Brevet FR3044416A1 — publié le 20170602

CONTACTEUR DE SECURITE D'UN ANALYSEUR À FLUORESCENCE X PORTABLE [0001] L'invention a trait au domaine des analyseurs à fluorescence X portables, et plus précisément aux contacteurs de sécurité de ces analyseurs. [0002] Les analyseurs à fluorescence X portables permettent notamment de détecter et quantifier les éléments présents dans un revêtement de peinture. En particulier, ces analyseurs peuvent être utilisés pour contrôler la présence de plomb dans la peinture d'une surface peinte. [0003] Dans ces analyseurs, un dispositif (tube à rayon X ou source radioactive) excite un matériau qui, en réponse, émet une fluorescence X. L'analyseur est apte à capter cette fluorescence X, puis à organiser le rayonnement capté sous forme d'un spectre. Le spectre est ensuite traité automatiquement par l'analyseur afin de déterminer la quantité de plomb présent dans le matériau excité. [0004] Les analyseurs à source radioactive permettent l'excitation des raies K et L du plomb et sont parfois préférés aux analyseurs à tube à rayons X. Cependant, la source radioactive des analyseurs à fluorescence X portables émet en continu. [0005] Il est usuel afin de confiner le rayonnement de la source radioactive lorsque l'analyseur n'est pas en mode mesure, d'obturer une fenêtre par un volet mobile. Cette fenêtre permettant l'irradiation du matériau par la source est située sur une face avant de la tête de mesure de l'analyseur. Le volet obturateur est apte à adopter une position ouverte, permettant la mesure, et une position fermée le reste du temps. [0006] Afin d'assurer une ouverture du volet obturateur uniquement pendant les mesures et respecter les règles de radioprotection, l'analyseur à fluorescence X portable comprend généralement une double sécurité. [0007] Le document US 7916834 décrit un analyseur à fluorescence X portable comprenant un contacteur de sécurité faisant saillie de la face avant et voisin de la fenêtre ainsi qu'une gâchette. Lors d'une mesure, un utilisateur doit positionner la fenêtre de l'analyseur contre le matériau à contrôler. Pour cela, l'utilisateur met en contact la face 3044416 2 avant de la tête de mesure avec le matériau. Cette première opération enfonce le contacteur de sécurité. L'utilisateur doit ensuite presser la gâchette de l'analyseur afin d'initier la mesure. [0008] La combinaison de ces deux opérations initie une ouverture 5 du volet obturateur dans des conditions de sécurité optimales. [0009] Un tel contacteur de sécurité permet effectivement de contrôler que la fenêtre de l'analyseur à fluorescence X portable soit correctement positionnée contre un matériau. Cependant, lorsque le matériau à analyser a une surface courbe, anguleuse ou encore lorsque 10 sa surface est trop petite ou non plane, le contacteur de sécurité et la fenêtre ne peuvent pas être en contact en même temps avec le matériau. La mesure est donc imprécise, voire impossible. [0010] Un premier objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable apte à détecter la présence de plomb dans un 15 matériau. [0011] Un deuxième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable comprenant une double sécurité. [0012] Un troisième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable dont une des sécurités est un contacteur 20 constitutif d'une tête de mesure de l'analyseur, de telle sorte qu'une face avant de la tête de mesure soit, lors d'une mesure, en contact constant avec le matériau à contrôler. [0013] Un quatrième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable dont le contacteur de sécurité est apte à être 25 en contact avec le matériau quel que soit la forme et la superficie du matériau à contrôler. [0014] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un analyseur à fluorescence X portable comprenant : une coque, et 30 - une tête de mesure munie : - d'une source, - d'un détecteur, - d'une fenêtre disposée sur une face avant de la tête de mesure, en regard de la source et du détecteur, 35 - d'un contacteur mobile entre une position dite d'arrêt, où le contacteur est en saillie de l'analyseur à fluorescence X 3044416 3 portable, et une position dite de première sécurité, où le contacteur ne saille pas de l'analyseur à fluorescence X portable, et - d'un volet obturateur, le volet obturateur étant mobile entre 5 une position dite fermée, où le volet obturateur obture en partie la fenêtre, et une position dite ouverte, où le volet obturateur n'obture pas la fenêtre, le contacteur comprenant la face avant et la fenêtre, et la source, le