Brevet FR2494431A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne un appareil de mesure comportant un capteur primaire indépendant fixé à l'extrémité libre d'un tube télescopique sur un support dont le système de montage permet la rotation axiale par rapport au tube, un câble électrique à conducteurs multiples, dont la torsion est évitée par ce type de montage du support de capteur, qui relie le circuit de mesure au capteur à travers le tube, et un dérouleur de câble situé dans le bottier de l'appareil pour fournir la longueur de câble correspondant à l'allongement du tube téléscopique en maintenant le câble sous une tension appropriée. Les appareils de mesure de l'intensité ou de l'effet d'un champ de rayonnement sont le plus souvent associés à un capteur primaire sensible à ce champ, qui est fixé sur le bottier de l'appareil ou relié à celui-ci par un câble de connexion. Ce capteur agit comme un transducteur pour convertir l'énergie reçue en un signal électrique reproductible et relié' à la grandeur mesurée par une fonction bien définie. Cette grandeur peut être caractéristique d'un champ de rayonnement calorifique, nucléaire ou autre, d'un champ relatif à la circulation d'un fluide ou à d'autres milieux ou états physiques. Si la personne qui effectue la mesure ne doit pas être au contact du chanpétudié pour ne pas le perturber ou pour se protéger de ses effets, il est connu de monter le capteur au bout d'un bras télescopique attaché au bottier de l'appareil, ce qui permet d'éloigner plus ou moins le capteur du bottier sur lequel le résultat de la mesure est indiqué ou affiché. Un appareil de mesure de ce type est, par exemple, le "Dosimètre X 1000" fabriqué par la société allemande Graetz Raytronik GmbH. Il comporte un bras télescopique raccordé au bottier de l'appareil et qui peut être déployé sur environ 3 m. L'extrémité libre du bras comporte un logement tubulaire, ou embout, dans lequel un support de capteur est monté de manière à pouvoir tourner axiale- ment par rapport à l'embout, pour que les rotations relatives des tubes embottés qui constituent le bras télescopique n'entraînent pas la rupture du câble de connexion qu'ils renferment. Selon un type de fabrication classique, le câble est enroulé sur une bobine à entraine- ment automatique montée dans le bottier de l'appareil, de sorte que le câble est constamment tendu sous l'action d'un ressort. Quand l'appareil de mesure est utilisé à très basses températures, par exemple de 0 à -301C, la gaine du câble cylindrique généralement utilisé pour connecter le capteur devient si rigide que l'enroulement automatique du câble nécessite une force d'entraîne- ment très élevée de la bobine. La force de traction qu'il faut alors exercer sur le bras télescopique devient donc beaucoup trop élevée, car elle doit vaincre non-seulement la force de rappel du câble mais aussi les forces de frottement des tubes qui sont nécessaires au maintien du bras dans la position voulue. Une trop grande force d'enroulement du câble peut également entraîner le rappel incontrôlé du bras têléscopique, au moins à une température ambiante ordinaire. La présente invention a donc pour objet la conception d'un appareil de mesure du type précédemment décrit, dont le tube télescopique support de capteur peut être allongé facilement, même à très basse température, sans qu'il risque de se rétracter inopinément sous l'action de la force de rappel du câble de connexion. L'invention atteint cet objectif du fait que le câble utilisé est un câble électrique plat, et qu'une bande d'acier est fixée comme le câble plat au support du capteur, tendue parallèle- mentau câble plat à l'intérieur du tube téléscopique, sous l'action d'un ressort, et enroulée sur la même bobine que le câble plat dans le boîtier de l'appareil, la différence de diamètre d'enroulement desdits câbles étant compensée par des galets de réglage de tension qui sont soumis à l'action d'un ressort et autour desquels passent respectivement le câble plat et le câble d'acier entre leur sortie de la bobine et l'orifice du tube télescopique. L'invention présente l'avantage que le câble électrique plat est beaucoup plus souple qu'un câble rond à gaine cylindrique, même à basse température, et, par conséquent, peut être enroulé beaucoup plus facilement sur la bobine, c'est-à-dire que la force d'enroulement requise est très réduite. Bien entendu, le câble plat et mince est plus facile à tordre que le câble rond et possède un couple de rappel inférieur, surtout à haute température, mais ce défaut est compensé par la bande d'acier dont la résistance à la torsion est assez élevéepour s'opposer à la rotation du support de capteur quand les éléments du tube télescopique tournent les uns par rapport aux autres. Ainsi, le câble plat reste droit, bien que soumis à une tension très faible. En outre, les caractéristiques de flexion du câble d'acier dans le sens longitudinal permettent son enroulement sans augmenter notablement la force du ressort d'entraînement de la bobine, même à basse température. Les meilleures caractéristiques sont obtenues avec une mince bande d'acier inoxydable. Cette bande peut également servir de conducteur de masse et le câble électrique plat comporte ainsi un conducteur de moins. Ce dernier est de préférence un mince ruban de polyester dans lequel des conducteurs de cuivre sont enrobés, ce type de ruban conservant une bonne souplesse à très basses tempéra- tures. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue en coupe des parties de l'appareil de mesure comprenant la chambre de réception du tube télescopique avec la bobine d'enroulement des câbles, le tube télescopique déplié et son embout servant de logement au capteur; - la figure 2, une vue en coupe partielle et à plus grande échelle d'une fraction de la bobine représentée figure 1; - la figure 3, une vue à plus grande échelle d'une partie d'un câble électrique plat utilisé dans l'appareil de la figure 1. Le bottier 1 de l'appareil de mesure comprend un raccord tubulaire 2 dans lequel s'emboîte le tube téléscopique 4 constitué par deux ou plusieurs éléments tubulaires coulissant l'un dans l'autre. Le logement 6 du capteur est fixé rigidement au bout du dernier élément 5 du tube télescopique. Dans ce logement, un support de capteur 7 est monté sur des roulements à billes 8, 9, de manière à pouvoir tourner autour de son axe et un transducteur de mesure ou capteur 10, interchangeable, est inséré sur le support 7. Le capteur 10 est connecté électriquement au circuit de mesure (non représenté) situé dans le boîtier 1 de l'appareil, par un mince câble plat 11. Ce dernier est raccordé au support d'une manière non particulièrement indiquée. Le câble traverse tous les éléments der tube télescopique 4 et pénètre dans une chambre d'enroulement 13 intérieure au boîtier 1 de l'appareil par une ouverture 12 du boîtier. La chambre 13 comprend une bobine d'enroulement 14 dont une partie agrandie est représentée figure 2 avec une face partiellement arrachée. Le câble plat 11 est enroulé dans la gorge 15 de la bobine en passant autour du galet de renvoi 16 et du galet de tension 17. L'extrémité du câble plat est attachée à la bobine et ses conducteurs sont connectés à des bagues collectrices 18, elles-mêmes reliées au circuit de mesure par des dispositifs non représentés. La bobine contient un boîtier de ressort 19 dans lequel est logé un ressort spirale 20 relié à la fois à la bobine 14 et à la chambre d'enroulement 13. Le ressort spirale est contraint de manière à exercer une force de torsion sur la bobine 14 dans le sens de l'enroulement 21, ce qui soumet le câble plat 11 inséré dans le tube télescopique à une force de traction. Cette force est maintenue à un niveau assez faible afin qu'elle n'entraîne pas la rétraction inopinée du tube télescopique. Cette force est donc insuffisante pour empêcher efficacement la torsion du mince câble plat 11 en cas de torsion des sections du tube télescopique. C'est pourquoi une bande d'acier mince 22 est ajoutée parallèlement à la bande de connexion 11 entre le support de capteur 7 et la bobine 14. Dans l'exemple représenté la bande d'acier est enroulée avec le câble plat dans la même gorge de la bobine 14, de sorte que chaque spire de la bande d'acier recouvre une spire du câble plat. La résistance à la torsion de l8 bande d'acier 22 est assez forte pour maintenir la position angulaire du support de capteur 7 quand les sections du tube télescopique tournent les unes par rapport aux autres, le montage du support 7 sur les roulements à billes 8-et 9 permettant de le désolidariser des rotations de son logement 6. De ce fait, le câble plat 11 ne peut plus être tordu, bien que sa terniorn soit faible, comme précédemment indiqué. En outre, dans le sens longitudinal, la résistance à la flexion de la bande d'acier est très faible, si bien que cette bande peut être enroulée sur la bobine 14 sans que la force de rappel du ressort spirale 20 soit notablement augmentée. Un galet de renvoi 23 sert à dévier la bande d'acier 22 vers l'ouverture 12 de la chambre d'enroulement 13 et parallèlement à l'axe du tube télescopique 4. Un galet de tension 17, monté sur un bras 25 pivotant autour de l'axe 24 du galet de renvoi 23, sert à compenser la différence de longueur du câble 11 et de la bande 22 due aux différents diamètres d'enroulement, en s'opposant à l'action d'un ressort 26 sur le bras 25. La figure 3 représente une vue de dessus d'une partie d'un câble plat 11 qui, de préférence, est une mince bande 27 de polystyrène dans laquelle des conducteurs de cuivre 28 sont complète- ment enrobés. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure à capteur primaire amovible monté dans un embout d'un tube télescopique raccordé au boîtier de l'appareil, ledit embout logeant un support de capteur libre de tourner axialement et connecté audit boîtier par un câble électrique à conducteurs multiples qui est déroulé à l'intérieur du tube télescopique à partir d'une bobine située dans le boîtier, caractérisé par le fait que ledit câble électrique est un câble plat mince (11) et qu'une bande d'acier (22) également connectée au support (7) du capteur (10) est tendue parallèlement au câble plat dans le tube télescopique (4) et enroulée sur la même bobine (14) que le câble plat sous l'action d'un ressort (20), un galet de tension(17) entraîné par un ressort (26) étant situé entre la bobine (14) et l'orifice d'entrée (12) du câble plat et de la bande d'acier dans le tube télescopique. 2. Appareil de mesure conforme à la revendication 1, caracté- risé par le fait que ladite bobine (14) comprend un logement (19) dans lequel un ressort spirale (20) est contraint de manière à exercer un couple d'entraînement de ladite bobine dans le sens de l'enroulement (21). 3. Appareil de mesure conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite bande d'acier (22) est une mince bande d'acier inoxydable. 4. Appareil de mesure conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite bande d'acier (22) sert de fil de connexion des masses du capteur (6) et du boîtier (1) de l'appareil de mesure. 5. Appareil de mesure conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit câble plat (11) est un mince ruban de polyester (27) dans lequel sont enrobés des conducteurs de cuivre (28).