Brevet FR2613483A1 — publié le 19881007

DISPOSITIF POUR MARQUER UN SPOT SERVANT AUX MESURES EN LIAISON AVEC UN APPAREIL DE MESURE DE RAYONNEMENT L'invention concerne un dispositif pour marquer un spot servant de repère de mesure en liaison avec un appareil de mesure de rayonnement, notamment un-pyromètre à radiation infra-rouge, dispositif dans lequel un organe optique, destiné à projeter un repérage de spot servant aux mesures sur l'objet soumis à celles-ci, est prévu pour orienter l'appareil de mesure sur cet objet, et utilise la zone centrale, non utilisée optiquement, d'un objectif à miroirs de Cassegrain. Des appareils de ce genre sont fréquemment utilisés pour mesurer des températures en des endroits inac- cessibles, ou dans des zones de températures dans lesquelles des thermocouples ou des thermomètres à résistance électrique ne peuvent plus être utilisés. Il se présente alors, notamment lorsqu'on utilise des pyromètres à radiation infra-rouge, le problème du réglage précis sur le point de mesure désiré. A cet effet l'on utilise fréquemment un mar- quage de spot servant aux mesures, par exemple un point lumineux, qui est projeté sur l'objet soumis aux mesures. Il y a en outre la possibilité de déterminer - réglage exact à l'aide d'une barre de visée et d'une lampe encastrée, ou bien avec un cône de visée. Ces dernières possibilités de solutions, faisant appel à des moyens en majorité mécaniques, ne con- viennent cependant que pour des distances relativement faibles par rapport à l'objet soumis aux mesures; en outre dans le cas de l'utilisation de barre de visée et lampe encastrée, il n'est pas possible de procéder simultanément à la visée et à la mesure. Lorsqu'on fait se refléter un point lumineux sur l'axe optique, par exemple par l'intermédiaire de miroirs semi-perméables, il se produit l'inconvénient que l'objectif servant à la mesure doit être perméable pour la lumière visible. Il se présente là en outre la possibilité que la valeur de la mesure se trouve faussée par la lumière visible. L'utilisation d'une lunette de visée nécessite un système optique coûteux, de l'ajustage, ainsi que des pertes de signaux sous l'effet de miroirs semi-perméables, étant donné que pour pouvoir procéder simultanément à la visée et à la mesure, l'indication recherchée doit être amenée dans le champ visuel du chercheur. Lorsqu'on utilise un dispositif optique à laser, la dépense et l'encombrement s'accroissent encore davantage. D'après le Brevet US 4 315 150 on connait déjà un dispositif du type indiqué dans le préambule; dans ce dispositif il est prévu, parallèlement à l'appareil de mesure de rayonnement proprement dit, un tube laser qui, au moyen d'un double objectif - disposé en partie dans l'axe optique du tube laser et en partie dans l'axe optique de l'appareil de mesure de rayonnement - produit deux marquages circulaires, lumineux, de spot servant aux mesures, de diamètres différents et de luminosités différentes; ces deux marquages de spot, en étant orientés concentriquement, sont disposés exactement au centre d'une zone de mesure qui les entoure, en forme d'anneau de cercle, et localisée sur la surface du récepteur de l'appareil de mesure de rayonnement. Cet agencement est relativement encombrant, étant donné qu'il nécessite, s'ajoutant à l'appareil de mesure du rayonnement proprement dit, encore un tube laser d'à peu près le même dimension, ainsi qun' objectif double; et aussi les rayons produits par l'objectif double présentent une distance relativement grande l'un de l'autre, de sorte que dans le cas de points de mesure difficilement accessibles, on ne dispose souvent pas de l'espace nécessaire pour cela. De plus le spot de mesure proprement dit de l'appareil de mesure de rayonnement est une surface en forme d'anneau de cercle, alors que l'on désire souvent mesurer la température dans un spot de mesure très petit, presque ponctuel. L'invention a pour but de réaliser un dispo- sitif, pour marquer un spot servant aux mesures, qui tout en présentant une structure simple et un encombrement très faible, et sans risque de fausser la température à mesurer, permet une visée précise du point de mesure désiré et tout en même temps la mesure de sa température. L'invention concerne à cet effet un dispositif type général indiqué plus haut - pour marquer un spot servant de repère de mesure en liaison avec un appareil de mesure de rayonnement - qui est caractérisé en ce que l'organe optique servant à marquer le spot est disposé entièrement dans la zone centrale de l'objectif et dans l'axe optique de celui-ci, et en ce qu'il est