FR2491218A1 - Detecteur a scintillations monte dans un boitier hermetique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE AUX DETECTEURS A SCINTILLATIONS QUI SERVENT PAR EXEMPLE A MESURER A DIFFERENTES PROFONDEURS LE RAYONNEMENT DANS LES TROUS DE FORAGE DANS LA TERRE ET PLUS PARTICULIEREMENT A UN DETECTEUR A SCINTILLATIONS COMPORTANT UNE ENCEINTE SCELLEE HERMETIQUEMENT AMELIOREE ET UN MONTAGE DE FENETRE AMELIOREE. CHAQUE DETECTEUR COMPREND UN ELEMENT DETECTEUR 11 ET UN BOITIER 10 HERMETIQUE DANS LEQUEL EST LOGE LEDIT ELEMENT DETECTEUR, CE BOITIER COMPORTANT UN ASSEMBLAGE DE FENETRE 13 DOTE D'UNE FENETRE 31 TRANSMETTANT LA LUMIERE ET UN ANNEAU DE MONTAGE 32, CET ANNEAU ET CETTE FENETRE FOURNISSANT UN JOINT HERMETIQUE SUR L'INTERFACE COMMUNE A CES DEUX ELEMENTS, CE JOINT ETANT PRODUIT PAR CHAUFFAGE DE L'ANNEAU 32 ET DE LA FENETRE 31 A LA TEMPERATURE D'ECOULEMENT DE LA FENETRE.

Description

1.

La présente invention se rapporte d'une maniè-

re générale aux détecteurs à scintillations qui servent

par exemple à mesurer à différentes profondeurs le rayon-

nement dans les trous de forage dans la terre et pilus particulièrement à un détecteur à scintillations comportant une enceinte scellée hermétiquement améliorée

et un montage de fenêtre améliorée.

Dans le brevet des E.U.A. 4 004 151 on décrit un détecteur à scintillations du type auquel se rapporte l'invention. Dans ce brevet on décrit en détail les types de cristaux à scintillations utilisés dans de tels dispositifs ainsi que leur fonctionnement et leurs exigences. On mentionne ici ce brevet à simple titre de référence. Dans le brevet des E. U.A. 4 004 151 on décrit un détecteur dans lequel un bottier tubulaire pour loger un cristal est fermé par un bouchon ou un capuchon

à une extrémité et par une fenêtre montée avec une rési-

ne époxy à l'autre extrémité. En outre dans ce brevet on décrit une structure dans laquelle le cristal est sollicité élastiquement par un ressort vers un raccord

optique avec la fenêtre. L'un des buts de cette structu-

re élastique est de permettre la dilatation thermique du cristal par rapport au bottier du fait que le cristal a un coefficient de dilatation thermique beaucoup plus

grand que celui de la matière du boitier.

Le but principal d'une telle structure de lo-

gement est de fournir une enceinte hermétique ou cristal à scintillations pour éviter au cristal et aux autres parties internes du montage de se trouver endommagées par l'exposition à l'entourage du détecteur. Par exemple de tels cristaux sont habituellement très hygroscopiques

et ils sont endommagés s'ils sont exposés à l'humidité.

Dans la demande de brevet des E.U.A. N' 185 292 déposée le 8 septembre 1980 on décrit une structure de montage de fenêtre améliorée dans lequel on utilise un adhésif tel que de la résine époxy pour fixer la fenêtre dans un joint de retenue ou pouvant être soudé à l'extrémité de la fenêtre 'du bottier du détecteur à scintillations. La présente invention vise une structure de logement amélioré pour des détecteurs à scintillation ou des appareils semblables. Cette invention se présente

sous plusieurs aspects.

Conformément à l'un de ces aspects un bottier

de détecteur est prévu d'une structure améliorée et sou-

dée aux deux extrémités pour fournir un joint permanent

qui est inaltérable en fonction de la durée de la pres-

sion et de la température.

- Suivant un autre aspect de cette invention on

fournit une structure de fenêtre améliorée pouvant fonc-

tionner à des températures élevées sans être endommagées et

sans provoquer de fuites.

Suivant -encore un autre aspect de l'invention on applique des lubrifiants longitudinalement par rapport au: détecteur entre le bottier et le cristal pour réduire toute tendance à un frottement empêchant un mouvement axial relativement libre entre le cristal et le bottier tubulaire provoqué par une différence de dilatation thermique. Si un tel mouvement axial relatif ne peut avoir lieu il peut se produire des pressions excessives

entre la fenêtre et le cristal.

