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Dispositif de contrôle.
L'invention concerne un dispositif de contrôle des conditions de fonctionnement de matériel nécessairement présent dans un milieu hautement corrosif comme on peut en rencontrer dans l'industrie des semiconducteurs durant le traitement pour la fabrication de puces à circuit à partir de tranches à semiconducteurs.
Dans l'industrie des semiconducteurs, en particulier, et également dans d'autres industries, des conditions extrêmement sévères sont rencontrées dans du matériel de traitement du fait de conditions atmosphériques ou d'un milieu ambiant hautement corrosifs, qui existent à l'emplacement du matériel de traitement ou à proximité immédiate de celui-ci. Ces milieux atmosphériques corrosifs sont extrêmement agressifs pour le matériel de contrôle, notamment du fait que les métaux qui sont utilisés classiquement dans de tels dispositifs de contrôle ne peuvent pas supporter de façon fiable le milieu ambiant corrosif pendant de longues périodes de temps permettant au matériel d'être mis en oeuvre de façon sûre et efficace pendant toute la durée de vie de ce matériel.
Le milieu ambiant hautement corrosif est engendré par une ou plusieurs substances chimiques dangereuses dont l'utilisation est admise dans l'industrie des semiconducteurs, et qui peuvent être présentées sous forme liquide ou gazeuse, seules ou en combinaison les unes avec les autres.
Une liste partielle de ces substances chimiques comprend
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celles identifiées ci-dessous : Acide acétique Acétone Fluorure d'ammonium Hydroxyde d'ammonium Tartrate d'antimoine et de Nitrate cérique d'ammonium potassium Nitrate cérique d'ammonium Choline EKC 130-décapant de résine photosensible Ethylène glycol Chlorure ferrique Acide chlorhydrique Acide fluorhydrique Peroxyde d'hydrogène IPA-alcool isopropylique Méthanol Acétate de n-butyle Acide nitrique PBR 1 Acide phosphorique Ferrocyanure de potassium Hydroxyde de potassium Phosphate de potassium PRS 1000 Hydroxyde de sodium Acide sulfurique Acide tannique TMAH-hydroxyde de tétraméthylammonium
Ces diverses substances chimiques doivent être amenées au matériel de traitement et, à cet effet,
des systèmes de transport de liquide amènent les substances chimiques liquides depuis des réservoir d'alimentation interchangeables, par l'intermédiaire de postes de pompe et de régulation et d'installations de stockage temporaire, afin que les substances chimiques soient aisément disponibles aux postes de traitement. Ces systèmes de transport de substanbce chimique liquide doivent évidemment comporter des tuyaux et des tubes, des robinets et des raccords, parfois des filtres et des débitmètres, ainsi que les dispositifs associés dont la plupart sont réalisés en matière plastique résistant aux effets détériorants des substances chimiques agressives.
Toute pièce mécanique est évidemment sujette à un risque de fuite et une telle fuite peut créer des conditions extrême- ment dangereuses, à la fois pour le traitement des tranches de semiconducteurs ou d'autres produits, et aussi pour le personnel qui peut avoir à surveiller et entretenir le matériel de traitement et les systèmes de transport.
Bien que des dispositifs capacitifs de proximité tels que des commutateurs aient été utilisés avec succès en particulier dans des environnements sûrs pour déterminer la présence de liquides ou d'objets, et utilisaient des capteurs
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à métal en feuille éloignés du circuit de commande et de l'interrupteur de proximité, ces dispositifs capacitifs de proximité n'ont pas été utilisés avec succès dans des milieux ambiants cc-osifs du fait du manque de fiabilité. n objet de l'invention est de produire un dispositif de contrôle pour capter de façon fiable les caractéristiques électriques d'un milieu cible dans une zone de cible présente dans une atmosphère ambiante corrosive. Un tel milieu cible peut être un article liquide ou solide, dont la présence ou l'absence est déterminée dans la zone de la cible.
Les caractéristiques électriques du milieu cible, c'est-à-dire la capacité ou la résistance, sont distinctement différentes de celles de l'air ou autre milieu ambiant fluide présent dans la zone de la cible et dans lequel un tel milieu cible entre et sort. L'atmosphère ambiante corrosive, qui entoure la zone de la cible et le milieu cible, comprend des vapeurs d'acides, de bases ou d'autres substances chimiques.
Une particularité de l'invention est l'utilisation d'un élément capteur réalisé en une matière plastique conductrice qui résiste à la détérioration sous l'influence de l'atmosphère ambiante corrosive dans laquelle baignent la zone de la cible et le milieu cible. L'élément capteur en matière plastique conductrice résiste également à des acides ou des bases ou d'autres substances chimiques qui, dans certaines applications, entrent en contact réel avec l'élément capteur. Une telle matière plastique conductrice est rendue conductrice en étant chargée de carbone ou en étant additionnée de particules de fer.
Une autre particularité de l'invention est l'utilisation de tels éléments capteurs en matière plastique conductrice en combinaison avec des moyens à circuits capables de capter de très petites variations de courant pour engendrer un champ capteur dans la zone de la cible, afin de déterminer des variations de la capacité électrique du milieu dans la zone de la cible. Lorsque le milieu cible entre dans la zone de la cible, une variation de courant dans le moyen
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à circuit produit une indication qui peut être interprétée comme étant la détermination de la présence du milieu cible.
Le milieu cible peut entrer en contact réellement, ou non, avec l'élément capteur en matière plastique conductrice. Il semble que, lorsqu'un seul élément capteur rejoint la zone de la cible, les variations de courant indiquent réellement des variations de la capacité électrique dans la zone de la cible, induites par la présence ou l'absence du milieu cible dans cette zone.
Une autre particularité de l'invention est l'utilisation de deux éléments capteurs conducteurs et espacés adjacents à la zone de la cible et connectés au moyen à circuit, et établissant un champ capteur entre les éléments capteurs et à travers au moins une partie de la zone de la cible. Lorsque le milieu cible est présent dans la zone de la cible, le moyen à circuit produit une indication. L'indication produite dans cet agencement est sensiblement plus puissante que dans le cas où un seul élément en matière plastique conductrice rejoint la zone de la cible. Dans des applications où le milieu cible s'étend réellement entre des éléments capteurs en matière plastique conductrice et porte contre ces deux éléments, le moyen à circuit produit une indication similaire indiquant la présence du milieu cible dans la zone de la cible.
Une autre particularité de l'invention est d'incorporer, dans un appareil fonctionnel tel qu'un robinet ou un raccord pour tubes, un tel élément capteur en matière plastique conductrice servant également de partie fonctionnelle de l'appareil pour créer un champ capteur dans une zone de cible afin de déterminer la variation de caractéristiques electriques dans la zone de la cible lorsque le milieu cible, à savoir le liquide circulant dans l'appareil fonctionnel, est présent.
Une autre particularité encore de l'invention réside dans deux parties captrices en matière plastique conductrice, formées de façon intégrée et d'une seule pièce
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avec une partie en matière plastique électriquement isolante pour faire face à une zone de cible avec un champ capteur entre les parties captrices en matière plastique conductrice, et pour faire face au milieu cible ou porter contre lui. Le milieu cible peut porter contre les parties en matière plastique conductrice et en matière plastique isolante afin d'établir une conduction entre les parties captrices en matière plastique conductrice.
Le moyen à circuit auquel l'élément (ou les éléments) capteur en matière plastique conductrice est connecté est placé en dehors de l'atmosphère ambiante corrosive et est connecté à l'élément capteur par un câble coaxial qui est scellé hermétiquement à l'élément capteur en matière plastique conductrice. Le moyen à circuit comprend un moyen capteur de courant tel qu'un interrupteur capacitif de proximité du type fabriqué et vendu par la Firme Gordon Products, Inc. ; Brookfield, Connecticut, Etats-Unis d'Amérique, afin de produire une indication de la variation du courant, interprétée comme étant la présence ou l'absence du milieu cible dans la zone de la cible.
De tels moyens capteurs sont utiles indépendamment du fait que le milieu cible, liquide ou solide, porte réellement contre l'un des éléments capteurs en matière plastique conductrice ou contre ces deux éléments, ou soit simplement opposé à un tel élément, à distance.
Les matières plastiques utilisées dans l'élément capteur et dans la gaine pour le câble résistent aux substances chimiques dans le milieu ambiant corrosif et peuvent comprendre l'une quelconque d'un certain nombre de matières plastiques convenables, en particulier celles appelées polyfluorure de vinylidène (PVDF, polyétheréthercétone (PEEK), et rfluoroalkoxy (PFA, Téflon3). ans une forme de réalisation, la présence ou l'absence de liquide dans un tube doit être déterminée. L'élément capteur en matière plastique conductrice peut comprendre l'écrou taraudé d'un raccord de tubes, afin
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d'engendrer le champ capteur s'étendant au moins partiellement à l'intérieur du tube qui comprend la zone de la cible.
Le liquide passant dans le tube et dans le raccord constitue le milieu cible dont la présence doit être déterminée. Le courant lié au champ capteur change lorsque le milieu cible liquide est présent par rapport à l'air ou à un gaz se trouvant dans le tube lorsque le milieu cible liquide est absent, produisant ainsi une indication de la présence ou de l'absence du milieu cible.
