INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En ce qui concerne la liaison mécanique entre lten- registreur et ltaxe de rotation des réseaux, on a trouvé avantageux que le coulis seau se déplaçant de façon rectiligne suivant les abcisses supportant ltenregistreur et son stylet actionneun mécanisme à cames commandant la rotation des réseaux, les cames ayant le profil voulu pour obtenir la fonction désirée entre le mouvement du coulis seau et celui des réseaux. Dans le cas du spectromètre de ltinvention, on utilise deux cames agissant en série, la deuxième came pivotant avec l'axe des réseaux et appuyant en permanence sur un galet qui réagit sur elle et qui est commandé par la première came.Ce galet a un déplacement proportionnel à la cosécante de ltangle de rotation de la came et, pour cela, cette came a un profil rectiligne et le point de contact avec le galet se déplace suivant une ligne droite concourrante à l'axe des reseaux. Une partizulS- rité du montage réside dans le fait que le poids de la deuxiè me came fait quelle appuie constamment sur le galet, sans aucun jeu. Le galet agissant sur cette deuxième came est solidaire dtune platine bougeant perpendiculairement à elle-même sous lteffet du déplacement du coulisseau des abscisses supportant la barrette d'enregistreur et, pour cela, la platine comporte une came sur laquelle rengage un doigt solidaire du coulisseau des abscisses.Une particularité du dispositif réside dans le fait que la platine est sollicitée constamment par le galet relatif à la deuxième came de façon que la came qutelle supporte appuie constamment, sans jeu, sur le doigt ; ceci est réalisé par le poids de la deuxième came qui sollicite constamment le galet qui lui-même pousse la platine dont la came appuie sur le doigt. Toute cette transmission mécanique se fait sans jeu.
Si on donne à la came de la platine un profil rectiligne, le déplacement de la platine se fait en fonction linéaire du déplacement du coulisseau des abscisses. Le profil de la came pourra faire varier cette fonction. Dans une réalisation préférée, la came du coulisseau des abscisses a un profil rectiligne en plusieurs tronçons de lignes brisées de manière à faire varier le coefficient de proportionnalité de déplacement de la platine par rapport au déplacement du coulisseau des abscisses. Cependant, toute autre loi pourra être choisie suivant le profil que lton voudra donner à cette came.
Le déplacement du coulisseau des abscisses se fait par entrainement amovible, par pince, par une courroie sans fin. On peut réaliser une expansion d'abscisse de ltenregistreur, en prévoyant une deuxième courroie sans fin, tournant à une vitesse différente de la première, sur laquelle staccroche un deuxième coulis seau des abscisses coulissant ; sur le premier, parallèment aux abscisses et supportant le stylet enregistreur. Le rapport de vitesse des courroies est déterminé.
Des réglages se font le long de la chaine cinématique entre l'axe des réseaux et le stylet. En particulier, on prévoit un dispositif de réglage de l'origine et un changement de ltorigine selon la fréquence du laser utilisé sous forme dtun mécanisme de déplacement préalable du galet drentrai- nement de la deuxième came sur la platine, parallèlement à la direction de déplacement de ladite platine.
Les avantages du spectromètre de ltinvention sont multiples : - on a noté une réduction des aberrations de coma ; - les images parasites données par les réseaux viennent se former dans le plan des fentes et ne peuvent donner images parasites. Dtailleurs, les quatre fentes sont du meme côté des réseaux donc sont d'un couplage et d'un accès facile ; - les trois réseaux sont calés sur un meme axe et d'un même côté des autres éléments optiques ; le montage est simplifié et les éléments identiquessont groupés, on peut mettre les miroirs sphériques sur le fond, les uns à côté des autres ; - on peut facilement réaliser un montage soustractif qui peut devenir additif en introduisant un élément optique qui retourne la dispersion, tel qutun miroir en toit ou une lentille, dans le deuxième monochromateur ; - la stabilité de ltensemble est améliorée car les dimensions mécaniques sont réduites par la conception nouvel le du système optique - la même disposition peut être appliquée pour un double monochromateur ou même pour un quadruple monochromateur ou, tout simplement, si on veut ajouter un réseau supplémentaire pour augmenter la dispersion et réduire la lumière parasite ou pour faire une autre mesure couplée à un asservissement.