Dans le mode de réalisation illustré un cristal tel qu'un halogénure de métal alcalin ou un germanate de bismute à scintillations est monté dans un tube en acier inoxydable équipé d'un assemblage de fenêtre soudée à une extrémité. Un tel assemblage de fenêtre comprend une fenêtre montée et retenue dans un anneau métallique avec un joint hermétique. Dans certains cas par exemple

lorsque l'anneau est en acier inoxydable, le joint her-

métique est fourni par un joint chimique et après avoir choisi convenablement les coefficients de dilatation thermique on complète le joint chimique par un joint de compression. Dans d'autres cas on n'applique pas de joint chimique et le joint hermétique est fourni par un joint de compression. Par exemple si l'anneau est constitué d'acier laminé à froid plaqué de nickel il ne se produit pas de joint chimique et le joint est formé par la compression da à la contraction différentielle qui se produit lors du refroidissement du verre et de

l'anneau.

Le tube principal et l'anneau de verre sont pourvus de parties soudées partiellement isolées du reste de la structure par une barrière thermique qui résiste aux courants de chaleur, de soudure vers le

cristal et vers la fenêtre pour empêcher leur altéra-

tion durant les traitements de soudage. Dans les modes de réalisation illustrés les barrières thermiques sont produites par une partie relativement mince qui ne

transmet pas la chaleur de soudure à une vitesse suf-

fisamment élevée pour endommager par la chaleur le joint de fenêtre et le cristal enfermé. Ces barrières thermiques

permettent également d'atteindre des températures de sou-

dage par apport de faible quantité de chaleur. Dans le mode de réalisation illustrée la partie mince est une

bride mince et les parties minces dans les modes de réa-

lisation illustrée sont constitués par des gorges décou-

pées en partie dans la structure de la paroi.

Dans le mode de réalisation illustré le monta-

ge de la fenêtre comprend une fenêtre ou une lentille constituée par exemple d'un verre de chaux sodé et d'un joint de retenue de fenêtre en acier inoxydable a haute teneur en chrome et à faible teneur en nickel par exemple

du type 430 ou en acier laminé à froid plaqué de nickel.

Lorsque l'on utilise un joint de compression on choisit le coefficient de dilatation thermique du verre pour

qu'il soit inférieur au coefficient de dilatation ther-

mique de l'anneau en acier inoxydable. Le joint de com-

pression est formé de préférence en chauffant à la fois l'anneau et leverre jusqu'à ce qu'il se ramollissent et puissent être travaillés. Avant son ramollissement l'anneau du fait de son coefficient de dilatation

thermique élevée se dilate beaucoup plus que le verre.

Toutefois lorsque le verre se ramollit et s'écoule en contact intime avec l'anneau et qu'on les refroidit tous les deux avec précautionle verre se solidifie pendant que l'anneau et le verre sont à une température élevée et qu'ils continuent tous les deux à se refroidir l'anneau tend à se rétrécir plus que le verre en mettant

l'anneau en tension et le verre en compression. Ceci.pro-

duit un joint de compression hermétique permanent.

Dans certains cas o le joint est constitué d'acier inoxydable à haute teneur en chrome et à faible teneur en nickel, il se produit un lien chimique entre le verre et la couche d'oxyde de chrome tenace formée

à la surface du joint. Ce lien chimique se produit pen-

dant le cycle de chauffage et de refroidissement et fournit un joint bien hermétique même s'il n'y a pas

de joint de compression.

On applique normalement une couche d'une pou-

dre d'oxyde d'aluminium dans-le boîtier entre sa surface interne et la surface externe du cristal. Lorsque une

telle poudre se trouve comprimée du fait de la différen-

ce de dilatation thermique radialement il ne se produit

pas de frottement s'opposant à une dilatation différen-

tielle axiale entre le cristal et le boîtier. Pour s'opposer à:un tel frottement ou diminuer son importance on applique une couche de lubrifiant entre la poudre d'oxyde et le boîtier. Cette couche est appliquée de préférence sous forme d'une gaine en téflon s'étendant longitudinalement par rapport au détecteur et adjacente à la paroi interne du boîtier tubulaire. Grâce à cette couche lubrifiante la tendance aux frottements se trouve réduite notablement de telle sorte que la dilatation axiale différentielle entre le boîtier et le cristal peut être compensée par un ressort d'extrémité sans avoir à appliquer de forces excessives sur la fenêtre

et/ou son joint.

D'autres aspects avantages et caractéristiques

de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description

donnée ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation en coupe

latérale d'un détecteur à scintillations montées confor-

mément à la présente invention, représentant un premier mode de réalisation d'un assemblage de fenêtre soudée à l'extrémité du boîtier; la figure 2a est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation représentant la fenêtre et l'anneau avant le traitement de chauffage permettant d'obtenir un joint sur l'interface commune à ces deux 6Jents la figure 2b est une vue du mode de réalisation de la figure 2a après obtention du joint compris entre la fenêtre et l'anneau et polissage de la fenêtre; et la figure 3 est une coupe d'un troisième mode réalisation d'un montage de fenêtre conformément à la

présente invention.

