Brevet FR3044417A1 — publié le 20170602

VOLET OBTURATEUR À ÉTALON DE VÉRIFICATION DE JUSTESSE INTÉGRÉ D'UN ANALYSEUR À FLUORESCENCE X PORTABLE [0001] L'invention a trait au domaine des analyseurs à fluorescence X portables, et plus précisément aux volets obturateurs 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] Il est également connu, afin de faciliter un calibrage en énergie de l'analyseur, de solidariser un étalon de calibrage en énergie au volet obturateur. Le calibrage en énergie permet à l'analyseur à fluorescence X portable de détecter avec précision le type de métal testé. [0007] Le document US 7916834 décrit un analyseur à fluorescence X portable comprenant un volet apte à obturer une fenêtre. Le volet obturateur est mobile suivant un mouvement de translation initié par un pignon sur une crémaillère du volet. 3044417 2 [0008] Le volet obturateur décrit comprend un hublot de mesure par lequel la source émet un rayonnement lors de la détection du type d'un matériau testé. Le volet obturateur comprend également un hublot de calibrage par lequel la source émet un rayonnement lors d'un calibrage 5 en énergie de l'analyseur. [0009] Le volet obturateur est muni d'un étalon de calibrage en énergie disposé dans l'alignement de la source, par rapport au hublot de calibrage, de telle sorte que le hublot de calibrage soit placé entre la source et l'étalon. Lorsque l'analyseur n'est pas utilisé ou lors de son 10 calibrage en énergie, la source est disposée en regard du hublot de calibrage. Ainsi, l'étalon de calibrage en énergie empêche que le rayonnement émis par la source ne se propage dans le milieu extérieur, lorsque l'analyseur n'est pas utilisé, et réfléchit ce rayonnement vers un détecteur en vue du calibrage en énergie de l'analyseur. 15 [0010] Un tel volet obturateur permet effectivement de protéger des utilisateurs du rayonnement émis par la source et d'effectuer le calibrage en énergie de l'analyseur à fluorescence X portable, sans risque de perte de l'étalon de calibrage en énergie. Cependant, un tel volet obturateur n'obture pas entièrement la fenêtre, augmentant un 20 risque de propagation d'un rayonnement X réfléchi. Un tel volet obturateur a également une masse non négligeable qui, placée à l'avant de l'analyseur, augmente la fatigue de l'utilisateur. De plus, un tel volet obturateur ne permet pas une vérification en justesse de l'analyseur. [0011] La vérification en justesse permet à l'analyseur à 25 fluorescence X portable de mesurer avec précision la quantité d'un métal donné présente dans une peinture. Il est connu, afin de vérifier en justesse l'analyseur, de mesurer un échantillon recouvert d'une couche de peinture comprenant une quantité prédéterminée du métal donné. 30 [0012] Un tel échantillon permet effectivement à l'analyseur à fluorescence X d'être vérifié en justesse. Cependant, un tel échantillon, n'étant pas solidaire de l'analyseur, peut être perdu et nécessite un processus de calibration nuisant au rendement de l'utilisateur. [0013] Un premier objectif est de proposer un analyseur à 35 fluorescence X portable apte à détecter la présence de plomb dans un matériau. 3044417 3 [0014] Un deuxième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable apte à être vérifié en justesse. [0015] Un troisième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable léger. 5 [0016] Un quatrième objectif est de proposer un analyseur à fluorescence X portable bloquant un rayonnement d'une source vers un milieu extérieur à l'analyseur lorsque celui-ci n'est pas utilisé, lors de sa vérification en justesse. [0017] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, une tête de mesure 10 d'une quantité d'un métal donné présent dans une peinture comprenant une source de rayons X, une fenêtre disposée sur une face avant de la tête de mesure, en regard de la source, 15 - un dispositif de mise en mouvement, un volet obturateur, le volet obturateur étant mobile, par le biais du dispositif de mise en mouvement, entre 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, 20 un étalon de vérification de justesse solidaire du volet obturateur, l'étalon de vérification de justesse, le volet obturateur en position fermée, et la fenêtre étant sensiblement parallèles entre eux. [0018] Le volet obturateur peut ainsi être plus proche de la face avant de la tête de mesure réduisant l'encombrement de la tête de 25 mesure et diminuant la fatigue d'un utilisateur. Lorsque le volet obturateur est en position fermée, celui-ci est apte à obturer l'ensemble de la fenêtre supprimant ainsi le risque de propagation d'un rayonnement dans un milieu extérieur à la tête de mesure. [0019] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être 30 prévues, seules ou en combinaison : l'étalon de vérification de justesse est disposé entre la source et la face avant ; le volet obturateur comprend une cavité apte à recevoir l'étalon de vérification de justesse ; 35 - le volet obturateur est mobile selon un mouvement de translation ; le volet obturateur est mobile selon un mouvement de rotation ; 3044417 4 le dispositif de mise en mouvement comprend un pignon apte à coopérer avec une crémaillère du volet obturateur ; le volet obturateur comprend au moins une glissière apte à être disposée sur un rail s'étendant sensiblement suivant la direction 5 de déplacement du volet obturateur ; le volet obturateur en position ouverte est sensiblement parallèle à l'étalon de vérification de justesse et à la fenêtre ; la tête de mesure comprend un détecteur apte à capter un rayonnement X. 10 [0020] Il est proposé, en second lieu, un analyseur à fluorescence X portable comprenant une coque et une tête de mesure telle que précédemment décrite. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la 15 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 ; la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une tête de 20 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 mesure de l'analyseur à fluorescence X portable, dont le 25 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 avec le contacteur en position d'arrêt et le volet obturateur en 30 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 contacteur en position d'arrêt ; 35 - la figure 7 est une vue schématique éclatée du volet obturateur et d'un étalon de vérification de justesse interne. 3044417 5 [0022] Sur la figure 1 est représenté un analyseur 1 à fluorescence X portable comprenant une coque 2 et une tête 3 de mesure. [0023] 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 5 réalisation différents, la coque 2 ne comprend pas de manche 5 et l'écran 6 est fixe. [0024] 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 de translation par rapport à la bride 7, un contacteur 9 de sécurité et un 10 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. [0025] On définit par rapport à l'analyseur 1 à fluorescence X 15 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, un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui 20 avec l'axe X définit un plan XY horizontal, un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. [0026] Dans la description ci-dessous, la coque 2 et les pièces composant la tête 3 de mesure sont décrites assemblées. 25 [0027] 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 guide 15 comprend un pan 17 d'arrêt et deux trous 18 disposés en 30 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. [0028] L'étrier 8 mobile comprend deux côtés 19 latéraux en regards, un côté avant appelé par la suite porte-source/détecteur 20, et un côté 35 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 porte- 3044417 6 source/détecteur 20 ont sensiblement une forme parallélépipédique à section carrée. [0029] Les côtés 19 latéraux comprennent chacun deux perçages 22 de fixation. Le porte-source/détecteur 20 comprend deux perçages 23 5 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. [0030] Le côté 21 d'arrêt, de forme parallélépipédique et sensiblement parallèle au pan 17 d'arrêt, a, selon le mode de 10 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. [0031] Le côté 21 d'arrêt est muni d'un pion 26 s'étendant 15 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 être alignée avec les trous 18 du guide 15. 20 [0032] 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, de forme sensiblement identique à la forme du porte-source/détecteur 25 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. [0033] Les faces 28 latérales comprennent chacune deux ouvertures 30 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. [0034] Le volet 10 obturateur a une forme sensiblement 35 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 3044417 7 crémaillère 36 et est muni d'une cavité 37 apte à recevoir un étalon 38 de vérification de justesse de forme sensiblement complémentaire à la forme de la cavité 37. [0035] L'étalon 38 de vérification de justesse est, de préférence, 5 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 de l'analyseur 1. Selon le mode de réalisation représenté, le métal contenu dans la peinture de l'étalon 38 est du plomb. 10 [0036] 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 disposé entre la source 11 et le volet 10 obturateur. Avantageusement, lorsque l'étalon 38 de vérification de justesse se trouve dans un plan 15 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 la fatigue d'un utilisateur. [0037] Selon le mode de réalisation représenté, la cavité 37 est de 20 forme rectangulaire et procure au volet 10 une section (longitudinale ou transversale) de forme générale sensiblement en U. [0038] Un ressort 39 de rappel est disposé dans le guide 15 de la 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 25 vers l'extérieur du guide 15 suivant l'axe X. [0039] 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 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 30 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 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 35 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. 