Dans une autre forme de réalisation, l'élément en matière plastique conductrice, produisant un champ, peut entrer réellement en contact avec le liquide cible dans certaines conditions et, en tant que partie d'un tel dispositif de contrôle, indique le moment où le liquide entre en contact avec l'élément produisant le champ. Un exemple est une valve à diaphragme présente dans une atmosphère ambiante corrosive dans laquelle le corps de la valve définit une zone de cible, et le liquide de fuite constitue le milieu cible et l'air ou un gaz présent dans le corps de la valve constitue un milieu ambiant. Une bague de retenue, qui maintient le diaphragme en place et qui, habituellement, ne touche aucun liquide, constitue l'élément capteur en matière plastique conductrice.
Dans le cas d'une fuite autour du diaphragme ou d'une rupture du diaphragme, l'élément de retenue ou l'élément capteur est mouillé et est touché réellement par le liquide de fuite, à la suite de quoi le dispositif de contrôle capte une variation de capacité et indique l'état modifié, ce qui peut être interprété comme étant une fuite d'un tel liquide.
Dans une telle valve à diaphragme, la sensibilité du dispositif de contrôle peut être réglée de façon à déterminer en alternance la présence ou l'absence de liquide dans les trajets normaux d'écoulement de la valve ou à proximité immédiate du siège de la valve.
Dans une telle valve à diaphragme, une tige de valve conductrice, qui est presque entièrement enfermée dans
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un manchon en matière plastique d'une seule pièce avec le diaphragme, peut également être connectée au moyen à circuit pour former une plaque d'un condensateur dont l'autre plaque est constituée par la bague de retenue ou l'élément capteur en matière plastique conductrice. Les deux plaques du condensateur créent entre elles un champ capteur dans la zone de la cible.
Le liquide d'une fuite, possédant des caractéristiques électriques et formant le milieu cible lorsqu'il est présent, n'entre en contact avec aucune des plaques du condensateur, mais modifie la capacité entre les plaques, produisant ainsi une variation du courant dans le moyen à circuit et une indication de la présence du milieu cible, c'est-à-dire de la fuite de liquide. On a constaté que la variation du courant dans le moyen à circuit peut être de six à huit fois supérieure lorsque deux plaques capacitives ou deux éléments capteurs sont utilisés, en comparaison avec l'utilisation d'un seul élément capteur en matière plastique conductrice comme décrit précédemment.
De plus, il est apparu avantageux de connecter la baque de retenue en matière plastique conductrice, ou l'élément capteur, à la masse ou au blindage de masse du câble coaxial, tandis que la tige de valve est connectée au fil central de transmission de signaux du câble. Cet agencement minimise l'effet des phénomènes extérieurs, tels que l'entrée en contact de la main d'une personne avec le corps ou le carter en matière plastique de la valve.
Dans un autre agencement encore d'une telle valve, la bague de retenue qui maintient le diaphragme er place peut avoir une conformation composée dans laquelle deux parties en matière plastique conductrice, formant des éléments capteurs, sont espacées par une partie en matière plastique non conductrice avec laquelle elles viennent de moulage. Un champ capteur est engendré entre les éléments capteurs et dans la zone cible contigu. Si un liquide de fuite, c'est-à-dire le milieu cible, est présent dans la zone, le courant passant dans les éléments capteurs et dans
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le moyen à circuit change.
Si le liquide de fuite s'étend réellement entre les parties en matière plastique conductrice ou les éléments capteurs, la conduction du courant à travers le liquide de fuite ou le milieu cible a lieu de façon à produire une variation du courant dans le moyen à circuit.
Dans une autre forme, l'élément en matière plastique conductrice, produisant un champ, résistant à l'atmosphère corrosive, est fixé sur le tube de niveau en matière plastique d'un débitmètre pour capteur le milieu à l'intérieur du tube qui constitue la zone de la cible. Le milieu cible, dans cette forme, comprend le"flotteur"ou élément propulsé mobile dans le tube de niveau et possède des caractéristiques électriques différentes de celles de l'autre milieu ambiant, c'est-à-dire le liquide en écoulement, dans le tube de niveau. Lorsque le flotteur, ou milieu cible, monte dans le tube de niveau jusqu'au niveau de l'élément capteur, le flotteur modifie la capacité à proximité immédiate de l'élément capteur et le dispositif de contrôle indique la variation d'état qui est interprétée comme étant un certain débit d'écoulement du liquide.
Dans une autre variante, deux éléments capteurs en matière plastique conductrice, connectés chacun au moyen à circuit pour engendrer un champ capteur entre eux, sont placés sur les côtés opposés du tube de niveau afin de former un dispositif de contrôle plus sensible, produisant une variation de courant sensiblement plus grande lorsque le flotteur ou le milieu cible pénètre dans la zone de la cible entre les éléments capteurs.
Similairement, un réservoir en matière plastique, qui peut faire partie d'un matériel de traitement pour contenir un liquide de traitement, peut porter un élément en matière plastique conductrice, produisant un champ, pour supporter l'atmosphère ambiante corrosive dans laquelle le réservoir est présent, et pour constituer une partie d'un tel dispositif de contrôle afin de déterminer le niveau du liquide cible, ou milieu cible, à l'intérieur du réservoir.
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Un tel réservoir en matière plastique peut également porter deux éléments capteurs en matière plastique conductrice, disposés côte à côte sur la paroi du réservoir afin d'engendrer entre eux un champ capteur qui s'étend, au moins partiellement, à l'intérieur du rf- ervoir ou de la zone cible. Lorsque le niveau du liquide, c'est-à-dire du milieu cible, dans le réservoir s'élève jusqu'à proximité des éléments capteurs en matière plastique conductrice, les courants passant dans ceux-ci et dans le moyen à circuit changent afin de produire une indication de la présence du liquide à proximité immédiate des éléments capteurs.
Dans le cas où le réservoir est en métal et comporte un revêtement protecteur en matière plastique, les éléments capteurs en matière plastique conductrice peuvent être placés sur le côté intérieur du réservoir afin de créer un champ capteur dans le liquide se trouvant dans le réservoir ou à proximité immédiate de ce liquide.
Des boîtes de jonction pour des gaines protectrices renfermant des tubes et des conduits de distribution de substances chimiques peuvent comporter des éléments capteurs en matière plastique conductrice fixés et fonctionnant de façon à déterminer la présence ou le niveau de liquides de fuite collectés, sensiblement de la même manière que celle suivant laquelle de tels éléments capteurs sont fixés à des réservoirs ou des ballons en matière plastique.
Une autre particularité de l'invention est une sonde qui peut être insérée dans un appareil tel qu'une valve afin d'engendrer un champ capteur dans une zone de cible pour capter les caractéristiques électriques du milieu ambiant à proximité immédiate de la sonde et pour capter aussi les caractéristiques électriques d'un milieu cible pouvant pénétrer dans la zone de la cible.
Une telle sonde comporte une partie extrême pourvue d'éléments capteurs concentriques, en matière plastique conductrice, séparés par des éléments en matière plastique isolante, tous ces éléments étant formés dans des matières plastiques qui résistent aux effets de
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détérioration de l'atmosphère ambiante corrosive, et les éléments concentriques en matière plastique, conductrice et non conductrice, étant tous formés de façon intégrée et d'une seule pièce et connectés à la partie de fil central et au blindage conducteur à la masse d'un câble coaxial.
Dans toutes les formes de réalisation et variantes précédentes de l'invention, les variations du courant à l'élément capteur en matière plastique conductrice, ou à plusieurs de ces éléments et dans le moyen à circuit produisent des indications qui peuvent prendre la forme d'une alarme visuelle ou sonore, d'une indication de manomètre ou d'un signal électrique ou similaire pour entraîner le déclenchement d'une certaine action telle que la manoeuvre d'une valve afin de corriger une variation physique liée au milieu cible capté.
Dans la présente demande, lorsque l'on se réfère à une matière plastique conductrice, la matière plastique est chargée de carbone, ou bien la matière plastique peut être additionnée de particules de fer intégrées et distribuées dans toute la matière plastique. De telles matières plastiques telles qu'utilisées dans l'élément capteur en matière plastique conductrice, et d'autres matières plastiques qui sont utilisées, sont de préférence toutes résistantes aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive, et les matières plastiques de cette nature sont avantageusement formées de polyfluorure de vinylidène (PVDF) ; mais, par ailleurs cette matière plastique peut être constituée d'une polyétheréthercétone (PEEK), ou d'un perfluoralkoxy (PFA, Téflon*) ou d'autres matières plastiques connues de l'homme de l'art.
