Brevet FR2397124A1 — publié le 19790202

La presente invention, due à la collaboration de Monsieur Jean MARS du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE et de Messieurs Daniel LECUYER et Guy ROUX de la Société DETECTION ELECTRONIQUE FRANCAISE PRATECBAT, a pour objet un dispositif d'élimination de charges électriques. Lors d'opérations industrielles sur des matériaux isolants, il y a souvent génération d'électricité statique à l'origine de perturbations diverses telles que la fixation de poussières, la production d'étincelles pouvant provoquer des incendies ou explosions en présence de matières inflam mables. Pour éliminer l'électricité statique d'un matériau électrisé, on utilise des dispositifs qui, comportant en vis-àvis du matériau une- électrode reliée à la masse, ont la pro priété d'ioniser l'atmosphère entre l'électrode et le matériau de façon à permettre l'établissement de courant-s entre le matériau et l'électrode. Ces dispositifs comportent avantageusement des moyens auxiliaires destinés a permettre l'ionisation de l1atmosphère lorsque le potentiel du matériau est insuffisant pour l'engendrer. L'invention concerne précisément un dispositif d'eli- mination des charges d'un matériau du type comportant une électrode reliée à la masse par l'intermédiaire de moyes de mesure de courant et- des moyens de nature radioactive ou électrique pour ioniser l'atmosphère entre le matériau et l'électrode. Les dispositifs du type précité ont notamment l'incon vénient de ne pas permettre de contrler le bon fonctionnement desdits moyens d'ionisation, de déceler l'absence de charges sur le matériau et de prévenir l'établissement de décharges électriques entre le matériau et l'électrode. Ainsi, de tels dispositifs ne peuvent pas être utilisés en toute sécurité dans des atmosphères inflammables. De plus, ils ne permettent pas d'envisager leur arrêt lorsque leur emploi n'est pas necessaire. L'invention a justement pour objet un dispositif permettant de pallier les inconvénients précités. Le dispositif objet de cette invention du type comportant une éléctrode disposée en vis-à-vis dudit matériau et reliée à la masse par l'intermédiaire de moyens de mesure d'un courant, des moyens d'inoisation radioactifs et/ou électriques de l'at oosphère entre l'électrode et le matériau et, lorsque ces der niers sont radioactifs, des moyens électriques pour établir une différence de potentiel entre -les moyens d'ionisation et l'électrode, se caractérise en ce que lesdits moyens de mesure de courant comportent une résistance et des moyens -électroni- ques pour situer la différence de potentiel aux bornes de la résistance par rapport a 2 seuils. Le dispositif tel que caractérisé ci-dessus est donc particulièrement adapte en vue d'une utilisation sure dans une atmosphère inflammable En effet, le dispositif tel que caractérisé ci-dessus permet de détecter par dépassement du -seuil -bas l'absence de charges statiques sur le matériau ou l'inefficacìte-des moyens d1 ionisation et pax dépassement du seuil- haut le risque d'étin- celles entre le matériau et -l'électrode. De préférence, selon 1 r invention, le seuil bas correspond sensiblement au courant d'ionisation produit par lesdits moyens d'ionisation radioactifs et/ou électriques en l'absence de charges sur l@ matériau et le seuil haut à un courant correspondant a un potentiel entre le matériau et l'électrod@ voisin de celui qui engendrerait une décharge disruptive. Ainsi, on peut noter qu' un dispositif selon r L'invention comportant une source radioactive peut être utilisé en toute sécurité puisqu'il est possible, grâce la conception desdits moyens de mesure, de déceler une diminution du pouvoir d'ionisation de la source pouvant résulter de dépôts sur cette der nière -ou -d'une diminution de sa radioactivité, Selon un mode préféré de réalisation du dispositif de l1invention, lesdits moyens électroniques comportent des comparateurs à seuil, -ces derniers étant de préférence reliés a un . amplificateur de la dfférence de potentiel aux bornes de la résistance. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif comporte en outre, en aval de ladite électrode, des moyens de mesure de la quantité de charges statiques résiduelles sur le matériau, ces derniers étant de préférence associés à des moyens électroniques pour situer la différence de potentiel aux bornes de la résistance par rapport à la quantité mesurée de charges statiques résiduelles. Ainsi, en vérifiant l'absence de charges résiduelles, on contrôle l'efficacité des moyens d'ionisation. Dans ce cas, le dépassement du seuil bas correspond à l'absence de charges à éliminer sur le matériau ou éventuellement à une panne desdits moyens électroniques. D'autres caractéristiques et avantages de la presente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la des ctiption qui suit d'un exemple de @@alisation d'ure dispositif selon l'invention donné à titre illustratif mais nullement limitatif. Cette description sera faite au regard de la figure schématique annexée sur laquelle on a représenté un dispositif selon l'invention qui, comportant des moyens d'ionisation cons titués par une source radioactive, est appliqué à l'élimination de charges d'une bande 1 déplacée selon la flèche f par des roulettes 3.. Ce dispositif- se compose essentiellement d'un ensemble I d'ionisation et de collection de charges et d'un ensemble élec tropique Il de centrale par l'intermédiaire duquel ledit ensemble