Le couplage mécanique direct de ltinvention est plus simple qcie les couplages existants. Il est plus précis car ne présentant aucun Jeu puisque les pièces sont toujours en prise et sollicitées dans le même sens. De plus, la présence de deux coulisseaux superposés en abscisse permet un agrandissement de ltéchelle dans toute zone que l'on désirera explorer avec plus de précision.
Enfin, les profils des cames pourront varier suivant les différentes fonctions que lton voudra appliquer.
Xtailleurs, le dispositif ntest pas limité au spectromètre à réseau ou a un appareil reproduisant une fonction de consécante de l'angle d'oscillation des réseaux. On pourra prévoir autres fonctions en modifiant le profil de lune, de l'autre ou des deux cames.
La description ci-après donne un exemple non limitatif du spectromètre de l'invention qui est illustré par les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective de la partie optique de appareil, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de la partie mécanique de l > 'appareil.
La partie optique de ltappareii se compose d'un émetteur laser 30 qui envoile un faisceau (71) à travers des fil tres optiques (32), sur un échantillon (33). Un deuxièmepissage à travers ltéchantillon est réalisé grâce au miroir (34). Le rayonnement réémis est envoyé dans un objectif de transfert (35) avec l'aide partielle d'un miroir (36). Le rayonnement réémis (37) passe dans une fente dtentrée (38). Jusque là le schéma optique est classique et ne fait pas partie de l'inven- tion.
Selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention un ou plusieurs calculateurs numériques est ou sont montés directement en aval d'un ou de plusieurs émetteurs et récepteurs, par exemple des télémètres électro-optiques.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, une fibre conductrice de la lumière dont la longueur correspond à la différence d'une longueur mesurée momentanée et d'une longueur normale définie dans des conditions déterminées est utilisée en vue de la déteraination intégrale dé la température le long d'un profil La présente invention est décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et de quelques variantes de celui cit qui sont illustrés par le dessin.
La figure la est un schéma-bloc du procédé proposé par la présente invention avec le dispositif de conduction de là lumière au moyen de miroirs la figure lb est un schéma-bloc avec des fibres conductrices de la lumière t la figure 2 représente la structure complète de l'exem- ple de réalisation décrit, sous une forme schématique ;; la figure 3 représente une coupe transversale à travers le tube de mesure avec le système de flotteur et le oap- teur de niveau g la figure 4 est une Coupe transversale à travers le tube de mesure avec le système optique pour l'introduction et le retrait du faisceau de mesure 3 la figure 5 représente un dispositif dans lequel le tube de mesure est un tube double placé au fond du réservoir , avec le flotteur et le capteur de niveau ainsi que les fibres conductrices de la lumière la figure 6 représente'un dispositif avec le tube de mesure au fond du réservoir, le flotteur et le capteur de niveau, ainsi que les fibres conductrices de la lumière; ; la figure 7 représente un dispositif avec le tube de mesure au couvercle du réservoir, avec flotteur et capteur de niveau ainsi que les fibres conductrices de la lumière t la figure 8 représente un dispositif avec le tube de mesure au couvercle du réservoir, avec flotteur et capteur de niveau ainsi qu'avec des dispositifs de conduction de la lumière.
Les figures La, lb montlent le principe du procédé de mesure différentielle.