détecteur, le contacteur et le volet obturateur de la tête de mesure 10 étant solidaires, de telle sorte qu'ils soient mobiles entre la position d'arrêt et la position de première sécurité. [0015] Lors d'une mesure de la teneur en plomb d'une surface peinte, un utilisateur appuie l'analyseur à fluorescence X portable contre la surface analysée. Le contacteur de la tête de mesure 15 comprenant la fenêtre est apte à être en contact avec le matériau, quelles que soient la forme et la superficie du matériau à contrôler. [0016] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le contacteur comprend deux faces latérales en regards, une face 20 supérieure et une face inférieure en regards, la face supérieure et la face inférieure reliant les faces latérales, les faces latérales, la face supérieure et la face inférieure étant solidaires de la face avant. la face avant du contacteur est sensiblement en retrait d'un bord 25 défini par les faces latérales, la face supérieure et la face inférieure. la tête de mesure comprend un étrier mobile, muni de deux côtés latéraux en regards, d'un porte-source/détecteur et d'un côté d'arrêt en regards, le porte-source/détecteur et le côté d'arrêt 30 reliant les côtés latéraux, l'étrier mobile étant solidaire de la source, du détecteur, du contacteur et du volet obturateur. les faces latérales du contacteur et les côtés latéraux de l'étrier mobile sont solidaires. la tête de mesure comprend une bride support, fixe par rapport à la 35 coque de l'analyseur à fluorescence X portable, muni d'un guide. 3044416 4 l'étrier mobile comprend un pion apte à être inséré dans le guide de la bride support. le pion de l'étrier mobile a un profil transversal sensiblement complémentaire à la forme du guide de la bride support. 5 le pion de l'étrier mobile a un profil longitudinal sensiblement en T. la tête de mesure comprend une clavette, apte à coopérer avec un trou du guide de la bride support et avec une lumière, de forme sensiblement oblongue, du pion de l'étrier mobile [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 10 apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un analyseur à fluorescence X portable ; 15 - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une tête de mesure de l'analyseur à fluorescence X portable, dont un contacteur est en position d'arrêt et un volet obturateur est en position fermée ; la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une tête de 20 mesure de l'analyseur à fluorescence X portable, dont le contacteur est en position de première sécurité et le volet obturateur est en position ouverte ; la figure 4 est une vue schématique éclatée de la tête de mesure ; la figure 5 est une vue schématique en coupe de la tête de mesure 25 avec le contacteur en position d'arrêt et le volet obturateur en position fermée ; la figure 6 est une vue schématique en coupe de la tête de mesure avec le contacteur en position de première sécurité et le volet obturateur en position ouverte ; en pointillés est illustré le 30 contacteur en position d'arrêt ; la figure 7 est une vue schématique éclatée du volet obturateur et d'un étalon de vérification de justesse interne. [0018] Sur la figure 1 est représenté un analyseur 1 à fluorescence X portable comprenant une coque 2 et une tête 3 de mesure. 35 [0019] La coque 2 est munie d'une gâchette 4 disposée sur un manche 5 de la coque 2 et d'un écran 6 orientable. Selon des modes de 3044416 5 réalisation différents, la coque 2 ne comprend pas de manche 5 et l'écran 6 est fixe. [0020] La tête 3 de mesure, illustrée sur les figures 2 à 6, comprend une bride 7 support, un étrier 8 mobile apte à effectuer un mouvement 5 de translation par rapport à la bride 7, un contacteur 9 de sécurité et un volet 10 obturateur, le contacteur 9 de sécurité et le volet 10 obturateur étant solidaires de l'étrier 8 mobile. La tête 3 de mesure comprend également une source 11 radioactive et un détecteur 12 fixes par rapport à l'étrier 8 mobile. 