Brevet FR3023375A1 — publié le 20160108

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de mesure mobile spectrométrique de céréales, oléagineux ou produits dérivésrelevant de la filière agro-alimentaire. Il est connu d'analyser des échantillons de céréales et oléagineux par mesures spectrométriques en mode proche infrarouge, en vue par exemple de connaître leur pourcentage d'humidité, de protéine ou d'huile. A cet effet, l'échantillon est analysé à l'état stationnaire en recevant un rayonnement d'analyse stabilisé et collimaté qui est émis par un émetteur (1) disposé d'un côté de l'échantillon (2) positionné dans une chambre de lecture (3), avant d'être reçu ensuite, via un système optique de diffraction (4), par un récepteur (5) situé de l'autre coté. (Fig. 1) Les contraintes d'un dispositif de mesure mobile spectroscopique d'échantillons réside dans la nécessité d'une parfaite stabilité mécanique de la source lumineuse qui ne doit pas dévier lors des vibrations éventuelles et dans l'écoulement séquentiel d'un l'échantillon de volume constant dans la chambre de lecture assujettie aux mêmes vibrations. Un écoulement régulier de l'échantillon permet une homogénéité régulière des céréales. En fonctionnement mobile, de tels dispositifs ont difficulté à maitriser le manque d'homogénéité naturel de l'échantillon de céréales ou oléagineux en vibration. Les grains qui composent l'échantillon sont légers et différent par leurs tailles. Lors de son transport dans un mécanisme complexe non adapté aux contraintes de vibrations, l'échantillon a tendance à se compacter, ne plus obéir aux lois de la gravité par enchevêtrement des graines en une masse compacte mis en pression par le poids des graines en attente par-dessus elles. Qui plus est, les variétés de céréales différentes par leurs tailles, allant d'un millimètre de diamètre pour le colza à plusieurs millimètres pour le maïs. Gérer mécaniquement cette diversité de taille en mouvement par un seul système et unique mécanique s'avère donc complexe. Ces deux nécessités sont liées l'une à l'autre. L'alignement parfait d'une lumière aux rayons parallèles à une homogénéité parfaite de l'échantillon qui s'écoule assure des mesures cohérentes et précises. Lors d'un transport et/ou de vibrations éventuelles, l'alignement de la lumière a tendance à se dérégler, l'écoulement à ne pas se produire sous un volume constant et les graines à se compacter et ne plus se vider du dispositif. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il est constitué de trois sous-ensembles ( Fig.2 et 3). Le premier sous-ensemble est un système d'écoulement d'échantillon composé des parois (1),(2),(3),(4), d'un cylindre d'obturation rotatif (5) , d'un support cylindre (8), d'un support moteur (6) et d'un moteur (7). Le second sous-ensemble est un système de lecture d'échantillon composé de parois (21),(22),( 23), (24) , d'un cylindre d'obturation rotatif (25) ,d'un support cylindre (26) et d'un moteur (9) . Le troisième sous-ensemble est un bloc optique composé des parois (10),(11) ,(12), d'un support de lentille (13), d'un réflecteur parabolique (14) et d'une lampe (15) montée sur un culot(16) et monté sur les platines d'ajustement (17) ,(18) et (19) La source de lumière (15) est ajustée et bloquée par des platines orientable (17),(18),(19) accolée à une chambre de lecture d'échantillon de grains composée de parois (21),(22),(23),(24) dont le blocage et l'évacuation des grains sont assurées par un cylindre d'obturation rotatif traversant (25) et d'un support cylindre (26). Traditionnellement, les systèmes de transport de l'échantillon dans la chambre de lecture sont basés sur des mécanismes complexes se composant d'une roue à palettes séquentielle qui a pour tâche de transporter les graines jusqu'à la chambre de lecture, fermée pendant la mesure, ouverte pendant la libération de la graine. Ce qui rend le présent dispositif remarquable est non seulement sa simplicité mécanique mais également le fait qu'il prend en considération le manque naturel d'homogénéité de l'échantillon afin de le rendre, via le dispositif, viable pour une lecture fiable en mouvement. Le système d'écoulement d'échantillon ( Fig.4 ) dans la chambre de lecture est composé d'un cylindre d'obturation rotatif (5), d'un support cylindre (8) ,dont la rotation du cylindre(5) dans son support (8), permet l'ouverture ou la fermeture du passage à la graine représentée (90). La commande de la rotation du cylindre mobile d'obturation (5) peut être effectuée manuellement ou automatiquement par asservissement d'un moteur électrique (7). La chambre de lecture d'échantillon.( Fig 5) est composée des parois (21), (22), (23) et (24) ; des fenêtres (27), (28), les flasques (29) et (30), le cylindre mobile d'obturation (25) et d'un support cylindre (26).