Brevet FR2792409A1 — publié le 20001020

! L'invention se rapporte à un spectromètre, notamment un petit spectromètre pour définir l'état de surfaces de voies de roulement et de véhicules ou de parties de celles-ci ou de ceux-ci, comportant un boîtier, un ensemble introduisant de la lumière dans une fente de spectromètre, un réseau de reproduction ou de représentation et une ligne ou matrice de réception opto-électrique, tous ces éléments étant disposes dans ou au boîtier. Des spectrométres du type indiqué reposent sur des effets quantitatifs et qualitatifs de l'interaction d'ondes électromagnétiques sur de la matière, notamment dans la zone optique du spectre électromagnétique. Les domaines !o d'application sont, entre autres, la mesure des couleurs et l'analyse chimique par l'évaluation des spectres dans un réflexion ou transmission dirigée ou non dirigée. Selon le prospectus de la société Carl Zeiss, Oberkochen, Allemagne, Monolithisches Miniatur- Spektrometer", des petits spectromètres connus comportent dans un boîtier, disposés dans la direction de la lumière, respectivement reliés à un boîtier, un guide de lumière d'entrée qui est relié à son extrémité de sortie de lumière à une fente d'entrée, respectivement dont l'extrémité de sortie de la lumière est configurée de façon à former la fente d'entrée, un réseau de reproduction ou de représentation, de préférence avec une correction des aberrations, par exermple un réseau holographique ou un réseau ou grille concave qui est en un rapport spatial fixe à une fente d'entrée et une ligne ou matrice de réception constituée d'une pluralité de récepteurs de rayonnement photoélectriques. Ces spectromètres connus présentent, entre autres, I'inconvénient que le montage, I'ajustement et la vérification des éléments et groupes d'éléments précités sont très coûteux. Pour une fabrication en série, la dépense en temps et en travail est trop élevee. De même, une stabilité mécanique et thermique ne peut être réalisée qu'avec une dépense élevée. Cela concerne notamment l'ajustage de la ligne ou matrice de réception dans tous les degrés de liberté selon le spectre obtenu pourvu d'une tolérance. Ainsi, I'invention a pour objet la création d'un spectromètre du type indiqué au début qui, avec une masse réduite, est apte à fonctionner dans une grande plage de température et qui requiert, quant au montage, à l'ajustement et à la vérification, une dépense de fabrication réduite. Conformément à la présente invention, cet objet est atteint dans un spectromètre du type indiqué au début en ce que, pour simplifier le montage et/ou l'ajustement, à l'exception de la ligne ou matrice de réception optoélectronique, tous les autres groupes d'éléments ou éléments du spectromètre ont une configuration ou forme extérieure sensiblement symétrique en rotation et que sont prévus aux groupes d'éléments ou parties d'éléments à assembler les uns avec les autres des moyens simplifiant respectivement facilitant le montage et/ou l'ajustage. o0 Ce faisant, il importe particulièrement que les rainures du réseau de reproduction soient positionnées d'une manière précise relativement à la ligne de réception. La forme symétrique en rotation du boîtier et d'autres parties ou groupes d'éléments est dans ce cas particulièrement avantageuse parce que des contraintes et dilatations provoquées thermiquement dans des corps symétriques en rotation peuvent être bien maîtrisées et que de telles parties, notamment lorsque des moyens correspondants sont prévus, sont faciles à monter et à ajuster. De tels moyens peuvent être réalisés sous forme de saillies et d'évidements correspondants, comme un pivot et une rainure qui s'engagent l'un dans l'autre, et ils assurent une orientation et un positionnement mutuellement fixes des parties et groupes d'éléments appariés à la fois en une relation axiale et angulaire. Pour assurer un assemblage fixe et fiable de parties et de groupes d'éléments, il faut prévoir d'une manière avantageuse des assemblages par matière, comme des collages, des masticages ou des soudages. Ainsi, des parties et groupes d'éléments peuvent également être assemblés d'une manière économique par soudage à ultrasons lorsque le matériau le permet. Du fait de leur symétrie en rotation, toutes les parties et/ou groupes d'éléments peuvent être fabriqués d'une manière avantageuse en une matière synthétique appropriée ou en un métal approprié, d'une manière particulièrement rentable avec une grande qualité et une précision élevée selon le procédé de moulage par injection sans qu'un usinage subséquent important soit nécessaire. En outre, il est avantageux lorsque, pour éviter des contraintes et des déformations, des parties et/ou groupes d'éléments assemblés entre eux possèdent des coefficients de dilatation thermique identiques ou approximativement identiques. Ainsi, il est avantageux