envoyer un faisceau lumineux, dans une fenetre 18 ménagée dans la paroi 12 de la conduite, ce faisceau lumineux traversant diamétralement la conduite pour ressortir par une seconde fenêtre 20 en allant frapper un dispositif pliotosensible 24, c'est-j-dire une cellule photoélectrique.Le photodétecteur 24 transforme le faisceau lumineux incident en un signal électrique représentatif de l'intensité de celui-ci, sinal qui est transmis par un conducteur 26, à un appareil électronique de traitement 28. comme lton sait, l'appareil électronique de traitement 28 est commandé pr le signal de sortie du photodétecteur et déclenche une alarme quand ce signal descend au-dessous d'un certain seuil. Comme il a été expliqué, dans les installations classiques, une concentration relativement importante de vapeurs d'oxyde de sodium est nécessaire pour q-ue la lumière émanant de la source lumineuse scit suffisanunent atténuée pour que l'alarme soit déclenchée. Selon une forme de réalisation de la présente invention, la lumière issue de la source lumineuse 14 est polarisée dans un certain plan par un polariseur 16 avant de traverser diamétralement la conduite d'air. De meme, un second polariscur 22 est placé pour intercepter la lumière polarisée avant qu'elle atteigne le photodétecteur, afin dléteindre tous les rayons lumineux dont l'angle de polarisation est différent de celui initialement produit par le polariseur 16. En conséquence, le photodétecteur 24 n'est influencé que par la lumière incidente dont l'angle de polarisation est pratiquement celui produit par le polariseur 16. Ainsi, le perfectionnement apporté par l'invention augmente la sensibilité du système en l'adaptant aux caractéristiques de réflexion particulières des vapeurs d'oxyde de sodium. Par ce moyen, l'atténuation et la diffusion de la lumière dans la conduite d'air coopèrent pour diminuer l'intensité de l'énergie incidente reçue par le photodétecteur 24. En variante, l'élément 22 pourrait être conçu pour laisser passer les rayons lumineux ayant un angle de polarisation différent de l'angle initial de polarisation produit par le polariseur 16. Dans ce cas, la réponse du plloSodatecteur correspond directement au degré de diffusion resultant de la présence d'oxyde de sodium et fournit ainsi une mesure directe de la concentration de celui-ci. On voit donc que l'invention permet d'augmenter la sensi bilité du dispositif de détection et de mesurer directement la concentration de l'oxyde de sodium dans une enceinte. De plus, l'invention évite les réponses erronées dues à la présence de certaines matières divisées dans le courant de gaz. En résumé, l'invention améliore la précision en même temps que la sensIbilité des dispositifs de détection concernés. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de vapeurs d'oxyde de sodium qui comprend une enceinte, une source lumineuse disposée pour envoyer un faisceau lumineux dans et à travers cette enceinte suivant, au moins, une direction, et un photodétecteur espacé de ladite source lumineuse, le long du trajet d'une lumière polarisée et placé pour intercepter la lumière émanant de ladite source après quelle parcouru un trajet donné à travers l'enceinte, le photo- détecteur produisant, en réponse à I1 intensité de la lumière incidente, un signal de sortie représentatif de celle-ci, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'un premier polariseur est placé à proximité de la source lumineuse, le long du trajet de 18 lumière émanant de celle-ci et est conçu pour polariser la lumière projetée b travers enceinte dans un plan donné, et qu'un second polariseur est placé à proximité du phobdétecteur, le long du trajet de la lumière polarisée et est conçu pour empêcher pratiquement tous les rayons lumineux dont l'orientation diffère dudit plan de polarisation donné d'atteinare ledit photodétecteur. 2. Dispositif de détection selon la revendication t, caractérisé en ce que ia source lumineuse, le photodétecteur et les deux polariseurs sont disposés à l'extérieur de l'enceinte.