prévu une marque de spot servant aux mesures, marque imperméable à la lumière visible, en forme de disque circulaire, qui est à reproduire par l'organe optique sur l'objet soumis aux mesures, la position et la grandeur de l'image de la marque du spot correspodant à la surface du récepteur de l'appareil de mesure de rayonnement. Cet agencement de tout l'ensemble du dispositif pour marquer un spot servant aux mesures à l'arrière de l'objectif à miroir permet de réaliser une unité de construc- tion bien compacte; grace au fait que l'on se sert exclusive- ment de l'espace situé dans l'angle mort de l'objectif, l'enccmbrement est réduit à un minimum. Etant donné qu'ici le spot servant aux mesures proprement dit apparalt sous la forme d'une surface circulaire non éclairée entourée d'un anneau lumineux, on exclut ainsi le risque de fausser les résultats de la mesure. On peut prévoir conformément à l'invention que la marque du spot servant aux mesures, qui est à projeter, se trouve située sur ou en avant d'une source lumineuse; et qu'elle peut être prévue en particulier sur la pointe d'une diode à luminescence servant de source lumineuse; une telle disposition contribue encore à la simplification du disposi- tif et à la réduction de l'encombrement. Le montage du dispo- sitif d'ajustage procure, tout en permettant d'utiliser des éléments de construction peu nombreux et simples, une stabi- lité extrêmement élevée - par exemple en cas de charges par à-coups - en raison du coefficient de frottement élevé entre la matière synthétique spéciale pressée et la surface d'appui. D'autre part, conformément à l'invention on peut prévoir que la pointe de la diode à luminescence comporte un évidement dont le diamètre correspond au diamètre de la marque du spot servant aux mesures, et qui est garni d'un matériau imperméable à la lumière visible. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, on peut prévoir encore de munir le dispositif de marquage du spot d'un dispositif d'ajustage à basculement, constitué essentiellement par une plaque élastique, en maté- riau synthétique élastique, contre laquelle le dispositif servant au marquage du spot est comprimé par exemple au moyen de trois vis, de façon à pouvoir basculer et à permettre ainsi un ajustage très précis. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un pyromètre à radiation infrarouge avec le dispositif conforme à l'invention pour le marquage d'un spot servant à la mesure, vue sur laquelle est dessiné le trajet des rayons optiques; - la figure 2 est une vue de détail schématique d'une diode à luminescence servant de source lumineuse avec, insérée dans sa pointe, une marque du spot servant à la mesure, Le Oyromètre à radiation infra-rouge désigné sur la figure 1, d'une façon générale, par la référence numé- rique 10, est constitué pour l'essentiel par un objectif 12, à miroirs de Cassegrain, une unité de détection 14 et le dispositif 16 pour le marquage du spot servant à la mesure selon l'invention. Dans l'unité de détection 14 est prévue une surface 18 de récepteur, qui capte l'énergie rayonnée par un objet (non représenté) soumis à la mesure et la transmet en vue de l'opération de la mesure. L'image de cette surface 18 du récepteur est reproduite - par l'intermédiaire du miroir secondaire 20 et du miroir primaire 22 de l'objectif 12 à miroirs de Cassegrain - sous la forme d'un spot 24 sur la zone à mesurer de l'objet soumis à la mesure. La tâche du dispositif 16 pour le marquage du spot servant à la mesure consiste alors à déterminer sur l'objet soumis à la mesures sur la position précise et aussi le diamètre de ce spot 24, étant donné que celui-ci n'est donc pas visible en lui-même et que l'on doit éviter l'utili- sation de lunettes de visée - ou autres systèmes optiques - coûteuses. Dans ce but on a prévu, dans le dispositif 16 pour le marquage du spot servant à la mesure, une source lumineuse 26, dont le faisceau de rayons est dirigé par l'intermédiaire d'un objectif 28 sur l'objet soumis à la mesure. Tout l'ensemble du dispositif 16 pour le marquage du spot servant à la mesure est logé sur la face arrière du miroir secondaire 20 dans l'angle mort du trajet des rayons de l'objectif 12 et est situé dans l'axe optique de celui-ci. Grâce à une disposition appropriée de l'objectif 28 on obtient ce résultat que le plan de reproduction de la marque 30 du spot coïncide avec celui de la surface 18 du récepteur de l'unité de détection 14. Afin d'empêcher que le résultat de la mesure ne soit faussé par l'éclairement du spot 24 par de la lumière visible, on a inséré entre la source lumineuse 26 et l'objectif 28 une marque de spot 30 imperméable pour la lumière visible et qui diaphragme, du faisceau de rayons de la source lumineuse 26, une surface circulaire centrale, de telle sorte que seul reste encore visible un anneau lumineux entourant cette surface circulaire. La grandeur et la position de la marque du spot servant à la mesure sont choisies de telle manière, que sa reproduction sur l'objet soumis à la mesure soit iden- tique à la reproduction de la surface 18 du récepteur de l'unité de détection 14. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la source lumineuse 26 est une diode à luminescence 32, dont la pointe comporte un évidement de forme circulaire, qui est rempli par un matériau 36 imperméable à la lumière rayonnée par la surface lumineuse 34 de la diode, comme représenté de façon schématique à la figure 2. Ce matériau opaque 36 forme la marque 30 du spot servant à la mesure, dont le diamètre est déterminé par le diamètre de l'évidement ménagé dans la pointe de la diode à luminescence 32 et est mis en accord avec le diamètre du spot 24. En vue d'un ajustage précis du dispositif 16, pour le marquage du spot servant à la mesure, sur l'axe optique de l'objectif à mirairs de Cassegrain, ce dispositif est fixé sur une plaque élastique 38 - par exemple en matière synthétique spéciale - au moyen de trois vis d'ajustage 40 disposées en forme de triangle, et grtce au déplacement desquelles on obtient un mouvement de basculement du dispositif jusqu'à ce que la reproduction de la marque 30 du spot servant à la mesure coïncide avec celle de la surface 18 du récepteur de l'unité de détection 14. Les propriétés élastiques et le coefficient de frottement de la matière synthétique spéciale 26134$3 utilisée pour la plaque élastique 38 sont choisis de telle manière, que l'on est assuré d'obtenir la plus grande sta- bilité possible et la plus grande insensibilité possible, par exemple vis-à-vis de charges par à-coups. Lors de l'exploitation du dispositif on fait varier la position du pyromètre à radiation infra-rouge par rapport à l'objet soumis à la mesure, ainsi que la dis- tance par rapport à celui-ci, jusqu'à ce que la reproduction de la marque 30 du spot - c'est-à-dire aussi bien- l'anneau lumineux qui l'entoure apparaisse nettement au point de mesure désiré sur la surface de l'objet soumis à la mesure. Ainsi est alors déterminé impeccablement le plus petit diamètre de spot du pyromètre à radiation infra-rouge et l'on est assuré que la surface 18 du récepteur de l'unité de détection 14 ne reçoit que le rayonnement de chaleur à mesurer. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour marquer un spot servant de repère de mesure en liaison avec un appareil de mesure de rayonnement, notamment un pyromètre à radiation infra-rouge, un organe optique destiné à projeter un repérage de spot servant aux mesures sur l'objet soumis à celles-ci étant prévu pour orienter l'appareil de mesure sur cet objet, et cet organe optique utilisant la zone centrale, non utilisée optiquement, d'un objectif à miroirs de Cassegrain, dispositif caractérisé en ce que l'organe optique (28) servant à marquer le spot est disposé entièrement dans la zone centrale de l'objec- tif (12) et dans l'axe optique de celui-ci, et en ce qu'il est prévu une marque (30) de spot servant aux mesures, marque imperméable à la lumière visible, en forme de disque circulaire, qui est à reproduire par l'organe optique (28) sur l'objet soumis aux mesures, la position et la grandeur de l'image de la marque du spot correspondant à la surface (18) du récepteur de l'appareil de mesure de rayonnement. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la marque (30) du spot servant aux mesures, qui est à projeter, est située sur ou en avant d'une source lumineuse (26). 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la marque (30) du spot servant aux mesures est prévue sur la pointe d'une diode à luminescence (32) servant de source lumineuse (26). 4- Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que La pointe de la diode à luminescence (32) comporte un évidement, dont le diamètre correspond au diamètre de la marque (30) du spot servant aux mesures, et qui est garni d'un matériau (36) imperméable à la lumière visible. - Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif d'ajustage à basculement, qui est constitué essentiellement par une plaque élastique (38), en matériau synthétique élastique, contre laquelle le dispositif (16) servant au marquage du spot est pressé, au moyen de trois vis (40), de façon à pouvoir basculer.