Brevet FR2749384A1 — publié le 19971205

DETECTEUR MAGNETIQUE DE PROXIMITE A POINT DE BASCULEMENT PREREGLE. DESCRIPTION Domaine technique L'invention concerne un détecteur magnétique de proximité à point de basculement préréglé, conçu notamment pour être utilisé sous eau et dans des conditions d'ambiance très difficiles. En particulier, bien que le détecteur magnétique de proximité conforme à l'invention puisse être utilisé dans de très nombreux secteurs industriels, il trouve une application privilégiée dans les installations nucléaires et notamment dans les piscines des réacteurs nucléaires de puissance. Etat de la technique Dans les installations nucléaires et notamment dans les réacteurs nucléaires de puissance, le transfert des assemblages de combustible nucléaire doit impérativement se faire sous eau, en particulier lorsqu il s'agit d'assemblages irradiés ayant séjourné un certain temps dans le coeur du réacteur. Ce transfert sous eau permet de maintenir la température des assemblages irradiés à une valeur raisonnable tout en assurant la protection du personnel qui doit intervenir dans le bâtiment. Au cours de ce transfert sous eau des assemblages de combustible nucléaire, des détecteurs de proximité doivent être prévus afin de détecter l'arri- vée d'un assemblage ou de l'appareil qui le transporte, dans un emplacement déterminé. Dans ce but, on utilise habituellement des détecteurs magnétiques de proximité prévus pour fonctionner sous eau et dont l'allure générale est illustrée schématiquement sur la figure 1. Un tel détecteur comprend une embase 1, en forme de plaque rectangulaire, prévue pour être montée par l'intermédiaire de quatre vis (non représentées) sur un organe support fixe 7 placé au fond de la piscine du réacteur. A cet effet, l'embase 1 comporte par exemple deux trous lisses 2 élargis ou oblongs et deux trous taraudés 3. L'organe support (non représenté) comporte des trous correspondants disposés à l'inverse, de telle sorte que deux des vis traversent l'embase 1 pour être vissées dans l'organe support 7 et que les deux autres vis traversent l'organe support 7 pour être vissées dans l'embase 1. Sur l'embase 1 est soudé un corps 4, de forme généralement cylindrique et dont l'axe peut notamment être orienté verticalement lorsque le détecteur est monté sur l'organe support. Le corps 4 est étanche et sert à loger des moyens de commutation (non représentés) habituellement constitués par un interrupteur à lame souple placé dans une ampoule scellée remplie de gaz neutre. Ces moyens de commutation sont reliés au système servant à commander les déplacements des assemblages par un câble de liaison électrique 5. Un presse étoupe 6 assure la traversée étanche du corps 4 par le câble 5. Dans un tel détecteur, le basculement des moyens de commutation est commandé par le passage d'un aimant à proximité immédiate de la partie sensible des moyens de commutation, habituellement constituée par l'extrémité de la lame souple dans le cas d'un inter rupteur comportant une telle lame. Cet aimant est porté par un bras qui pivote autour d'un axe horizontal sur une structure fixe placée à proximité du détecteur lorsqu'un galet monté à l'extrémité du bras est engagé par l'assemblage ou par l'appareil dont on désire détecter l'arrivée. L'aimant suit donc une trajectoire bien définie, qui ne varie pas au cours du temps. Afin que le passage de l'aimant devant le détecteur entraîne bien un basculement des moyens de commutation, le corps 4 dans lequel sont logés ces moyens doit être positionné avec une très bonne précision selon une direction parallèle à son axe longitudinal, c'est-à-dire verticalement dans le cas de la figure 1. La position correspondante du corps 4 définit le point de basculement du détecteur. Actuellement, le positionnement du corps 4 est fait lors du montage de l'embase 1 du détecteur sur l'organe 7 au moyen des quatre vis traversant les trous 2 et 3. Plus précisément, lorsque l'opérateur procède au remplacement d'un détecteur, il doit démonter les quatre vis de fixation du détecteur à remplacer, monter sans le bloquer le nouveau détecteur sur l'organe support 7 toujours au moyen de quatre vis de fixation, repérer le point de basculement du nouveau détecteur et le positionner en conséquence, puis bloquer