Un détecteur à scintillations typique confor-

me à l'invention est représenté sur la figure l.Un tel détecteur comprend un boîtier tubulaire dans lequel est

monté un cristal cylindrique 11 qui peut être par exem-

ple un cristal d'halogénure de métal alcalin ou d'autres cristaux tels que par exemple un cristal de germanate de bismuth. Le boîtier 10 est constitué d'un corps métallique tubulaire 12 fermé à l'une de ses extrémités par un montage de fenêtre 13 et à l'autre extrémité par un bouchon ou un capuchon métallique 14. L'assemblage de fenêtres 13 et le bouchon 14 sont reliés aux deux extrémités du torps 12 par des soudures périphériques

respectivement en 17 et 18.

Le cristal 11 est souvent un iodure de sodium activé-au thallium de grande pureté et il est coupé ou usiné de façon à avoir une surface cylindrique externe

21 douce et des surfaces d'extrémité plates et parallè-

les 22 et 23. La surface d'extrémité 22 est mise en place de façon à être adjacente au montage de fenêtre 13 et un système de ressort 24 est placé entre 1e bouchon

ou le capuchon d'extrémité 14 et l'autre surface d'extré-

mité 23 pour solliciter élastiquement le cristal 11 vers

le montage de fenêtre 13 pour maintenir un raccord opti-

que au mode- d'une couche de substance de raccord opti-

que 26 cor.; 'able entre le cristal 11 et l'assemblage de fenêtre 12. Placé entre le système à ressort 24 et la

2C 2jrface d e -rémité 23 du cristal 16 se trouve une pla-

que arriè-- 27 constituée d'une substance scintillante réfléchiss -t la lumière. Dans le mode de réalisation illustré, le système de ressort comprend plusieurs lames

de ressort ondulées et des espaceurs en forme de plaques.

Toutefois si on le désire on peut utiliser d'autres types

de systèmes de ressort.

Autour de la surface externe 21 du cristal 11 se trouve une couche 2E d'une garniture réfléchissant la lumière et réfléchissant les chocs par exemple une poudre d'oxyde d'aluminium. Entre la couche 28 et le corps tubulaire 12 on applique une couche lubrifiante constituée de préférence d'un manchon biseauté 29 en "Téflon" (marque de fabrique). Le manchon 29 en "Téflon" (marque de fabrique) et le système à ressort 24 coopère pour permettre une dilatation différentielle entre le cristal et le boîtier 21 sans produire de force excessive

SR 1618 US/GL

ni sur le cristal ni sur les éléments de montage du bottier. De façon typique le cristal a un coefficient de dilatation thermique qui est notablement supérieur au

coefficient de dilatation thermique de la manière du bot-

tier. Par conséquent dès que la température du cristal

croît celui-ci tend à se dilater axialement et radiale-

ment plus rapidement que le boîtier.

La dilatation différentielle axiale produit une diminution de la dimension du jeu d'extrémités et de la

compression du sytème à ressort 24. La dilatation diffé-

rentielle radiale tend à comprimer la couche 25 et ten-

drait à produire un frottement s'opposant au mouvement axial relatif en dépit du faible frottement de la couche 29 en "Téflon" (marque de fabrique). On doit remarquer que même si la couche 28 est au départ une poudre lache, elle tend à se tasser à haute température et peut dans certains cas se comporter pratiquement comme une couche solide. La zrésence de la couche 29 en "Téflon" (marque de fabrique) est par conséquent importante au maintien

du mouverer- axial relatif pendant la dilatation thermi-

que différ--tielle pour éviter que des charges excessives

ne soient Expliquées ni sur le cristal ni sur l'assem-

blage de fF-nêtre. L'assemblage de fenêtres est soumis

pratiquement à une charge axiale qui est déterminée sur-

tout par le système à ressort 24 et l'effet d'amortis-

sement d'un tel système à ressort exclut l'existence de

charges excessives produites thermiquement sur le monta-

ge de fenêtre. Suivant un mode de réalisation est consti-

tué d'une pièce cylindrique en verre 31 soudée hermétique-

ment dans un joint 32 de retenue de la fenêtre. La matière en verre esttransparente au type de lumière produite par

le cristal à scintillations Il lorsque celui-ci est bom-

bardé par un rayonnement ionisant.

Comme exemple d'un type de verre pouvant servir dans l'assemblage de fenêtre 13 on peut citer le verre

en chaux sodée ayant un coefficient de dilatation ther-

mique de la température ambiante de 20 à 25 x 10 6cm/cm/oC.

