INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Afin de mieux comprendre les solutions techniques et les effets bénéfiques de la présente demande, la présente demande est décrite en association avec des modes de réalisation spécifiques suivants.
Comme représenté sur les figures 1 à 3, dans un mode de réalisation, un appareil 10 d’extraction de corps étrangers magnétiques est fourni selon la présente demande, l’appareil comprend : un réservoir de stockage 100, une plaque de rail de guidage 200, un ensemble d’entraînement 300 et un ensemble d’attraction magnétique 500. La plaque de rail de guidage 200 est agencée sur le réservoir de stockage 100, et la plaque de rail de guidage 200 est formée d’un rail de guidage 210 ; l’ensemble d’entraînement 300 comprend un entraîneur 340, une roue d’entraînement 310, une roue entraînée 320 et un élément de connexion 330, la roue d’entraînement 310 et la roue entraînée 320 sont respectivement en contact de roulement avec le rail de guidage 210, et une première extrémité de l’élément de connexion 330 est connectée de manière rotative à la roue entraînée 320 ; une extrémité de sortie de l’entraîneur 340 est connectée à la roue d’entraînement 310, et l’entraîneur 340 est connecté à une seconde extrémité de l’élément de connexion 330 ; l’ensemble d’attraction magnétique 500 comprend un manchon 510 et une tige d’attraction magnétique 520, le manchon 510 est situé à l’intérieur du réservoir de stockage 100 et agencé de manière amovible sur la roue entraînée 320, et le manchon 510 est formé d’une cavité de réception 511 pour recevoir la tige d’attraction magnétique 520.
Dans l’appareil ci-dessus 10 d’extraction de corps étrangers magnétiques, le réservoir de stockage 100 peut contenir la suspension, et la plaque de rail de guidage 200 est agencée sur le réservoir de stockage 100, de sorte que la plaque de rail de guidage 200 peut être fixée sur le réservoir de stockage 100 pour permettre à l’ensemble d’entraînement 300 de pouvoir rouler sur le rail de guidage 210. Le manchon 510 est formé d’une cavité de réception 511, de sorte que la cavité de réception 511 peut recevoir la tige d’attraction magnétique 520.
Dans certains modes de réalisation, l’entraîneur 340 est un moteur ou un cylindre rotatif.
Comme représenté sur la , étant donné que le manchon 510 est agencé de manière amovible sur la roue entraînée 320, il est pratique pour l’utilisateur de démonter rapidement le manchon 510. D’une part, il est pratique pour l’utilisateur de remplacer le manchon endommagé 510 et la tige d’attraction magnétique 520, améliorant ainsi l’efficacité de maintenance ; d’autre part, il est pratique pour l’utilisateur de couper rapidement le champ magnétique de la tige d’attraction magnétique 520 dans le manchon 510, de sorte que les corps étrangers magnétiques attirés sur la paroi extérieure du manchon 510 peuvent rapidement entrer dans le cycle suivant du processus, et les corps étrangers magnétiques ayant peu d’impuretés peuvent être extraits rapidement, améliorant ainsi l’efficacité d’extraction de corps étrangers magnétiques.
Comme représenté sur la et la , dans certains modes de réalisation, l’ensemble d’entraînement 300 comprend en outre un roulement 700, et la roue entraînée 320 est connectée de manière rotative à la première extrémité de l’élément de connexion 330 par l’intermédiaire du roulement 700. En montant le roulement 700 entre la première extrémité de la roue entraînée 320 et l’élément de connexion 330, l’abrasion générée entre la roue entraînée 320 et l’élément de connexion 330 peut être efficacement réduite, améliorant ainsi la durée de vie de la roue entraînée 320 et de l’élément de connexion 330.
Comme représenté sur la , dans certains modes de réalisation, le roulement 700 est agencé de manière rotative sur la roue entraînée 320, et la bague intérieure 720 du roulement 700 est connectée de manière fixe à la première extrémité de l’élément de connexion 330, et la bague extérieure 710 du roulement 700 est connectée de manière rotative à la roue entraînée 320 pour réaliser l’agencement rotationnel de la roue entraînée 320 et du manchon 510. Dans ce mode de réalisation, la bague intérieure 720 du roulement 700 est soudée et fixée à la première extrémité de l’élément de connexion 330, et la seconde extrémité de l’élément de connexion 330 est soudée et fixée à la paroi périphérique extérieure de l’entraîneur 340.
