Brevet FR2692682A1 — publié le 19931224

FIBRE OPTIQUE FLUORESCENTE ET SON APPLICATION AUX EQUIPEMENTS ELECTRIQUES HAUTE TENSION La présente invention se rapporte à une fibre optique fluorescente et à son application aux équipements électriques à haute tension. Elle concerne plus exactement une fibre optique fluorescente constituée d'une gaine en polymère transparent et d'un coeur constitué d'un polymère transparent contenant au moins un dopant. Le brevet transais n"2 640 386 déposé le 9 décembre 1988 par la Déposante décrit un dispositif pour la détection d'effluves visuels survenant dans une enceinte fermée, en particulier l'enveloppe d'une installation à haute tension du type blindé. I1 comprend une fibre optique fluorescente disposée à l'intérieur de l'enceinte et dont au moins une extrémité débouche à l'extérieur de l'enceinte, la fibre étant associée à un photodétecteur. Le but de la présente invention est de proposer une fibre optique fluorescente particulièrement adaptée à cette application et plus généralement qui soit aisément adaptable aux effluves visuels à détecter en jouant sur la concentration du ou des dopants, tout en présentant une sensibilité, une longueur d'atténuation et un rendement quantique supérieurs à ceux des fibres connues. Pour ce faire, les dopants sont un dérivé d'acide xanthénique commercialisé par Hoechst sous la dénomination "K27" et du p-Terphényl. Afin d'éviter le jaunissement, avantageusement, le coeur contient les antioxydants suivants: tris- (2-méthyl-4-hydroxy-5-t-butylphényl ) butane et 4-méthyl-2;6-ditertiarybutylphénol;2;6- ditertiarybutyl-para-crésol. Pour obtenir une atténuation correcte comprise entre 4,5 et 11,5 dB/m, la concentration du "K27" est comprise entre 1,3 et 5,2 grammes par litre de solvant et celle du p Terphényl de 1% en poids. Plus précisément, selon un mode de réalisation particulier, les concentrations sont les suivantes: 1,3 de "K27" en gramme par litre de solvant, 1% de p-Terphényl en poids, 0,24 de tris-(2-méthyl-4-hydroxy-5-tbutylphényl)butane en gramme par litre de solvant et 0,4 de 4-méthyl-2;6-ditertiarybutylphénol;2;6- ditertiarybutyl-para-crésol en gramme par litre de solvant. L'application préférée de cette fibre optique est de constituer un dispositif pour la détection d'effluves visuels survenant dans une enceinte fermée. Celui-ci comprend une telle fibre optique, disposée à l'intérieur de ladite enceinte et dont au moins une extrémité débouche à l'extérieur de ladite enceinte, ladite fibre étant associée à un photodétecteur. Plus précisément, ladite enceinte est l'enveloppe d'une installation électrique à haute tension de type blindé à SF6. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide d'un mode préféré de réalisation. De façon classique, la fibre comporte une gaine en polymère transparent d'indice de réfraction inférieur à celui du coeur. Ce polymère est de préférence du PMMA (polyméthacrylate de méthyle). Ce peut être également de l'acétate de polyvinyle ou du polyméthacrylate de trifluoroéthyle. La gaine a une épaisseur comprise entre 10 et 50 microns, le diamètre de la fibre étant d'environ 1 mm. Le constituant du coeur est un polymère transparent d'indice de réfraction supérieur à celui de la gaine et de préférence ce polymère est du polystyrène. Ce peut être également du PMMA, du polyxyloxane ou du polycarbonate. Les différents composants sont mélangés au styrène qui sera appelé ci-après solvant. Pour éviter le jaunissement du polystyrène, des antioxydants peuvent être ajoutés et de préférence l'on choisit deux antioxydants constitués de: tris- ( 2-méthyl-4-hydroxy-5-t-butylphényl )butane commercialisé par ICI sous la dénomination "TOPANOL C.A" de préférence selon une concentration de 0,24 gramme par litre de solvant et de 4-méthyl-2;6-ditertiarybutylphénol;2;6- ditertiarybutyl-para-crésol commercialisé par ICI sous la dénomination "TOPANOL O.C (BHT)" de préférence selon une concentration de 0,4 gramme par litre de solvant. Le polystyrène contient un