lorsque l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre est réalisé comme guide de lumière et lorsque ce guide de lumière est assemblé avec la fente du spectromètre par collage. Dans ce cas, I'extrémité du guide de lumière orientée vers la fente du spectromètre peut elle-même avoir la forme d'une fente dans laquelle sont juxtaposés, en une ligne, les différents guides de lumière qui transmettent la lumière. Il peut être avantageux en outre que l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre soit un tube de reproduction qui possède dans une monture une optique de reproduction et un diaphragme à fente, qui sont disposés aux extrémités opposées de la monture. Dans ce cas, I'optique de reproduction du tube de reproduction pour la transformation en section transversale peut être, par exemple, une optique cylindrique sous la forme d'une lentille cylindrique qui transforme un faisceau de lumière incident, symétrique en rotation, en un faisceau de lumière sortant en forme de fente pour obtenir un rendement d'éclairage élevé à la fente du spectromètre. Pour assurer une attribution fixe et précise de la ligne ou matrice de réception à d'autres parties et groupes d'éléments, notamment au réseau, il est avantageux lorsque la ligne ou matrice de réception est collée dans un évidement adapté du boîtier et donc reliée solidement à celui-ci. Cela est particulièrement avantageux lorsque la ligne ou matrice de réception est disposée dans une forme correspondante ou selon un assemblage correspondant au boîtier. Pour assurer une fabrication particulièrement rentable du spectromètre, il est avantageux lorsque les tolérances des parties ou groupes d'éléments à assembler sont accordées de telle sorte qu'il suffit d'ajuster le guide de lumière et/ou la fente du spectromètre par rapport au réseau. A cette fin, la fente du spectromètre et/ou le guide de lumière sont prévus d'une manière ajustable dans la direction axiale, c'est-à-dire dans la direction de l'axe optique du spectromètre, ce qui s'est avéré comme étant particulièrement avantageux. Selon le cas d'application du spectromètre, il est avantageux lorsque le guide de lumière et le tube de reproduction peuvent être échangés l'un contre l'autre. Cette mesure est particulièrement avantageuse lorsqu'il faut procéder à des mesures à distance du spectromètre. Dans ce cas, les guides de lumière ont l'avantage particulier que leur face d'entrée de lumière, selon la longueur du guide de lumière, peut être disposé à une certaine distance de la fente du spectromètre, c'est-à-dire de la face de sortie de lumière du guide de lumière, sans que cela entraîne de plus grandes pertes de lumière. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la Fig. 1 est une vue éclatée du spectromètre et la Fig. 2 est une même vue du tube de reproduction. Le spectromètre représenté sur la Fig. 1 en une vue éclatée comporte un boîtier 1 symétrique en rotation pour recevoir d'autres parties et groupes d'éléments. Dans ou sur une première face de délimitation latérale 2 du boîtier 1 est prévu un évidement prismatique 3 qui est destiné à recevoir une ligne ou matrice de réception optoélectronique 4, par exemple sous la forme d'une ligne ou matrice CCD. L'évidement 3 et le boîtier 5 de la ligne de réception 4 ont une forme extérieure telle que par la mise en place du boîtier 5 dans l'évidement 3 a lieu simultanément un positionnement précis de la ligne de réception 4 au boîtier 1. A la face de délimitation 2 sont prévus également des éléments de réception 6 pour la disposition, l'ajustage et la fixation d'autres groupes et parties d'éléments, comme d'un diaphragme à fente 9 avec fente de spectromètre 9.1 et d'un tube d'accouplement 7 pour le guide de lumière 8 ou d'un tube de reproduction séparée 10 qui est également réalisé d'une manière symétrique en rotation et qui comporte un diaphragme à fente 11 avec la fente de spectromètre 11.1 et une ou plusieurs optiques de reproduction 12. Ainsi, lors du montage du spectromètre, I'extrémité 8.1 du guide de lumière 8 est collée ou fixée avec du mastic dans le tube d'accouplement 7, et de nouveau le tube d'accouplement 7 est placé et fixé dans l'élément de réception 6 conjointement avec le diaphragme à fente 9. D'une manière analogue, le tube s5 de reproduction 10 peut être inséré et fixé ensemble avec le diaphragme à fente 11 (Fig. 2) dans l'élément de réception 6. Le tube d'accouplement 7 et également le guide de lumière 8 peuvent être réalisés de façon qu'ils réalisent une transformation en section transversale du faisceau de lumière traversant ceux-ci. Il peut donc être prévu dans le tube d'accouplement une optique cylindrique sous la forme d'une lentille cylindrique en tant qu'optique de reproduction 12. Au moyen de celle-ci, le faisceau de lumière incident, symétrique en rotation, est transformé en un faisceau de lumière