Dans certains modes de réalisation, le roulement 700 est un roulement à billes en céramique700. Étant donné que le roulement à billes en céramique 700 présente une bonne résistance à la chaleur et n’est pas facilement déformé par la chaleur, il peut garantir que la roue entraînée 320 peut tourner de manière relativement régulière et fiable, garantissant ainsi que la tige d’attraction magnétique 520 tourne de manière régulière et fiable dans la suspension, et garantissant que la paroi extérieure du manchon 510 présente un champ magnétique relativement uniforme. Par conséquent, la tige d’attraction magnétique 520 peut attirer les corps étrangers magnétiques sur le manchon 510 de manière relativement minutieuse sans se détacher facilement, améliorant ainsi le parallélisme de la détection expérimentale.
Le photon X pénètre dans l’enceinte du détecteur par la fenêtre d’entrée et est absorbé par un atome du gaz qui s’ionise et qui libère un photoélectron. Cet électron est alors accéléré par le champ électrique important régnant dans le détecteur et va, à son tour, créer des ionisations secondaires qui libèrent d’autres électrons par une succession de chocs inélastiques avec d’autres atomes du gaz. La charge électrique totale provoquée par ce phénomène d’avalanche dans le détecteur s’accumule sur l’anode et entraîne une variation de la tension de polarisation. La charge est ensuite éliminée par une résistance selon les lois classiques de décharge exponentielle d’un condensateur. Un photon X crée ainsi une impulsion électrique.
Le détecteur est un compteur qui opère en régime proportionnel, c’est-à-dire que l’augmentation de la tension de polarisation implique une augmentation du nombre d’électrons secondaires créé. Le signal de sortie du détecteur est donc proportionnel à l’énergie du photon incident.
À la sortie du détecteur, il y a une chaine de comptage monocanal, qui comporte un préamplificateur, un amplificateur et un analyseur monocanal.
Le préamplificateur transforme la variation de charge en variation de courant. Le signal a l’allure d’une gaussienne de quelques mV d’amplitude. L’amplificateur va amplifier ce signal pour qu’il atteigne quelques volts.
Comme le cristal monochromateur (multicouche), orienté en incidence de Bragg pour un rayonnement λ 0 , peut diffracter les ordres multiples de longueur d’onde 2*λ 0 ou 3*λ 0 , l’analyseur monocanal (PHA) est chargé de séparer les impulsions significatives de celles provenant du fond ou des ordres multiples. Les impulsions significatives, qui ont pour origine les raies X caractéristiques, sont les plus probables et se retrouvent au centre de la gaussienne. Les impulsions issues des ordres multiples des raies ou du bruit de fond sont moins probables et sont essentiellement présentes sur les bords de la gaussienne.
En choisissant des valeurs de seuil haut et bas sur l’impulsion créée par le rayonnement X, on élimine les signaux dont la hauteur est extérieure à la bande d’énergie délimitée par les deux seuils.
Plusieurs modes de détection peuvent être employés pour détecter et amplifier l’intensité et paramétrer le PHA (réglage intégral, réglage automatique, réglage en mode manuel autour de la bande d’énergie de l’intensité détectée).
Quand l’ensemble de la chaîne de comptage monocanal est occupé, aucune autre information ne peut être traitée et il apparaît un temps mort. Pour un taux de comptage élevé, la perte d’information peut être importante. Le temps mort de l’électronique est constant (quelques centaines de nanosecondes), mais il est extensible pour le détecteur (compteur).
Afin de pouvoir apporter une correction pour les forts taux de comptage, il faut s’assurer que le temps mort soit constant et d’une valeur connue. Il est donc utile d’introduire volontairement un temps mort électronique constant supérieur (quelques microsecondes).
Dans le cadre de la présente invention, nous avons utilisé un mode d’ouverture du PHA intégral afin de permettre la détection d’une gamme d’énergie de photons large.