L'anneau 32 peut par exemple être en acier inoxydable ayant un coefficient de dilatation thermique d'environ 22,5 à 30 x 10 6cm/cm/OC. Dans un montage particulier dans lequel on désire un joint de compression on choisit l'anneau 32 de façon à avoir un coefficient de dilatation thermique légèrement plus grand que celui du verre 31 et c'est cette dilatation thermique différentielle dont

on se sert pour produire un joint de compression à l'in-

terface commune au verre 31 et à l'anneau. Comme indi-

qué ci-dessus l'acier inoxydable à haute teneur en chrome et à faible teneur en nickel produit également un lien chimique ou un joint avec le verre qui peut produire un joint bien hermétique même s'il n'y a pas de joint

de compression.

Le joint-de compression seul peut servir à produire un joint hermétique si nécessaire. Par exemple si le joint est en acier laminé à froid plaqué au nickel, le verre ne produit pas de lien chimique important avec

la matière plaquée au nickel. Cependant si les coeffi-

cients de dilatation thermique ont un rapport par exem-

ple semblable à celui indiqué ci-dessus et que le re-

froidissement est surveillé convenablement, l'anneau se trouve sous tension et le verre est en compression pour

produire un joint de compression entre ces deux éléments.

La production d'un tel joint de compression est obtenu par montage d'une pièce en verre 31 dans l'anneau 32 par une fixation étroite à température ambiante. L'assemblage de l'anneau fixé est placé de préférence dans un appareil de montage en graphite dans une atmosphère réductrice contenant par exemple

% d'azote et 5 % d'hydrogène et on le chauffe lente-

ment à une température légèrement supérieure à la tem-

pérature de travail du verre (par exemple 104 poises).

Dans le cas du verre à la chaux sodée le montage est chauf-

fé à une température d'environ 10051C. Pendant le traitement de chauffage, l'anneau se dilate thermiquement, radialement et plus rapidement que le verre ce qui produit un décalage entre les deux

accroissements progressifs. Toutefois lorsque la tem-

pérature de travail est atteinte le verre 31 s'écoule

radialement en contact intime avec l'anneau à l'inter-

face 33. Si nécessaire, on peut appliquer sur le verre un moyen de calibrage en graphite pour faciliter un

tel écoulement radial à l'état ramolli.

Si l'anneau 32 est formé d'un acier inoxyda-

ble à haute teneur en chrome et à faible teneur en

nickel il se produit une réaction chimique à l'inter-

face 33 pendant le chauffage. L'oxygène résiduel de l'atmosphère se combine avec le chrome à l'interface en formant une couche tenace d'oxyde de chrome qui fond sur le verre à l'interface 33 en formant un lien

chimique. Après le ramolissement du verre et son écou-

lement radial produisant le contact intime entre le

verre et l'anneau à l'interface, la combinaison se re-

froidit lentement. Pendant l'opération de refroidis-

sement le verre se solidifie à une température relati-

vement élevée et le refroidissement en continu qui suit produit un joint de compression le long de l'interface

33 dû au coefficient différentiel de dilatation thermi-

que et à la contraction. Pendant un tel refroidissement l'anneau a tendance à rétrécir plus que le verre et l'anneau 32 est placé sous tension alors que le verre

31 est placé en compression.

Dans certains cas o le lien chimique est pro-

duit il peut être souhaitable d'éliminer toute tension dans le verre et également tout joint de compression même si les coefficients de dilatation thermique du verre et de l'anneau sont différents.On surveille le refroidissement pour éliminer les contraintes ou pour recueillir le verre ou l'on choisit la matière de l'anneau et de la fenêtre de façon à voir le même coefficient de dilatation thermique. A la fin du refroidissement le verre 31 est poncé et poli de façon à obtenir les caractéristiques

souhaitées de transmission de la lumière par scintil-

lation. Bien que le verre en chaux sodée et l'anneau en acier inoxydable soient donnés à titre d'exemple de matériaux convenables pour fabriquer le montage de la fenêtre il est bien entendu que d'autres verres ou substances transparentes ayant des caractéristiques

convenables peuvent être utilisées dans certains cas.

En outre d'autres substances peuvent être utilisées pour l'anneau 32. Il est important toutefois si l'on désire un joint de compression-de bien choisir les coefficients de dilatation thermique des deux matières pour produire un joint de compression et de préférence

pour qu'un joint chimique se produise également à l'in-

terface entre la fenêtre et l'anneau. En outre dans le cas d'un lien chimique avec ou sans joint de compression, la substance du verre et de l'anneau doivent être choisis

pour obtenir un tel lien.

Dans le but d'appliquer la soudure tout au-

tour de la périphérie de l'anneau 32 en 17, les anneaux sont disposés de manière à ce que la chaleur de soudage n'endommage pas le joint produit à l'interface 33 ou sur la fenêtre 31 elle-même. En outre la structure est

agencée de façon que le cristal 1l ne soit pas endom-

magé par la chaleur de soudage.

