BE1012062A6

BE1012062A6 - Enceinte optique etanche pour cellules photoelectriques.

Info

Publication number: BE1012062A6
Application number: BE9800509A
Authority: BE
Original assignee: Cuvelier Michel
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 2000-04-04

Abstract

L'utilisation de cellules photoélectriques formant un ensemble constitué d'un émetteur et d'un récepteur sensibles aux ondes réflechies demande une protection efficace de celles-ci pour travailler en milieu extérieur non protégé. L'invention comporte une enceinte optique étanche en matériau isolant dans laquelle on peut fixer une ou plusieurs cellules photoélectriques. Cette enceinte est caractérisée par une ouverture en forme de fenêtre étanche et transparente aux ondes émises et réfléchies sur la surface utile. Cette fenêtre est placée obliquement par rapport à l'axe optique de l'émetteur et du récepteur de cellule. Une cloison opaque et anti-réfléchissante sépare l'émetteur du récepteur de la cellule jusqu'à la fenêtre et peut également traverser la fenêtre et se prolonger au-delà de celle-ci. Cette fenêtre est elle-même protégée contre les projections d'eau et de boue, etc... par un compartiment dont l'ouverture définit la plage utilie sur la surface visée par la cellule photoélectrique.

Description


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  Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques Les cellules photoélectriques formant un seul ensemble   "émetteur-récepteur"sont   recherchées pour des applications où il est nécessaire, par exemple, d'observer une surface grâce à la réflection des ondes émises sur celles-ci par la cellule et perçues par son récepteur. 



  Cependant il est nécessaire de protéger ces cellules si on veut les placer dans un milieu extérieur sujet aux intempéries. 



  C'est ainsi par exemple que ce type de cellule peut être embarqué sur un véhicule pour observer la surface de roulement ou son voisinage immédiat (bande de sécurité, approche d'un autre véhicule...), ou sur une canne blanche pour aider un non-voyant dans ses déplacements, ou sur du matériel ferrovière pour capter les signaux de signalisation, etc... 



  Pour travailler correctement dans ces conditions il est nécessaire de placer les cellules dans une enceinte étanche pourvue éventuellement d'un système optique également étanche permettant l'ajustement de la distance d'observation et d'un diaphragme pour le réglage de la section utile et le contrôle du seuil de sensibilité de la cellule. 



  L'invention comporte une enceinte étanche en matériau isolant (plastique, métallique...) avec sa lunette de visée dans laquelle vient se loger une ou plusieurs cellules photoélectriques avec 

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 son émetteur e et/ou son récepteur r associé, (Figure 1 A indices e et r). Cette enceinte comprend trois compartiments de section circulaire ou rectangulaire ou conique en matériau isolant. 



  Le premier compartiment A (Figure 1 A) entoure le corps de la cellule, il est muni d'un couvercle à sa partie supérieure, du système de fixation de ou des cellules, d'un ou de plusieurs passe-fils ou presse-étoupe permettant le passage du ou des câbles de la cellule, d'un joint étanche pour le passage éventuel de l'organe permettant le réglage du seuil d'activation de la cellule. 



  Les parois intérieures du commpartiment A seront de préférence anti-réfléchissantes aux ondes de la ou des cellules. 



  Le compartiment B se connecte au compartiment A au niveau de la sortie de l'émetteur et du récepteur de la cellule. On peut y placer une paroi séparant les deux compartiments A et B qui sera de préférence opaque aux rayonnements de la cellule en ne laissant apparaître que la sortie émetteur et récepteur de celle-ci. Une cloison mince Ea, opaque et anti-réfléchissante aux ondes de la cellule sépare l'émetteur et le récepteur dès leur accès à la sortie de celle-ci (Figure 1 B indice Ea). Cette cloison est parallèle à l'axe optique de la cellule et rejoint une fenêtre plane transparente aux rayonnements de la cellule (Figure 1 8 indice F). 



  Cette fenêtre est placée dans un plan de préférence oblique par 

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 rapport à l'axe optique de la cellule caractérisé par l'angle a (Figure 1 8 indice a). Il est également souhaitable que ce plan incliné tienne compte de la position de l'émetteur et du récepteur en présentant une génératrice du plan incliné parallèle à la droite joignant les centres optiques de l'émetteur et du récepteur. Dans les figures 1, 2 et 4, il faut donc faire pivoter de   90.,   suivant l'axe optique, le plan de la fenêtre pour être conforme à la configuration décrite ci-dessus. Ces figures montrent plus aisément le positionnment des cloisons Ea, Eb, Ec par rapport à l'émetteur et au récepteur de la cellule.

   Toutefois il est possible de garder le positionnement de la fenêtre F comme indiqué aux figures 1, 2 et 4 en présence des cloisons Ea et Eb. Cette fenêtre F forme un joint étanche avec la paroi intérieure du compartiment B. 



  La distance u (Figure 1 B indice u) qui sépare cette fenêtre de la cellule est un paramètre de nature à influencer le comportement de la cellule. Il existe donc une position optimum à respecter en fonction des caractéristiques de la cellule. 