Les valeurs de réglages du détecteur et de la chaine de comptage monocanal sont les suivantes : - alimentation du détecteur : 1480 V ; - gain d’amplification : 3000 ; - temps mort : 3 µs ; - ligne de base du PHA : 826 mV ; - bande de passage des impulsions d’énergie mesurées : 4174 mV.
À la fin d’une analyse, la chaine de comptage monocanal délivre un spectre constitué du fond continu et de raies caractéristiques.
La forme naturelle d’une raie qui provient de la transition entre deux niveaux de cœur d’un atome est la convolution des densités d’états (DOS) électroniques de ces niveaux. Les deux DOS ont une forme lorentzienne selon l’équation (1) suivante :
avec H l'amplitude de la raie, E 0 son énergie centrale (également appelée énergie caractéristique) et la largeur à mi-hauteur (FWHM).
La forme résultante d’une raie atomique est donc lorentzienne et son énergie caractéristique augmente avec l'énergie de liaison des électrons éjectés et donc avec le numéro atomique de la cible.
L’équation (1) n’est néanmoins pas correcte pour les émissions Kα des éléments légers, car les transitions impliquent des électrons de valence. La forme de la bande d’émission d’un élément léger, comme le lithium, est une convolution d’une lorentzienne et de la DOS de la bande de valence, qui a une largeur typique de quelques eV et qui est très sensible à l’état chimique du matériau.
Il apparaîtra clairement à l’homme de l’art que le dispositif qui vient d’être décrit est susceptible de diverses autres variantes, modes de réalisation et applications. Dans un mode de réalisation, la paroi de pressage, définie comme la région s’étendant autour de l’ouverture 16, pourrait être sensiblement verticale, à l’instar de la cloison 5 du couvercle montré sur la . Il apparaîtra toutefois clairement à l’homme du métier à la lumière des exemples de réalisation décrits dans ce qui précède, que l’agencement horizontal de la paroi de pressage présente divers avantages et notamment celui de permettre de réaliser un dispositif d’une structure très simple et peu coûteuse à réaliser.
Le dispositif de préparation d’une infusion peut être réalisé avec tous types de matériaux (bois, céramique, verre, métal, matière plastique, etc.). Comme indiqué plus haut, il peut également être utilisé avec une capsule perforée (boule à thé ou à infusion) dans laquelle l’élément de liaison, au lieu d’être un fil, est une chaînette ou un cordon. Dans ce cas, la fonction de pressage ne sera pas utilisable et le dispositif sera utilisé comme moyen d’immersion, de retrait du liquide et d’égouttage.
La longueur du corps 11, 11a à 11e peut être de l’ordre de quelques centimètres à une dizaine voire une vingtaine de centimètre selon la taille du récipient avec lequel l’usage du dispositif 10 est envisagé. Dans le mode de réalisation montré sur les figures 9 et 10, le volume de réception 190 peut être adapté à la réception d’un sachet d’infusion ou d’une capsule perforée. Il en est de même de l’organe de blocage (180, 181, 182, 183) qui peut être adapté pour bloquer une chaînette en différentes positions.
Le dispositif qui vient d’être décrit est peu encombrant et peu être placé dans une housse ou un étui pour être emporté au cours d’un voyage. Il constitue une alternative ou un complément au couvercle décrit par EP 3 586 691. Il peut être présenté aux amateurs de thé comme une « cuillère à thé » et, dans certains modes de réalisation, être fabriqué en un matériau noble, métallique ou non, ou au contraire être réalisé à très bas coût dans une matière plastique.
La et la montrent par une vue avant et une vue arrière un mode de réalisation d’un sachet d’infusion 20a selon l’invention, apte à être pressé contre la paroi de pressage 140, 140c du dispositif qui vient d’être décrit, ou contre la cloison intérieure 5 d’un couvercle du type montré sur la . Le sachet réalisé ici a vocation à être réutilisable, et doit donc présenter une ouverture d’introduction ou d’extraction du thé ou autre produit à infuser.