En outre si les cristaux sont très hygroscopi-

ques ils doivent être manipulés et maintenus dans une

boîte ou un récipient semblable sec à faible humidité.

Si la production des soudures 17 et 18 est effectuée dans une boîte sèche on préfère utiliser une soudure dans un gaz inerte au tungstène qui ne procure pas de combustion produisant de la vapeur d'eau. On préfère également disposer les pièces pour que la soudure soit

effectuée sans addition d'aucun métaux et qu'elle com-

porte plutôt seulement la fusion du métal existant du

corps tubulaire 12, de l'anneau 32 et du capuchon 14.

Pour diminuer la progression de la chaleur de soudage vers l'interface 33, il est prévu dans les modes de réalisation de la figure 1 un anneau doté d'une bride 36 relativement mince s'étendant radialement et solidaire à son extrémité interne d'une bride axiale 37. A l'extrémité de la bride 37 en regard de la bzide 36 il est prévu un épaulement 38 s'avançant vers l'intérieur de l'anneau à l'interface 33. Avec 'cette structure dans laquelle les brides 36 et 37 sont relativement minces et écartées de la fenêtre 31 en 40 par l'épaulement 38,

une barrière thermique permet de résister à la progres-

sion de la chaleur de soudage en 17 à l'interface 33

ou de diminuer cette progression.

Le corps tubulaire 12 est pourvu d'une gorge radiale 39 qui est adjacente à la bride 36 et qui se prolonge sur une distance notable dans la paroi du corps tubulaire 12 pour constituer à nouveau une structure de barrière thermique. Axialement au-delà de la gorge

39 le corps est pourvu d'une bride radiale 41 d'épais-

seur relativement faible qui s'arc-boute contre la bride

radiale 36 de l'anneau 32. Ici encore la partie relati-

vement mince fournie par la bride 41 résiste à la pro-

gression de la quantité importante de chaleur. En outre la chaleur passant de la bride 41 dans le corps 12 doit pénétrer au travers d'une partie 42 relativement mince au-dessous de la gorge 39. Grâce à cette structure une barrière thermique se trouve prévue à la fois dans le corps tubulaire 12 et l'anneau 32 pour résister à la formation de la chaleur dans la partie principale du

corps 12 et dans la partie de l'anneau 32 à l'inter-

face 33.

En outre on prévoit plusieurs anneaux de pro-

tection ou puits de chaleur (non représentés) en plu-

sieurs endroits espacés de la soudure pour dissiper une grande partie de la chaleur de soudure avant qu'elle n'atteigne l'interface 33 entre l'anneau et le verre ou le cristal 11. Les anneaux et le corps fournissent une zone importante respectivement sur les surfaces 45a et b en contact avec de tels anneaux de protection ou de

puits de chaleur pour leur permettre d'éliminer la cha-

leur par les surfaces de contact. De préférence de tels moyens de dissipation de chaleur sont structurés pour

coopérer à la fois avec l'anneau 32 et le corps tubu-

laire 12 en position adjacente par rapport à la soudure pour dissiper la chaleur et maintenir l'assemblage des

fenêtres 13 et le corps tubulaire 12 en position conve-

nable pour le soudage. Les sections minces et les moyens de dissipation de chaleur coopèrent pour éviter

l'apparition de température pouvant endommager l'inter-

face o se trouve le joint entre la fenêtre et l'anneau et aussi pour éviter d'endommager la partie adjacente

du cristal 11 et de la couche de raccord optique 26.

En outre grâce aux barrières thermiques pré-

vues dans les parties minces de la soudure, des quanti-

tés relativement petites de chaleur suffisent à porter

les brides aux températures de soudage.

Après soudage,les brides 36 et 41 fondent pour produire un raccord de soudure permanent qui est imperméable au fluide et qui raccorde structurellement

l'assemblage de fenêtres au corps tubulaire.

La structure du joint entre l'assemblage de fenêtre et le corps tubulaire comporte deux brides radiales 36 et 41 reliées à la soudure 17 présentent

des avantages complémentaires. Dans certains cas l'an-

neau 32 est constitué d'une substance ayant un coef- ficient de dilatation thermique légèrement différent à celui du corps tubulaire 12 et dans certains cas la dilatation différentielle et la contraction peuvent se produire pendant le chauffage et le refroidissement du détecteur monté. Cette dilatation différentielle peut être absorbée par la structure mince en 37 et 42 sans contrainte excessive en formant un basculement

des deux parties qui se trouvent dans la limite d'é-

lasticité des matières en présence. Comme les parois sont relativement minces, cette distorsion crée par la dilatation thermique différentielle ne produit pas de rupture de la soudure et n'est donc pas néfaste à

la formation du joint.