le détecteur dans cette position à l'aide des vis. Etant donné que l'opérateur qui effectue ces opérations travaille au fond de la piscine, sous eau, dans des conditions particulièrement difficiles du fait de l'espace réduit et de l'irradiation, il est équipé d'une combinaison étanche. La manipulation de vis de petit diamètre (de l'ordre de 4 mm) est donc particulièrement malaisée de sorte que ces vis risquent à tout moment de tomber au fond de la piscine. De plus, les vis de fixation sont habituellement équipées de plaquettes arrêtoirs destinées à empêcher leur dévissage, ce qui les rend dangereuses vis-à-vis de l'étanchéité de la combinaison des opérateurs. Enfin, le repérage du point de basculement du détecteur nécessite des essais de fonctionnement, de telle sorte que le temps nécessaire au remplacement d'un détecteur est relativement long. L'opérateur reçoit donc des débits de dose importants. Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un détecteur magnétique de proximité dont le principe de fonctionnement est le même que celui des détecteurs existants, mais dont la conception originale permet d'en effectuer le remplacement de façon beaucoup plus rapide grâce à un préréglage de son point de basculement, et sans que le remplacement du détecteur n'amène l'opérateur à manipuler des vis qu'il risque de perdre et qui risquent de percer leur combinaison. L'invention a aussi pour objet un détecteur magnétique de proximité conçu de façon à pouvoir être utilisé tel quel à la place des détecteurs existants. Conformément à l'invention, ces résultats sont obtenus au moyen d'un détecteur magnétique de proximité entre un premier et un deuxième organes, comprenant une embase apte à être fixée sur le premier organe, un corps monté sur l'embase, et des moyens de commutation logés dans le corps et aptes à changer d'état sous l'action d'un champ magnétique associé au deuxième organe, lorsque les moyens de commutation occupent une position déterminée par rapport au premier organe, selon une direction donnée, caractérisé par le fait que le corps est monté sur l'embase par des moyens de fixation aptes à occuper une position de blocage du corps sur l'embase et une position de montage et de réglage autorisant un déplacement du corps selon ladite direction, des marques étant faites sur le corps et sur l'embase, pour repérer la position déterminée lors du déplacement du corps selon ladite direction. Grâce à ces caractéristiques, le point de basculement peut être préréglé en atelier et repéré par une marque formée sur le corps neuf, avant que celui-ci ne soit monté sur l'embase pour remplacer un corps de détecteur contenant des moyens de basculement défectueux. En plaçant la marque formée sur le corps neuf au même endroit que celle qui était formée sur le corps défectueux, l'opérateur effectue le remplacement sans avoir à procéder à des essais de fonctionnement et sans démonter l'embase du détecteur. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, les marques comprennent une échelle graduée portée par l'embase et un index porté par le corps. Le corps du détecteur peut notamment avoir sensiblement la forme d'un cylindre dont l'axe est orienté selon la direction précitée. Les moyens de fixation comprennent alors des surfaces cylindriques complémentaires du corps, formées sur l'embase, un patin d'appui présentant une autre surface cylindrique complémentaire du corps, et au moins un organe de serrage reliant le patin d'appui à l'embase et dont un actionnement permet de bloquer ou de libérer le corps. Comme dans les détecteurs existants, les moyens de commutation comprennent avantageusement un interrupteur à lame souple placé dans une ampoule scellée remplie de gaz neutre, un câble de liaison électrique étant connecté à l'interrupteur et traversant le corps du détecteur. Dans une application particulièrement avantageuse de l'invention, le corps est étanche et prévu pour être placé dans une piscine d'une installation nucléaire. Dans ce cas, le câble traverse une paroi d'extrémité du corps du détecteur par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité tels qu'un presse-étoupe. Brève description des dessins On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférentielle de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, est une vue en perspective qui représente un détecteur magnétique de proximité de l'art antérieur - la figure 2 est une vue en coupe qui représente de façon très schématique une installation de transfert d'assemblages de combustible nucléaire entre un bâtiment réacteur et un bâtiment de stockage du combustible - la figure 3 est une vue en perspective comparable à la figure 1 illustrant un détecteur magnétique de proximité conforme à l'invention, susceptible d'être utilisé dans l'installation de la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du détecteur de la figure 3, sur laquelle on a également représenté en partie le levier portant l'aimant permanent qui commande le basculement des moyens de commutation du détecteur. Exposé détaillé d'une forme de réalisation préférentielle L'installation de transfert d'assemblages de combustible nucléaire que l'on décrira tout d'abord brièvement en se référant à la figure 1 constitue une application privilégiée du détecteur magnétique de proximité conforme à l'invention. Il est rappelé cependant que ce détecteur peut être utilisé dans de nombreuses autres installations industrielles, nucléaires ou non, notamment lorsque l'utilisation des détecteurs implique leur immersion et leur fonctionnement dans des conditions d'environnement particulièrement difficiles. Sur la figure 2, les références 10 et 12 désignent respectivement le bâtiment réacteur et le bâtiment de stockage du combustible d'une centrale nucléaire. A l'intérieur du bâtiment réacteur 10 on trouve notamment la cuve 14 du réacteur, dans laquelle sont placés verticalement les assemblages de combustible nucléaire formant le coeur du réacteur. La cuve 14 est placée dans une piscine 16. Le bâtiment 12 de stockage du combustible comporte un râtelier 18 de stockage des assemblages de combustible nucléaire. Ce râtelier 18 est également immergé dans une piscine 20 dont le fond communique avec le fond de la piscine 16 du bâtiment réacteur 10 par un tube horizontal 22. L'installation de manutention des assemblages de combustible nucléaire comprend, dans le bâtiment réacteur 10, une machine 24 de chargement et de déchargement. Cette machine 24 se déplace au-dessus de la piscine 16 sur un chemin de roulement 26. Elle permet la préhension et le transfert individuel d'un assemblage de combustible nucléaire, en position verticale, entre la cuve 14 du réacteur et un basculeur 28. Ce basculeur 28 est placé dans le fond de la piscine 16, à proximité de l'extrémité du tube 22 qui débouche dans cette piscine. Le basculeur 28 a pour fonction de faire passer individuellement chaque assemblage de combustible nucléaire d'une position verticale dans une position horizontale, et inversement. L'installation de transfert comprend de plus, dans le bâtiment 12 de stockage du combustible, une machine de manutention 30 montée sur un chemin de roulement 32 au-dessus de la piscine 20. Cette machine 30 permet de déplacer individuellement les assemblages de combustible nucléaire entre le râtelier de stockage 18 et un autre basculeur 34 immergé dans la piscine 20 à proximité de l'extrémité du tube 22 qui débouche dans cette dernière. Le basculeur 34 a lui aussi pour fonction de faire passer individuellement chaque assemblage de combustible nucléaire d'une position verticale dans une position horizontale, et inversement. Enfin, l'installation de transfert des assemblages de combustible nucléaire comprend un chariot 36 susceptible de cheminer entre les basculeurs 28 et 34 et dans le tube 22, afin de transporter individuellement chacun des assemblages de combustible nucléaire dans une position horizontale, entre les basculeurs. Pour faciliter la lecture de la figure 2, seuls certains des assemblages de combustible nucléaire y sont illustrés. Ces assemblages sont tous repérés par la référence 37. Une telle installation est pilotée par un système de commande (non représenté) qui reçoit notamment des signaux délivrés par des détecteurs magnétiques de proximité situés en des emplacements appropriés. Ainsi, et uniquement à titre d'exemple, de tels détecteurs peuvent être utilisés pour détecter le passage et l'arrivée des assemblages, des basculeurs et/ou du chariot dans des positions déterminées. Un détecteur magnétique de proximité conforme