Le sachet 20a comprend un bord latéral gauche 21a, un bord latéral droit 21b, un bord distal 21c et un bord proximal 21d. Les bords 21a, 21b, 21d sont ici rectilignes tandis que le bord distal 21c est de forme arrondie, ici sensiblement semi-circulaire.
Le sachet est attaché à un fil de liaison 3 qui passe dans une gorge 30 pratiquée dans le sachet, la gorge étant fermée et formant un canal de guidage du fil. La gorge 30 s’étend ici le long du bord latéral 21a où elle forme une première section de gorge 30(a), le long du bord latéral 21b où elle forme une deuxième section de gorge 30(b), et le long du bord distal 21c où elle forme une troisième section de gorge 30(c).
Le fil 3 comprend une première branche 3a qui pénètre dans la section de gorge 30(a) et une deuxième branche 3b qui pénètre dans la section de gorge 30(b). La branche 3a, après avoir traversé la section de gorge 30(a), pénètre dans la section de gorge 30(c) s’étendant le long du bord distal 21c, jusqu’à atteindre un point 33. De même, la branche 3b, après avoir traversé la section de gorge 30(b), pénètre dans la section de gorge 30(c) jusqu’à atteindre le point 33. Le point 33 est par exemple situé au milieu de la section de gorge 30(c). Le point 33 est optionnellement mais de préférence un point de fixation de chaque branche 3a, 3b du fil au sachet, réalisé par couture, collage ou soudage, permettant d’équilibrer ou « symétriser » l’effort de traction appliqué par chaque branche 3a, 3b sur le bord distal du sachet lorsque le sachet doit être pressé.
Le sachet 20a est réalisé ici à partir d’une pièce avant 22 et d’une pièce arrière 23 en un matériau poreux, qui ont été assemblées ensemble. Ce matériau peut être du papier et notamment une gaze de papier, une fibre de papier thermosoudée, un tissu comme de la soie, du coton, du nylon ou un plastique poreux. L’assemblage des deux pièces peut être fait par couture, collage, soudure, selon le type de matériau utilisé. Dans le mode de réalisation représenté, la gorge 30 est délimitée par deux lignes d’assemblage 31, 32 des pièces 22, 23, réalisées par couture, collage ou soudure. La ligne 31 comprend des sections de ligne 31(a), 31(c), 31(b) et la ligne 32 comprend des sections de ligne 32(a), 32(c), 32(b). Les sections de ligne 31(a), 32(a) délimitent la section de gorge 30(a), les sections de ligne 31(b), 32(b) délimitent la section de gorge 30(b), et les sections de ligne 31(c), 32(c) délimitent la section de gorge 30(c).
Les pièces 22 et 23 sont ainsi assemblées sur toute la périphérie du sachet à l’exception du bord proximal 21d où elles peuvent être éloignées l’une de l’autre pour introduire le produit à infuser.
Par ailleurs, la pièce 23 comporte une extension 24 de sa surface qui est rabattue sur la pièce 22 pour former un rabat 24 ( ) qui empêche le produit à infuser de sortir du sachet pendant la phase d’infusion. A l’extrémité proximale du bord latéral 3a, le rabat 24 comporte un orifice 25a permettant à la branche 3a du fil de liaison de traverser le rabat 24 pour pénétrer dans la section de gorge 30(a). De même, à l’extrémité proximale du bord latéral 3b, le rabat 24 comporte un orifice 25b permettant à la branche 3b de traverser le rabat 24 pour pénétrer dans la section de gorge 30(b). Dans un mode de réalisation, le fil de liaison 3 n’est pas sectionné au point de fixation 33 et les branches 3a, 3b ne forment qu’un seul et même fil ininterrompu. A l’extérieur du sachet, les extrémités distales des branches 3a, 3b sont attachées ensemble et leur point d’attache est par exemple pourvu d’une étiquette 5.
