Brevet FR2980654A1 — publié le 20130329

Oscillateur de détection LC pour détecteur de proximité inductif robuste aux environnements radiatifs Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un oscillateur de détection LC destiné à être employé dans un détecteur de proximité inductif robuste aux environnements radiatifs. Le détecteur de proximité inductif pourra notamment être employé dans des usines de traitement et de confinement de déchets radioactifs ou des centrales nucléaires. Etat de la technique De manière connue, un détecteur de proximité inductif comporte un oscillateur de détection LC doté d'un circuit résonnant, d'un étage d'excitation, d'un étage de mise en forme du signal reçu et d'un étage de sortie. Dans les détecteurs de proximité inductifs présents sur le marché, les oscillateurs ne sont pas adaptés pour supporter de fortes radiations, pouvant aller jusqu'à 3MGy. Les composants semi-conducteurs employés dans les oscillateurs sont particulièrement sensibles aux radiations et il en résulte rapidement des dérives sur la portée du détecteur et des dysfonctionnements. Les oscillateurs mis en oeuvre pour la détection inductive sont donc pour la plupart très peu robustes à la dérive des caractéristiques des composants semi-conducteurs en environnements radiatifs. Le but de l'invention est de proposer un oscillateur de détection LC pour détecteur inductif qui soit adapté pour supporter de fortes radiations, pouvant aller au-25 delà de 3MGy. Ce but est atteint par un oscillateur LC de détection pour détecteur de proximité inductif, ledit oscillateur étant caractérisé en ce qu'il comporte : un circuit LC résonnant comportant deux inductances bobinées ensemble sur un même circuit magnétique de manière à avoir un coefficient de 30 couplage sensiblement égal à un et associées chacune à un condensateur d'accord, un étage d'excitation connecté au circuit résonnant et comportant un premier transistor de type PNP, respectivement NPN, un deuxième transistor de type NPN, respectivement PNP, connecté au premier transistor, l'étage d'excitation comportant également un troisième transistor de type PNP, respectivement de type NPN, connecté au deuxième transistor de manière à former avec le deuxième transistor une paire de Sziklai. Selon une particularité, le premier transistor est monté en collecteur commun. Selon une autre particularité, les deux inductances ont un rapport de nombre de spires de l'ordre de un et sont connectées en série. Selon une autre particularité, les deux inductances sont connectées par un point commun relié à un potentiel électrique non nul. Selon une autre particularité, les deux inductances sont connectées par un point commun relié à la masse. L'invention concerne également un détecteur de proximité inductif comportant un oscillateur de détection LC destiné à générer un signal de détection, un étage de mise en forme du signal de détection et un étage de sortie comportant une sortie apte à commuter en fonction du signal de détection, l'oscillateur de détection LC étant conforme à celui décrit ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une première variante de réalisation d'un oscillateur de détection LC destiné à être employé dans un détecteur de proximité inductif, la figure 2 représente une deuxième variante de réalisation de l'oscillateur de détection LC destiné à être employé dans un détecteur de proximité inductif. Description détaillée d'au moins un mode de réalisation Le détecteur de proximité inductif n'étant pas l'objet de l'invention, il n'est pas décrit précisément dans la présente demande. L'invention concerne en effet un oscillateur de détection LC destiné à être employé dans un détecteur de proximité inductif. L'oscillateur de l'invention présente la particularité d'être particulièrement robuste aux radiations gamma, ce qui permet au détecteur de pouvoir être employé dans des environnements fortement radiatifs comme des usines de traitement et de confinement de déchets radioactifs ou dans des centrales nucléaires. Selon l'invention, l'oscillateur de détection LC est réalisé à l'aide de composants discrets, c'est-à-dire sans circuit intégré. Pour cela, l'oscillateur de détection LC de l'invention comporte un circuit LC résonnant comportant deux inductances L1, L2 bobinées ensemble sur un même circuit magnétique et ayant ainsi un coefficient de couplage proche de un, associées chacune à un condensateur d'accord C1, C2. Préférentiellement, les deux inductances sont connectées en série et leur rapport de nombre de spires est de l'ordre de un. Selon la première variante de réalisation représentée sur la figure 1, les deux inductances sont connectées en série par l'intermédiaire d'un point commun relié à un potentiel électrique Vcc non nul. Selon la deuxième variante de réalisation représentée sur la figure 2, les deux inductances sont connectées en série par l'intermédiaire d'un point commun relié à la masse. Selon l'invention, l'emploi de deux condensateurs C1, C2 distincts permet notamment d'améliorer la tenue à la CEM de l'oscillateur et donc celle du détecteur de proximité inductif. Par ailleurs, l'oscillateur de détection LC comporte un étage d'excitation connecté au circuit résonnant et permettant d'exciter le circuit à résonance. Cet étage d'excitation comporte au moins deux transistors distincts et préférentiellement trois transistors distincts. Sur la figure 1, le premier transistor Q1 est de type PNP, le deuxième transistor Q2 est de type NPN et le troisième transistor