La figure 2 représente le système de mesure complet, sur l'exemple d'un parc de réservoirs, comme on en voit dans les raffineries, les ports de transbordement, etc Parmi les éléments essentiels du dispositif d'ensemble, il faut ranger le dispositif de mesure de chaque réservoir, les conducteurs de lumière pour la conduite des rayons lumineux émis, et l'ap- pareil central de télémétrie et d'exploitation.
le dispositif de mesure optique dans le réservoir se compose d'un tube fermé 8 non magnétique, qui est solidement raccordé au point le plus stable de la zone du fond 20, c'està-dire au point qui est soumis aux plus faibles modifications de position, Ce point sera de préférence sur le fond du réservoir ou à 1' extrémité inférieure de la paroi de celui-ci.De cette manière, on obtiendra un point Zéro absolu pour la mesure du niveau par lequel seulement peut être effectuée une correction exacte des autres paramètres d'influence Le tube 8 ne dépassera de préférence pas du couvercle, pour empêcher que le tube. de mesure ne déforme le couvercle et pour qu'il soit en outre possible de fermer le réservoir drupe façon parfaitement étanche à l'air0 Le tube extérieur 8 non magnétique contient un mince tube de matière plastique 9, qui débouche à son extrémité inférieure dans un bloc 10, lequel porte un système optique 11, l2,par exemple un système de miroirs ou un système Cassegrain. Le rôle de ce système est de retirer la lumière dlune fibre conductrice de la lumière 13 raccordée et de réintroduire dans cette fibre la lumière réfléchie.A ce bloc 10 se termine une seconde fibre conductrice de la lumière 14, métallisée au bout, qui sert de fibre. le référence. Etant donne la haute précision de la mesure et les fréquences limites extr8mes qui y sont associées, on utilise des fibres m nomode ou équivalent, avec lesquelles la vitesse de la lumière dans le sens de l'axe du conducteur est dans une large mesure indépendante de l'angle d'entrée. Les fibres conductrices de la lumière 13,14 sont amenées à l'intérieur du réservoir, par l'intermédiaire d'un élément du couvercle 22 qui peut titre fermé de façon étanche à l'air, sous la forme d'une boucle de dilatation 19.
Pour le repérage du niveau 24 dans le réservoir 28, un flotteur annulaire 4 est placé, de façon à pouvoir se mouvoir librement, le long du tube extérieur 8. Ce flotteur contient de forts aimants 6, fabriqués de préférence à base de terres rares et qui, à leur tour, maintiennent un corps suspendu 3a dans le tube intérieur 9, qui possède des aimants 5a disposés de façon correspondante et présente un poids de stabilisation 5b, la position du corps suspendu 3a ainsi maintenu par les aimants étant définie par un rapport de causalité avec celle du niveau.Pour caractériser cette position, le corps suspendu 3a, porte un réflecteur 7, qui réfléchit Zi é s rayons ou faisceaux lumineux 16 venant du système optiqueW Ls rayons ou faisceaux réfléchis 17 traversent le conducteur de lumière 13 pour aller vers l'appareil de mesure et d'exploitation central 24 où la double distance entre l'appareil de mesure et le réflecteur est mesurée de manière connue en soi.Mais étant donné que seule la hauteur du niveau 24 54 , dans le réservoir 28, 58 présente un intér8tX le double trajet entre l'appareil de mesure 2 et le système optique ll est mesuré séparément comme trajet de référence dans un second conducteur de lumière 14 parallèle et est soustrait du premier chemin optique La différence donne immédiatement la double hauteur du nibeau, rapportée au pied du tube de mesure.