à l'invention, susceptible notamment d'être utilisé à cette fin, va à présent être décrit en se référant aux figures 3 et 4. Comme les détecteurs existants, le détecteur selon l'invention comprend une embase 40 qui a généralement la forme d'une plaque rectangulaire. Les coins de cette plaque sont traversés par deux trous lisses 42 et par deux trous taraudés 44, un seul trou de chaque sorte apparaissant sur la figure 3. Les dimensions de la plaque formée par l'embase 40 et l'écartement entre les trous 42 et 44 sont de préférence identiques aux dimensions de l'embase 1 et à l'écartement entre les trous 2 et 3 du détecteur de l'art antérieur illustré sur la figure 1. Cette caractéristique permet de monter aisément le détecteur selon l'invention à la place d'un détecteur existant au moyen de quatre vis identiques à celles qui sont utilisées actuellement. Comme les détecteurs de l'art antérieur, le détecteur magnétique de proximité selon l'invention comprend également, un corps 46 monté sur l'embase 40 et qui présente approximativement la forme d'un cylindre. Comme on le décrira plus en détail ultérieurement, ce corps 46 est étanche et contient des moyens de commutation 60 (figure 4) aptes à changer d'état sous l'action d'un champ magnétique extérieur. Conformément à l'invention, au lieu d'être fixé à demeure sur l'embase 40, le corps 46 du détecteur est monté sur cette embase par des moyens de fixation 48 qui peuvent occuper à volonté soit une position de blocage, soit une position de montage et de réglage du corps 46. Dans la position de blocage des moyens de fixation 48, le corps 46 du détecteur est immobilisé sur l'embase 40. En revanche, la position de montage et de réglage des moyens de fixation 48 permet le remplacement du corps 46 ainsi que le réglage de sa position selon une direction parallèle à son axe longitudinal, c est-à-dire selon une direction verticale dans le cas de la figure 3. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 3, les moyens de fixation 48 comprennent une surface cylindrique 50 formée sur une partie en saillie 40a de l'embase 40. Plus précisément, la partie 40a fait saillie sur une face de la plaque rectangulaire formée par l'embase, dans une région centrale de cette face. La surface cylindrique 50 est une surface en creux, ouverte vers l'extérieur à l'opposé de la plaque rectangulaire, et sensiblement complémentaire de la surface extérieure du corps 46. Le diamètre de cette surface cylindrique 50 excède légèrement celui de la surface extérieure du corps 46, afin que ce dernier puisse coulisser librement dans la partie en saillie 40a lorsque les moyens de fixation 48 occupent leurs positions de montage et de réglage. La partie en saillie 40a de l'embase 40, qui peut être formée d'un ou plusieurs éléments, encercle environ le quart de la circonférence du corps 46 d'un côté de celui-ci (vers l'avant sur la figure 3) et presque la moitié de cette circonférence de l'autre côté (vers l'arrière sur la figure 3). Les moyens de fixation 48 comprennent de plus un patin d'appui 52 qui est relié par un organe de serrage tel qu'une vis 54 à la partie en saillie 40a de l'embase 40, du côté de cette partie en saillie qui entoure le corps 46 sur environ un quart de sa circonférence, c'est-à-dire vers l'avant sur la figure 3. Le patin d'appui 52 présente une autre surface cylindrique 57 complémentaire de la surface extérieure cylindrique du corps 46 et entourant ce dernier sur presque le quart de sa circonférence. Les faces planes 53, 41 en vis-à-vis du patin d'appui 52 et de la partie en saillie 40a de l'embase 40 sont suffisamment écartées l'une de l'autre pour permettre un blocage du corps 46 du détecteur entre les surfaces cylindriques 57 et 50 lorsque la vis 54 est serrée. En outre, ces faces en vis-à-vis 53, 41 du patin 52 et de la partie en saillie 40a comportent des régions étagées complémentaires qui permettent d'empêcher toute rotation du patin d'appui 52a par rapport à la partie en saillie 40a lors du serrage ou du déserrage de la vis 54. Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, on comprend qu'un simple déserrage de la vis 54 permet de remplacer le corps 46 en le faisant coulisser selon une direction orientée parallèlement à son axe, c'est-à-dire verticalement sur la figure 3. Cet agencement permet aussi de régler la position du corps 46 selon la même direction, afin d'assurer un bon fonctionnement des moyens de commutation 60 (figure 4) contenus dans le corps 46. Ces opérations sont effectuées sans qu'il soit nécessaire de démonter l'embase 40. L'opérateur n'a donc plus à dévisser et à revisser cette embase comme l'exigeait un remplacement du détecteur dans l'art antérieur. Conformément à l'invention, une marque constituée par un index 56 et une marque constituée par une échelle graduée 58 sont faites respectivement sur le corps 46 du détecteur et sur la face terminale de la partie en saillie 40a de l'embase 40, dans la section de cette partie en saillie qui entoure près de la moitié du corps 46. Les marques 56 et 58 peuvent être faites par tout moyen approprié (gravure, peinture, etc.). La disposition de ces marques 56 et 58 est telle que l'index 56 se trouve en face de l'échelle graduée 58 lorsque le corps 46 est monté sur l'embase 40. Comme on l'expliquera par la suite, cet agencement permet à l'opérateur qui effectue le remplacement du corps 46 de régler la position de ce dernier parallèlement à son axe sans qu'aucun essai ne soit nécessaire. Cela procure un gain de temps considérable, particulièrement appréciable lorsque le remplacement concerne une installation nucléaire telle que celle qui a été décrite auparavant en se référant à la figure 2. Comme l'illustre mieux la figure 4, le corps 46 du détecteur est un corps creux et étanche sensiblement tubulaire, dans lequel sont logés les moyens de commutation 60. Dans la forme de réalisation représentée, ces moyens de commutation 60 comprennent un interrupteur bistable à lame souple 62 placé dans une ampoule scellée 64 remplie de gaz neutre. Cette ampoule 64 est montée de façon fixe à l'intérieur du corps 46, par exemple au moyen d'une résine (non représentée) remplissant l'espace intermédiaire entre l'ampoule scellée 64 et le corps 46. Cet espace est fermé à l'extrémité basse du corps 46 par un bouchon 66. Un câble 68 servant à assurer la liaison électrique entre l'interrupteur à lame souple 62 et le système de commande (non représenté) piloté par le détecteur traverse l'extrémité haute du corps 46. L'étanchéité de cette traversée est assurée par des moyens d'étanchéité constitués ici par un presse-étoupe 70. Un petit aimant 72 accolé à l'extrémité basse de l'ampoule 64, du côté de la plaque rectangulaire formée par l'embase 40, maintient normalement la lame souple 62 de l'interrupteur bistable dans un premier état lorsque l'organe dont on désire détecter la présence ne se trouve pas à proximité du détecteur. Dans ce premier état, non illustré sur la figure 4, la lame souple 62 se trouve dans sa position la plus proche de l'embase 40. Lorsqu ' un aimant permanent 74 sensiblement plus puissant que le petit aimant 72 arrive à proximité de la face avant du corps 46, au niveau de la partie inférieure de celui-ci, la lame souple 62 de l'interrupteur bistable bascule dans un deuxième état, illustré sur la figure 4, à l'encontre de l'action du petit aimant 72. Dans la pratique, l'aimant permanent 74 est monté sur un bras 76 susceptible de pivoter autour d'un axe horizontal 78 orienté perpendiculairement à la partie en forme de plaque de l'embase 40. Comme l'organe 80 sur lequel est fixée cette embase 40, l'axe 78 sur lequel est monté le bras 76 est fixe par rapport à l'installation dans laquelle le détecteur est implanté. Le basculement du bras 76 est commandé, par exemple, par la venue en appui d'un assemblage de combustible nucléaire, du chariot 36 ou d'un élément des basculeurs 28 et 34 sur la figure 1 avec un galet (non représenté) monté sur le bras 76. L'aimant permanent 74 se déplace alors selon une trajectoire circulaire centrée sur l'axe 78 et située dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 4. L'aimant 74 passe donc toujours à la même distance de l'organe 80 sur lequel est fixée l'embase 40 du détecteur. Le remplacement du corps 46 du détecteur, qui contient les moyens de commutation 60, nécessite de procéder à un réglage du point de basculement de ces moyens de commutation, c'est-à-dire à un réglage de la position du corps 46 dans la direction parallèle à son axe longitudinal. Ce réglage correspond donc à un