I èst relié à la masse. Plus précisément, ledit ensemble I est constitué d'une réglette métallique 5 rectangulaire servant de support à une source radioactive 7 de forme parallélépipédique. Ledit ensemble I comporte également une ou (des) électro- de(s) auxiliaire(s) 20, rendue(s) solidaire(s) de la réglette 5 et isolée(s) électriquement de cette dernière, cette (ces) électrode(s) étant reliee(s) en série à une faible source de tension 21. Ainsi, un courant d'ionisation s'établissant à travers la résistance 9 en l'absence de charges électrostatiques sur la bande 1, il est possible de suivre la variation du pouvoir d'ionisation de la source, ce qui permet notamment de détecter la présence de poussières à sa surface. Le courant délivré par la (les) électrode(s) auxiliaire(s) 20 détermine la valeur.du seuil correspondant à une anomalie. On précise que pour des raisons pratiques, la source radioactive peut éventuellement etre désolidarisée de la réglette collectrice 5. D'autre part, on rappelle que l'on utilise dans de tels dispositifs une source radioactive comprenant un radioélément dont l'activité décroît faiblement dans le temps tel que par exemple le plutonium 238, l'américium 241, le curium 244 et le strontium 90. Il est avantageux d'utiliser dans de tels dispositifs des sources radioactives thermiquement autoprotégées telles que -les sources décrites dans la demande de certificat d'addition déposée ce jour au nom du demandeur sous le nO 77 20587 pour "Procédé de fabrication de sources de rayonnements ionisants scellées et sources obtenues par ce procédé. Ledit ensemble Il de contrôle comporte - une résistance 9 aux bornes de laquelle s'établit une tension proportionnelle au courant des charges collectées par la ré glette 5, - un organe d'amplification 11 de gain approprié de la tension s'établissant aux bornes de ladite résistance 9, - deux comparateurs à seuil 13 et 15 recevant chacun en entrée la tension délivrée par l'organe 11. Le comparateur à seuil 13 est réglé de façon telle qu'il actionne un signal d'alarme 17 lorsque la tension délivrée par l'organe 11 est- supérieure à une valeur prédéterminée7 cette dernière correspondant à l'approche d'une décharge disruptive entre la bande et- l'électrode. Par ailleurs, le comparateur à seuil 15 est réglé de façon telle qu'il actionne un signal d'alarme 19 lorsque la tension délivrée par l'organe 11 est inférieure à une valeur prédéterminée, cette dernière correspondant de préférence sensiblement à celle de la tension s'établissant aux bornes de la résistance 9 en l'absence de charges statiques sur la bande I. Ainsi, ledit ensemble Il décrit précédemment permet de déceler, lorsque le signal d'alarme 19 s'allume, soit l'ineffi cacité de la source 7, soit l'absence de charges sur la bande 1 ou encore une panne de l'ensemble Il. Par ailleurs, il permet d'indiquer lorsque le signal 17 s'allume le risque d'établissement d'une décharge par étincelles entre lrélectrode 5 et la bande 1. B 6218-3 BM D'autre part, le dispositif schématisé sur la figure 1 comporte de façon avantageuse en aval de l'ensemble I d'ionisa tion et de oellection des charges, un ensemble 23 de mesure de la quantité des charges statiques résiduelles sur la bande 1. Cet ensemble est constitué d'une électrode gardée ou non qui attaque un amplificateur opérationnel 24, relié au signal d'alarme 17 Ainsi, en vérifant l'absence de charges résiduelles sur la bande 1, on peut contrler l'efficacité dudit ensemble I et en établissant une comparaison entre la quantité des charges résiduelles et la valeur du courant à travers la résistance 9 d'obtenir des indications sur le fonctionnement dudit ensemble 1. Le dispositif électronique de la présente invention s'applique naturellement à tout procédé d'élimination d'élec tricité statique. REVENDICATIONS -1. Dispositif d'élimination des charges électriques d'un matériau du type comportant une électrode disposée en vis-à-vis dudit matériau et reliée a la masse par l'intermé- diaire de moyens de mesure drun courant, des moyens radioactifs et/ou électriques -d'ioni-sation de l'atmosphère entre l'électrode et le matériau et, lorsque ces derniers sont radioactifs, des moyens électriques pour établir une différence de potentlel entre -lesdits moyens d'ionisation et l'électrode, caractérisé en ce.que lesdits moyens de mesure de courant comportent une résistance et des moyens électroniques pour situer la différence de potentiel aux bornes de la résistance par rapport a deux seuils. -2, dispositif selon la revendication I, caractérisé -en ce que lesdits moyens électroniques comportent deux comparatueurs 3@ Dispositif selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que lesdits comparateurs sont disposés en sortie d'un asplifîcateur de la différence de potentiel -aux bornes de la résistance. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'il comporte en aval-de ladite électrode, des moyens de mesure de la quantité de charges statiques résiduelles - -5, Dispositif selon -la -revendication '4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques pour situer la différence de -potentiel aux bornes de -la résistance par rapport à la quantité de charges statiques résiduelles. -6, Dispositif selon -l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour -lequel lesdits moyens d'ionisation sont constitués par une source radioactive, caractérisé en ce que ladite électrode constitue le support de ladite source radioactive.