10 [0021] On définit par rapport à l'analyseur 1 à fluorescence X portable un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction de translation de l'étrier 8 mobile, 15 - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. [0022] Dans la description ci-dessous, la coque 2 et les pièces 20 composant la tête 3 de mesure sont décrites assemblées. [0023] Comme on peut le voir, en particulier, sur les figures 4 à 6, la bride 7 support comprend des moyens 13 de fixation aptes à solidariser la bride 7 à la coque 2, et un contacteur 14 femelle muni d'un guide 15 s'étendant suivant l'axe X et d'une aiguille 16 mobile suivant l'axe X. Le 25 guide 15 comprend un pan 17 d'arrêt et deux trous 18 disposés en regard. Selon le mode de réalisation représenté, le guide 15 a une forme de tube à section circulaire. Selon des modes de réalisation différents, le guide 15 peut avoir une section de forme quelconque. [0024] L'étrier 8 mobile comprend deux côtés 19 latéraux en regards, 30 un côté avant appelé par la suite porte-source/détecteur 20, et un côté 21 d'arrêt en regards, le porte-source/détecteur 20 et le côté 21 d'arrêt reliant les côtés 19 latéraux. Les côtés 19 latéraux et le portesource/détecteur 20 ont sensiblement une forme parallélépipédique à section carrée. 35 [0025] Les côtés 19 latéraux comprennent chacun deux perçages 22 de fixation. Le porte-source/détecteur 20 comprend deux perçages 23 3044416 6 de mesure et un perçage 24 de motorisation. Selon le mode de réalisation représenté, le porte-source/détecteur 20 comprend également deux rails 25 s'étendant sensiblement suivant l'axe Y. [0026] Le côté 21 d'arrêt, de forme parallélépipédique et 5 sensiblement parallèle au pan 17 d'arrêt, a, selon le mode de réalisation représenté, une surface de dimension inférieure à une dimension de la surface des côtés 19 latéraux ou du portesource/détecteur 20, de manière à diminuer l'encombrement de l'étrier 8 mobile. 10 [0027] Le côté 21 d'arrêt est muni d'un pion 26 s'étendant sensiblement suivant l'axe X, de profil transversal sensiblement complémentaire à la forme du guide 15 et de profil longitudinal sensiblement en T. Le pion 26, apte à être inséré dans le guide 15, comprend une lumière 27, de forme sensiblement oblongue, propre à 15 être alignée avec les trous 18 du guide 15. [0028] Le contacteur 9 de sécurité comprend deux faces 28 latérales en regards, une face 29 supérieure et une face 30 inférieure en regards, la face 29 supérieure et la face 30 inférieure reliant les faces 28 latérales. Le contacteur 9 comprend également une face 31 avant, 20 de forme sensiblement identique à la forme du porte-source/détecteur 20 de l'étrier 8 mobile, solidaire des faces 28 latérales, de la face 29 supérieure et de la face 30 inférieure. La face 31 avant du contacteur 9 est sensiblement en retrait d'un bord 32 défini par les faces 28 latérales, la face 29 supérieure et la face 30 inférieure. 25 [0029] Les faces 28 latérales comprennent chacune deux ouvertures 33 de fixation aptes à coïncider avec les perçages 22 de fixation des côtés 19 latéraux de l'étrier 8 mobile. La face 31 avant est munie d'une fenêtre 34. Selon le mode de réalisation représenté, la fenêtre 34 a une forme rectangulaire. 30 [0030] Le volet 10 obturateur a une forme sensiblement complémentaire à la forme de la fenêtre 34. Comme représenté sur la figure 7, le volet 10 comprend deux glissières 35 aptes à coïncider avec les rails 25 de l'étrier 8 mobile. Le volet 10 comprend également une crémaillère 36 et est muni d'une cavité 37 apte à recevoir un étalon 38 35 de vérification de justesse de forme sensiblement complémentaire à la forme de la cavité 37. 3044416 7 [0031] L'étalon 38 de vérification de justesse est, de préférence, fabriqué en tungstène. Avantageusement, l'étalon 38 de vérification de justesse est recouvert d'une couche de peinture contenant une quantité d'un métal donné connue afin de permettre une vérification en justesse 5 de l'analyseur 1. Selon le mode de réalisation représenté, le métal contenu dans la peinture de l'étalon 38 est du plomb. [0032] Avantageusement, le volet 10 obturateur en position fermée et l'étalon 38 de vérification de justesse sont disposés de manière sensiblement parallèle entre eux et à la fenêtre 34. L'étalon 38 est 10 disposé entre la source 11 et le volet 10 obturateur. Avantageusement, lorsque l'étalon 38 de vérification de justesse se trouve dans un plan parallèle à la fenêtre 34, le volet 10 obturateur peut ainsi être plus proche de la fenêtre 34 comprise dans la face 31 avant de la tête 3 de mesure, réduisant l'encombrement de la tête 3 de mesure et diminuant 15 la fatigue d'un utilisateur. [0033] Selon le mode de réalisation représenté, la cavité 37 est de forme rectangulaire et procure au volet 10 une section (longitudinale ou transversale) de forme générale sensiblement en U. [0034] Un ressort 39 de rappel est disposé dans le guide 15 de la 20 bride 7 support. Le pion 26 de l'étrier 8 mobile est inséré dans le guide 15 de telle sorte que le ressort 39 de rappel pousse l'étrier 8 mobile vers l'extérieur du guide 15 suivant l'axe X. [0035] Une clavette 40 est disposée dans