réglage de la position en hauteur du corps 46, dans la forme de réalisation illustrée sur les figures. En effet, le champ magnétique émis par l'aimant permanent 74, lorsqu'il passe devant le détecteur, peut ne pas induire de basculement des moyens de commutation 60 si le corps 46 ne se trouve pas précisément à la bonne hauteur. Selon l'invention, lorsqu'un nouveau corps 46 est mis en place après enlèvement du corps défectueux d'un détecteur, ce nouveau corps comporte déjà un index 56 marqué précédemment. Plus précisément, chaque nouveau corps 46 fait l'objet d'un étalonnage préalable en atelier, au cours duquel on repère le point de basculement des moyens de commutation qu'il contient. Au cours de cet étalonnage, on fixe le nouveau corps 46 sur une embase analogue à l'embase 40, on le met en présence d'un aimant permanent dans des conditions semblables à celles qu'il rencontrera une fois installé, et on procède à des essais de fonctionnement pour déterminer avec précision son point de basculement, que l'on repère en le marquant d'un index 56. Lorsque l'opérateur procède au remplacement d'un corps 46 défectueux, il repère sur l'échelle graduée 58 l'emplacement en face duquel se trouve l'index 56 de ce corps défectueux, avant de le démonter. Lorsqu'il met ensuite en place un corps neuf 46 comprenant lui aussi un index 56, il lui suffit de placer cet index en face de la graduation repérée auparavant sur l'échelle graduée 58 pour être sûr que le point de basculement du détecteur est bien réglé. Conformément à l'invention, le remplacement de la partie défectueuse d'un détecteur et le réglage de son point de basculement peuvent donc être réalisés en un temps particulièrement court et sans qu'il soit nécessaire de démonter l'embase 40 et les vis qui en assurent la fixation. Le débit de doses reçu par l'opérateur est donc réduit de façon très sensible et les risques de perforation de sa combinaison par les vis de fixation de l'embase 40 sont supprimés, de même que les risques de chute de ces vis dans le fond de la piscine. REVENDICATIONS 1. Détecteur magnétique de proximité entre un premier et un deuxième organes (80,76), comprenant une embase (40) apte à être fixée sur le premier organe (80), un corps (46) monté sur l'embase (40), et des moyens de commutation (60) logés dans le corps (46) et aptes à changer d'état sous l'action d'un champ magnétique associé au deuxième organe (76), lorsque les moyens de commutation occupent une position déterminée par rapport au premier organe, selon une direction donnée, caractérisé par le fait que le corps (46) est monté sur l'embase (40) par des moyens de fixation (48) aptes à occuper une position de blocage du corps (46) sur l'embase (40) et une position de montage et de réglage autorisant un déplacement du corps selon ladite direction, des marques (56,58) étant faites sur le corps (46) et sur l'embase (40), pour repérer la position déterminée lors du déplacement du corps selon ladite direction. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les marques comprennent une échelle graduée (58) portée par l'embase (40) et un index (56) porté par le corps (46). 3. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le corps (46) a sensiblement la forme d'un cylindre ayant un axe orienté selon ladite direction, les moyens de fixation comprenant une surface cylindrique (50) complémentaire du corps (46), formée sur l'embase (40), un patin d'appui (52) présentant une autre surface cylindrique (57) complémentaire du corps, et au moins un organe de serrage (54) reliant le patin d'appui (52) à l'embase et dont un actionnement permet de bloquer ou de libérer le corps (46). 4. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de commutation (60) comprennent un interrupteur à lame souple (62) placé dans une ampoule scellée (64) remplie de gaz neutre, un câble (68) de liaison électrique étant connecté à l'interrupteur et traversant le corps (46). 5. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps (46) est étanche et prévu pour être placé dans une piscine d'une installation nucléaire. 6. Détecteur selon les revendications 4 et 5 combinées, caractérisé par le fait que le câble (68) traverse une paroi d'extrémité du corps (46), par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité (70).