La forme de la matière plastique conductrice de l'élément capteur capacitif supporte le milieu ambiant corrosif entourant cet élément, en sorte que le dispositif de contrôle peut fonctionner de façon continue et fiable sur des périodes de temps prolongées. L'élément en matière plastique conductrice produisant un champ peut prendre l'une quelconque
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de nombreuses formes physiques suivant l'utilisation qui en est faite.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un matériel de traitement et de conduites d'alimentation illustrant l'atmosphère corrosive dans laquelle la présente invention se trouve ; la figure 2 est une vue en perspective de l'intérieur d'un tiroir pouvant être sorti en coulissant de l'appareil illustré sur la figure 1, illustrant en détail les sources possibles d'atmosphère ambiante corrosive, et illustrant aussi certaines utilisations de la présente invention ;
la figure 3 est une vue en perspective à échelle agrandie de tubes d'alimentation en substances chimiques et de leurs gaines de protection, sous plancher, ainsi que d'une boîte de jonction renfermant certains raccords pour les tubes d'alimentation en substances chimiques ; la figure 4 est une vue en élévation à échelle agrandie d'un raccord en T pour des tubes d'alimentation en substances chimiques, une partie du raccord étant représentée avec arrachement partiel et en détail, cette vue illustrant également de façon schématique l'appareil de contrôle de la présente invention ; la figure 5 est une vue en coupe à échelle agrandie d'un détail illustrant le fil de connexion scellé hermétiquement dans un élément de champ en matière plastique conductrice ;
la figure 6 est une vue en élévation avec arrachement partiel illustrant une forme de réalisation modifiée de l'invention ainsi qu'une valve incorporant la présente invention ; la figure 7 est une élévation avec coupe partielle illustrant une autre forme de réalisation modifiée de
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l'invention ainsi qu'un débitmètre à liquide incorporant la présente invention ; la figure 8 est une vue en coupe d'un détail suivant approximativement la ligne 8-8 de la figure 7 ; la figure 9 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation modifiée de l'invention et illustrant une plate-forme sur laquelle un porte-tranches est supporté et incorporant la présente invention ;
la figure 10 est une vue schématique en perspective de la console à réservoirs du matériel de traitement de la figure 1, représentée avec arrachement partiel pour en illustrer l'intérieur ; la figure 11 est une vue en perspective détaillée d'une forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à une boîte de jonction renfermant certains raccords pour les tubes d'alimentation en substances chimiques ; la figure 12 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie suivant approximativement la ligne 12-12 de la figure 11 ; la figure 13 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie suivant approximativement la ligne 13-13 de la figure 11 ; la figure 14 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie illustrant des parties des connexions électriques représentées sur la figure 12 ;
la figure 15 est une vue en élévation illustrant une forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à une valve ; la figure 16 est une vue en coupe détaillée d'une forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à la valve de la figure 15 ; la figure 17 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à un débitmètre à liquide ; la figure 18 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie d'un appareil de distribution et illustrant
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une forme de réalisation modifiée de l'invention ; la figure 19 est une vue en coupe détaillée et à échelle très agrandie suivant approximativement la ligne 19- 19 de la figure 18 ; la figure 20 est une élévation illustrant une autre forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à une valve ;
la figure 21 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie de la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 20 et en représentant des détails ; la figure 22 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie suivant une ligne tiretée, sensiblement comme illustré en 22-22 sur la figure 21 ; la figure 22A est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie suivant approximativement la ligne 22A-22A de la figure 22 ; la figure 23 est une vue en coupe détaillée à échelle très agrandie d'une partie de l'appareil illustré sur la figure 21 ; la figure 24 est une vue en perspective détaillée d'une forme de réalisation modifiée de l'invention appliquée à une bouteille ou un réservoir d'alimentation ; la figure 25 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie suivant approximativement la ligne 25-25 de la figure 24 ;
et la figure 26 est une vue en coupe détaillée à échelle agrandie d'une autre forme de réalisation modifiée de l'invention, comprenant une variante de la forme de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 24 et 25.
La figure 1 illustre au moins une partie d'une machine 10 de traitement utilisée dans le traitement de tranches de semiconducteurs pendant la fabrication de puces à circuits, pour illustrer un exemple de moyens constituant une source engendrant une atmosphère ambiante corrosive dans laquelle la présente invention se trouve. La machine est indiquée de façon générale par la référence numérique 10 et
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est illustrée ici pour mettre en évidence la présence d'une atmosphère ambiante corrosive autour de la plus grande partie des éléments d'une telle machine de traitement.
Bien que la machine 10 de traitement soit propre à l'industrie des semiconducteurs pour le traitement de tranches de semiconducteurs dans la fabrication de puces à circuits, des conditions similaires d'atmosphère ambiante corrosive existent certainement dans d'autres industries et affectent d'autres machines de traitement et d'autres matériels de transport et de stockage de produits chimiques.
En ce qui concerne la machine de traitement 10 illustrée sur la figure 1, l'atmosphère ambiante corrosive qui est indiquée de façon générale par la référence numérique 11 est présente à tous les éléments principaux de la machine de traitement et en particulier à la console 12 à réservoirs, à la console 13 de traitement et à la console 14 de solution.
La console à réservoirs peut contenir un certain nombre de réservoirs ou ballons 15, comme illustré sur la figure 10, destinés à contenir des substances chimiques de traitement qui sont soutirées des réservoirs 15 par l'intermédiaire de raccords 16 et de tubes 17 pour être utilisées dans la console 13 de traitement. L'intérieur de la console à réservoirs renferme de par sa nature une atmosphère ambiante corrosive 11 du fait de la présence continuelle de substances chimiques de traitement soutirées des réservoirs 15, qui sont réapprovisionnés de temps en temps par l'intermédiaire de leurs couvercles amovibles 18. Comme illustré, la console à réservoirs comporte un couvercle ou capot 19 donnant accès à l'intérieur de la console pour introduction de substances chimiques dans les réservoirs lorsqu'un remplissage est nécessaire.
Dans certaines machines, ces réservoirs peuvent être raccordés directement à une source éloignée de substances chimiques, mais l'atmosphère ambiante corrosive 11 continue d'exister dans la console 12.
La console 13 de traitement renferme des chambres de traitement dans lesquelles des tranches de silicium sont
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en fait exposées à diverses substances chimiques et de telles chambres de traitement sont bien connues des spécialistes de l'industrie et sont illustrées de façon générale dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 990 462,4 197 000 et n 4 286 541. La console de traitement contient aussi des tuyauteries, des raccords et des valves pouvant tous être sujets à des fuites, de temps en temps, engendrant ainsi une atmosphère ambiante corrosive à l'intérieur de la console de traitement.
La console 14 de solution comporte divers dispositifs qui commandent l'écoulement de substances chimiques fournies à la console 13 de traitement et qui sont liés à cet écoulement, et ces dispositifs sont montés sur un tiroir 20 afin qu'un accès à des fins d'entretien puisse être obtenu aisément à tous les dispositifs. Sur la figure 2, le tiroir est illustré, ainsi qu'un certain nombre de divers dispositifs liés à l'écoulement de substances chimiques, comprenant des valves 21, des raccords en T 22, des tuyauteries 17, un débitmètre 23 et des filtres 24 à solution.
Dans de nombreuses installations, les nombres de tuyauteries, de valves et de raccords sont multipliés de nombreuses fois par rapport à l'illustration de la figure 2, mais il est évident que l'intérieur de la console 14 à solution contient une atmosphère ambiante corrosive 11.
La figure 1 illustre aussi un compartiment 25 audessous du plancher 26 à travers lequel s'étendent des tubes ou tuyaux 27 d'alimentation pour amener les substances chimiques liquides aux divers matériels de traitement 10. Les tubes 27 sont généralement enfermés dans des gaines protectrices 28 et dans des boîtes ou boîtiers 29 de jonction entre plusieurs gaines 28, dans lesquels des raccords en T et divers raccords associés des tubes 27 sont enfermés pour relier entre elles des longueurs de tuyauteries ou de tuyaux 27. L'espace 25 au-dessous du plancher 26 renferme une atmosphère ambiante corrosive 11, et l'intérieur 29.1 de la boîte de jonction 29 renferme aussi de façon certaine une
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atmosphère ambiante corrosive 11.
En référence en particuler à la figure 4, un dispositif de contrôle, indiqué de façon générale par la référence numérique 30, comprend le raccord 22 pour déterminer la présence ou l'absence du liquide 31, également appelé le milieu cible, dans l'espace intérieur ouvert 22.1, également appelé zone de cible, du raccord 22. Le liquide 31 peut être l'une quelconque d'un grand nombre de substances chimiques fournies au matériel de traitement. Lorsque le liquide 31 est absent ou qu'il n'est pas présent dans la partie intérieure ouverte ou zone de cible 22.1, l'espace intérieur ouvert 22.1 est occupé par un gaz, dans de nombreux cas de l'air, mais, dans certains cas, un gaz inerte tel que de l'azote peut occuper l'espace intérieur ouvert 22.1.
Un tel gaz, pouvant être présent dans l'espace intérieur ouvert 22.1 lorsque le liquide 31 est absent, peut être appelé milieu ambiant. Un tel milieu ambiant possède des caractéristiques électriques qui diffèrent suffisamment des caractéristiques électriques du liquide 31 pour que les différences puissent être distinguées. Comme illustré, le corps 38 du raccord et le tube 17 engendrent l'espace intérieur ouvert ou la zone de cible 22.1 dans laquelle le milieu liquide ou milieu cible 31 est enfermé.
Un élément principal du dispositif 30 de contrôle est un moyen à circuit d'alimentation en tension et à circuit capteur de courant, indiqué de façon générale par la ligne tiretée 32, qui est avantageusement présent en dehors de l'atmosphère ambiante corrosive 11 et qui comprend un interrupteur capacitif de proximité ou dispositif capteur de courant 33, du type fabriqué et vendu par la Firme Gordon Products, Inc., de Brookfield, Connecticut, Etats-Unis d'Amérique, et avantageusement un modèle PC 131/132. Le moyen à circuit 32 comprend une alimentation 34 en énergie qui fournit de l'énergie électrique à l'interrupteur 33 par l'intermédiaire d'un câble 35 à conducteurs multiples.
Le même type d'interrupteur de proximité ou de dispositif
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capteur de courant 33 est utilisé dans la totalité des diverses formes de réalisation de l'invention décrites ici.
L'interrupteur capacitif 33 de proximité est également connecté par un moyen 36 de connexion comprenant un câble coaxial à un élément capteur 37 qui, dans ce dispositif, constitue une partie fonctionnelle du raccord 22 et plus particulièrement comprend un écrou pouvant être utilisé pour serrer l'extrémité du tube 17 sur la partie de corps 38 du raccord. Il convient de noter que le raccord 22 constitue un moyen actif fonctionnant par rapport au liquide cible 31 en ce sens que la partie de corps 38 du raccord 22 constitue un canal d'écoulement ou moyen de guidage pour le liquide 31, et que le raccord 22 relie les diverses longueurs de tube 17 entre elles afin de distribuer le liquide comme prévu.
Le raccord 22 est entièrement réalisé en une matière plastique qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 et qui résiste aussi au liquide 31 pouvant être un acide fort, ou une base, ou l'une des autres substances chimiques mentionnées précédemment, ou d'autres substances chimiques pouvant être traitées. Un exemple typique des matières utilisées dans le raccord 22 et les tubes 17 est une matière plastique du type fluoropolymère connue sous le nom de perfluoroalkoxy, ou sous sa marque commerciale TéflonS PFA. Les écrous 39 sur le raccord 22 sont formés en une matière similaire, de même que le tube 17 auquel le raccord 22 est relié.
L'élément ou écrou capteur fonctionnel 37 est formé d'une matière plastique conductrice comprenant une matière plastique contenant une charge de carbone, ou bien une matière plastique à laquelle des particules de fer sont additionnées. La nature conductrice de l'élément ou écrou capteur 37 en matière plastique est extrêmement importante.
L'élément ou écrou capteur 37 peut être moulé dans l'une quelconque d'un certain nombre de matières plastiques différentes qui ont été rendues conductrices, et il est essentiel que la matière plastique de l'élément ou écrou
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capteur 37 résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11. Une matière plastique avantageuse pour l'élément capteur 37 est un polyfluorure de vinylidène (PVDF). Autrement, la matière peut être constituée d'une polyétheréthercétone (PEEK), ou d'un perfluoroalkoxy (PFA, Téflon@). Il est certain que d'autres matières plastiques convenables sont connues de l'homme de l'art.
Une matière plastique conductrice telle qu'utilisée dans l'élément ou écrou capteur 37 est définie par la norme ELECTRONIC INDUSTRY ASSOCIATION, n 541, en tant que matière ayant une résistivité superficielle ne dépassant pas 105 ohms par carré et une résistivité transversale ne dépassant pas 105 ohms. cm, telles que testées suivant la norme ASTMD 257.
Une telle matière plastique conductrice convient pour les éléments en matière plastique conductrice ou éléments capteurs dans la totalité des exemples donnés dans ce mémoire. L'association"ELECTRONIC INDUSTRY ASSOCIATION"définit également une matière plastique chargée de carbone comme étant antistatique lorsque la plage de la résistivité superficielle est comprise entre 105 et 1012 ohms par carré et que la plage de la résistivité transversale est comprise entre 105 et 1012 ohms. cm. Des matières plastiques situées vers la extrémités inférieures de ces plages peuvent également être utiles dans l'élément capteur 37 en matière plastique conductrice.
L'élément ou écrou capteur 37 en matière plastique conductrice, à deux fonctions, lorsqu'il est soumis à une tension appliquée par l'intermédiaire de l'interrupteur 33, engendre un champ capteur ou champ électrostatique 40 qui passe dans le milieu ou liquide cible 31 et l'entoure.
Il est reconnu que, bien que le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur capacitif soit disposé en dehors de l'atmosphère ambiante corrosive 11, une partie extrême 36.1 du câble coaxial 36 pénètre dans et passe à travers des parties de l'atmosphère ambiante corrosive 11 et est connectée en relation de conduction du
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courant électrique à l'élément ou écrou capteur 37 en matière plastique conductrice. La connexion entre l'extrémité du câble coaxial 36 et l'élément ou écrou capteur 37 est obturée de façon hermétique et peut être réalisée par moulage sur prisonnier durant la formation de l'écrou 37, afin de former un joint hermétique entre le câble et la matière plastique conductrice de l'écrou 37.
Comme montré en détail sur la figure 5, le câble 36 et sa partie extrême 36.1 comporte une partie de fil ou de conducteur intérieure 41 dont la partie extrême 41.1 est noyée dans la matière plastique conductrice de l'élément ou écrou capteur 37 et en contact avec elle. Le fil 41 est entouré d'un moyen protecteur tubulaire flexible 41.2 en matière plastique qui isole de fil 41 de l'atmosphère ambiante corrosive 11, et comprend un isolant 42. Un conducteur métallique 43 de gainage, à la masse, entoure l'isolant 42 pour constituer un blindage pour le fil 41.
Le moyen protecteur tubulaire 41.2 du câble 36 et sa partie extrême 36.1 comprennent une gaine extérieure tubulaire et flexible 44 formée d'une matière plastique qui résiste à l'effet détériorant de l'atmosphère corrosive 11 et la gaine 44 est avantageusement formée d'un fluoropolymère tel qu'un perfluoroalkoxy (Téflon8 PFA). Le moyen protecteur tubulaire 41.2 comprend aussi une partie extrême tubulaire 45 en matière plastique appliquée de façon étanche par thermoretrait sur l'extrémité du câble 36 et qui est encastrée dans la matière plastique conductrice de l'écrou 37 afin d'entourer étroitement la partie extrême 41.1 du fil et d'isoler la gaine métallique 43 de la matière plastique conductrice de l'élément ou écrou capteur 37. Le thermoretrait du tube 45 scelle aussi de façon étanche le tube 45 sur la gaine 44.
Le tube 45 est également formé d'une matière plastique qui résiste à l'effet détériorant de l'atmosphère ambiante corrosive, et il est avantageusement réalisé en une matière plastique du type fluoropolymère connu sous le nom de perfluoroalkoxy (Téflon8 PFA). Il est important que les
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matières plastiques de la gaine 44 et du tube 45 soient choisies de façon à avoir une température de fusion supérieure à celle de la matière plastique conductrice de l'écrou ou élément capteur 37 afin de maintenir l'intégrité de la gaine 44 et du tube 45 pendant le moulage sur prisonnier de l'écrou 37.
On reconnaîtra qu'une obturation hermétique apparaît en 46 entre la matière plastique conductrice de l'élément ou écrou capteur 37 et la partie extrême du câble 36.1 et plus particulièrement le tube 45. Par conséquent, la partie extrême 36.1 du câble 36, qui s'étend à travers l'atmosphère ambiante corrosive, protège le fil 41 de cette atmosphère corrosive et forme une connexion positive avec la matière plastique conductrice de l'élément ou écrou capteur 37. Le même type de câble coaxial 36 avec le moyen protecteur 41.2 est utilisé dans la totalité des diverses formes de réalisation de l'invention décrites ici.
En ce qui concerne encore la figure 4 et l'interrupteur capacitif 33 de proximité, un circuit 33.1 de commande transmet la tension de l'alimentation en énergie au fil 41 et dans la matière plastique conductrice de l'élément ou écrou capteur 37 et capte la capacité du liquide cible 31.
Un dispositif 33.2 de commutation, qui peut être électronique, fournit le signal de sortie de l'interrupteur 33 pour donner une indication de la capacité qui a été captée et de la présence ou de l'absence du liquide cible 31. La sortie de l'interrupteur 33.2 est connectée par l'intermédiaire du câble 35 à conducteurs multiples et du conducteur 47 à un appareil 48 de commande, également en dehors de l'atmosphère ambiante corrosive 11. L'interrupteur 33 comporte aussi une commande 33.3 de sensibilité ajustée par une vis extérieure 33.4 afin que la plage souhaitée de sensibilité puisse être établie. Un voyant lumineux 33.5 est prévu pour indiquer la manoeuvre de l'interrupteur dans l'ajustement de la sensibilité.
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Le conducteur 47 fournit une indication à la commande 48 dont le signal de sortie peut déclencher une alarme sonore 48 ou un dispositif 50 d'appel, ou encore un écran 51 d'un tube à rayon cathodique pour fournir une indication à un opérateur, ou bien peut actionner une valve 52 liée au système de commande pour le liquide cible.
Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 6, la valve 21 constitue un appareil fonctionnel ayant une fonction liée directement au milieu cible et, dans ce cas, le milieu cible est un liquide cible 31.1 de fuite lorsqu'il se trouve dans les espaces ouverts 53 à l'intérieur du corps de la valve. Ces espaces 53 comprennent une zone de cible qui est normalement vide et dépourvue de tout liquide. L'intérieur ou les espaces ouverts 53 sont habituellement remplis d'air ou d'un autre gaz tel que de l'azote, qui peut être appelé milieu ambiant, pouvant être aisément distingué du liquide ou milieu cible 31.1 de fuite. Les espaces 53 peuvent également être appelés trajets de fuite car, dans le cas d'une rupture ou autre fuite du diaphgrame 57, le liquide 31 fuyant du trajet normal d'écoulement 54 occupe une partie des espaces ou de la zone de cible 53.
Le trajet normal 54 d'écoulement dans lequel se trouve le siège 55 de la valve est ouvert et fermé en alternance au passage du liquide 31 par un élément d'obturation 56 qui fait partie du diaphragme 57 de la valve dont les parties périphériques sont bridées entre un épaulement 58 faisant partie du moyen de confinement ou corps 59 de valve et une bague 60 de retenue qui est formée en matière plastique conductrice et qui exécute également la fonction d'élément capteur du dispositif capacitif 30.1 de contrôle par proximité, et génère un champ capteur 40.1 dans les espaces ou zone cible 53 afin d'entourer le liquide ou milieu cible de fuite 31.1, s'il est présent. La bague de retenue ou élément capteur 60 constitue une partie fonctionnelle de la valve 21 et est à proximité étroite de la zone de cible ou des espaces de fuite 53.
L'élément capteur 60 est formé d'une matière plastique
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conductrice qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 et qui résiste aussi aux effets détériorants du liquide de fuite 31.1, comme décrit pour l'écrou 37 des figures 4 et 5. La valve 21 comporte des raccords classiques 61 et un écrou de serrage classique 62 pour la fixation à cette valve d'une longueur de tube 17 par l'intermédiaire de laquelle le liquide 31 arrive.
Le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et à circuit capteur capacitif est identique à celui illustré sur la figure 4 et est connecté par un câble coaxial 36 dont la partie extrême 36.1 passe dans l'atmosphère ambiante corrosive et dans une ouverture appropriée 63 du corps de valve afin que la partie extrême 36.1 soit connectée dans la bague 60 de retenue en matière plastique conductrice, formant un élément de champ, de la même manière que celle illustrée et décrite en regard de la figure 5. L'interrupteur capacitif 33 de proximité du moyen à circuit 32 est réglé pour réagir à la variation de capacité qui apparaît lorsque le milieu cible ou liquide de fuite 31.1 est présent dans la zone de cible ou dans le trajet de fuite 53 par suite d'une cause telle qu'une rupture du diaphragme 58 ou autre défaillance similaire.
L'indication produite par le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et à circuit capteur capacitif provoque évidemment le déclenchement d'une alarme, d'un dispositif d'appel ou d'un autre dispositif fonctionnel comme décrit et illustré en regard de la figure 4.
Le corps 59 de la valve, ainsi que le diaphragme 58, sont réalisés en matière plastique, telle qu'un perfluoroalkoxy (Téflon* PFA) qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 ainsi que du liquide 31 circulant dans la valve. La valve 21 peut être commandée manuellement ou peut être commandée pneumatiquement pour déplacer la tige 64 de manoeuvre qui est reliée fonctionnellement au diaphragme 58.
Comme on le voit sur la figure 15, un dispositif 130.1 de contrôle comprend une valve 121 similaire à la valve
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21 de la figure 6, mais avec certaines différences comme indiqué. Le corps de la valve ou moyen 159 de confinement est présent dans une atmosphère ambiante corrosive 11 et définit une partie intérieure ou des espaces intérieurs ouverts 153 qui constituent la zone de cible dans laquelle le liquide de fuite ou milieu cible 153 est recueilli dans le cas d'une détérioration ou d'une rupture du diaphragme 157 de la valve.
Lorsque le liquide de fuite 131 n'est pas présent dans les espaces intérieurs ou dans la zone de cible 153, les espaces 153 sont remplis d'air ou d'un autre gaz constituant le milieu ambiant. Une bague 160 de retenue à l'intérieur du corps de valve 159 maintient le diaphragme 157 en place et sert aussi d'élément capteur électrique conducteur faisant partie du dispositif 130.1 de contrôle. La bague 160 de retenue est formée d'une matière plastique électriquement conductrice qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive et des liquides pouvant entrer en contact avec la bague ou l'élément capteur 160.
Un second élément capteur 164 électriquement conducteur comprend une tige de valve manoeuvrant l'élément obturateur 156 du diaphragme 157, et la tige de valve est commandée par un piston pneumatique dans le corps de valve d'une manière bien connue de l'homme de l'art. La tige 164 de valve peut être réalisée en métal ou en une matière plastique conductrice, et elle est séparée des espaces intérieurs ouverts 153 du corps de valve par une paroi tubulaire protectrice 164.1 formée de la même matière plastique que celle dont le diaphragme 157 est formé et d'une seule pièce avec elle afin de résister aux effets détériorants de liquides circulant à travers la valve.
Le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur est identique à celui illustré sur la figure 4 et l'interrupteur de proximité ou dispositif capteur 33 est connecté par un câble coaxial 36 aux éléments capteurs 160 et 164 électriquement conducteurs. La partie extrême 36.1 du câble coaxial s'étend à travers l'atmosphère ambiante corrosive 11 jusqu'au corps 159 de valve et le moyen protec-
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teur 41.2 du câble renferme hermétiquement à la fois la partie de fil 41 et la partie 43 de conducteur de blindage à la masse. Dans cette forme de réalisation de l'invention, la partie de fil 41 du câble coaxial est connectée par un dispositif de bridage 164.1 à la tige de valve 164.
La partie de conducteur de blindage à la masse 43 est connectée dans l'élément d'étanchéité ou bague de retenue 160 en matière plastique conductrice. Le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur établit un champ capteur entre les deux éléments capteurs 160,164 électriquement conducteurs et dans la zone de cible 153. Lorsque le liquide de fuite ou le milieu cible 131.1 remplace le milieu ambiant dans la zone de cible 153, la différence entre les caractéristiques électriques du liquide de fuite et celles du milieu ambiant provoque une variation du courant qui est captée par le dispositif ou interrupteur capteur 33 afin de produire une indication par l'intermédiaire du câble 35 de sortie, de la manière décrite en regard de la figure 4.
Etant donné que le dispositif de contrôle 130.1 utilise deux éléments capteurs conducteurs séparés 160,164, qui créent un champ capteur dans la zone de cible 153, le champ capteur, tel que créé, est beaucoup plus intense que le champ créé sous la forme illustrée sur la figure 6, de sorte que la variation du courant captée par l'interrupteur ou dispositif capteur 130 est beaucoup plus grande, dans la plage de six à huit fois plus grande, afin qu'une lecture positive puisse être obtenue, laquelle indique la présence du milieu cible ou liquide de fuite 131.1.
On a constaté qu'en connectant l'élément capteur ou la bague de retenue 160 en matière plastique conductrice à la partie de conducteur de blindage 43 mise à la masse, l'effet des influences extérieures, tel que l'entrée en contact du corps 159 de la valve avec la main d'une personne, n'affecte pas le fonctionnement du dispositif de contrôle, et le risque de fausses lectures ou fausses indications est minimisé.
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Dans la forme de l'invention illustrée sur la figure 16, la valve 221 est sensiblement identique à celle illustrée sur la figure 15, hormis certaines exceptions comme indiqué. La valve 221 est confinée dans une atmosphère ambiante corrosive 11 et, dans cette forme, la tige 264 de la valve n'est pas connectée au moyen à circuits 32 comme sur la figure 15. La bague 160 de retenue, qui sert à retenir le diaphragme de la valve en place, est moulée avec une partie d'entretoisement 260.1 en matière plastique électriquement isolante, venue de moulage et d'une seule pièce avec deux parties 260.2, 260.3 en matière plastique conductrice qui définissent les deux éléments capteurs, en matière plastique conductrice, du dispositif de contrôle 230.1.
La partie d'entretoisement 260.1 et les parties conductrices 260.2, 260.3 sont toutes formées d'une matière plastique qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive et du liquide pouvant être rencontrés dans la valve. Comme illustré, la partie extrême intérieure 36.1 du câble coaxial est scellée hermétiquement aux deux éléments capteurs 260.1, 260.2, et la partie de fil 41 est connectée à l'élément capteur 260.3 tandis que la partie de conducteur de blindage à la masse 43 est connectée à la partie d'élément capteur 260.2.