  On peut prévoir sur une ou sur les deux faces de cette fenêtre d'y déposer un revêtement anti-buée, anti-réverbération, anti-adhérent et filtrant. 



  Il est également possible d'ajouter des filtres Se dans le champ optique de l'émetteur ainsi que des filtres Sr dans le champ optique du récepteur (Figure 1 B indices Se et Sr). Ces filtres doivent être séparés par la cloison Ea. 



  La cloison Eb (Figure 1 B indice Eb) traversera de préférence 

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 cette fenêtre et peut se prolonger au-delà de cette fenêtre pour créer un compartiment distinct entre les ondes émises et les ondes réfléchies dans cette zone. Toutefois on peut réaliser la cloison Eb, au moyen d'un dépôt opaque aux rayons de la cellule, inséré dans l'épaisseur de la fenêtre à l'endroit voulu. 



  Dans chacun des deux espaces libres ainsi constitués entre la cellule et la fenêtre F ou dans l'un d'entre eux on peut éventuellement y loger une lentille ou un système optique pour adapter le fonctionnement de la cellule à une distance de travail fonction des conditions d'utilisation (Figure 1 B indices Le, Lr). L'étanchéité des compartiments A et B est assurée par la fenêtre F ; celle-ci peut éventuellement se ternir et recevoir des projections diverses sans que les ondes réfléchies sur cette paroi ne viennent perturber le fonctionnement du récepteur de la cellule.

   En effet même sans cloison de séparation Ea, Eb les ondes émises qui pourraient se réfléchir au contact de cette fenêtre en raison d'un dépôt de corps étrangers sur sa surface (condensation, projection d'eau, de boue, etc...) suivront une direction oblique les mettant hors de portée du récepteur de la cellule pour être absorbées ensuite par les parois du compartiment B. Les cloisons Ea, Eb renforcent encore la séparation du chemin optique de l'émetteur et du récepteur jusqu'à la sortie de la fenêtre F. 



  Dans le cas du montage de la cellule sur un véhicule destiné au transport chimique, il est nécessaire de prévoir une double enceinte de protection de la cellule. 

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 EMI5.1 
 Les compartiments A et B auront une double parois Al, A2 et BI, 82 et on disposera de deux fenêtres FI et F2 parallèlement disposées, traversées par la cloison Eb ; l'une FI formant un joint d'étanchéité avec le compartiment B2 qui est placé à l'intérieur et l'autre F2 formant un joint étanche avec le compartiment BI placé à l'extérieur (Figure 2). 



  Il est possible d'introduire aussi un diaphragme Te dans le chemin optique de l'émetteur et/ou un diaphragme Tr dans le chemin optique du récepteur de la cellule pour un réglage du niveau de sensibilité de celle-ci ; ce ou ces diaphragmes étant séparés par la cloison Ea (Figure 1 B indices Te, Tr). 



  Le compartiment C (Figure 1 C) prolonge le compartiment B de manière à protéger la fenêtre F contre des projections éventuelles. Sa longueur et sa section déterminent également la section de surface utile contrôlée par la cellule. La paroi intérieure du compartiment C est de préférence anti-réfléchissante pour les ondes de la cellule. Toutefois si on place une cloison Ec (Figure 1 C indice Ec) dans le compartiment C en prolongement de la cloison Eb on peut former deux compartiments distincts, un pour les ondes émises, l'autre pour les ondes réfléchies. En modifiant l'angle b de cette cloison Ec par rapport à l'axe optique de la cellule on change la section de passage des ondes émises et réfléchies ce qui donne un moyen de réglage aisé du niveau de réponse de la cellule sur la surface de travail (Figure 1 C indice b). 

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  Grâce à la cloison de séparation Ec, il est donc possible de diaphragmer la section de passage des ondes émises et réfléchies à n'importe quel niveau du compartiment C. 



  La hauteur h (Figure 1 C indice h) peut également servir à déterminer la section utile de la surface visée par la cellule tout en opérant un réglage du seuil d'activation de la cellule. 



  En cas de placement de la cellule dans une ambiance de chaleur, il est possible de refroidir l'enceinte par un fluide refroidisseur et de faire circuler un fluide transparent aux rayonnements de la cellule entre deux fenêtres parallèles FI, F2 séparées par la cloison Eb (Figure 3 indices FI, F2). 



  Dans beaucoup d'applications, il est possible d'assurer un bon fonctionnement de la cellule au moyen d'une seule fenêtre oblique F formant joint d'étanchéité avec le compartiment B sans utiliser aucune cloison de séparation Ea, Eb, Ec ni les lentilles Le, Lr. 



  On peut également placer plusieurs cellules dans une même enceinte en séparant les émetteurs des récepteurs par des cloisons E associées à une fenêtre F (Figure 4 indices E, F). 



  Il est également possible de placer des cellules dont l'émetteur et le récepteur sont séparés dans une enceinte similaire avec fenêtres et cloisons situées entre les émetteurs et les récepteurs parallèlement aux axes optiques des cellules. 