Q3 est de type PNP. Sur la figure 2, le premier transistor al est de type NPN, le deuxième transistor Q2 est de type PNP et le troisième transistor Q3 est de type NPN. Préférentiellement, dans les deux variantes de réalisation, le premier transistor 01 est monté en collecteur commun. Selon l'invention, le deuxième transistor Q2 et le troisième transistor Q3 sont connectés entre eux de manière à former une paire de Sziklai (appelée aussi montage pseudo-Darlington). Sur la figure 1, la base du premier transistor 01 est connectée à un point milieu entre deux résistances R4, R3 du montage collecteur commun. L'émetteur du premier transistor 01 est connecté à la base du deuxième transistor Q2 et à une résistance R5 de polarisation connectée au potentiel non nul Vcc. Le collecteur du premier transistor 01 est connecté à la masse. La base du deuxième transistor Q2 est connectée à l'émetteur du premier transistor 01 et à la résistance R5. Le collecteur du deuxième transistor Q2 est connecté à la base du troisième transistor Q3 et, via une résistance R2, au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. L'émetteur du deuxième transistor Q2 est connecté au collecteur du troisième transistor Q3 et, via une résistance R-I, à la masse. La base du troisième transistor Q3 est connectée au collecteur du deuxième transistor Q2 et, via une résistance R2, au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. L'émetteur du troisième transistor Q3 est connecté au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. Le collecteur du troisième transistor Q3 est connecté à l'émetteur du deuxième transistor Q2. Un condensateur C3 est connecté d'une part au point milieu situé entre les deux résistances R3, R4 et d'autre part au condensateur C2 et à l'inductance L2 montés en parallèle. Sur la figure 2, la base du premier transistor 01 est connectée à un point milieu entre deux résistances R4, R3 du montage collecteur commun. L'émetteur du premier transistor 01 est connecté à la base du deuxième transistor Q2 et, via une résistance R5 de polarisation, à la masse. Le collecteur du premier transistor 01 est connecté au potentiel Vcc. La base du deuxième transistor Q2 est connectée à l'émetteur du premier transistor 01 et à la résistance R5. Le collecteur du deuxième transistor Q2 est connecté à la base du troisième transistor Q3 et, via une résistance R2, au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. L'émetteur du deuxième transistor Q2 est connecté au collecteur du troisième transistor Q3 et au potentiel Vcc via une résistance R1. La base du troisième transistor Q3 est connectée au collecteur du deuxième transistor Q2 et, via une résistance R2, au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. L'émetteur du troisième transistor Q3 est connecté au condensateur Cl et à l'inductance Ll montés en parallèle. Le collecteur du troisième transistor Q3 est connecté à l'émetteur du deuxième transistor Q2. Un condensateur C3 est connecté d'une part au point milieu situé entre les deux résistances R3, R4 et d'autre part au condensateur C2 et à l'inductance L2 montés en parallèle. Dans les deux variantes de réalisation, la résistance R1 est une résistance réglable permettant de régler la portée du détecteur de proximité inductif. Les résistances R2, R3, R4 et R5 sont des résistances de polarisation et le condensateur C3 est un condensateur de liaison. Selon l'invention, la variante de réalisation de la figure 1 employant majoritairement des transistors de type PNP est préférée car ce montage s'avère plus robuste aux radiations. Selon l'invention, les deux montages d'oscillateur décrits ci-dessus permettent de mieux résister aux fortes radiations présentes dans des environnements radiatifs.15 REVENDICATIONS1. Oscillateur LC de détection pour détecteur de proximité inductif, ledit oscillateur étant caractérisé en ce qu'il comporte : un circuit LC résonnant comportant deux inductances (L1, L2) bobinées ensemble sur un même circuit magnétique de manière à avoir un coefficient de couplage sensiblement égal à un et associées chacune à un condensateur (C1, C2) d'accord, un étage d'excitation connecté au circuit résonnant et comportant un premier transistor (Q1) de type PNP, respectivement NPN, un deuxième transistor (Q2) de type NPN, respectivement PNP, connecté au premier transistor, l'étage d'excitation comportant également un troisième transistor (Q3) de type PNP, respectivement de type NPN, connecté au deuxième transistor (Q2) de manière à former avec le deuxième transistor (Q2) une paire de Sziklai. 2. Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier transistor (Q1) est monté en collecteur commun. 3. Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux inductances (L1, L2) ont un rapport de nombre de spires de l'ordre de un et sont connectées en série. 4. Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux inductances (L1, L2) sont connectées par un point commun relié à un potentiel électrique (Vcc) non nul. 5. Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux inductances (L1, L2) sont connectées par un point commun relié à la masse. 6. Détecteur de proximité inductif comportant un oscillateur de détection LC destiné à générer un signal de détection, un étage de mise en forme du signal de détection et un étage de sortie comportant une sortie apte à commuter en fonctiondu signal de détection, caractérisé en ce que l'oscillateur de détection LC est conforme à celui défini dans l'une des revendications précédentes.