Le liquide de fuite, lorsqu'il est présent dans le corps de la valve et qu'il constitue le milieu cible, remplace une partie du milieu ambiant ou de l'air et se répand entre les deux éléments capteurs 260.2, 260.3, en matière plastique conductrice, et entre en contact avec eux et, dans la plupart des cas, il établit un trajet de courant entre les éléments 260.2, 260.3, provoquant ainsi une variation du courant à l'interrupteur ou dispositif capteur 33 pour produire une indication de la présence du liquide de fuite o milieu cible comme décrit en regard de la figure 15.
Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 7 et 8, le dispositif de contrôle 30.2 comprend un débitmètre 23 comportant un moyen actif qui est fonctionnel par rapport au milieu cible, lequel moyen,
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dans ce cas, comprend un"flotteur"ou élément propulsé linéaire 65. L'élément propulsé 65 n'est pas un flotteur au sens habituel, mais semble s'élever en flottant lorsqu'un liquide L circule vers le haut dans le débitmètre. Le débitmètre comprend des parties supérieure et inférieure 66, 67 de corps, entre lesquelles s'étend un moyen de confinement ou tube transparent de niveau ou d'observation 68. L'intérieur 68.1 du tube 68 constitue la zone de cible dans laquelle se déplace le flotteur ou milieu cible 65. Le liquide L constitue le milieu ambiant qui est déplacé par le flotteur ou milieu cible 65.
Les parties de corps sont reliées par des écrous 69 de serrage aux tubes adjacents 70 qui amènent le liquide L dans le débitmètre et l'en évacue.
Une valve à pointeur 71 peut être déplacée à l'aide d'une poignée 72 manoeuvrée à la main jusque sur un siège de valve 73 pour réguler l'écoulement de liquide dans le débitmètre. Le flotteur ou élément propulsé 65 monte et descend en coulissant dans le tube de niveau sur un moyen de guidage comprenant une tige rigide 74. Toutes les pièces du débitmètre sont réalisées en matière plastique telle que du PVDF ou du PFA, qui résiste aux effets détériorants des substances chimiques du liquide L et de l'atmosphère ambiante corrosive 11. Les parties de corps 66,67 peuvent être serrées sur une paroi de montage 75 par des écrous 76 de serrage.
Le dispositif de contrôle 30.2 comprend deux éléments capteurs 77 et 78 en matière plastique conductrice qui sont fixés, par exemple par un adhésif, à la surface extérieure du tube 68 de niveau et à distance l'un de l'autre. Un moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur capacitif utilise, dans cette forme de réalisation, deux interrupteurs capacitifs ou dispositifs capteurs 33 de proximité, dont chacun est connecté par un câble coaxial respectif 36 à un élément capteur respectif 77, 78.
Le moyen à circuits 32 produit, avec les éléments capteurs 77,78, qui sont formés d'une matière plastique conductrice résistant aux effets détériorants de l'atmosphère
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ambiante corrosive, ainsi que des mêmes matières que celles indiquées comme pouvant être utilisées dans l'élément ou écrou capteur 37 de la figure 4, un champ capteur 40.2 qui englobe des espaces adjacents ou la zone cible 68.1 et le flotteur ou milieu cible 65 lorsqu'ils sont à proximité.
Comme précédemment, les parties extrêmes 36.1 des deux câbles 36 de la figure 7 pénètrent dans et traverse l'atmosphère ambiante corrosive pour une connexion sur les éléments de champ 77,78 et les parties extrêmes 36.1 des deux câbles sont connectées aux éléments de champ 77,78 en matière plastique conductrice, de la même manière que celle illustrée et décrite en regard de la figure 5.
Comme illustré sur la figure 7, l'élément propulsé ou milieu cible 65, en réponse à certains écoulement de liquide dans le débitmètre 23, est élevé dans la zone de cible 68.1 jusqu'à sa position P représentée en trait tireté, à proximité immédiate de l'élément capteur 77 en matière plastique conductrice. Cette position P de l'élément propulsé 65 définit une station captrice dans la zone de cible dans laquelle la présence ou l'absence du flotteur 65 doit être déterminée pour indiquer un débit substantiel souhaité dans le débitmètre. A des débits inférieurs, l'élément propulsé 65 ne peut atteindre qu'une position adjacente à l'élément 78 de champ en matière plastique conductrice, qui définit une autre position captrice.
L'élément capteur capacitif fournit des indications de débit déterminées par la position de l'élément propulsé 65.
Une variante de réalisation du dispositif de contrôle est illustrée sur la figure 17 et est indiquée par la référence numérique 330.2, et comprend un débitmètre 323 analogue au débitmètre de la figure 7, hormis certaines exceptions indiquées. Le débitmètre 323 comporte un tube d'observation ou de niveau ou moyen 368 de confinement présentant un espace intérieur ouvert 368.1 définissant une zone de cible confinant le liquide L qui constitue le milieu ambiant de ce dispositif de contrôle. Un flotteur ou élément
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propulsé 365 constitue le milieu cible dont la présence doit être déterminée. L'élément cible 365 est guidé le long d'une tige 374 de guidage lorsque le milieu cible ou flotteur 365 monte et descend dans le tube de niveau.
Le dispositif de contrôle 330.2 comporte deux éléments capteurs sensiblement identiques 377 et 377.1 en matière plastique conductrice, qui sont formés d'une matière plastique convenable telle que celles décrites précédemment, qui résiste aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 dans laquelle le débitmètre se trouve. Des broches de liaison 379 en matière isolante relient les éléments capteurs 377,377. 1 l'un à l'autre pour retenir les éléments capteurs dans une position prédéterminée par rapport au tube de niveau 368.
Le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur de courant est connecté par le moyen de connexion ou câble coaxial 36 aux éléments capteurs 377, 377.1 de la même manière qu'illustré sur la figure 14. La partie de fil 41 est connectée dans l'élément capteur 377 en matière plastique conductrice d'une façon scellée hermétiquement, et la partie de conducteur de blindage à la masse 43 est connectée dans l'élément capteur 377.1 en matière plastique conductrice. Les deux éléments capteurs 377,377. 1 en matière plastique conductrice créent un champ capteur à travers le tube de niveau et la zone de cible 368.1 afin de produire une variation du courant captée par l'interrupteur capacitif de proximité ou le dispositif capteur 33 pour produire une indication lorsque le milieu cible ou flotteur 365 arrive en face des éléments capteurs.
En référence à la figure 3, le dispositif de contrôle 30.3 comprend la boîte de jonction ou moyen 29 de confinement en matière plastique électriquement isolante et les gaines protectrices 28 qui ont pour fonction de stocker temporairement de petites quantités, le cas échéant, d'un liquide de fuite ou d'un milieu cible 31.2, pouvant être recueillies dans l'espace intérieur ouvert ou la zone de cible 29.1 de la boîte de jonction 29, et le dispositif crée
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un champ capteur 40.3 englobant le liquide de fuite ou milieu cible 31.2. Le bain de liquide de fuite ou du milieu cible 31.2 dans cette forme de réalisation remplace une partie du milieu ambiant, ou d'un gaz ou de l'air à l'intérieur de la boîte de jonction.
L'élément capteur 79 en matière plastique conductrice, résistant aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive, est fixé, par exemple par un adhésif, à la surface extérieure de la boîte de jonction ? 9 en matière plastique. Comme décrit précédemment, le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur capacitif comprend l'interrupteur capacitif 33 de proximité qui est connecté par un câble coaxial 36 à l'élément capteur 79 et la partie extrême 36.1 du câble coaxial s'étend dans et à travers des parties de l'atmosphère ambiante corrosive et est reliée à et noyée dans des parties de l'élément de champ 79 en matière plastique conductrice de la manière illustrée et décrite en regard de la figure 5.
Un champ capteur s'étend depuis l'élément capteur 79 et pénètre dans la zone de cible 29.1 et lorsque le liquide de fuite ou le milieu cible 31.2 est capté, une variation de courant est captée par l'interrupteur de proximité pour produire une indication de cette variation.
Une autre forme de réalisation 430 du dispositif de contrôle est illustrée sur les figures 11 à 14. La boîte de jonction ou le moyen de confinement 429 est présent dans l'atmosphère ambiante corrosive, et la partie intérieure 429.1 de la boîte contient aussi l'atmosphère corrosive et constitue la zone de cible dans laquelle des quantités de liquide de fuite ou du milieu cible 431.2 peuvent être recueillies et peuvent remplacer une partie du milieu ambiant ou de l'air. Les parois 429.1 de la boîte 429 sont formées d'une matière plastique qui est un isolant électrique et qui résiste aussi aux effets détériorants de l'atmosphère corrosive.
Deux éléments 479,479. 1 en matière plastique conductrice sont montés sur la paroi latérale 429.2 à distance l'un de l'autre et sont connectés au câble coaxial
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36 de la manière illustrée sur la figure 14, grâce à quoi la partie de fil 41 est connectée à l'élément sensible 479.1 d'une manière obturée hermétiquement, sensiblement de la manière illustrée et décrite précédemment en regard de la figure 5, et la partie de conducteur de blindage à la masse 43 est connectée dans l'élément capteur 479 en matière plastique conductrice, en étant scellée hermétiquement.