3044417 8 [0040] 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 obturateur est alors mobile par rapport au porte-source/détecteur 20 de 5 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 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 10 mouvement de translation ou selon un mouvement composé d'un mouvement de translation et d'un mouvement de rotation. [0041] Le contacteur 9 de sécurité est disposé emmanché sur l'étrier 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 15 contacteur 9, solidarisent l'étrier 8 mobile et le contacteur 9. [0042] 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 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 20 8 mobile, maintient le volet 10 dans la position 44 fermée. [0043] Un moteur 47 muni d'un pignon 48 est disposé dans le perçage 24 de motorisation du porte-source/détecteur 20 mobile de 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 25 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 ouverte. [0044] La source 11 radioactive et le détecteur 12 sont disposés 30 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 de sécurité. Ainsi, le détecteur 12 est apte à capter un rayonnement X réfléchi, émis par la source 11 radioactive. 35 [0045] Une direction 49 principale d'émission de la source 11 et une direction 50 principale de réception du détecteur 12 sont inclinées par 3044417 9 rapport au plan XY et par rapport à un plan YZ défini par l'axe Y et l'axe Z. [0046] 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 5 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. [0047] La source 11 radioactive et le détecteur 12 sont alors situés directement en regard de l'étalon 38 de vérification de justesse disposé 10 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. [0048] Afin de réaliser une mesure de la quantité d'un métal donné 15 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. L'étrier 8 mobile est alors en position 42 de première sécurité. 20 [0049] 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 analysé. 25 [0050] 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. [0051] Lorsque l'analyseur 1 n'est pas utilisé ou lors de sa vérification de justesse, le volet 10 obturateur de l'analyseur 1 à 30 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 d'étalonner l'analyseur 1, supprimant ainsi le risque de propagation 35 d'un rayonnement radioactif dans un milieu extérieur à l'analyseur 1. [0052] 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 3044417 10 fenêtre 34, est apte à être en contact avec le matériau quelle que soit la forme et la superficie du matériau à contrôler. REVENDICATIONS1. Tête (3) de mesure d'une quantité d'un métal donné présent dans une peinture comprenant : une source (11) de rayons X, une fenêtre (34) disposée sur une face (31) avant de la tête (3) de mesure, en regard de la source (11), un dispositif (36,47,48) de mise en mouvement, un volet (10) obturateur, le volet (10) obturateur étant mobile, par le biais du dispositif de mise en mouvement, 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), un étalon (38) de vérification de justesse solidaire du volet (10) obturateur, la tête (3) de mesure étant caractérisée en ce que l'étalon (38) de vérification de justesse, le volet (10) obturateur en position (44) fermée et la fenêtre (34) sont sensiblement parallèles entre eux. 2. Tête (3) de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étalon (38) de vérification de justesse est disposé entre la source (11) et la face (31) avant. 3. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet (10) obturateur comprend une cavité (37) apte à recevoir l'étalon (38) de vérification de justesse. 4. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet (10) obturateur est mobile selon un mouvement de translation. 5. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet (10) obturateur est mobile selon un mouvement de rotation. 6. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif (36,47,48) de mise en mouvement comprend un pignon (48) apte à coopérer avec une crémaillère (36) du volet (10) obturateur. 7. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet (10) obturateur comprend 3044417 12 au moins une glissière (35) apte à être disposée sur un rail (25) s'étendant sensiblement suivant la direction de déplacement du volet (10) obturateur. 8. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le volet (10) obturateur en position (45) ouverte est sensiblement parallèle à l'étalon (38) de vérification de justesse et à la fenêtre (34). 9. Tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur (12) 10 apte à capter un rayonnement X. 10. Analyseur (1) à fluorescence X portable comprenant une coque (2) et une tête (3) de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes.