FR2523733A1 - Dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR LA TRANSMISSION ET LA DISTRIBUTION DU RAYONNEMENT LUMINEUX 1 ET UN MELANGEUR OPTIQUE (PRISME 3) ASSURANT UNE REFLEXION MULTIPLE DU RAYONNEMENT LUMINEUX SUR SES FACES LATERALES, LE PRISME 3 ETANT OPTIQUEMENT COUPLE, PAR L'UNE DE SES BASES, A LA SORTIE DE CHACUNE DES SOURCES LUMINEUSES ET, PAR SON AUTRE BASE, A L'ENTREE D'UN GUIDE OPTIQUE 4.

Description

La présente invention se rapporte à la technique de

conversion à haute tension, concerne les systèmes de com-

mande optique de dispositifs à thyristors en série et a notamment pour oojet un dispositif pour la transmission

et la distribution d'un rayonnement lumineux.

Le dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux peut Otre utilisé dans des ponts de conversion des lignes de transport d'électricité à courant continu, dans des compensateurs statiques de la

puissance réactive, ainsi que dans des moyens de trans-

port et dans le matériel de construction mécanique pour illuminer les cadrans des appureils indicateurs et pour l'affichage lumineux sur des tableaux d'indication, L'un des problèmes importants à résoudre que posent la transmission d'une lumière provenant d'une seule ou de plusieurs sources et sa distribution sur un nombre identique de disoositifs de réception résidedans l'obtention d'lune répartition régulière de la lumière partant de chaque

source entre ces dispositifs de réception.

Dans le cas d'une répartition fort irrégulière de la lu-

mière appliquée, par exemple, aux convertisseurs lumière-

signal électrique des systèmes ae commande de valves à haute tension à thyristors, on est obligé soit d'employer

des sources de lumière d'une grande puissance pouvant as-

surer une émission suffisante de lumière par la sortie de puissance minimale du dispositif de transmission et de distribution de lumière, soit d'augmenter la sensibilité des dispositifs de réception Les deux mesures mentionnées aboutissent à une baisse de la fiabilité des systèmes de commande optique De plus, une variation de la luminosité d'un point à l'autre sur le tableau d'indication lumineuse ainsi qu'une illumination irrégulière des cadrans de divers

appareils indicateurs gène le travail des opérateurs.

Une cause bien probable de l'irrégularité de réparti-

tion du rayonnement réside dans les sources de lumière elles-mêmes Par suite d'une irrégularité les luminosités et des diafraimmes de rayonnement, on doit surmonter des 2 -

difficultés lors de la mise au point des systèmes de com-

mande optique nouveaux, d'illumination et d'afficha Ge lu-

mineux dans lesquels le rayonnement lumineux doit être distribué sur un nombre d'entrées distinctes et exigent de trouver des solutions techniques particulières pour

la suppression des inconvénients cités.

L'émission différente des sources de lumière est à l'origine de certaines difficultés surgissant lors de la

réalisation, de circuits de contrôle de rayonnement lumi-

neux prélevant une partie de puissance de rayonnement

lumineux à insérer dans lesdits systèmes de commande opti-

que Ces difficultés sont dues à la complexité de prélève-

ment d'une partie de la puissance du rayonnement lumineux total, c'est-àdire une partie du diagramme de rayonnement total de chaque source de lumière et de la lumière émise par toute la suiface utile du corps lumineux cde cette source.

C'est seulement dans le cas o ladite partie d(le puis-

sance de rayonnement lumineux prélevée par le circuit de contrôle constitue une partie dudit rayonnement total que les itidications dudit circuit de contrôle sur la variation des paramètres de la source ou des sources de lumière, ainsi que sur la variation correspondante du rayonnement lumineux aux sorties du dispositif mmrne, seront

fidèles.

On connaît un dispositif d'amorçage mour valves commandées (cf brevet US 3355600)

comprenant plusieurs valves commandées dépen-

dant de la lumière insérées dans les circuits de commande des valves de conversion principales correspondantes Le dispositif comporte aussi une source de lumière commune à toutes les valves commandées dépendant de la lumière, cette source élaoorant et émettant la lumière allant à toutes les valves indiquées sous forme de signaux lumineux qui les débloquent La lumière est transmise de la source de lumière aux valves dépendant de la lumière au moyen de

guides optiques, à raison d'un auide pour chaque valve.

Dans ce dispositif d'amorçage, une irrégularité de rayonnement lumineux de la source de lumière peut causer

une dispersion considérable des valeurs 'éne 'gie lurai-

neuse arrivant aux différentes valves 2 our assurer le

déblocage des valves m 8 me en présence d'une énergie lumi-

neuse minimale dans un des guides optiques, on emploie dans ce dispositif une source de lumière très puissante: une lampe-éclair Ln général, de telles sources consomment beaucoup d'énergie et sont peu fiables Le disposit-if en question ne comportant aucun moyen de contrôle d'émission de la source de lumière, il n'est pas possible de juger pendant le service si la diminution de l'énergie émise par la source est admissible, ni de détecter des fonctionnelents ratés ou faux de la source, ce qui est particulièrement important lorsque de tels systèmes sont utilisés dans des convertisseurs puissa:lts o la fiabilité

en service du dispositif d'amorçage doit être très élevée.

En outre, le dispositif d'amorçage considéré n-'as-

surfs pas non olus l'utilisation totale du rayonnement vie la

source par les valves commandées par la lumière.

Le problème mentionné ci-dessus est partiellement résolu dans un système de commande par éléments modulaires (d'un élément modulaire à l'autre) de blocs de thyristors (cf le certificat d'auteur de l'URSS n 540337, 1972, rendu public dans le bulletin "Découverbes, inventions, modèles industriels et marques de fabrique"

N 047, 1976) Le système comporte des sources et des récep-

teurs de lumière en nombre assurant le facteur de rédon-

dance nécessaire, un système de lentilles et un guide op-

tique à fibresdu type collecteur à haute tension servant à la distribution de la lumière et dont les faces en bout

des câbles optiques constitutifs sont couplés aux récep-

teurs de rayonnement lumineux Le rayonnement des sources est concentré par un système optique sur l'ouverture d'entrée d'un dispositif condenseur de lumière, par

exemple d'un cône couplé à un guide optique du type col-

lecteur d'un bloc de thyristors à haute tensionet est

conduit par les càbles dudit guide optique aux photo-

cellules de chaque élément modulaire de ce bloc.

Bien qu'on introduise dans le système tout le rayon-

nement lumineux concentré des sources à l'entrée du guide 4 - optique du type collecteur, la répartition de la lumière

par les câoles de sortie du guide optique sera insuif-

fisamment régulière pour un fonctionnement fiable du dispositif à cause de la non uniformité du r 3 yonnement des sources de lumière, d'o une certaine réduction de

l'efficacité d'utilisation des sources de lumière.

Le système est aussi soumise à l'ihfluence de l'em-

poussiérage des éléments non proté,gés de la voie optique.

Il n'est pas exclu l'influence des éclairages parasites.

Pendant le montage du système il faut effectuer un ajus-

tage optique réciproque de ses éléments au potentiel de la terre ainsi qu'au potentiel du bloc de thyristors à haute tension Un dérange:ment de l'ali Lnemcnrt optique des élémeats du système optique peut avoir lieu pendant le fornctiolanement sous l'action des vibrations ou d'autres

sollicitations mécaniques.

Le système convient peu Dour être associé aux valves à haute tension à thyristors placés dans des bottiers étanches et isolés au moyen d'un diélectrique liquide ou gazeux, vu qu'il est difficile d'inuroduire la lumière dans un corps étanche au moyen d'un système de lentilles, ainsi que d'ajuster un tel système, et de plus, ledit diélectrique liquide ou gazeux peut absorber une partie de la lumière juste sur la oartie de son

trajet o el le passe par les lentilles.

)ans ce contexte technique, en tant qu'art antérieur le olus oroche du dispositif revendiqué on peut considérer le dispositif pour 3 la transmission et la distribution de la lumière

(brevet us n 3541341 -

moins une source de lumière, dont la sortie est opti-

quement couplée à la sortie d'un guide optique de distri-

bution par l'intermédiaire d'une matrice à fibres optiques dont les cellules sont les faces en bout aes câoles de fibres optiques Du côté réception, les sorties des câbles

optiques sont raccordées, par l'intermédiaire de convertis-

seurs lumière-signal électrique, aux entrées d'éléments d'exécution. La matrice à fiores optiques est réalisée de telle façon que la lumière de chaque source soit transmise à -5 - chaque sortie du guide optique de distribution Cette réalisation permet d'assurer la redondance nécessaire des

sources et des récepteurs du rayonnement.

Le dispositif considéré prévoit aussi un contrôle de l'émission des sources de lumière. Or, il convient de noter que la fabrication de la matrice à fibres ontinues est compliquée, sur'tout si la matrice est destinée à un système comportant un grand nombre de sources et de récepteurs de rayonnement

et dans lequel il y a une régularité insuffisante de rà-

partition de la lumière de chaque source par les récep-

teurs à cause de l'irréGularité d'émission des sources.

A cause de cette irrégularité d'émission, les faces eil bout

des câbles d'entrée de la matrice sont illuminées d'une fa-

çon non muniforme ce qui, en fin de compte, réduit la fiabilité de commande et l'efficacité d'utilisation des sources de rayonnement lumineux Le contrôle d'émission des sources réalisé dans le dispositif considéré est

fondé sur le prélèvement d'une partie de rayonnement cor-

respondant au oord du diagraumre de rayonnement, ce qui n'assure pas tule commanide fidèle pendant le service en cas ou l'émetteur de lumière est en dégradation, surtout

quand cet émetteur est à plusieurs éléments.

L'invention vise à fournir un dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux dans lequel une illumination régulière de la face en oout d'un Guide optique de distribution assure unle répartition

régulière du rayonnement lumineux d'une seule ou de plu-

sieurs sources sur une surface à illuminer ou entre des

éléments photosensioles de dispositifs de réception.

Le problème posé est résolu à l'aide d'un dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux comportant au moins une source de rayonnement

lumineux, dont la sortie est couplée optiquement à l'en-

trée d'un guide optique de distribution, ledit dispositif étant, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un mélangeur optique sous forme d'un prisme dont les paramètres lui permettent d'assurer une réflexion multiple du rayonnement lumineux provenant de chaque 6 - source sur ses faces latérales, le orisme étant ontiquement couplé,par l'une de ses bases, à la sortie de chaque source de lunière et, par son autre base, à l'en Urée du

guide optique de distribution.

Il est avantageux, dans le cas o le disposiif con- preud aussi des convertisseurs de la lumiière en un siînal électrique ayant ses entrées optiquement couplées aux sorties correspondantes du guide optique de distrib:tion et placés avec le guide optique de distribution dans un boîtier étanche rempli d'un diélectrique liquide ou gazeux, que le prisme soit, lui aussi, placé dans ledit boluier etanche, que le dispositif com Dorte de plus un gui(le optique ri-ide en forme de barre pour assurer le couplage optique de chaque source de rayonnement lumineux avec le prisme, que la section droite de la barre soit égale ou inférieure à la surface de la base du prismeet que le prisme lui-même soit doté d'un élément de guidage monté sur sabase orientée vers la barre et sur lequel cette

barre se déplace lors de son monltaoe dans le bottier.

Dans le cas o le dispositif con Dorte un circuit de

contrôle du rayonnement lum ineux qui a son entrée opti-

quement couplée à la sortie d'un guide optique destiné au prélèvement d'une partie de rayonnement, il est utile que la sortie de ce guide optique soit optiquement couplée

à la base du prisme orientée vers la source de lumière.

Le dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux proposé est de construction simole et permet d'obtenir une très bonne régularité de répartition du rayonnement d'une seule ou de plusieurs

sources de lumière par les sorties du guide optique de dis-

tribution,ce qui permet d'augmenter l'efficacité d'utilisa-

tion des sources En outre, les avantages cités du disposi-

tif proposé permettent d'employer à ses sorties des con-

vertisseurs identiques ayant des circuits électriques

simples et formant des signaux électriques identiques as-

surant une haute fiabilité des systèmes de commande opti-

que Le dispositif proposé assure aussi une luminosité et un éclairement réguliers des portions illuminées des tableaux et des panneaux d'affichage, respectivement dans -7- des systèmes d'illumination des cadrans et dans des

systèmes d'affichage lumineux.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui suit de différents modes de réalisation

donnés à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un schéma de principe du dispositif de l'invention pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux dans un système d'éclairage de cadrans d'appareils indicateurs; la figure 2 représente un schéma de principe du dispositif de l'invention pour la transmission et la

distribution de rayonnement lumineux comportant un cir-

cuit de contrôle dont un guide optique est raccordé direc-

tement à une base d'un prisme et un guide optique collec-

teur destiné à assurer le couplage optique des sources de lumière avec le prisme; et

la figure 3 est un mode de réalisation du disposi-

tif de l'invention pour la transmission et la distribu-

tion de rayonnement lumineux comportant un prisme, un guide optique de distribution et des éléments d'exécution

renfermés dans un boitier étanche et un circuit de con-

trôle dont le guide optique est optiquement couplé au prisme par l'intermédiaire d'un guide optique rigide

en forme de barre.

Le dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux comporte au moins une source de lumière (deux sources de lumière 1 et 2 dans le mode de réalisation représenté à la figure 1) et un mélangeur optique constitué sous forme d'un prisme 3 dont l'une des bases est couplée optiquement aux sources de lumière

1, 2 Le prisme 3-est fait de telle façon que ses para-

mètres assurent une réflexion multiple du rayonnement lumineux des sources 1, 2 sur ses faces latérales Par son autre base, le prisme 3 est optiquement couplé à

l'entrée d'un guide optique de distribution 4.

En tant que mélangeur optique, il est préférable

d'employer un prisme droit à base carrée en verre optique.

-8- La surface latérale du prisme peut être revêtue d'une matière opaque ou n'avoir pas de tel revêtement Dans ce dernier cas, le prisme doit avoir une surface minimale de contact optique avec une enveloppe de protection (non représentée sur le dessin) et l'indice de réfraction de son matériau constitutif doit être supérieur à l'indice

de réfraction du milieu environnant.

Dans le mode de réalisation considéré, le prisme 3 est en verre optique ayant un indice de réfraction n= 1,52 et ses faces latérales sont polies Le rap Dort longueur d'arête/longueur du côté de la base du prisme 3

est de 20:1 Si la base d'entrée de ce prisme 3 est éclai-

rée par un faisceau de lumière conique tel que le spot sur la surface de la base ait un diamètre de 2 mm, l'angle au sommet du faisceau étant égal à 400, la basé de sortie du prisme, indépendamment de la position du spot à la base d'entrée, sera éclairée avec une irrégularité ne dépassant

pas 5 %.

Cette propriété permet d'employer un prisme du type considéré pour réunir les faisceaux de lumière provenant de plusieurs sources en un seul faisceau et pour répartir régulièrement ce dernier sur la surface à illuminer, en

particulier, nour éclairer les cadrans des appareils in-

dicateurs 5.

En tant que sources de lumière 1, 2, on peut utiliser *des lampes à incandescence, des lampes à décharge gazeuse, des diodes luminescentes, des lasers, etc. Le couplage optique de telles sources de lumière avec l'une des bases du prisme 3 peut être réalisé d'une façon quelconque Ainsi, dans le mode de réalisation considéré

du dispositif, on utilise à cette fin une optique à len-

tilles, représentée conventionnellement sous la forme de deux lentilles biconvexes 6 Le flux lumineux provenant des sources 1, 2 est focalisé, au moyen des lentilles 6,

à travers un esoace d'air-électriquement isolant, direc-

tement à la surface de la base d'entrée du prisme 3.

Le couplage optique du prisme 3 avec l'entrée du guide optique de distribution 4 est assuré par contact direct de l'une des bases du prisme et de la face en bout 9 - corresdondante du guide optique Le -uide optique 4 et le prisme 5 peuvent constituer un élément unique indéL:ontable

du système optique Leur mode d'assemblage peut être quel-

conque pourvu qu'il assure une bonne transmission de la lumière et soit mécaniquement résistant Le nombre de sor- ties, c'est-à-dire de câbles de sortie du guide optique 4, est choisi en fonction des conditions concrètes et la longueur de ces câbles optiques doit être suffisante pour

la distribution de la lumière.

Le couplage optique des sources de lumière 1 et 2 avec la base d'entrée du prisme 3 peut être râalisé au moyen d'un guide optique collecteur 7 (figure 2), ce qui

est préférable par rapport à l'optique à lentilles susmentionnee.

La section des caoles du guide optique 7 est choisie telle que tout le rayonnement des sources 1 et 2 soit focalisé

sur les faces en bout de ces câbles.

La longueur du guide de lumière 7 et sa structure

sont choisies en partant du fait au'il faut as-

surer une isolation électrique sare de la valve 8 à haute tension à thyristor commandée à l'aide du dispositif proposé L'extrémité de sortie du guide optique 7 peut avoir une section ronde ou carrée et est couplée à la base correspondante du prisme 3 par un assemblage

démontable.

Pour former le signal destiné à commander la valve 8

à haute tension à thyristors, le dispositif selon l'inven-

tion peut utiliser en tant que sources de lumière 1, 2 des tubes à décharge gazeuse, des diodes luminescentes, des

lasers à semi-conducteurs fonctionnant eln régime impul-

sionnel et comporter des convertisseurs 9 lumière-signaux électriques Les faces en bout des câbles de sortie du

guide optique de distribution 4 sont, dans ce cas, opti-

quement couplés chacun à un convertisseur 9 respectif

utilisant, par exemple, une photodiode, un phototransis-

tor ou un photothyristor Dans ce cas la section des câbles du guide optique 4, leur mode de couplace avec les convertisseurs 9, ainsi que les paramètres des sources de lumière 1, 2 doivent être choisis tels que le facteur de transmission de la lumière vers la surface sensible de - chanue convertisseur 9 soit maximal et qu'à la face en

bout des câbles optiques de sortie soit assurée une puis-

sance de rayonnement suffisant au fonctionnement sûr

des convertisseurs 9.

Pour garantir un fonctionnement sûr de la valve à haute tension à thyristors 8, les convertisseurs 9 à

chaque élément modulaire de la valve 8 sont doublés.

Le dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux comporte un circuit de contrôle

10 de l'émission lumineuse, par exemple d'après la puis-

sance de l'émission, et un guide optique 11 prélévant une partie du rayonnement émis La sortie et l'entrée

du guide optique ll sont optiquement couplées, respective-

ment à une fenêtre optique d'un récepteur de lumière à l'entrée du circuit de contrôle 10 et à la base d'entrée du prisme 3 Le couplage optique est réalisé à l'aide de

coupleurs optiques ( non représentés sur le dessin).

Le prélèvement d'une partie de rayonnement lumineux émis pour contrôler la puissance d'émission est effectué par réflexion en retour d'une partie de rayonnement sur

la base de sortie du prisme 3.

Dans le cas o les sources 1, 2 sont couplées au prisme 3 par l'intermédiaire du guide optique 7, ce dernier peut comporter un câble optique remplissant les fonctions du guide optique de prélèvement 11 d'une partie de

rayonnement lumineux.

Les propriétés du prisme 3 permettent au circuit de contrôle 10 de réaliser le contrôle du rayonnement total d'une seule ou de plusieurs sources de lumière Grace à une réflexion multiple sur les faces latérales du prisme 3 du rayonnement lumineux direct et en retour, la partie de rayonnement prélevée pour le contrôle de l'émission

des sources est sensiblement proportionnelle au rayon-

nement total d'une seule ou de plusieurs sources, tout comme au rayonnement aux câbles optiques de sortie du guide optinue 4 Le circuit de contrôle 10 peut donc être réglé tant conformément au rayonnement tot al des

sources qu'au rayonnement issu des sorties du dispositif.

Cette dernière propriété du circuit de contrôle 10 est due à la répartition régulière du rayonnement lumineux ll -

entre les câbles de sortie du guide optique 4.