Le moyen à circuit 32 et les éléments capteurs 479,479. 1 en matière plastique conductrice créent un champ capteur 440.3 qui pénètre partiellement à l'intérieur ou dans la zone cible 429.1 de la boite de jonction afin d'envelopper le liquide ou milieu cible 431.2 s'y trouvant, lorsqu'il est présent. Lorsque le milieu cible ou le liquide 431.2 est présent, le courant de l'interrupteur de proximité ou dispositif capteur 33 change pour produire une indication de la présence du liquide de fuite ou du milieu cible 431.2 dans le boîtier.
La figure 9 illustre une autre forme modifiée 30.4 du dispositif de contrôle dans laquelle le milieu cible comprend un porte-tranches 80 qui est un objet rigide et, dans la plupart des cas, est chargé d'un grand nombre de tranches 81 à semiconducteurs disposées dans des rainures entre les nervures formées dans les parois latérales du porte-tranches. Le porte-tranches peut être réalisé en l'une quelconque d'un certain nombre de matières plastiques et, dans certains cas, il peut être formé de matières du type fluoropolymère et, dans d'autres cas, il peut être formé dans d'autres matières plastiques telles que du polypropylène, du PVDF et d'autres matières plastiques voisines.
Le portetranches, dans cette illustration, est présent dans une atmosphère ambiante corrosive 11 et est illustré comme reposant sur un moyen de confinement ou une plate-forme 82 suspendue à des tiges montantes 83. La plate-forme 82 définit une zone de cible avec certains rails de guidage 84 contre lesquelles des parties du porte-tranches 80 s'étendent afin d'être placées de façon apppropriée sur la plate-forme. Les
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rails de guidage 84 définissent une position de détection ou zone de cible dans laquelle la présence ou l'absence du porte-tranches 80 doit être déterminée.
La présence ou l'absence du porte-tranches 80 et des tranches 81 est déterminée par le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur capacitif qui est connecté, de même que dans les autres formes de réalisation de l'invention, par un câble coaxial 36 ayant une partie 36.1 s'étendant à travers l'atmosphère ambiante corrosive 11 jusqu'à un élément capteur 85 en matière plastique conductrice engendrant un champ capteur 40.4, lequel élément capteur peut également fonctionner en tant que guide pour positionner convenablement la partie de base du porte-tranches 80.
Selon l'étroitesse de l'ajustement des guides 84 sur la plate-forme 82, l'élément capteur 85 en matière plastique conductrice peut, en variante, être espacé du porte-tranches de façon à ne pas être fonctionnel en ce qui concerne le positionnement du porte-tranches sur la plate-forme. De même que dans les autres dispositifs de contrôle illustrés, l'élément capteur 85 engendre un champ capteur adjacent, et le moyen à circuit 32 capte la capacité adjacente et l'élément capteur 85 pour produire une indication de la présence ou de l'absence du porte-tranches 80 et des tranches 81, formant une cible pouvant changer.
L'élément capteur 85 est formé de la même matière plastique conductrice que celle décrite pour l'élément capteur ou écrou 37 de la figure 4, et la partie extrême 36.1 du câble coaxial est connectée dans l'élément de champ de la manière illustrée et décrite en regard de la figure 5.
Dans la forme du dispositif de contrôle 30.5 illustrée sur la figure 10, le milieu cible comprend le liquide 31.3, dans le réservoir ou conteneur 15, dont l'intérieur constitue une zone de cible destinée à recevoir le liquide ou milieu cible 31.3. La paroi en matière plastique électriquement isolante du réservoir 15 porte un élément capteur 86 en matière plastique conductrice qui est formé de la même matière que celle décrite pour l'élément ou écrou
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capteur 37 de la figure 4. Le moyen 32 à circuit d'alimentation en tension et circuit capteur capacitif est connecté à l'élément de champ 86 par le câble 36 dont la partie extrême 36.1 s'étend dans et à travers l'atmosphère ambiante corrosive 11 et est fixée dans l'élément de champ 86 de la manière illustrée et décrite en regard de la figure 4.
L'élément capteur 86 engendre un champ capteur 40.5 afin de produire une indication lorsque le niveau du liquide cible 31.3 descend au-dessous du niveau de l'élément de champ 86.
Une autre forme du dispositif de contrôle 530.4 est illustrée sur les figures 24,25 et 26 où le ballon ou réservoir ou moyen 515 de confinement destiné à stocker un liquide 531.3 constitue le milieu cible dans cette forme de l'invention. L'intérieur ouvert du réservoir 515 constitue la zone de cible renfermant normalement un milieu ambiant ou de l'air. Une première paire d'éléments capteurs 586,586. 1 en matière plastique conductrice, qui résistent aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11, est montée, par exemple au moyen d'un adhésif, sur la face extérieure de la paroi 515.1 du réservoir à proximité immédiate du niveau souhaité du liquide dans le réservoir.
Le moyen à circuits 32 est connecté aux deux éléments capteurs 586,586. 1 sensiblement de la manière illustrée sur la figure 4 et au moyen du câble coaxial 36 afin de produire un champ capteur 540.5 dans l'intérieur ouvert ou la zone de cible 515.2. Lorsque le niveau du liquide ou du milieu cible 531.3 dans la zone de la cible est opposé aux éléments capteurs 586,586. 1, une variation de courant est captée par le dispositif capteur ou interrupteur de proximité 33 pour produire une indication du niveau du liquide dans le réservoir.
Une seconde paire d'éléments capteurs 587,587. 1 est connectée à un interrupteur de proximité ou dispositif capteur séparé 33 pour produire une indication d'un autre niveau du liquide dans le réservoir.
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Dans la forme additionnelle de l'invention illustrée sur la figure 26, les éléments capteurs 588,588. 1 en matière plastique conductrice et résistante aux effets détériorants de l'atmosphère corrosive ainsi que du liquide 531.4 se trouvant dans le réservoir 516, sont collés à la paroi 516.1 du réservoir qui comporte une coque extérieure 516.2 en acier et un revêtement 516.3 en matière plastique qui résiste aux effets détériorants des liquides se trouvant dans le réservoir et de l'atmosphère corrosive 11. Les éléments capteurs 588,588. 1 sont connectés par un câble coaxial 36 sur lequel ils sont scellés hermétiquement, et à un circuit capteur comme décrit précédemment en regard des figures 24 et 25.
Le dispositif de contrôle 30.5 illustré sur les figures 18 et 19 comprend une valve 621 sensiblement identique à la valve 21 de la figure 6. La valve 621 comprend un diaphragme 657 ayant un élément d'obturation 656, un corps de valve 659 présentant un espace intérieur ouvert 653 dans lequel un liquide de fuite 631.1 peut être recueilli dans le cas où le diaphragme 657 est rompu ou est amené à fuir d'une certaine manière. La périphérie du diaphragme est retenue en position par une bague 660 de retenue. L'espace intérieur ouvert 653 constitue la zone de cible pour le liquide de fuite qui est le milieu cible dans cette forme de réalisation.
Habituellement, l'espace intérieur ouvert ou la zone de cible 653 contient uniquement de l'air ou un gaz en tant que milieu ambiant, ayant des caractéristiques électriques différentes de celles du liquide de fuite ou du milieu cible 631.1 et, par conséquent, la présence du liquide de fuite ou du milieu cible peut être aisément détectée. La paroi latérale 659.1 du corps de la valve est traversée par un orifice d'accès 665 pour permettre d'accéder dans la zone de cible ou dans la chambre intérieure 653, et pour permettre aussi le montage et le maintien d'une sonde captrice indiquée de façon générale par la référence numérique 666.
La sonde captrice 666 est scellée hermétiquement sur l'extrémité du
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câble coaxial 36 qui établit la connexion électrique avec le moyen à circuits 32 et l'interrupteur capacitif de proximité ou dispositif capteur 33.
La sonde captrice est retenue dans l'ouverture d'accès 665 par un raccord 667 de retenue.
La partie extrême 668 de la sonde captrice 666 dans l'orifice d'accès 665 arrive à proximité étroite de la chambre intérieure 653 de la valve, sensiblement comme illustré sur la figure 19. La partie extrême 668 de la sonde captrice comprend deux éléments capteurs allongés 669 et 670 en matière plastique conductrice qui résistent tous deux aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 dans laquelle se trouve la valve 621, ainsi qu'aux effets détériorants de substances chimiques fortes, telles que des acides et des bases, pouvant être rencontrées à l'intérieur de la valve.
Les éléments capteurs allongés 669,670 sont concentriques et sont espacés l'un de l'autre par une entretoise cylindrique, concentrique 671 en matière plastique isolante, formée d'une matière plastique qui est hautement résistante à l'effet détériorant de l'atmosphère corrosive et des substances chimiques rencontrées à l'intérieur de la valve, et l'entretoise 671 vient de moulage d'une seule pièce avec les deux éléments capteurs espacés 669,670 en matière plastique conductrice. On reconnaîtra que l'élément capteur 669 présente une forme analogue à une tige et s'étend le long de l'orifice d'accès 665 au-delà des extrémités 670.1, 671.1 de l'élément capteur 670 et de l'entretoise isolante 671, respectivement.