( Fig. 5). Le cylindre mobile d'obturation (25) possède un fraisage traversant qui permet d'assurer le passage ou le blocage des graines par une rotation sur lui-même. Le support cylindre (26) muni d'une fenêtre fraisée débouchant régule, dirige et assure l'étanchéité de la chambre. Les flasques (29) et (30) servent de paliers au cylindre mobile d'obturation (25). La rotation du cylindre(25) dans son support (26) permet le blocage ou l'évacuation de l'échantillon. La commande de la rotation du cylindre mobile d'obturation (25) peut être effectuée manuellement ou automatiquement par asservissement d'un moteur électrique (9) La partie optique qui illumine la chambre de lecture est composée d'une source lumineuse (15) et d'un ensemble de support et de réglage vertical et horizontal de la lampe constitué des pièces (17), (18), (19) (Fig. 8a, 8b, 9 et 10). Accolé à la chambre de lecture, les pièces (13) et (14) sont alignées sur les fenêtres (27) et (28) de la chambre de lecture d'échantillon (Fig. 6) Les lampes ayant des positions de filament aléatoires lors de leur fabrication, il est nécessaire de pouvoir ajuster et bloquer avec précision le filament de la lampe (15) dans le point de focale du réflecteur parabolique (14). (Fig.7) Le positionnement longitudinal et le blocage du réflecteur parabolique (14) dans son support (13), est assuré par vissage du réflecteur parabolique (14) muni d'un filetage dans son support (13), le blocage étant assuré par une vis de blocage (39). Les pièces (17) (18) et (19) effectuent des rotations axiales commandées manuellement par 4 vis, (31), (32), (33) et (34).( Fig 9 et 10) Hormis la gestion de l'homogénéité de l'échantillon dans la chambre de lecture, ce dispositif est remarquable par la simplicité de réglage du filament de la lampe (15). La face arrière (20) du dispositif possède quatre logements pour les 4 vis (31), (32), (33), (34). (Fig. 9 et 10). Ces vis actionnées manuellement viennent en appui sur les platines (17) et (18) et les inclinent jusqu'à la position désirée. Les vis (35), (36), (37) et (38) servent d'axes aux platines (17) et (18) et de verrouillage de l'ensemble une fois les réglages effectués. Les Fig.8a et 8b illustrent le réglage longitudinal par vissage ou dévissage du réflecteur parabolique (14) dans son support (13). Le blocage est assuré par une vis de blocage (39) représentée sur la Fig.4 Les Fig.11a, 11 b, 11c et lld illustrent le réglage vertical de la platine (18) par vissage et blocage des vis (31) et (32). En fonction de l'angle de réglage choisi, si la vis (31) est utilisée pour le réglage, la vis (32) est utilisée pour bloquer la platine (18), et vice versa. Les Fig.12a, 12b, 12c, 12d illustrent le réglage horizontal de la lampe (15) par vissage et blocage des vis (33) et 34). En fonction de l'angle de réglage choisi, si la vis (33) est utilisée pour le réglage, la vis (34) est utilisée pour bloquer la pièce (15), et vice versa. Si la réalisation de la Fig.1 concerne un dispositif, à titre d'exemple, en mode transmission, l'invention s'adresse également aux réalisations en mode réflexion, l'émetteur de lumière (1), le système optique de réflexion (4) et le détecteur (5) étant disposés du même coté. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux applications mobiles de mesure spectrométrique et/ou de passage de graines en passage continu mais pas uniquement. REVENDICATIONS1) Dispositif demesure des propriétés spectrométriques d'échantillons de céréales. comprenant une chambre de lecture composée des parois (21). (22). (23), (24), destiné à être traversé par un rayonnement lumineux régulé accolé au dis-positif, caractérisé en ce que le système d'écoulement d'échantillon dans la chambre de lecture est composé de parois (1).(2),(3),(4), d'un cylindre d'obturation rotatif (5) et d'un support cylindre (8). La rotation du cylindre(5) dans son support (8) permet l'ouverture ou la fermeture du passage de l'échantillon. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rayonnement lumineux est régulé par le positionnement de la platine (17) en appui sur deux platines (18) et (19) pivotantes sur leurs axes et en appui sur quatre vis de réglage (31)' (32), (33) et (34) qui les incline jusqu'à la 10 position désirée. les vis (35). (36).(37) et (38) servant d'axes aux platines (17), (18) et (19) et de verrouillage de l'ensemble une fois les réglages effectt 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le positionnement longitudinal et le blocage du réflecteur parabolique (14) dans son support (13), est assuré par vissage du réflecteur parabolique (14) rimai d'un filetage dans son support (13). le blocage étant assure par une 15 vis de blocage (39). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre de lecture d'échantillon est composée des parois (21), (22), (23) et (24) de fenêtres (26), (27). de flasques (29) et (30), d'un cylindre mobile d'obturation rotatif (25) et d'un support cylindre (26). La rotation du cylindre(25) dans son support (26) permet le blocage ou l'évacuation de l'écbantill