Une structure similaire est prévue dans la

soudure en 18 entre l'extrémité opposée du corps tubu-

laire 12 et l'organe de capuchon 14. Ici encore une gorge 43 est prévue adjacente à l'extrémité du corps tubulaire pour produire une bride 44 relativement mince isolée du reste des parties tubulaires 12 par

une partie relativement mince 46 sous la gorge 43.

L'organe de capuchon 44 est également pourvu d'une bride radiale 47 relativement mince qui s'arc-boute contre la bride 44 et fournit une zone périphérique de section relativement mince qui fond pour produire la soudure 18 et le lien de soudure hermétique et

permanent entre le corps 12 et le capuchon 14.

Dans le mode de réalisation illustré le ca-

puchon est doté d'un prolongement cylindrique 46 qui épouse la surface interne du corps tubulaire 12 pour placer radialement les deux éléments pour produire une résistance accrue et limiter les contraintes dues à la chaleur de soudage. Dans le cas de la soudure 18, la criticité de la barrière thermique n'est pas aussi grande que lorsqu'elle est à l'extrémité opposée de la soudure 17 puisque la surface d'extrémité 23 du cristal ll se trouve à une distance importante de

la soudure 18. Il est toutefois souhaitable de four-

nir une barrière thermique même à une telle extrémi-

té puisque celle-ci produit une concentration de cha-

leur à la périphérie des deux brides ce qui assure

une bonne fusion des substances à la soudure 18.

Les figures 2a et 2 b représentent un

deuxième mode de réalisation d'un assemblage de fe-

nêtre dans lequel un anneau 51 se trouve à nouveau

pourvu d'une bride radiale 52 relativement mince.

Dans ce mode de réalisation, toutefois une gorge axiale 53 est placée entre la bride 52 et la surface interne 54. La surface interne 54 constitue une partie

de l'interface avec l'élément de fenêtre 56.

Comme cela apparaît mieux sur la figure 2a

l'élément de fenêtre 56 est doté au départ d'une épais-

seur plus grande que celle du joint 51 et reçoit une forme permettant le montage à l'intérieur de la paroi cylindrique interne 54 avec une fixation ferme avant le traitement de chauffage. Ici également la matière de la fenêtre peut être du verre à la chaux sodée ayant un coefficient de dilatation thermique légèrement inférieure au coefficient de dilatation thermique fourni par un

anneau 51 en acier inoxydable.

Les deux éléments sont chauffés ensemble jusqu'à ce que soit atteinte la température de travail à laquelle se produit le ramollissement de l'élément de fenêtre 56. Au cours de cet état de ramollissement l'élément de fenêtre 56 s'écoule radialement pour s'engager intimement avec la paroi interne 54. Le lien chimique est obtenu de préférence comme indiqué ci-dessus. Le montage intimement engagé et lié peut alors se refroidir pour former sous l'effet d'une contraction différentielle, un joint de compression

de la même manière générale qu'indiquée ci-dessus.

Après refroidissement, l'élément de fenêtre 56 est poli en réduisant l'épaisseur de la fenêtre de l'assemblage final à une épaisseur égale approximativement à l'épaisseur de l'anneau 51 comme représenté sur la figure 2b. Un tel assemblage constitué de l'anneau 51 et de la fenêtre 56 est alors soudé à l'extrémité d'un corps tubulaire 12 de la même manière que décrit ci-dessus en produisant

la fermeture hermétique d'une extrémité du détecteur.

L'extrémité opposée est fermée de la même manière qu'in-

diqué à propos de la figure 1.

La figure 3 représente encore un autre

mode de réalisation qui est similaire structurelle-

ment à de nombreux égards au mode de réalisation de la figure 1 maisfournit deux sections minces reliées en série pour s'opposer à la progression de la chaleur

de soudage vers l'interface entre l'anneau et le verre.

Dans ce mode de réalisation un anneau 61 formé par exemple d'acier laminé à froidest pourvu d'une gorge radiale 62 pour former une bride soudée 63 mince s'étendant radialement. Une seconde gorge s'étendant axialement est prévue vers l'intérieur de la gorge 62

et coopère avec elle pour former une section mince 66.

Au-delà de l'extrémité de la gorge 64 se trouve une section 67 s'étendant radialement. Une partie 68 de section croissante adjacente à la section mince 66

et à la section 67 fournit une zone importante de ré-

ception du moyen de dissipation de chaleur. A l'inté-

rieur de la gorge 64 et radialement se trouve une section tubulaire mince 69 qui fournit une interface 71 avec une fenêtre 72 de même structure générale que

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* la fenêtre 56 du second mode de réalisation. Ici encore le joint hermétique entre la fenêtre 72 et l'anneau 61 est produit par chauffage des deux éléments à une température o la matière de la fenêtre s'écoule pour former le joint de compression pendant le refroidisse-

ment qui suit.