Le sachet 20a présente l’avantage d’offrir un pressage efficace du produit qu’il contient lorsque le fil 3 est tiré dans une direction opposée à celle du sachet, pendant que le bord proximal 21d du sachet se trouve en appui contre une surface ou paroi de pressage du type précédemment décrit. Dans ce cas, la branche 3a coulisse dans la section de gorge 30(a) et dans une partie de la section de gorge 30(c) et tire le point d’attache 33 en direction du bord proximal 21d, tandis que la branche 3b coulisse dans la section de gorge 30(b) et dans une partie de la section de gorge 30(c) et tire également le point d’attache 33 en direction du bord proximal 21d, provoquant le repliement et le pressage du sachet contre la cloison ou paroi de pressage.
Dans un mode de réalisation 20b du sachet montré sur la , le rabat 24 comporte un unique orifice 25 par lequel passent les branches 3a et 3b du fil 3. L’orifice 25 est par exemple agencé à mi-distance des bords latéraux 21a, 21b, soit au centre du bord proximal 21d. La branche 3a du fil de liaison s’étend sous le rabat 24 et sur sensiblement la moitié de la longueur du bord proximal 21d avant de pénétrer dans la section de gorge 30(a). De même, la branche 3b du fil de liaison s’étend sous le rabat 24 et sur sensiblement la moitié de la longueur du bord proximal 21d avant de pénétrer dans la section de gorge 30(b).
Dans un mode de réalisation 20c du sachet montré sur la , le fil 3 pénètre dans la section de gorge 30(a) où il forme l’extrémité proximale de la branche 3a, se prolonge jusqu’à l’extrémité de la section de gorge 30(a) où il est fixé au pièces 22, 23 formant le sachet par un point de fixation 33a. Ensuite, le fil 3 se prolonge dans la section de gorge 30(c) où il forme une branche 3c de liaison des branches 3a, 3b, jusqu’à atteindre l’extrémité de la section de gorge 30(c) où il est fixé aux pièces 22, 23 par un point de fixation 33b. Le fil traverse ensuite la section de gorge 30(b) où il forme l’extrémité proximale de la branche 3b puis débouche en dehors du sachet. En d’autres termes, la branche 3a du fil est attachée au sachet au point 33a et la branche 3b est attachée au sachet au point 33b. La branche de liaison 3c est attachée à ses deux extrémités aux points 33a et 33b. Lorsque le fil 3 est tiré dans une direction opposée à celle du sachet, pendant que le bord proximal 21d du sachet se trouve en appui contre une surface ou paroi de pressage, la branche 3a tire le point d’attache 33a en direction du bord proximal 21d et la branche 3b tire le point d’attache 33b en direction du bord proximal 21d, provoquant le repliement des bords latéraux du sachet contre la cloison ou paroi de pressage. Simultanément, la branche de liaison 3c tire le bord distal du sachet vers la cloison ou paroi de pressage. Dans un mode de réalisation, et notamment lorsque le matériau employé pour réaliser le sachet est sensiblement rigide, la branche de liaison 3c pourrait être omise.
La montre une variante 20d du sachet 20a des figures 15A, 15B dans laquelle le sachet 20d est de forme rectangulaire, le bord distal 21c du sachet étant rectiligne. Le sachet comporte le point de fixation 33 des branches 3a, 3b du fil de liaison mais pourrait également présenter les deux points de fixation 33a, 33b du mode de réalisation 20c de la . Les branches 3a, 3b du fil pénètrent dans le sachet sur chaque côté du bord proximal 21d du sachet mais pourraient aussi pénétrer dans le sachet au centre du bord proximal, comme dans le mode de réalisation 20b de la .
Les figures 19A, 19B montrent un mode de réalisation 20e du sachet dans lequel le rabat 24 est remplacé par deux tiges ou lamelles flexibles 220, 230 agencées côte à côte, par exemple des lamelles en bois comme du bambou, ou en matière plastique. Comme montré sur la , une pression exercée aux extrémités des lamelles 220, 230 provoque une déformation de celles-ci et leur écartement, permettant d’introduire ou de retirer le produit à infuser. Lorsque la pression est relâchée, le sachet se referme et les lamelles retrouvent leur forme initiale montrée sur la .
Cristal monochromateur Le cristal monochromateur utilisé dans le cadre de la présente invention est un cristal synthétique multicouche courbé, appelé aussi pseudo cristal, spécifiquement adapté pour la réflexion des photons dans le domaine spectral des très faibles énergies, dont l’émission des photons caractéristiques du lithium.
Selon un exemple de réalisation de l’invention illustré dans la , le pseudo cristal multicouche 16 est constitué d’un ensemble 18 de quatre couches 19, 20, 21, 22 de matériaux lourds et de matériaux légers disposés alternativement sur un substrat 17 (par exemple un substrat plan d’un monocristal de silicium ; de préférence, le substrat choisi doit être très peu rugueux et les paramètres cristallins doivent être adaptés à ceux des matériaux déposés pour ne pas créer des contraintes et des défauts), formant une période d’empilement d de 197 angströms, chaque ensemble étant empilé n fois, n étant un nombre entier compris entre 20 et 30. Les quatre couches sont respectivement : une couche de silicium pur, une couche de bore pur, une couche de carbure de bore, une couche de carbure de silicium.
L’épaisseur de chaque couche de l’ensemble joue sur les propriétés de réflectivité qui sont au préalable simulées et déterminées par des calculs complexes.
Pour la réflexion des photons caractéristiques émis par le lithium, il faudrait en théorie que le pseudo cristal multicouche ait une période d’empilement de 25 nm. En pratique, il faut trouver un compromis entre cette valeur théorique pour la réflexion du signal venant du Li et les autres éléments d’intérêts dans la gamme énergétique. Comme dit plus haut, la période d’empilement doit à peu près correspondre à la gamme de longueurs d’onde réfléchies qu’on souhaite analyser.
En choisissant un pseudo cristal multicouche ayant une période de 19,7 nm, cela permet de réfléchir les longueurs d’onde de 10,3 nm (120 eV) jusqu’à 32,6 nm (38 eV). Ces valeurs sont un compromis entre des contraintes données par la distance d’empilement du multicouche et par les angles de Bragg qui sont permis par le dispositif de la µ-sonde WDS optimisée selon l’invention.
En utilisant deux couches de matériaux faiblement absorbant Si et B positionnées sur deux couches de matériaux plus absorbants de B 4 C et de SiC, le domaine spectral d’analyse obtenu avec ce cristal permet de mesurer une gamme allant de 0,038 keV à 0,120 keV.
Pression Le spectromètre WDS est maintenu sous vide primaire (c’est-à-dire une pression inférieure à 9,1.10 -1 Pa) et on y applique une faible pression (par exemple 1 bar) ; le niveau de vide dans le spectromètre est moins élevé que celui de l’enceinte 10 de la microsonde qui reçoit l’échantillon, où il règne un vide secondaire (c’est-à-dire une pression comprise entre 9,3.10 -5 Pa et 2,5.10 -5 Pa (par exemple 4,5.10 -5 Pa).
Fenêtres de séparation De manière connue et en fonction de la pression établie dans le spectromètre WDS, des fenêtres de séparation 15 peuvent être disposés dans le spectromètre WDS, une fenêtre étant disposée au niveau de l’interface entre le spectromètre 3 et l’enceinte 10 (recevant l’échantillon à mesurer) de la microsonde, et une autre fenêtre étant disposée à l’entrée du compteur proportionnel 15 (détecteur à flux gazeux) qui dénombre les photons caractéristiques.
Ces fenêtres de séparation de l’art antérieur sont constituées par différents types de matériaux, comme par exemple en mylar TM , ou en membrane de polypropylène, et elles ont une épaisseur de l’ordre de la centaine de nanomètres (typiquement 200 nm).
Dans le cadre de la présente invention, chacune des fenêtres de séparation 15 est un film en nitrure de silicium d’une épaisseur d’environ 20 nm (à plus ou moins 2 nm près).
La fenêtre de séparation disposée au niveau de l’interface entre le spectromètre 3 et l’enceinte 10 est constituée d’un film mince de nitrure de silicium (de préférence Si 3 N 4 ) et afin de renforcer la résistance mécanique du film mince à la pression régnant dans le spectromètre WDS et dans l’enceinte, le film mince est déposé sur une grille en silicium polycristallin. La grille est positionnée face à l’enceinte 10.