Brevet FR2645266A1 — publié le 19901005

La présente invention concerne un détecteur photo-électrique comportant un composant émetteur et/ou récepteur de rayonnement qui est logé dans un boitier en relation optique avec une fenêtre de ce boîtier, laquelle est transparente à ce rayonnement. De tels appareils sont très largement utilisés dans de multiples applications telles que la mesure de niveau, la détection du passage d'objets, le comptage d'objets, etc... et peuvent être mis en oeuvre tant à l'extérieur qu'à l'intérieur de locaux ou d'installations de toutes natures. Dans les appareils connus dont la constitution répond à celle qui est mentionnée ci-dessus, on utilise des fenêtres transparentes dont la matière peut être du verre ou plus fréquemment un matériau plastique qui est moulé ou découpé dans une feuille ou une plaque en polycarbonate ou polyamide amorphe, ou polymétacrylate de méthyle. La fenêtre est généralement rapportée et fixée à l'aide de moyens qui établissent une étanchéité périphérique par soudure ou collage avec le matériau non transparent du boitier, qui n'est pas de même nature. Cette opération de collage ou de soudure, relativement coûteuse, nécessite une attention particulière. Si elle est opérée par une machine déréglée, il y a risque de défauts d'étanchéité et de bavures qui non seulement nuisent à l'aspect du produit, mais peuvent encore être à l'origine d'accumulation de poussières en faisant obstacle aux opérations de nettoyage. Le but de l'invention est ainsi de proposer un détecteur photo-électrique plus fiable et plus facile à fabriquer, procurant une étanchéité et une régularité d'aspect particulièrement satisfaisantes. Selon l'invention, le détecteur photo-électrique comportant au moins un composant émetteur et/ou récepteur de rayonnement logé dans un boitier en relation optique avec une fenêtre de ce boîtier qui est transparente audit rayonnement, est caractérisé en ce que la fenêtre est moulée d'une seule pièce, en un même matériau transparent audit rayonnement, avec une pièce de boîtier qui définit différentes parois du boîtier dont l'une au moins est attenante à ladite fenêtre Ainsi, on obtient dès le moulage, donc sans opération spécifique, une liaison parfaite entre la fenêtre et les parois de boîtier attenantes. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés - la figure I est une vue en élévation du boîtier coupé par un plan passant sensiblement par les axes optiques d'un système émetteur/récepteur de rayonnement - la figure 2 est une vue du détecteur côté fenêtre ; - la figure 3 est une vue du détecteur côté paroi latérale supérieure ; et - la figure 4 est un détail du haut de la figure 1 ; et - la figure 5 est une vue en coupe partielle d'un boîtier dans lequel la fenêtre comporte des dispositifs optiques intégrés. Le détecteur photo-électrique 1 représenté aux figures 1 à 4 comprend un boîtier 2 fermé par l'assocía- tion d'un corps 3 en forme d'étui parallélépipédique ayant quatre parois latérales 4, 5, 6, 7 et une paroi frontale 8 avec un couvercle 25 qui-prolonge le corps en direction opposée à la paroi frontale 8. Une ou deux cartes à circuits imprimés 9, 10 supportent des composants photoémetteurs et ou photo-sensibles tels que 11 et 12, et reçoivent par ailleurs divers composants électriques ou électroniques 13,14, 15. Le couvercle 25 est amovible. I1 protège un bornier 29 qui ferme l'ouverture arrière 28 du corps 3. Le bornier 29 est fixé au circuit imprimé 10 et à un pourtour de l'ouverture 28. Le couvercle 25 est équipé d'un presseétoupe 26 pour la traversée étanche d'un câble 27 d'alimentation et d'émission du ou des signaux de détection. Les conducteurs 30 du câble 27 sont raccordés aux cartes 9, 10 par l'intermédiaire du bornier 29. Un système optique 16 ayant deux axes optiques parallèles colncidant avec ceux des composants photoémetteur 11 et photo-sensible 12 respectivement, comporte par exemple des lentilles telles que 17, 18 pour créer un faisceau émis I et respectivement pour recueillir et concentrer un faisceau réfléchi R. Suivant l'invention, le boîtier 2, en particulier son corps 3, mais aussi, dans l'exemple, le couvercle 25, sont réalisés en un matériau transparent aux rayonnements émis et reçus par les composants photoémetteur 11 et photo-sensible 12. La paroi frontale 8 comporte une région 31 dont l'épaisseur e est moindre que celle des régions et cloisons contigues du corps 3, de façon à former une fenêtre 32 qui soit transparente à un rayonnement lumineux invisible, par exemple infra-rouge. La fenêtre 32 est donc d'une seule pièce avec le reste du corps 3 et en particulier avec la paroi 8 qui est attenante au pourtour de la fenêtre 32. L'épaisseur e, qui dans l'exemple représenté est constante, est choisie pour que, d'une part, l'absorption des faisceaux émis et réfléchi ne soit pas prohibitive, et que, d'autre part, la fenêtre ait une résistance suffisante à l'égard des contraintes mécaniques thermiques et chimiques auxquelles elle risque d'être soumise.Les deux faces parallèles opposées 33, 34 de cette fenêtre présentent un degré de polissage élevé grâce à un traitement approprié des éléments du moule qui servent à les former, tandis que le reste du boîtier présente, par moulage ou par traitement ultérieur, une surface dépolie