Dans ce mode de réalisation comme-dans le premier mode de réalisation la bride 63 est placée pour être adjacente à une bride 41 et une soudure est faite - le long du pourtour des deux brides en fondant leur

matière en une seule masse homogène pendant qu'un an-

neau de protection ou un puils de chaleur engage

le joint et le corps 12. Etant donné la section rela-

tivement mince de la bride 63 il est possible de fournir

un joint de bonne qualité sans apport excessif de cha-

leur. Une partie de la chaleur évidemment pénètre dans la section mince 66 et produit le réchauffement de la masse de substance en 68. La plupart de la chaleur toutefois est éliminée à cet endroit par l'anneau de protection ou un moyen semblable de telle sorte que très peu de chaleur pénètre dans la section 67 vers l'interface 71. Ici également il existe une coopération entre la barrière thermique et le puitsde chaleur pour empêcher l'apparition de températures. néfastesle long

de l'interface 71.

Grâce'à la présente invention, on fournit un joint de qualité supérieure le long de l'interface entre la fenêtre et l'anneau,ce joint pouvant résister

à des pressions et des températures relativement élevées.

Par exemple les joints fournis par le lien chimique et/

ou les joints de compression obtenus sur de tels inter-

faces ont pu être utilisés dans un entourage dans lequel le détecteur était exposé à des températures d'au moins 2000C. En outre comme les autres joints sont fermés par des soudures, il est pratiquement peu probable qu'il se

produise des fuites ou des détériorations du joint pen-

dant l'utilisation du détecteur.

Dans chacun des modes de réalisation, on fournit une barrière thermique par de minces sections pour éviter que des températures néfastes atteignent l'interface entre la fenêtre et l'anneau associé ainsi que le cristal 1.En outre une structure de bride

soudée mince a été fournie dans chaque mode de réali-

sation dans lequel des températures de soudure peuvent

être utilisées sur le pourtour des brides sans nécessi-

ter que de grandes quantités de chaleur soient appli-

quées pendant le soudage. En outre la structure four-

nit une souplesse permettant une dilatation différen-

tielle limitée entre l'anneau et l'organe du corps.

Le fait de pouvoir éviter la création de forces exces-

sives dues à la présence d'une garniture lubrifiante qui dans le mode de réalisation illustré est un manchon en téflon placé de façon adjacente à la paroi interne

du corps tubulaire.

Bien que l'on ait décrit ici les modes de réalisation préférés de l'invention, il est bien

évident que de nombreuses modifications et variations pour-

ront y être apportées par les spécialistes sans se

départir pour autant ni du cadre ni de l'esprit de l'in-

vention.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Détecteur à scintillations monté dans un boîtier hermétique ou appareil analogue caractérisé

en ce qu'il comprend essentiellement un élément détec-

teur il et un boîtier 10 hermétique dans lequel est logé ledit élément détecteur, ce boîtier comportant un assemblage de fenêtre 13 doté d'une fenêtre 31 transmettant la lumière et un anneau de montage 32,

cet anneau et cette fenêtre fournissant un joint her-

métique sur l'interface commune à ces deux éléments, ce joint étant produit par chauffage de l'anneau 32 et de la fenêtre 31 à la température d'écoulement de la fenêtre, en provoquant le déplacement de la fenêtre radialement vers l'anneau dans sa taille dilatée, et par refroidissement de l'anneau et de la fenêtre, cette

dernière étant polie après obtention du joint her-

métique.

2. Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le joint est produit par un

lien chimique entre l'anneau et la fenêtre.

3. Détecteur selon la revendication 2

caractérisé en ce que l'anneau a un coefficient de di-

latation thermique supérieur à celui de la fenêtre, ce

joint étant en tension et la fenêtre étant en compres-

sion pour produire un joint de compression entre les

deux.

4. Détecteur selon la revendication 3

caractérisé en ce que la fenêtre 31 est en verre.

5. Détecteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la fenêtre est en verre de chaux sodée dont le coefficient de dilatation thermique est compris entre environ 20 à 25 x 10 6cm/cm/ C et

l'anneau a un coefficient de dilatation thermique com-

pris entre environ 22,5 à 30 x 10 6/cm/cm/OC.

6. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau est constitué d'un mi!;a l nan,:n 4- vIIn 4,anas. Qr n, r A,na r4- - n 4r. a_. - an lien chimique est fourni par application d'oxyde de

chrome à l'interface 33 entre la fenêtre et l'anneau.