Quel que soit, le contrôle à réaliser (contrôle du rayonnement total ou du rayonnement de sortie), ce

montage du circuit de contrôle 10 reste invariable indé-

pendamment du type de contrôle et est exécuté d'après un schéma électrique connu aux spécialistes en la matière. Dans le cas o la valve à haute tension à th'ristors 8 est placée dans un bottier étanche 12 (figure 3) rempli d'un diélectrique liquide ou gazeux, par exemple de l'huile de transformateur, le prisme 3, le guide optique 4 et les convertisseurs 9 sont, eux aussi, placés dans ce boîtier 12 Dans ce cas, pour le couplage optique des sources de lumière 1, 2 avec le prisme 3, on emploie un guide optique rigide 13 qui a une section droite égale ou inférieure à la surface de labase de sortie du prisme 3 Pour obtenir ce couplage optique de la barre 13 avec le prisme 3 se trouvant dans le boîtier 12 > le prisme est doté d'un élément de guidage 14 monté à son extrémité d'entrée et la barre 13 est introduite dans le bottier 12 à travers une douille, servant de bague d'étanchéité La section de la barre 13 est égale à celle du bout de sortie du guide collecteur 7, mais elle est égale ou

inférieure à la section principale du prisme 3.

Il est préférable d'exécuter l'élément de guidage 14

à surface intérieure de travail en tronc de oyramide.

Lors du montage de la barre 13, la douille l'oriente approximativement vers le prisme 3 et assure

l'arrivée de son bout dans la zone délimitée par l'élé-

ment de guidage 14 Pendant le déplacement définitif de la barre 13, son extrémité suit les parois de l'élément de guidage 14 jusqu'à entrer en contact optique avec la base

du prisme 3.

Le guide optiaue de distribution 4, le prisme 3, la barre 13 et les convertisseurs 9 doivent être exécutés

de façon à pouvoir fonctionner dans l'huile.

Dans le cas o le dispositif contient la barre 13, on effectue le prélèvement d'une partie de ri 4 yonnement lumineux destinée au circuit de contrôle 10 à l'aide du guide optique ll en assurant un contact direct de

son extrémité d'entrée avec la face en bout ce la barre 13.

12 -

Lorsque le dispositif pour la transmission et J, kis-

tribution de rayonnement lumineux est einployé, par

exemple, pour illuminer les cadrans d' appareils inaica-

teurs, on enclenche les sources de lumière 1 et 2 (figure 1) par exemple des lampes à incandescence, en branchant leur alimentation électrique Le rayonnement lumineux des

sources 1, 2 à l'aide d'une optique à lentilles, notam-

ment à l'aide de lentilles biconvexes 6, est focalisé sur la base d'entrée du prisme 3 La précision de focalisation, dans ce cas, ne doit pas être nécessairement grande Par exemple, lorsque le spot du rayonnement focalisé occupe une surface inférieure à la surface de la base du prisme 3, on Deut admettre une défocalisation considérable ainsi qu'un déplacement du spot sur la base, à condition que le spot du rayonnement à focaliser ne sorte pas des limites

de la surface de la base du prisme 3.

Le rayonnement lumineux ayant pénétré dans le prisme 3, en se réfléchissant plusieurs fois sur ses faces littérales, passe de sa base d'entrée à sa base de sortie et arrive à l'entrée du guide optique de distribution 4 On obtient ainsi une illu:nination régulière par la lumière de chaque source 1, 2, quelle que soit dans -les limites de l'ouverture du prisme 3, l'irrégularité de rayonnement en surface et en angle à sa base d'entrée Grace à cette régularité d'illumination de la face en bout du guide optique 4, à ses c Ables de sortie on obtiendra, leurs sections et facteurs de transmission étant égaux, une même puissance de rayonnement transmise à partir de chacune des sources 1, 2. Ce rayonnement lumineux uniforme des câbles de sortie du guide optique 4 est utilisé pour l'illumination des cadrans 5 des appareils indicateurs, chaque câble optique

illuminant un cadran approprié.