La disposition décrite pour les chemins optiques 13,14 présente le grand avantage de permettre d'éliminer par soustraction toutes les influences auxquelles sont soumis les conducteurs de lumière, telles que, par exemple, les modifications de longueur dues aux effets de la température, En outre, les modifications de la position de l'appareil de mesure n'ont aucune répercussion sur la valeur mesurée. Il est vrai que la hauteur de niveau mesurée ne donne encore aucun renseignement sur le contenu réel du réservoir, car des paramètres d'influen- ce viennent fausser le calcul du volume à l'aide de la mesure de niveau précédemment décrite.Il s'agit entre autres de la déformation du réservoir par la pression hydrostatique, par la dilatation thermique et par la charge du couvercle, par exemple à la suite d'une'chute de neige. Chacun de ces paramètres (seul ou en combinaison avec les autres) provoque une déformation par bombage du réservoir1 selon une fonction caractéristique, c'est-à-dire théoriquement chiffrable.Pour calculer exactement le volume du réservoir, il est donc imperatif de les connattref ainsi que l'importance des perturbations qui en sont la cause Dans le cas présent, on détermine les paramètres de perturbation en mesurant la déformation totale du réservoir rapportée aux états zéro en un pointu à l'aide dtun système optique supplémentaire 31, qui est relié à l'appareil de mesure 2 au tableau de contr8le 1, par des fibres conductrices de la lumière. Par la hauteur du niveau, on peut calculer la répartition de la déformation par bombage due à la pression hydrostatique Une mesure de la température sur ou dans le réservoir 28, 58, renseigne sur l'importance de la dilatation thermique sur plusieurs axes.La déformation par la charge du couvercle s'obtient enfin à partir de la déformation totale par bombage et de la répartition des deux autres. On peut remplacer la mesure de la température par une mesure supplémentaire de la déformation par bombage en un deuxième point de la paroi externe du réservoir 30, 60. étant donné que les conducteurs de lumière 43, 44 relient aussi les autres réservoirs 58 à l'appareil de mesure central 2, celui-ci est précédé d'un aiguillage ou dispositif de découplage, distributeur ou conducteur de la lumière 40. On fait ici une distinction entre deux variantes.Dans l'une, l'on affecte à l'appareil de mesure 2 un nombre de conducteurs de lumière 13, 14, 43 44..corres- pondant au nombre des réservoirs, comme entrées et sorties de signaux. E:i revanche, avec 1' autre variante, 1' appareil de mesure 2 ne reçoit qu'une entrée ou sortie qui est couplée t selon le cas, avec ehacun des conducteurs de lumière 13, 14, 43, 440 .'$'t vers les différents réservoirs 28,58 *à l'aide d'un aiguillage 40.
La figure 3 représente le détail du système de flotteur. Celui-ci se compose d'un flotteur annulaire 4 et d'un corps suspendu 3 avec le réflecteur 7. Le flotteur annulaire 4 est réalisé en un matériau à faible poids spécifique. Il peut se déplacer librement le long du tube extérieur par rapport aux mouvements ondulatoires de la surface ou du niveau du liquide 24 54 74, 84 .En raison du faible poids spécifique c T l) de son matériau, le flotteur ne s'enfonce que très peu et reste presque à la surface du liquide, et les variations de la densité dues aux modifications de la température n'ont que de très faibles effets qui sont toujours dans les limites de la précision de mesure recherchée, sur la position en hauteur du réflecteur0 Les forts aimants 6 contenus dans le flotteur 4 créent un champ magnétique de telle manière que le corps suspendu 3 est saisi et arrêté par ce champ dans l'espace vide entre les champs magnétiques des deux aimants permanents 5a.
Il est alors essentiel que seuls les pales correspondants des trois aimants soient en face les uns des autres Le réflecteur 7 marque la hauteur du corps suspendu 3a et donc celle du niveau de liquide, qui est calculée à l'aide de la différence de phase mesurée entre le faisceau lumineux réfléchi par le capteur et le faisceau de référence dans l'appareil de mesure opto-électronique, le calcul étant fait par exemple, par ce dernier Un corps de stabilisation 5b maintient la position des pales les uns par rapport aux autres.
