Brevet FR2542122A1 — publié le 19840907

La présente invention concerne un dispositif de support et d'orien- tation d'un élément optique, notamment destiné à un instrument analytique. On connaît déjà des instruments optiques d'analyse Un inter- féromètre est un exemple d'un tel instrument qui a déjà été utilisé sous diverses formes, depuis avant le début du siècle. Les interféromètres, ainsi que d'autres instruments optiques d'analyse, comportent une source d'un rayonnement d'analyse et divers éléments optiques placés suivant un chemlin optique de l'instrument Les éléments optiques peuvent comprendre des éléments réfléchissants et réfracteurs dont certains peuvent être déplacés le long du chemin afin qu'ils fassent varier la longueur du chemin suivi par une partie au moins du rayonnement d'analyse Un alignement convenable des éléments optiques les uns par rapport aux autres est indispensable à un fonctionnement conve- nable de l'instrument. Dans les instruments modernes, l'alignement convenable des éléments optiques a tendance à avoir un effet surtout important sur la sensibilité de l'instrument et non sur les possibilités de mise en oeuvre de celui-ci Cependant, la sensibilité peut affecter l'application d'un instru- ment à une mesure particulière. Un autre facteur important dans l'application à des instruments est l'intensité de la source du rayonnement d'analyse, surtout lorsque les sources d'un rayonnement voulu d'analyse ont des limites pratiques imposées à leur faisceau de sortie Un exemple d'une telle restriction du rayonnement d'analyse, dans un instrument analytique, existe dans le cas d'un spectromètre infrarouge ayant un interféromètre dans son système actif L'alignement convenable des éléments optiques utilisés dans un tel spectromètre optimise la sensibilité -de l'instrument dans les limites imposées par les sources de rayonnement existant en pratique. L'invention concerne un dispositif de support d'un élément optique destiné à coopérer avec un rayonnement d'analyse utilisé dans un instrument analytique On décrit l'invention dans le cas d'un élément réflecteur plan, et elle est particulièrement utile dans le cas d'un élément réflecteur placé dans la branche fixe d'un interféromètre Michelson, bien que son utilisation ne soit pas limitée à un tel élément optique ou un tel instrument d'analyse Dans le cas d'un interféromètre, une base de forme générale plane est fixée dans l'instrument à l'emplacement nominal voulu de l'élément réflecteur Une plaque supporte l'élément optique et 42122 a une premiere partie distante de la base d'une manièere qui permet une réorientation dans l'espace de la plaque de support aut our de la partie distante de cette plaque Deux dispositifs ponctuels de comntact maintien- nent différentes parties de la plaque de support a distance de la base d'une manière réglable alors que la plaque de support est rappelée elasti- quement vers la base Le réglage des contacts ponctuels assure la reorienta- tion dans l'espace de la plaque de support et ainsi de l"'1 lément ioptique qu'elle porte Dans un mode de réalisation préféré,,un pivot qphler que dépasse de la base afin qu'il maintienne à distance une premier e partie de la plaque de support alors qu'un dispositif est destiné a;empecher la rotation de la plaque de support par rapport à la base auaour du pavot sphérique Les contacts ponctuels sont établis par coop'refion d"garns cylindriques et coniques qui sont placés entre la plaque,de support et la base et qui établissent un contact pontuel entre eux Le deéplace lent des organes coniques le long de leur axe principal permet wun eréeage de l'orientation de la plaque de support par rapport à la base. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mtfieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exeirl Ies de, r"'aisa tion et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation avec des parties anradheëes ireprsert- tant la coopération des différents éléments formant un,mode,de réài - tion avantageux de l'invention la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2,de la figure l et la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 'de la figure 2. La figure I représente schématiquement un mode de:ra:lisastion avantageux de l'invention, comprenant un organe 10 de base Com me représenté, cet organe 10 est sous forme d'une plaque et -est *destne être fixé dans un instrument d'analyse Bien qu'elle soit represente:s forme d'une plaque, cette construction n'est pas nécessaire 'dans la Iesnre ou la base forme trois points stables dans l'instrument, pour des raisons qui apparaissent clairement dans la description qui suit Un élément -opfi- que, représenté sous forme d'un organe réflecteur plan i 1 l sur les figures est fixé a une plaque 12 de support de toute manière connue et voulue. Par exemple, l'élément optique 11 peut être collé à la plaque 12 de sup- port Dans le cas o l'élément optique 11 est un élément réfracer, Sa plaque de support et la base 10 peuvent avoir tous {deux une ouverture 2542 1 22 destinée à permettre le passage du rayonnement d'analyse, de manière connue. Comme -l'indique la discussion qui suit, la plaque 12 de support est orientée par rapport à la base 10 par commande de la distance com- prise entre la plaque 12 de support et la base 10 à trois emplacements. Une première partie de plaque de support est maintenue à distance de la base 10 par un pivot sphérique portant la référence générale 13 sur la figure 1, ce pivot sphérique étant décrit plus en détail dans la suite. La rotation de la plaque 12 de support par rapport à la base 10 autour du pivot sphérique 13 est empêchée par un organe sphérique 14 qui sup- porte la face inférieure de la plaque 12 et par un ressort 15 1 'organe sphérique 14 et une première extrémité du ressort 15 étant finés à une saillie 16 portée par la base 10 L'organe sphérique 14 et le ressort 15, tout en empêchant la rotation autour du pivot sphérique 13, permettent un déplacement relatif de la plaque 12 et de la base 10 dans des direc- tions sensiblement perpendiculaires au plan de la figure. Le pivot sphérique 13 maintient à distance fixe une première partie de la plaque 12 par rapport à la base 10 L'espacement réglable entre différentes parties de la plaque de support et la base est assuré par des dispositifs à contact ponctuel repérés par les références 17 et 18 A l'exception près indiquée dans la suite du présent mémoire, les dispositifs 17 et 18 de contact ponctuel peuvent être identiques Pour cette raison, on n'en a représenté qu'un seul en détail. Comme l'indique aussi la figure 1, un organe 20 de forme générale cylindrique est porté par la plaque 12 entre celle-ci et la base 10 Un organe conique 21 est vissé sur une vis-mère 22, celle-ci étant supportée afin qu'elle puisse tourner dans des paliers 23 portés par la base 10 Lors de la rotation de la vis-mère 22, l'organe conique 21 se déplace le long de la vis-mère 22, les diamètres combinés de l'organe cylindrique 20 et de la partie de l'organe conique 21 qui est au contact de l'organe cylin- drique 20 déterminant la distance comprise entre la plaque 12 et la base à cet emplacement Comme décrit en référence,à la figure 2, l'organe conique 21 ne peut pas tourner avec la vis-mère 22 qui le déplace le long de celle-ci lorsqu'elle tourne Les paliers 23 peuvent être de tout type connu et la rotation de la vis-mère 22 peut être réalisée par toute techni- que connue, les moteurs pas à pas avec des systèmes convenables de com- mande de ces moteurs étant préférés dans le cadre de l'invention. La figure 2 est une coupe suilvant la'iie 2-2 de la figure 1 et elle réprésente plus clairement la coopération de certains des éléments faisant partie du dispositif selon l'invention C Qmme l'indique la figure 2, un pivot sphérique 13 est formé d'un plot 25 fixé sur la base 10 et en dépas- sant, le plot ayant un extrémité sphérique 26 se logeant dans une cavité conique de la plaque 12 de support Le pivot 13 détermine une distance connue entre la plaque 12 et la base 10 tout en permettant le pivotement ou basculement de la plaque 12 par rapport à la base 10 Dans la configu- ration représentée, un contact linéaire circulaire est formé entre l'extré- mité sphérique 26 et la cavité conique 27. Comme représenté sur la figure 2, l'organe conique 21 est placé dans une gorge 30 formée dans la base 10 et a un ergot 31 dépassant dans une gorge supplémentaire 32, l'ergot 31 et la gorge 32 coopérant afin qu'ils empêchent la rotation de l'organe conique 21 lorsque la vis- mère 22 tourne L'organe conique 21 est supporté par la vis-mère 22, celleci étant suffisamment rigide à cet effet La plaque 12 de support est repoussée élastiquement vers la base 10 par des-ressorts 33, et il faut noter qu'un premier ressort 33 placé sur chacun des dispositifs 13, 17 et 18 ou près de chacun de ces dispositifs suffit au maintien des con- tacts entre les éléments décrits dans le présent mémoire. La figure 3 indique en outre la coopération entre l'organe conique 21, la vis-mère 22 et des éléments de la base 10 ainsi que l'interaction de l'organe cylindrique 20 et de la plaque 12 de support d'une part et de l'organe cylindrique et de l'organe conique 21 d'autre part Une gorge en V est formée dans la plaque 12 de support et forme des contacts linéaire 36 entre les parois de la gorge et l'organe cylindrique 20 Ce dernier et l'organe conique 21 sont en contact ponctuel comme indiqué par la référence 37 Ainsi, une relation précise peut être établie entre l'organe 21, l'organe cylindrique 20 et la plaque 12 de support afin que la distance séparant cette partie de la plaque 12 de la base 10 soit établie avec préci- sion à l'emplacement des éléments indiqués. Comme l'indique toujours la figure 1, le contact ponctuel obtenu à l'aide du dispositif repéré de façon générale par la référence 18 et représenté en traits interrompus comporte des éléments allongés 39 et 40 Il faut noter que ces derniers comprennent un organe cylindrique et un organe conique tels que les organes 20 et 21 décrits et représentés par ailleurs L'organe allongé 39 peut être cylindrique ou conique et l'élé- ment 40 peut avoir l'autre configuration Le déplacement de l'organe conique le long de son axe principal transversal à l'axe principal de l'organe cylindrique permet le réglage de la distance séparant la plaque 12 de la base 10 à cet emplacement. Evldemment, de nombreuses modifications peuvent être apportées. Par exemple, l'élément 40 peut être un organe conique entraîné suivant son grand axe par une vis-mère qui est parallèle de façon générale à la vis-mère 22 (voir figure 1) Cependant, l'élément 40 peut avoir une forme générale cylindrique, l'élément 39 étant conique et entraîné par une vis- mère perpendiculaire à la vis-mère 22 En fait, les organes cylindriques et coniques formant les contacts ponctuels sont décrits et représentés sous f'orme perpendiculaire bien que leur coopération ne nécessite qu'une interaction de leurs grands axes afin qu'un contact ponctuel soit formé et réduise la tendance du mécanisme à pivoter pendant une réorientation angulaire de la plaque 12 de support par rapport à la base 100 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exerples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de support et d'orientation dans l'espace d'un élément optique porté par une plaque de support 9 destiné à un instrument analytique du type qui comporte une source d'un rayonnement d'analyse et ayant des éléments optiques destinés à dirigés le rayonnement dans l'instru- ment, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend une base plane ( 10) fixée dans l'instrument, un dispositif ( 13) porté par la base ( 10) et destiné à maintenir une première partie de la plaque de support à distance de la base tout en permettant une réorientation de la plaque de support ( 12) dans l'espace autour de ladite partie de plaque de support, un premier et un second dispositif ( 17, 18) formant un contact ponctuel et destiné à maintenir de manière réglable différentes parties de la plaque de support à distance de la base, et un dispositif ( 33) destiné à rappeler élastiquement la base ( 10) et la plaque de support ( 12) l'un vers l'autre. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo- sitif ( 13) destiné à maintenir à distance une première partie de la plaque de support comporte un pivot sphérique ( 25), et le dispositif de support comprend en outre un dispositif ( 14, 16) destiné à empêcher la rotation de la plaque de support par rapport à la base ( 10) autour du pivot sphérique ( 25). 3 Dispositif selon la revendicaticn 2, caractérisé en ce que les dispositifs ( 17, 18) formant des contacts ponctuels comportent des organes allongés ( 20, 21) sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre et ayant chacun une surface de contact de section circulaire, suivant son axe princi- pal, l'un au moins étant mobile suivant son axe principal. 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs ( 17, 18) à contacts ponctuels sont des organes allongés ( 20, 21) sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre et ayant une surface de contact de section circulaire, le long de son axe principal, l'un au moins des organes étant mobile suivant son axe principal. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs ( 17, 18) à contacts ponctuels comportent chacun un dispositif de forme générale cylindrique ( 20) et un dispositif de forme générale conique ( 21) disposés sensiblement perpendiculairement l'un à l'autre entre la base ( 10) et la plaque de support ( 12) et en contact mutuel à leur périphé- 25421 22 riphérie, le dispositif conique ( 21) étant mobile par rapport au dispositif cylindrique ( 20) suivant son axe principal. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il com- prend une vis-mère rotative ( 22) coopérant par vissage avec le dispositif conique ( 21) suivant l'axe principal de celui-ci, et un dispositif ( 31, 32) destiné à empêcher la rotation du dispositif conique -( 21) avec la vis-mère ( 22). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes principaux des dispositifs coniques ( 21) sont en directiors générales parallèles. 8 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes principaux des dispositifs coniques ( 21) sont en directions générales perpendiculaires. 9 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispo- sitif ( 13) destiné à maintenir une première partie de la plaque de support à distance de la base comporte un pivot sphérique, et le dispositif de support comporte en outre un dispositif ( 14, 16) destiné à empêcher la rotation de la plaque de support par rapport à la base ( 10) autour du pivot sphérique ( 25) 10 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs ( 17, 18) de contact ponctuel comportent chacun un dispositif de forme générale cylindrique ( 20), la plaque de support ( 12) comportant un dispositif destiné à établir un contact linéaire avec ce dispositif cylindrique, et un dispositif de forme générale conique ( 21) supporté entre la base ( 10) et le dispositif cylindrique ( 20) en contact ponctuel avec le dispo- sitif cylindrique et mobile le long de son grand axe, transversalement au grand axe du dispositif cylindrique avec lequel il est en contact ponctuel. 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif ( 13) destiné à maintenir à distance une première partie de la plaque de support comprend un pivot sphérique ( 25), et le dispositif de support comporte en outre un dispositif ( 14, 16) destiné à empêcher la rotation de la plaque de support par rapport à la base ( 10) autour du pivot sphérique ( 15). 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu i 1 com- prend une vis-mère rotative ( 22) coopérant par vissage avec le dispositif conique ( 21) le long de l'axe principal de celui-ci, et un dispositif ( 31, 2 542122 32) destiné à empêcher la rotation du dispositif conique avec la vis-mère. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif destiné à empêcher la rotation comporte une gorge ( 32) formée dans la base ( 10) et uh dispositif ( 31) dépassant du dispositif conique ( 21) et pénétrant dans la gorge ( 32). 14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les axes principaux des dispositifs coniques ( 21) sont en directions générales parallèles. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les axes principaux des dispositifs coniques ( 21) sont en directions générales perpendiculaires.