L'espace ouvert à l'intérieur de la partie 665 entoure la partie extrême 668 de la sonde et permet au liquide de fuite d'entourer et d'entrer en contact avec les éléments capteurs 669,670 et l'entretoise 671. L'élément capteur 670 est de forme tubulaire et comporte une partie extrême extérieure 670.2 qui est reçue dans un alésage cylindrique 667.1 de l'élément fileté 667 de retenue. Une surface épaulée 667.2 de l'élément 667 de retenue porte contre la surface extrême 670.3 de l'élément capteur 670 pour
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retenir la sonde entière 666 dans l'orifice d'accès, la surface conique 670.4 de l'élément capteur 670 portant contre le siège annulaire 659.1 qui entoure l'orifice d'accès 665.
L'élément capteur 670 en matière plastique conductrice porte contre la partie 43 de conducteur de blindage à la masse du câble coaxial 36 en relation de conduction, et est moulé dans la partie de conducteur de blindage 43 dans une disposition permanente.
L'élément capteur 670 en matière plastique conductrice est également moulé sur la partie extrême de la gaine protectrice 44 du câble coaxial 36, dans une disposition scellée hermétiquement.
La partie extrême 41.1 de la partie de fil 41 du câble coaxial pénètre dans un alésage 669.1 de l'élément capteur 669 analogue à une tige, en matière plastique conductrice, et est en relation de conduction électrique avec l'élément capteur 669. L'élément capteur 669 est de préférence moulé directement sur la partie extrême 41.1 de la partie de fil 41. La partie extrême de l'isolant 42 du câble coaxial bute contre l'extrémité intérieure de l'élément capteur 669 analogue à une tige, en matière plastique conductrice.
On reconnaîtra que la partie extrême filetée 667.2 de l'élément de retenue 667 est vissée dans les filets 659.2 du corps de valve 659 à proximité immédiate de l'orifice d'accès 665 et que l'élément de retenue 667 peut être aisément démonté du corps de valve par dévissage de la partie extrême intérieure 667.2 des filets 659.1, à la suite de quoi la sonde captrice 666 peut être entièrement enlevée du boîtier du corps de valve 659 par simple traction de la sonde captrice vers l'extérieur du corps de valve. Ceci facilite le remplacement de la sonde dans le cas où elle est endommagée ou lorsque cela est nécessaire en service.
Le dispositif de contrôle 30.6 illustré sur les figures 20 à 23 comprend une valve 721 sensiblement similaire à la valve 21 de la figure 6. On voit que la valve 721
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comporte un diaphragme 757 et un élément d'obturation 756 travaillant de façon à ouvrir et fermer la valve pour commander l'écoulement d'un liquide. La valve comporte une tige 764 pouvant monter et descendre entre une position ouverte et une position fermée afin d'actionner le diaphragme et l'élément d'obturation. Le dispositif 30.6 de contrôle a pour fonction de déterminer et d'indiquer l'état de la valve, selon qu'elle est ouverte ou fermée, c'est-à-dire si la tige 764 de la valve est dans sa position basse dans laquelle la valve est fermée, ou dans la position haute dans laquelle la valve est ouverte.
Le corps de valve ou moyen 759 de confinement définit un espace intérieur ouvert ou une zone de cible 753 renfermant deux capteurs séparés, un capteur inférieur 760 et un capteur supérieur 762, qui sont identiques sauf que le capteur 760 est en position fixe par rapport au corps 759 et que le capteur 761 est monté de façon à pouvoir être réglé verticalement dans le corps. La chambre intérieure 753 du corps de valve définit des zones de cible pour les capteurs, à savoir une zone de cible inférieure 753.1 pour le capteur inférieur 760 et une zone de cible supérieure 753.2 pour le capteur supérieur 761.
Les deux capteurs inférieur et supérieur 760,761 sont identiques sauf en ce qui concerne la position à l'intérieur du corps 759. Par conséquent, il suffit de connaître le capteur supérieur 761, illustré sur la figure 2, pour connaître les deux capteurs.
Une sonde 666, identique à la sonde illustrée sur la figure 19, constitue une partie de chacun des capteurs inférieur et supérieur 760,761.
De même que dans les autres formes de réalisation de l'invention, les câbles coaxiaux 36 des capteurs 760,761 sont connectés à un moyen 733 à circuits comprenant des interrupteurs capacitifs 33 de proximité destinés à capter des variations de courant dans la partie de fil 41 et dans la partie de conducteur de blindage à la masse 43. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 21 à
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23, les sondes 666 sont retenues dans les capteurs 760,761 par des coupelles filetées 762 de retenue, la surface extrême 762.1 portant contre la face extrême 670.3 de l'élément capteur 670 en matière plastique conductrice qui fait partie intégrante de la sonde 666.
Dans cette forme de l'invention, le milieu cible comprend un article ou disque solide 763 qui est formé d'une matière plastique conductrice résistant aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 dans laquelle la valve 721 se trouve. Le disque est fixé sur l'extrémité de la tige 764 de valve pour se déplacer avec l'élément d'obturation pendant que la valve 721 est ouverte et fermée. Le disque ou milieu cible 763 est mobile entre les deux positions représentées en trait mixte sur la figure 21 et désignées respectivement par les lettres 0 et C.
Chacun des capteurs 760,761 comprend deux saillies 765,766 d'éléments capteurs formées en une matière plastique conductrice résistant aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 dans laquelle se trouve la valve 721. Les saillies 765,766 des éléments capteurs sont sensiblement en forme de plaque et sont disposés en sandwich avec un élément 767 en matière plastique isolante configuré pour maintenir les saillies 765,766 des éléments capteurs espacées l'une de l'autre.
Les saillies 765,766 des éléments capteurs et l'élément isolant 767 d'entretoisement, qui est également formé en une matière plastique résistant aux effets détériorants de l'atmosphère ambiante corrosive 11 dans laquelle se trouve la valve 721, sont moulés de façon intégrée et d'une seule pièce afin que les saillies 765,766 des éléments capteurs et l'élément isolant 767 d'entretoisement, une fois assemblés, forment un ensemble monobloc 768 ayant sensiblement la forme d'un croissant ou d'un fer à cheval, comme illustré sur la figure 22, des parties extrêmes 768a et 768b s'étendant le long de la périphérie de la zone de cible 753 dans laquelle le milieu cible ou disque 763 se déplace entre les positions 0 et C.
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La saillie 765 d'élément capteur comporte une partie alvéolée 765.1 tournée vers le haut qui présente une ouverture 762 recevant la sonde 766 en ajustement à frottement et en engagement avec l'élément capteur 670 en matière plastique conductrice de la sonde 666 pour établir une relation de conduction avec elle. La surface extérieure filetée 765.3 de la partie à alvéole 765.1 reçoit la surface intérieure filetée 762.2 de la coupelle 762 de retenue pour maintenir la sonde dans la position souhaitée.
L'autre saillie 766 d'élément capteur présente également une ouverture 766.1 d'alvéole, recevant l'élément capteur 669 en matière plastique conductrice de la sonde 666, en ajustement à frottement, afin d'établir une relation de conduction électrique entre l'élément capteur 669 et la saillie 766 de l'élément capteur. Une ouverture alignée 767.1 dans la partie d'entretoisement de l'ensemble 768 en forme de croissant reçoit aussi à travers elle l'élément capteur 669 en forme de tige en matière plastique conductrice.
Lorsque le milieu cible ou disque 763 se déplace vers sa position haute 0 ou vers sa position basse C, les capteurs 761 et 760 produisent les indications concernant la présence du disque ou du milieu cible 763 lorsqu'il est étroitement adjacent à l'un des capteurs. Le milieu cible ou disque 763 présente des caractéristiques électriques qui diffèrent des caractéristiques électriques du gaz, de l'air ou du milieu ambiant dans la zone de cible 753 de sorte que la présence du disque ou du milieu cible 763 peut être aisément détectée.
De même que dans les autres formes de réalisation de l'invention, une indication est produite grâce à la variation de courant due à la détection du milieu cible à proximité immédiate du capteur pour produire des indications qui sont utiles pour indiquer la position du disque ou du milieu cible 763 et pour enregistrer si ou non la valve est ouverte ou fermée.
On voit que la présente invention procure un dispositif de contrôle destiné à déterminer la présence ou
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l'absence et la position du milieu cible, lequel peut comprendre, suivant la nature de l'installation, un liquide, un liquide de fuite, un objet physique ou autre milieu physique. Le milieu cible est présent dans une atmosphère ambiante corrosive 11 engendrée par l'appareillage environnant, tel que celui illustré sur les figures 1 et 2.
L'élément capteur ou les éléments capteurs qui créent un champ capteur dans une zone de cible adjacente au milieu cible comprennent un élément capteur en matière plastique conductrice pouvant faire partie des moyens fonctionnels coopérant avec la cible changeante ou bien peuvent, dans certains cas, assumer la fonction unique d'engendrer le champ capteur et peuvent fonctionner avec le circuit capteur capacitif pour déterminer l'existence ou l'absence de la cible changeante à proximité immédiate de l'élément capteur.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.