linéaire ou en forme de fente au diaphragme à fente 11. Le o0 guide de lumière 8 est réalisé, par exemple, à l'extrémité de l'entrée de la lumière, en une forme circulaire et à son extrémité orientée vers le boîtier 1, donc vers le diaphragme à fente 9, en une forme linéaire. De cette manière peut être réalisée une transmission de la lumière, dans la plus grande mesure du possible pauvre en pertes, à la fente de spectromètre 9.1 du diaphragme à I, la fente 9 respectivement 11. A la deuxième face de délimitation 13 du boîtier 1, opposée à la première face de délimitation 2, il est prévu un logement de réseau ou de grille de reproduction 16, disposé dans une monture 15. En vue d'une fermeture vers l'extérieur, il est prévu un couvercle 17. Pour assurer un positionnement mutuel précis de parties et/ou groupes d'éléments assemblés sans grande dépense d'ajustage, des moyens simplifiant respectivement facilitant le montage et/ou l'ajustement sont prévus aux groupes ou parties d'éléments. Comme moyens, par exemple des tenons 18 à 22 ou des saillies sont disposées aux groupes ou parties d'éléments, ou bien des rainures 23 à 26 ou des creux ou des évidements adaptés à ces tenons 18 à 22 sont ménagés dans d'autres groupes ou parties d'éléments correspondants. En vue de l'assemblage solide et durable des différents groupes et/ou parties d'éléments il faut prévoir avantageusement, selon le matériau des éléments à assembler, des assemblages par collage, par masticage ou aussi par soudage étant donné que ces assemblages sont également réalisables d'une manière économique à un coût réduit. Les tolérances de fabrication, par suite de la fabrication des éléments selon la technique de moulage par injection, sont réduites de telle sorte qu'après l'assemblage, un ajustage peut être omis dans la plus grande mesure du possible. Il suffit d'ajuster l'écart des diaphragmes à fente 9 respectivement 11 du réseau de reproduction 16 avec les lignes de réseau 16.1 s'étendant perpendiculairement à la fente pour obtenir de cette manière notamment une reproduction nette du spectre. Revendications 1. Spectromètre, comportant un boîtier (1), un ensemble introduisant de la lumière dans une fente de spectromètre, un réseau de reproduction (16) et une ligne ou matrice de réception optoélectrique (4), o tous ces éléments sont disposés dans le ou au boîtier (1), caractérisé en ce que pour la simplification du montage et/ou de l'ajustage, à l'exception de la ligne ou matrice de réception optoélectronique (4), tous les autres groupes ou parties d'éléments du spectromètre ont une configuration ou forme extérieure sensiblement symétrique en rotation, et que des moyens (18-22, 23-26) simplifiant ou facilitant le montage- et/ou l'ajustage sont prévus aux groupes ou parties d'éléments à assembler entre eux. 2. Spectromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties ou groupes d'éléments à assembler entre eux sont soudés ou collés. 3. Spectromètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties ou groupes d'éléments sont assemblés entre eux par soudage à ultrasons. 4. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les parties et groupes d'éléments sont fabriqués selon une technique de moulage par injection en une matière synthétique appropriée ou en un métal approprié. 5. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens simplifiant ou facilitant le montage et/ou l'ajustage sont réalisés comme saillies et évidements. 6. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre est réalisé comme guide de lumière, et que ce guide de lumière est assemblé avec la fente du spectromètre par collage. 7. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre est un tube de reproduction (10) qui possède dans une monture (15) une optique de représentation (12) et un diaphragme à fente (11) qui sont disposés aux extrémités opposées de la monture. 8. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne ou matrice de réception (4) est collée dans un évidement (3) du boîitier. 9. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tolérances des parties ou groupes d'éléments à assembler entre eux sont accordées de telle sorte que seulement le guide de lumière (8) et/ou la fente du spectromètre (9.1, 11.1) doivent être ajustés par rapport au réseau (16). 10. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, io caractérisé en ce que, pour éviter des tensions et des déformations, des parties et/ou groupes d'éléments ont des coefficients de dilatation thermique identiques ou approximativement identiques. 11. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide de lumière (8) et le tube de reproduction (10) sont échangeables l'un contre l'autre. 12. Spectromètre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide de lumière (8) et/ou la fente du spectromètre (9.1, 11.1) sont ajustables dans la direction axiale.