Si, pour des raisons de construction, les longueurs des câbles de sortie du guide optique 4 sont différentes, les facteurs de transmission peuvent eux aussi différer sensiblement l'un de l'autre Dans ce cas, pour assurer les puissances égales de rayonnement sortent des câbles du guide optique 4, chacun de ces câbles est réalisé

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13 - avec une section Inversement proportionnelle à son facteur

de transmission.

Le dispositif pour la transmission et la distribution de rayonnement lumineux dans un système de commande d'une valve haute tension à thyristors fonctionne en principe

de fa on analogue au dispositif qui vient d'être décrit.

Le dispositif est mis en marche par des impulsions électriques de lancement qui sont appliquées simultanément à l'entrée des sources 1 et 2 (figure 2), par exemple des lasers à semi-conducteurs à impulsions Le rayonnement laser est focalisé sur les faces en bout des câbles du guide optique collecteur 7 et vient par ce guide 7 à la base d'entrée du prisme 3 En passant par le prisme 3, le rayonnement des sources 1, 2 se réfléchit partiellement sur la base de sortie du prisme 3 et va en retour de la base de sortie du prisme 3 vers sa base d'entrée Une

partie de ce rayonnement réfléchi entre dans le guide op-

ticue 11 servant au prélèvement d'une partie de rayonnement lumineux et est amené au photorécepteur du circuit de contrôle 10 qui effectue par exemple le contrôle de la puissance d'émission lumineuse Le signal de contrôle fourni par le circuit 10 va au pupitre de commande et de

contrôle de la valve haute tension à thyristor (non repré-senté sur le dessin).

La valeur de la partie de rayonnement prélevée allant

au circuit de contrôle 10 dépend du coefficient de ré-

flexion de la base de sortie du prisme 3 (pour une face en bout bleuie du prisme, le coefficient de réflexion fait 0,5 % environ, pour une face en bout non bleuie, environ

4 <), de la section du guide optique II et de son coeffi-

cient de transmission Les signaux lumineux des deux sources de lumière 1, 2 réparties régulièrement entre les câbles de sortie du guide optique 4 viennent sur la surface photosensible des

convertisseurs 9 Dans un convertisseur 9 les signiux lu-

mineux sont convertis en impulsions électriques de com-

mande qui attaquent la valve à thyristors à haute ten-

sion 8

A chaque élément modulaire de la valve bles con-

vertisseurs 9 sont doublés et la sensibilité des convertis-

14 -

seurs est choisie telle qu'elle permette leur fonction-

nement normal en cas de panne de l'une des sources de lumière 1, 2 Un tel système de redondance des sources 1, 2 et des convertisseurs 9 (un doublement croisé)permet d'assurer une haute fiabilité du système de commande opti-

que de la valve à haute tension à thyristors.

Le principe de fonctionnement du mode de réalisation du dispositif selon l'invention travaillant dans un système de commande optique d'une valve à haute tension à thyristors enfermée dans un bottier étanche 12 (figure 3) rempli d'un diélectrique liquide ou gazeux, par exemple de l'huile de transformateur, est tout à fait analogue au principe de fonctionnement du dispositif représenté à la figure 2 et décrit ci-dessus Lors du fonctionnement du dispositif il faut seulement tenir compte du facteur de transmission de la barre 13, étant donné que la barre 13 réduit

dans une certaine mesure tant le rayonnement lumineux ar-

rivant aux convertisseurs 9 des sources 1, 2 que le rayonnement réfléchi sur la face en bout de sortie du

prisme 3 et attaquant le circuit de contrôle 10.

Dans tous les trois modes de réalisation du dispositif confor-

me à l'invention, comparés à la matrice à fibres optiques employée dans le dispositif de technique antérieure, l'organisation et la technologie du mélangeur optique réalisé sous forme d'un-prisme sont considérablement simplifiées En même temps, on y atteint une régularité

sensiblement améliorée de division de lumière, l'uni-

formité de l'illumination des faces en bout d'entrée des c Ables du guide optique collecteur n'est pas obligatoire,

les exigences des oualités des sources de rayonnement lu-

mineux et de leur couplage avec les câbles du guide optique

sont moins sévères.