ou satinée contribuant à masquer le contenu du boîtier. De préférence le matériau choisi pour le boîtier 2 a une transparence optimale pour les rayonnements à émettre et à détecter, qui sont en dehors du domaine visible, mais une certaine opacité, aussi bonne que posssible, à l'égard des rayonnements visibles, de manière à contribuer à masquer le contenu du boîtier. Comme matériaux donnant des résultats avantageux, on peut citer, par exemple, les polyétherimides qui ont en outre l'avantage d'offrir une bonne résistance au feu et aux solvants usuels. A titre indicatif, les épaisseurs choisies sont de l'ordre de 1,5 mm à 2 mm pour la fenêtre 32, et de 2,5 mm à 3 mm pour les autres parois du boîtier 2. Cette dernière valeur assure par ailleurs au reste du corps une opacité suffisante pour masquer les éléments internes et absorber la lumière émise par le composant photoluminescent Il. Le circuit imprimé 10 porte en regard d'une ouverture 22 pratiquée à travers la paroi latérale 7 du corps 3 deux composants électroniques luminescents de signalisation 20 et 20'. Un couvercle latéral 21, en matière transparente, qui ferme l'ouverture 22 de manière étanche, présente face aux composants 20 et 20' des conformations 23 et 23' qui sont optiquement favorables à l'examen de l'état des composantss 20 et 20'. Le circuit imprimé 10 porte en outre un potentiomètre 19 qui peut être réglé de l'extérieur du boîtier 2 au moyen d'une commande rotative 19a montée de manière étanche dans une ouverture 19b de la paroi 7, ouverture qui est voisine de l'ouverture 22. Une étiquette 51 est collée sur la face extérieure de la paroi 7 de manière à recouvrir complètement le couvercle 21 et à déborder tout autour de celui-ci sur la paroi 7 proprement dite. L'étiquette 51 présente trois ouvertures 51a, 51b, 51c, qui colncident respectivement avec les conformations 23, 23' et avec la commande rotative 19a. Selon un autre mode de réalisation du détecteur photo-électrique, voir figure 5, qui ne sera décrit qu'en ce qui concerne ses différences par rapport au précédent, l'une des faces, par exemple la face interne, de la fenêtre 32 n'est pas plane, mais présente deux formes lenticulaires polies 39 constituant tout ou partie du système optique 16 coopérant avec les composants photoélectriques 11 et 12. Dans ce cas, on assurera la coaxialité et le respect des distances entre les centres optiques du système 16 et ceux des composants 10 et 11 par exemple en appliquant un bord 42 d'une pièce de protection concentrique 43, en forme de double entonnoir, contre deux zones annulaires internes 44 de la face interne 37 qui entourent chacune l'une des formes lenticulaires 39 cette pièce de protection prend également appui en 45 sur le support 46 du ou des composants photo-électriques 11 et 12. REVENDICATIONS 1. Détecteur photo-électrique comportant au moins un composant (11, 12) émetteur et/ou-récepteur de rayonnement logé dans un boîtier (2) en relation optique avec une fenêtre (32) de ce boîtier (8) qui est transparente audit rayonnement, caractérisé en ce que la fenêtre (32) est moulée d'une seule pièce, en un même matériau transparent audit rayonnement, avec une pièce (3) de boîtier qui définit différentes parois (4 à 81 du boîtier dont l'une au moins (8) est attenante à ladite fenêtre (32). 2. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la fenêtre (32) a une épaisseur (e) moindre que lesdites parois (4 à 8) définies par ladite pièce (3) de boîtier (2). 3. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la fenêtre (32) présente une surface plus lisse qu'une autre partie de la piece (3) de boîtier. 4. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite autre partie a un aspect satiné ou dépoli 5. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que l'aspect satiné ou dépoli est obtenu directement par moulage. 6. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que l'aspect satiné ou dépoli est obtenu par traitement de surface postérieur au moulage. 7. Détecteur photo-électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une face de la fenêtre (32) intègre, venu demoulage, tout ou partie (39) d'un système optique focalisé (16) traversé par le rayonnement traité par le composant (11, 12). 8. Détecteur photo-électrique conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite face de la fenêtre (32) est une face tournée vers l'intérieur du boîtier (2). 9. Détecteur photo-électrique conforme à l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par des moyens (42, 43, 45) de positionnement du composant (11, 12) relativement au système optique (16) intégré à la fenêtre (32). 10. Détecteur photo-électrique conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le rayonnement de travail du composant est situé en dehors du domaine visible, et en ce que la matière de la pièce (3) de boîtier a une certaine opacité à l'égard des rayonnements visibles. 11. Détecteur photo-électrique conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le boîtier comprend une ouverture (22) fermée par un couvercle (21) en matière transparente qui recouvre au moins un composasnt électro-luminescent (20, 20'), le couvercle étant recouvert par une étiquette (51) présentant une ouverture (51a, 51b) d'observation du composant électro-luminescent (20, 20').