dopant qui est un produit constitué d'un dérivé d'acide xanthénique commercialisé par Hoechst sous la dénomination "K27" qui présente de bonnes propriétés relatives à l'atténuation. Comme illustré sur le tableau suivant, en faisant varier la concentration de "K27", l'on obtient différentes valeurs d'atténuation et l'on peut ainsi réaliser une fibre particulièrement adaptée aux applications souhaitées. concentration atténuation longueur en gramme par litre en dB/m d'atténuation en cm de solvant 1,3 4,5 95 2,6 4,81 89 4,2 6,7 65 5,2 11,43 27 La concentration est un paramètre qui doit être contrôlé afin d'obtenir le juste compromis entre une bonne transparence de la fibre (et donc une faible atténuation) et un dopage suffisant pour une détection sensible des phénomènes lumineux. Pour obtenir une détection optimale, la concentration peut être choisie dans la plage de valeurs précisée dans le tableau précédent, selon l'application souhaitée. Pour les raisons développées ci-dessous, un second dopant constitué de p-me-phényl est également ajouté au polystyrène de préférence dans une concentration de 1% en poids. En effet, le "R27" n'absorbe pas les émissions lumineuses dans l'ultra-violet. Le rôle du p-Terphényl est donc d'absorber toute émission lumineuse située dans l'ultra-violet et de la transmettre, à une longueur d'ondes supérieure, au "K27" qui joue alors son râle de dopant fluorescent. L'emploi de p-Terphényl n'est donc pas indispensable pour certaines applications qui pourraient être envisagées. L'application préférée de cette fibre optique fluorescente est de constituer un dispositif pour la détection d'effluves visuels survenant dans une enceinte fermée. I1 comprend une telle fibre optique disposée à l'intérieur de ladite enceinte et dont au moins une extrémité débouche à l'extérieur de ladite enceinte, ladite fibre étant associée à un photodétecteur. L'enceinte fermée peut être remplie d'air à la pression atmosphérique, par exemple une enceinte de parafoudre. Avantageusement, ladite enceinte est l'enveloppe d'une installation électrique à haute tension de type blindé à SF6. Le dopant qu'est le "K27" présente en effet un spectre d'absorption centré sur une longueur d'ondes X voisine de 480 nm qui correspond aux longueurs d'ondes de la zone d'émission de la décharge dans le SF6. REVENDICATIONS 1) Fibre optique fluorescente constituée d'une gaine en polymère transparent et d'un coeur constitué d'un polymère transparent contenant au moins un dopant, caractérisée en ce que les dopants sont un dérivé d'acide xanthénique commercialisé par Hoechst sous la dénomination "K27" et du p-Terphényl. 2) Fibre optique fluorescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que le coeur contient les antioxydants suivants: tris- ( 2-méthyl-4-hydroxy-5-t-butylphényl ) butane et 4-méthyl-2;6-ditertiarybutylphénol;2;6- ditertiarybutyl-para-crésol. 3) Fibre optique fluorescente selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la concentration du "K27" est comprise entre 1,3 et 5,2 grammes par litre de solvant et celle du p-Terphényl de 1% en poids. 4) Fibre optique fluorescente selon l'ensemble des revendications précédentes , caractérisée en ce que les concentrations sont les suivantes: 1,3 de "K27" en gramme par litre de solvant, 1% de p-Terphényl en poids, 0,24 de tris- ( 2-méthyl-4-hydroxy-5-t- butylphényl)butane en gramme par litre de solvant et 0,4 de 4-méthyl-2;6-ditertiarybutylphénol;2;6- ditertiarybutyl-para-crésol en gramme par litre de solvant. 5) Dispositif pour la détection d'effluves visuels survenant dans une enceinte fermée caractérisé en ce qu'il comprend une fibre optique conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, disposée à l'intérieur de ladite enceinte et dont au moins une extrémité débouche à l'extérieur de ladite enceinte, ladite fibre étant associée à un photodétecteur. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite enceinte est l'enveloppe d'une installation électrique à haute tension de type blindé à SF6.