A la différence du condenseur du dispositif antérieur, le mélangeur optique réalisé sous forme d'un prisme garantit

une régularité sûre de la division du rayonnement lumineux.

* L'utilisation du dispositif selon l'invention lermet-

tra d'augmenter la fiabilité de la commande optique des valves à thyristors à h, ute tension gr Rce à un facteur de redondance nécessaire obtenu à l'aide de moyens simples; -

grace à l'exclusion d'un éclairage parasite et d'empous-

siérage des surfaces utiles des éléments de la voie opti-

que faits en utilisant des guides de lumière en contact

optique direct avec le prisme, avec les sources de rayon-

nement lumineux et avec les convertisseurs En outre, on exclut le dérangement éventuel de l'alignement de la voie optique, premièrement grace audit contact direct mutuel des éléments de la voie optique, deuxièmement, grâce au fait qu'un déplacement du spot lumineux sur la

face en bout d'entrée du prisme est admissible, troisième-

ment, grâce à l'utilisation d'un moyen mécanique (d'un

élément de guidage) permettant à la barre guidant la lu-

mière entrer en contact optique parfait avec la face en

bout d'entrée du prisme.

La fiabilité de la commande optique se trouve ame-

liorée aussi grâce à une répartition régulière du signal lumineux aux convertisseurs, ainsi que du fait que les réglages spéciaux des éléments de la voie optique ne sont pas nécessairesce qui, de plus, permet de simplifier la

conduite du dispositif surtout dans les systèmes de com-

mande des valves à haute tension à thyristors.

Le dispositif selon l'invention permet en outre d'augmenter sa durée de service sans révision préventive, Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été

donnés qu'à titre d'exemple En particulier, elle com-

prend tous les moyens constituant des équivalents techni-

ques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises

en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

16 - R E V t li D I C A T I O ô 1 Dispositif pour la trnsmission et 1 t distri Lution de rayonnement lumineux comportnt au moins une source de rayonnement lumineux ( 1) dont la sortie est optiqueỉent couplée à l'entrée d'un guide optique de distribution ( 4),

c a r a c t é r i S é en ce qu'il comporte aussi un mé-

langeur optique réalisé sous forme d'un prisme ( 3) dont les oer-

formances assurent une réflexion multiple du rayonnement lumineux de chaque source sur les faces letérales du prisme ( 3), lequel est co Jnlé, oar l'une de ses bases, à la sortie de

chaque source de rayonnement lumineux et est couplé ooti-

nuement par son autre base à l'entrée du guide de lumière ( 4). 2 Dispositif pour la transmis Lion et la distribution de rayonnement lumineux selon la revendication 1,

c a r a c t é r i S é en ce que, dans le cas o il com-

porte des convertisseurs de rayonnement lumineux en signal électrique ( 9) couplés optiquement par leurs entrées aux sorties correspondants du guide optique de distribution ( 4), placés avec le guide optique ( 4) dans un bottier étanche ( 12) rempli de diélectrique liquide ou gazeux, le prisme ( 3) est disposé aussi dins ledit bottier ( 12) et le dispositif comporte, dans ce cas, un guide optique rigide sous forme d'une tige ( 13) servant au couplage optique de chacune des sources de rayonnement lumineux evec le prisme ( 3), la surface de la section droite du guide optique de la tige ( 13) est égale ou inférieure à la surface de la base du prisme ( 3), le prisme ( 3)

étant doté d'un élément de guidage ( 14) monté à son extré-

mité orientée du côté de la tige ( 13) suivant lequel se déplace le bout de la tige ( 13) lors de son montage dans

le bottier ( 12).

3 Dispositif pour la transmission et la distribution

de rayonnement lumineux selon l'une des revendications

1, 2, c a r a c t é r i S é en ce quedans le cas o le dispositif comporte un circuit de contrôle de rayonnement lumineux optiquement couplé par son entrée 17 - à la sortie du guide optique ( 11) de prélèvement d'une partie de rayonnement lumineux, l'entrée de ce guide optique ( 11) est optiquement couplée à la base du prisme

( 3) orientée vers la source de rayonnement lumineux ( 1).