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  L'enceinte optique étanche est également utile en milieu protégé car elle possède un dispositif de réglage de sensibilité par diaphragme et un dispositif optique permettant de tenir compte de la distance de séparation entre la cellule photoélectrique et la surface utile réfléchissante.

Claims

Revendications 1. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques caractérisée en ce qu'elle comporte : une enceinte étanche abritant au moins une cellule photoélectrique comprenant : un compartiment A (Figure 1 A) en matériau isolant entourant le corps d'au moins une cellule photoélectrique, un compartiment B (Figure 1 B) muni d'une fenêtre F d'étanchéité transparente aux ondes émises et réfléchies de la cellule, d'une ou plusieurs cloisons de séparation Ea, Eb, Ec, (Figures EMI8.1 l A, 1 B et 1 C) opaques aux ondes de la cellule destinées à isoler la propagation des ondes émises au niveau de l'enceinte du récepteur de la cellule, un système optique Le pour l'émetteur et Lr pour le récepteur EMI8.2 (Figure 1 B), d'un diaphragme Te pour l'émetteur Tr pour le récepteur (Figure 1 B),

d'un filtre Se pour l'émetteur Sr pour le récepteur (Figure 1 B) un compartiment C (Figure 1 C) qui assure la protection de la fenêtre d'étanchéité F contre les projections extérieures et définit une plage utile sur la surface visée par la cellule.

2. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication i caractérisée en ce qu'elle comporte une cloison mince opaque Ea (Figure 1 B) placée entre l'émetteur et <Desc/Clms Page number 9> le récepteur à la sortie de la cellule parallèlement à l'axe optique de celle-ci et rejoignant la fenêtre F.

3. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une cloison mince opaque Eb (Figure 1 B) traversant la fenêtre F en prolongement de la cloison Ea.

4. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une cloison Ec (Figure 1 C) mince et opaque prolongeant la cloison de séparation Eb dans le compartiment C.

5. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant les revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte une ou plusieurs cloisons de séparation Ea, Eb, Ec pouvant servir de diaphragme aux ondes de la cellule grâce à leur mouvement de basculement par rapport à l'axe optique de celle-ci EMI9.1 suivant l'angle b (Figure 1 C).

6. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une fenêtre F (Figure 1 B) transparente aux ondes émises par la cellule dont la position par rapport à l'axe optique de la cellule est définie par un angle a et une distance de séparation u fonction des caractéristiques de celle-ci. <Desc/Clms Page number 10>

7. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 6 caractérisée en ce qu'elle comporte une fenêtre F située dans un plan dont une génératrice est parallèle à la droite joignant le centre optique de l'émetteur et du récepteur de la cellule.

8. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une fenêtre F ayant subi un traitement filtrant, anti-buée, anti-adhérent, anti-réfléchissant sur une face ou sur les deux faces.

9. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte deux fenêtres FI, F2 (Figure 2) parallèles pour réaliser une protection à double parois.

10. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 9 caractérisée en ce qu'elle comporte deux fenêtres FI et F2 (Figure 3) séparées par la cloison Eb entre lesquelles circule un liquide ou un gaz refroidisseur.

Il. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un compartiment B dont les parois sont opaques et antiréfléchissantes aux ondes émises par la cellule photoélectrique (Figure 1 8). <Desc/Clms Page number 11>

12. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un système optique Le (Figure 1 B) placée dans le champ de rayonnement de l'émetteur pour son ajustement sur la surface utile visée.

13. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une système optique Lr (Figure 1 B) dans le champ des ondes réflechies perçues par le récepteur pour tenir compte de la position de la cellule par rapport à la surface de réflexion des ondes de l'émetteur.

14. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un filtre optique Se (Figure 1 B) placé dans le champ de l'émetteur pour atténuer le phénomène de réverbération des ondes sur une surface mouillée ou d'autres propagations parasites.

15. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un filtre optique Sr (Figure 1 B) placé dans le champ de rayonnement des ondes réfléchies pour atténuer le phénomène de réverbération sur surface mouillée ou d'autres réflexions d'ondes parasites.

16. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une <Desc/Clms Page number 12> cloison Eb (Figure 1 B) opaque et anti-réfléchissante aux ondes de la cellule traversant la fenêtre en se prolongeant au-delà de celle-là dans le compartiment C (Figure 1 C).

17. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un compartiment C (Figure 1 C) destiné à protéger la fenêtre F dont la section définit la plage utile de la surface visée par la cellule photoélectrique.

18. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un compartiment C (Figure 1 C) dont la hauteur détermine la section utile observée par la cellule tout en réagissant sur le seuil d'activation de celle-ci.

19. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une enceinte à double parois Al, A2 et BI, B2 (Figure 2) ainsi que deux fenêtres parallèles FI et F2 séparées par la cloison opaque EMI12.1 et anti-réflechissante Eb.

20. Enceinte optique étanche pour cellules photoélectriques suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte des cloisons, des fenêtres, des systèmes optiques, des diaphragmes, des filtres pour des cellules émettrices et des cellules réceptrices associées.