Les flotteurs magnétiques connus jusqu'à présent (demande de brevet R.y.A ne l 139 660) présentent un inconvénient? qui est que le champ magnétique ne se forme obligatoirement pas fortement dans le tube dans la direction du corps suspendus par suite de la disposition des aimants du flotteur, parce que ce sont les piles contraires qui sty font vis-à-vis, Le corps suspendu 2 qui porte aussi des aimants permanents n est main- tenu par répulsion .La position d'équilibre n'est obtenue que dans une zone très limitée, Les couples de renversement qui se produisent sont compensés par une tige de guidage supplémentaire prévue au milieu du tube0 Nais ceci a pour résultat de rendre tout au moins plus difficile, sinon impossible, une mesure optique à l'intérieur du tube, Un autre inconvénient, qui ne peut guère titre compensé, est 11 inévitable épaisseur du flotteur anannulaire due à la disposition des aimants, le flotteur annulaire devant iGi recevoirpà la place du petit corps suspendu t une épaisseur notable, en raison du faible poids spécifique nécessaire.
Le système de flotteur proposé supprime tous ces incon vénieuts, Le mode de réalisation décrit fonctionne presque sans frottementt comparé à ceux qui constituent 11 état actuel de la technique. Le flotteur annulaire, mince et léger, possède une mobilité optimale, ce qui est essentiel pour permettre de déterminer de façon parfaitement sûre la valeur mesurée.
Le corps suspendu est très étroitement couplé au flotteur annulaire par ses deux champs en forme d'anneau, Un corps de stabilisation amortit les éventuelles oscillations ou déviations du corps suspendu, dues à la caractéristique de son champ magnétique.
À la figure 4 le système optique est un système Cas 'segraxn. Il est placé sous forme de bloc sur une console 15 au-dessus du fond du tubes Deux fibres conductrices de la lu mièvre l3, 14 conduisent au système de miroirs, constitué par un grand mircir parabolique il et un miroir plus petit 12 au foyer de ce des fibres conductrices de la lumière 14 était métallisée à la sortie du bloc et réfléchissant totalement à cet endroit le faisceau de référence Dans la seconde fibre 13, le faisceau de mesure est dirigé sur le petit miroir 12 et élargi, est projeté de celui-ci vers le capteur de niveau 3, par l'intermédiaire du miroir parabolique llp Le système Cassegrain sert donc à réaliser une introduction et un retrait corrects du faisceau de mesure lumineux.
La figure 5 représente un tube double 71, 72, placé soit sur le fond du réservoir 77, soit à un endroit déterminé & proximité de ce fond. Les faisceaux de mesure et de référence sont conduits par des fibres conductrices de la lumière; qui sont dans chaque cas raccordés à l'extrémité supérieure du tube.Les rayons ou faisceaux lumineux 16, 17, 17a, parcourent le tube rempli de gaz 713 72 et tombent des deux côté par 1'intermédiaire de miroirs de renvoi 73, sur le capteur de niveau 3b muni de rétro-réflecteurs. Par soustraction des deux chemins optiques de l'appareil de mesure 2 aux deux rétroréflecteurs, on obtient le trajet de mesure, sous forme du double de la hauteur du niveau plus la longueur de la connexion transversale 72a des tubes. On peut aussi naturellement utiliser des dispositifs de conduction de la lumière au lieu des fibres conductrices de la lumière.
Tous les dispositifs décrits jusqu'ici permettent dtob- tenir des valeurs de niveau irréprochables en ce qui concerne la précision et la fiabilité de la mesure ainsi que l'élimina- tion des influences extérieures. Ils sont donc d'un emploi universel et peuvent aussi être utilisés pour des réservoirs qui comportent un toit flottant 23, la dilatation thermique du tube de mesure ou des tubes placés autdessus du toit n'intervenant pas dans la valeur du niveau du fait de la soustraction précitées Les dispositifs décrits ci-après ne garantissent pas l'obtention de valeurs de niveau exactes.On ne les utilisera que si la précision de mesure ne joue pas un ralle essentiel ou bien si d'autres dispositifs ne' peuvent pas être employés La figure 6 décrit un de ces dispositifs. On utilise ici un tube de mesure 70S qui est par exemple fixé au fond du réservoir 77. Les deux fibres conductrices de la lumière 13,14 sont raccordées au bord supérieur 18 du tube Q la fibre de ré- férence 14 étant métallisée à cet endroitwlàs Le faisceau de mesure 16 est élargi par un système de lentilles 75 et envoyé au capteur de niveau 3c , ou introduit à nouveau dans la fi bre 13, de façon adéquate, par ledit système de lentilles 75.