les trous 18 du guide 15 en passant par la lumière 27 du pion 26 de l'étrier 8 mobile. L'étrier 8 25 mobile est ainsi mobile en translation par rapport à la bride 7 support entre une position 41 dite d'arrêt, où seul le ressort 39 de rappel exerce une force sur l'étrier 8 mobile vers l'extérieur du guide 15 jusqu'au contact entre la clavette 40 et la lumière 27 du pion 26, et une position 42 dite de première sécurité, où une force externe est appliquée sur 30 l'étrier 8 mobile de telle sorte que le pan 17 d'arrêt de la bride 7 support soit en contact avec le côté 21 d'arrêt de l'étrier 8 mobile. Lors du passage entre la position 41 d'arrêt et la position 42 de première sécurité, le pion 26 est apte à enfoncer l'aiguille 16 du guide 15 suivant l'axe X. 35 [0036] Les glissières 35 du volet 10 obturateur sont disposées sur les rails 25 de l'étrier 8 mobile de telle sorte que la cavité 37 du volet 10 obturateur soit positionnée du côté de l'étrier 8 mobile. Le volet 10 3044416 8 obturateur est alors mobile par rapport au porte-source/détecteur 20 de l'étrier 8 mobile selon un mouvement de translation suivant l'axe Y. Dans des modes de réalisation différents, le volet 10 obturateur est mobile selon un mouvement de rotation quelconque réalisé autour d'un 5 axe perpendiculaire ou parallèle au plan du volet 10 obturateur, ou le long des rails 25 ayant une forme d'arc de cercle, selon un autre mouvement de translation ou selon un mouvement composé d'un mouvement de translation et d'un mouvement de rotation. [0037] Le contacteur 9 de sécurité est disposé emmanché sur l'étrier 10 8 mobile. Quatre vis 43, aptes à coopérer avec les perçages 22 de fixation de l'étrier 8 mobile et les ouvertures 33 de fixation du contacteur 9, solidarisent l'étrier 8 mobile et le contacteur 9. [0038] Le volet 10 obturateur est mobile entre une position 44 dite fermée, où le volet 10 obture la fenêtre 34 du contacteur 9, et une 15 position 45 dite ouverte, où le volet 10 n'obture pas la fenêtre 34. Un ressort 46 de sécurité, solidaire du porte-source/détecteur 20 de l'étrier 8 mobile, maintient le volet 10 dans la position 44 fermée. [0039] Un moteur 47 muni d'un pignon 48 est disposé dans le perçage 24 de motorisation du porte-source/détecteur 20 mobile de 20 telle sorte que le pignon 48 coopère avec la crémaillère 36 du volet 10 obturateur. Selon le mode de réalisation représenté, la crémaillère 36 le moteur 47 et le pignon 48 définissent un dispositif de mise en mouvement du volet 10 obturateur. Le moteur 47 est apte à contrôler le mouvement du volet 10 entre la position 44 fermée et la position 45 25 ouverte. [0040] La source 11 radioactive et le détecteur 12 sont disposés dans les perçages 23 de mesure du porte-source/détecteur 20. Les perçages 23 de mesure sont réalisés de telle sorte que la source 11 et le détecteur 12 se trouvent en regard de la fenêtre 34 du contacteur 9 30 de sécurité. Ainsi, le détecteur 12 est apte à capter un rayonnement X réfléchi, émis par la source 11 radioactive. [0041] Une direction 49 principale d'émission de la source 11 et une direction 50 principale de réception du détecteur 12 sont inclinées par rapport au plan XY et par rapport à un plan YZ défini par l'axe Y et l'axe 35 Z. [0042] Lorsque l'analyseur 1 à fluorescence X portable n'est pas utilisé, lors de sa vérification de justesse, le ressort 39 de rappel et le 3044416 9 ressort 46 de sécurité maintiennent respectivement l'étrier 8 mobile dans la position 41 d'arrêt et le volet 10 obturateur dans la position 44 fermée. [0043] La source 11 radioactive et le détecteur 12 sont alors situés 5 directement en regard de l'étalon 38 de vérification de justesse disposé dans la cavité 37 du volet 10 obturateur. La source 11 radioactive émettant en continu, une procédure de vérification de justesse initie une mesure de l'étalon 38 de vérification de justesse en mettant le détecteur 12 en fonctionnement puis en analysant le rayonnement reçu. 10 [0044] Afin de réaliser une mesure de la quantité d'un métal donné présent dans une peinture, un utilisateur, saisissant l'analyseur 1 par le manche, appuie le bord 32 du contacteur 9 de sécurité contre la surface du matériau à contrôler de telle sorte que la face 31 avant du contacteur 9 soit sensiblement parallèle ou tangente au matériau. 15 L'étrier 8 mobile est alors en position 42 de première sécurité. [0045] L'utilisateur presse ensuite la gâchette 4 de la coque 2 afin d'initier la mesure. Le moteur 47 meut alors le volet 10 obturateur en position 45 ouverte. Le détecteur 12 reçoit le rayonnement du matériau à contrôler excité par la source 11 radioactive et le rayonnement est 20 analysé. [0046] Selon le mode de réalisation représenté, l'analyseur 1 à fluorescence X portable est apte à mesurer la teneur en plomb présent dans une peinture. [0047] Lorsque l'analyseur 1 n'est pas utilisé ou lors de sa 25 vérification de justesse, le volet 10 obturateur de l'analyseur 1 à fluorescence X portable, étant parallèle à la fenêtre 34, étant disposé entre la fenêtre 34 et l'étalon 38 vérification de justesse et ayant une forme sensiblement complémentaire à celle de la fenêtre 34, est apte à obturer la totalité de la fenêtre 34 tout en permettant à un utilisateur 30 d'étalonner l'analyseur 1, supprimant ainsi le risque de propagation d'un rayonnement radioactif dans un milieu extérieur à l'analyseur 1. [0048] Lors d'une mesure de la teneur en plomb d'un matériau, le contacteur 9 de l'analyseur 1 à fluorescence X portable, comprenant la fenêtre 34, est apte à être en contact avec le matériau quelle que soit 35 la forme et la superficie du matériau à contrôler. REVENDICATIONS1. Analyseur (1) à fluorescence X portable comprenant : une coque (2), et une tête (3) de mesure munie : - d'une source (11), - d'un détecteur (12), - d'une fenêtre (34) disposée sur une face (31) avant de la tête (3) de mesure, en regard de la source (11) et du détecteur (12), - d'un contacteur (9) mobile entre une position (41) dite d'arrêt, où le contacteur (9) est en saillie de l'analyseur (1) à fluorescence X portable, et une position (42) dite de première sécurité, où le contacteur (9) ne saille pas de l'analyseur (1) à fluorescence X portable, et - d'un volet (10) obturateur, le volet (10) obturateur étant mobile entre une position (44) dite fermée, où le volet (10) obturateur obture en partie la fenêtre (34), et une position (45) dite ouverte, où le volet (10) obturateur n'obture pas la fenêtre (34), l'analyseur (1) à fluorescence X portable étant caractérisé en ce que le contacteur (9) comprend la face (31) avant et la fenêtre (34), et en ce que la source (11), le détecteur (12), le contacteur (9) et le volet (10) obturateur de la tête (3) de mesure sont solidaires, de telle sorte qu'ils soient mobiles entre la position (41) d'arrêt et la position (42) de première sécurité. 2. Analyseur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur (9) comprend deux faces (28) latérales en regards, une face (29) supérieure et une face (30) inférieure en regards, la face (29) supérieure et la face (30) inférieure reliant les faces (28) latérales, les faces (28) latérales, la face (29) supérieure et la face (30) inférieure étant solidaires de la face (31) avant. 3. Analyseur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face (31) avant du contacteur (9) est sensiblement en retrait d'un bord (32) défini par les faces (28) latérales, la face (29) supérieure et la face (30) inférieure. 3044416 11 4. Analyseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (3) de mesure comprend un étrier (8) mobile, muni de deux côtés (19) latéraux en regards, d'un porte-source/détecteur (20) et d'un côté (21) d'arrêt en regards, le 5 porte-source/détecteur (20) et le côté (21) d'arrêt reliant les côtés (19) latéraux, l'étrier (8) mobile étant solidaire de la source (11), du détecteur (12), du contacteur (9) et du volet (10) obturateur. 5. Analyseur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les faces (28) latérales du contacteur (9) et les côtés (19) latéraux de 10 l'étrier (8) mobile sont solidaires. 6. Analyseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (3) de mesure comprend une bride (7) support, fixe par rapport à la coque (2) de l'analyseur (1) à fluorescence X portable, muni d'un guide (15). 15 7. Analyseur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étrier (8) mobile comprend un pion (26) apte à être inséré dans le guide (15) de la bride (7) support. 8. Analyseur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le pion (26) de l'étrier (8) mobile a un profil transversal sensiblement 20 complémentaire à la forme du guide (15) de la bride (7) support. 9. Analyseur (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le pion (26) de l'étrier (8) mobile a un profil longitudinal sensiblement en T. 10. Analyseur (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 25 9, caractérisé en ce que la tête (3) de mesure comprend une clavette (40), apte à coopérer avec un trou (18) du guide (15) de la bride (7) support et avec une lumière (27), de forme sensiblement oblongue, du pion (26) de l'étrier (8) mobile.