7. Détecteur selon la revendication 1

caractérisé en ce que l'anneau a un coefficient de di-

latation thermique supérieur à celui de la fenêtre, cet anneau étant en pension et cette fenêtre étant en

compression pour fournir un joint de compression en-

tre les deux éléments.

8.Détecteur selon la revendication 7 ca-

ractérisé en ce que la fenêtre est constituée de verre ayant un coefficient de dilatation thermique d'environ à 25 x 10-6/cm/cm/OC et l'anneau a un coefficient

de dilatation thermique d'environ 22,5 à 30xlO6cm/crn/0C.

9.Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau est soudé sur le reste de la structure après son assemblage avec la fenêtre et des moyens sont fournis pour éviter à la chaleur

de soudage d'endommager le joint à l'interface.

10. Détecteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'un des dits moyens est une

barrière thermique dans l'anneau.

11. Détecteur selon la revendication 10 caractérisé en ce que la barrière thermique comprend

une partie mince reliant la soudure et l'interface.

12. Détecteur selon la revendication 11 caractérisé en ce que la partie mince comprend une bride radiale 36 et la soudure est appliquée le long

du pourtour de la bride.

13. Détecteur selon la revendication 12 caractérisé en ce que la barrière thermique comporte une gorge 43 s'avançant sur une distance importante dans l'anneau pour donner une section fine entre la

soudure et l'interface.

2 491218

14. Détecteur selon la revendication 10 caractérisé en ce que la structure est fournie avec une seconde barrière thermique sur le côté de la

soudure loin de l'anneau.

15. Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens élastiques sont prévus pour solliciter le détecteur vers la fenêtre et des moyens lubrifiants sont prévus pour diminuer les frottements s'opposant aux mouvements relatifs

entre le détecteur et le boîtier.

16. Détecteur selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'un des moyens lubrifiants est constitué par une couche de matière ayant un

coefficient de frottement faible.

17. Détecteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que la couche est en téflon ou en

une matière semblable.

18. Détecteur à scintillations monté dans un boîtier hermétique ou appareil analogue comprenant un élément détecteur 11 et un boîtier 10 hermétique dans lequel est logé l'élément détecteur, ce boîtier comprenant un assemblage de fenêtres pourvu d'une fenêtre de transmission de la lumière et un anneau de

montage, un joint hermétique entre l'anneau et la fenê-

tre, ce joint étant soudé sur le reste de la structu-

re après l'assemblage de cette dernière avec la fenê-

tre, et des moyens pour empêcher que la chaleur de

soudure n'altère le joint entre la fenêtre et l'anneau.

19. Détecteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'un des dits moyens est une

barrière thermique dans l'anneau.

20. Détecteur selon la revendication 19 caractérisé en ce que la barrière thermique comprend une partie mince reliant la soudure et le joint à la

fenêtre.

21. Détecteur selon la revendication 20, caractérisé en ce que la portion mince comprend une bride radiale et la soudure s'étend sur le pourtour de

la bride.

22. Détecteur selon la revendication 21, caractérisé en ce que la barrière thermique comporte une gorge s'avançant sur une distance importante dans

l'anneau pour former une section mince entre la soudu-

re et le joint.

23. Détecteur selon la revendication 19,

caractérisé en ce que la structure est dotée d'une se-

conde barrière thermique sur le côté de la soudure éloi-

gnée de l'anneau.

24. Détecteur selon la revendication 23, caractérisé en ce que la structure est dotée d'une

paire de brides relativement minces s'étendant radiale-

ment reliées sur leur pourtour par la soudure. '

25. Détecteur selon la revendication 24, caractérisé en ce que une couche de substance ayant un coefficient de frottement faible est appliquée entre l'élément détecteur et le bottier pour diminuer les frottements s'opposant aux mouvements relatifs de ces

éléments l'un par rapport à l'autre.

26. Détecteur selon la revendication 25, caractérisé en ce que ladite couche est en téflon ou en

une matière analogue.

27. Détecteur à scintillations monté dans un boîtier hermétique caractérisé en ce qu'il comprend

un cristal de section cylindrique et un bottier métal-

lique dans lequel est logé le cristal, ce bottier four-

nissant une fenêtre en.une matière pouvant transmettre la lumière produite par le cristal, la fenêtre étant placée adjacente à une extrémité du cristal, des moyens de ressort (24) étant appliqués de façon adjacente à l'extrémité opposée du cristal pouvant solliciter élastiquement le cristal vers la fenêtre, et une couche de matière ayant un faible frottement placé entre le cristal et le-boîtier longitudinalement par rapport au cristal pour diminuer les frottements pouvant s'opposer

au mouvement axial relatif de ces deux éléments.

28. Détecteur selon la revendication 27 carac-

térisé en ce que la couche est en "Téfon" (marque de

ID fabrique) ou en une matière analogue.

SR 1618 US/GL