Le porte-électrode est commode en cours d'utilisation car, pour le remplacement des pièces d'insertion interchangeables, le démontage et le montage de n'importe quel autre ensemble faisant partie du porte-électrode ne sont pas nécessaires. Gracie à l'utilisation des mêmes tubes pour l'amenée de l'agent réiri- gérant aux pièces d'insertion interchangeables ou l'évacuation de cet agent et grace à la fixation des pièces d'insertion interchangeables à l'aide de boulons facilement démontables, on réduit le temps nécessaire pour le réajustage du porte-électrode en vue d'utiliser des électrodes de section différente.
I1 est avantageux de disposer les trous de raccordement des tubes, destinés à amener et à évacuer l'agent réfrigérant et percés dans les pièces d'insertion interchangeables, suivant le rayon de rotation des tubes par rapport aux axes correspondants de leur fixation à la plaque de contact et.au cable d'amenée de courant, le rayon de rotation de chaque tube devant être égal à sa longueur.
Une telle disposition des trous dans les pièces d'insertion interchangeables permet d'utiliser les mêmes tubes pour amener l'agent réfrigérant aux différentes pièces d'insertion interchangeables et évacuer cet agent, ce qui réduit le nombre des pièces du porte-électrodes à remplacer, diminue son poids et rend plus simple son réajustage.
I1 est préférable de réaliser dans les pièces d'insertion interchangeables des trous taraudés pour le raccordement des tubes servant à l'amenée et à l'évacuation de l'agent réfrigérant car, dans ce cas, le montage et le démontage des pièces d'inser- tion interchangeables deviennent plus simples et exigent moins de temps.
I1 est avantageux d'exécuter sous forme articulée la fixation des tubes d'amenée et d'évacuation de l'agent réfrigérant aux plaques de contact et aux pièces d'insertion interchangeables, ce qui leur permet de tourner autour de l'axe de fixation lors du remplacement des pièces d'insertion interchangeables et compense les imprécisions technologiques conjuguées de la fabrication et du montage des éléments.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre non limitatif, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente d'une façon schématique une vue d'ensemble du porte-électrode conforme à l'invention, destiné par exemple à un four électrique à laitier, dans lequel les plaques de contact sont munies de pièces d'insertion interchangeables en matière électriquement conductrice la figure 2 représente, à l'échelle agrandie, le raccordement des tubes pour l'amenée de l'agent réfrigérant aux pièces d'insertion interchangeables, et pour l'évacuation de cet agent, comme il est montré sur la figure i la figure 3 est une coupe à échelle agrandie, suivant la ligne III-III de la figure 2 la figure 4.est une coupe à échelle agrandie suivant la ligne IV-IV de la figure 2 la figure 5 est une vue à échelle agrandie suivant a flèche A de la figure 1 ; et la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5.
Le porte-électrode destiné par exemple à un four électrique à laitier (fig. 1), selon l'invention, comprend une tête 1 en porte-à-faux de construction soudée, reliée au corps 2 du porte-électrode. La tête en porte-à-faux 1 est une poutre 3 de section rectangulaire fabriquée, par exemple, en tôle d'acier.
A une extrémité de la poutre 3 se trouvent soudés deux supports de butée 4 ; deux arêtes 5 sont soudées perpendiculairement à la poutre dans a partie médiane, la seconde extrémité de la poutre 3 étant introduite dans le corps 2 du porte-électrode. La tête 1 en porte-à-faux est rigidement liée au corps 2 du porte-électrode au moyen de la poutre 3 et des arêtes 5. Entre les supports 4 et les arêtes 5 sont réalisés des logements 6 pour le montage des électrodes 7.