EP0165131A1 - Dispositif pour contrôler l'état de contacts électriques - Google Patents

Dispositif pour contrôler l'état de contacts électriques Download PDF

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EP0165131A1
EP0165131A1 EP85400943A EP85400943A EP0165131A1 EP 0165131 A1 EP0165131 A1 EP 0165131A1 EP 85400943 A EP85400943 A EP 85400943A EP 85400943 A EP85400943 A EP 85400943A EP 0165131 A1 EP0165131 A1 EP 0165131A1
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EP
European Patent Office
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liquid crystal
crystal system
optical
photovoltaic generator
light source
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Application number
EP85400943A
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German (de)
English (en)
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EP0165131B1 (fr
Inventor
Francis Dupouy
Claude Prevost
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Group SAS
Original Assignee
Airbus Group SAS
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Publication date
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Publication of EP0165131A1 publication Critical patent/EP0165131A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0165131B1 publication Critical patent/EP0165131B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the open or closed state of at least one electrical contact comprising a movable part and a fixed part, by passage of an electric current between said fixed and movable parts of said contact.
  • the purpose of the device of the present invention is to remedy these drawbacks and to provide a device making it possible to check the state of a contact, of a contact chain, or of one of them, without an electrical connection between said device and the data acquisition system, the device operating under a low electric current (for example ⁇ 10 ⁇ A at 6 V) supplied by an internal source to itself other than a cell or battery.
  • a low electric current for example ⁇ 10 ⁇ A at 6 V
  • the device for controlling the open or closed state of at least one electrical contact comprising a mobile part and a fixed part, by passing an electric current between said fixed and mobile parts of said contact.
  • the device comprises a light source, a photovoltaic generator capable of being excited by said light source, a liquid crystal system mounted in series with the contact (s) at the terminals of said photovoltaic generator and having two different optical states depending on whether or not it is crossed by the current generated by said photovoltaic generator and means for detecting and exploiting the states of said liquid crystal system.
  • said means for detecting and operating the states of the liquid crystal system are electro-optical and the generator is photovoltaic, the liquid crystal system and part of said means for detecting and operating form a construction unit. tion connected to said light source and to the other part of said detection and operating means by optical links.
  • light energy can be supplied by an optical fiber which illuminates a mosaic of photovoltaic cells. This delivers a micro-current which crosses the contact chain and modulates a liquid crystal cell. The reading of the state of this cell can also be carried out by optical fiber.
  • said liquid crystal system is of the type rotating the plane of polarization of the light when it is at rest and said detection and operating means comprise polarization means associated with said liquid crystal system.
  • the device according to the invention can comprise a light source and a system of optical fibers for exciting said photovoltaic generator, a light source and a fiber optic system for lighting said liquid crystal system, a fiber optic system and a device. for exploiting the changes of optical states of said liquid crystal system, as well as an optical system for establishing the light communication between said optical fiber systems respectively associated with the light source of illumination of the liquid crystal system and with the device exploitation of the optical state changes of the liquid crystal system.
  • a single light source may be provided to excite the photovoltaic generator and to illuminate the liquid crystal system and optical means incorporated in said construction unit to share the light beam coming from this single source into two partial beams respectively addressed to said photovoltaic generator and said liquid crystal system.
  • the optical fiber system for illuminating the liquid crystal system and the optical fiber system for exploiting the changes of optical states of said liquid crystal system can form a single optical fiber system. It is even possible to have the fiber optic system for driving the photovoltaic generator, the fiber optic system for lighting the liquid crystal system and the fiber optic system for exploiting the changes of optical states of said crystal system. liquids form a single system of optical fibers.
  • the optical means for sharing the light beam send the photovoltaic generator the hot part and the liquid crystal system the cold part of the radiation emitted by the single light source.
  • the device according to the invention may include logic supplied by said photovoltaic generator and allowing the sequential examination of a plurality of contacts.
  • the device according to the invention shown in Figure 1, is intended to control the open or closed state of a plurality of electrical contacts 1, each consisting of a movable part 1a and a fixed part 1b, conductive of electricity.
  • This device comprises a photovoltaic generator 2 and an electrooptic system, constituted by a liquid crystal assembly 3, capable of causing the rotation of 90 ° of the plane of polarization of light, and by two polarizers 4 and 5, arranged on either side of the plane of said liquid crystal assembly 3.
  • the plurality of fixed parts 1b of the contacts 1 are mounted in series with one another and with said liquid crystal assembly 3, in a series circuit 6 connecting the terminals of the photovoltaic generator 2.
  • the device of FIG. 1 further comprises a first source of light energy 7 which, for example, may be an incandescent lamp provided with coupling optics and a heat filter to remove excess infrared radiation, a light-emitting diode in the red and near infrared, a laser diode in the near infrared, a red laser with coupling optics, etc.
  • This first light source 2 could also emit non-coherent light; however, to obtain the best efficiency from the photovoltaic generator 2, it is preferable that this light is monochromatic and that its wavelength is between 0.6 and 0.9 ⁇ m.
  • the light energy emitted by said first source 7 is sent to the photovoltaic generator 2 via a system of optical fibers 8.
  • the device of FIG. 1 further comprises a second light source 9, identical or different from said first source 7, capable of addressing its light to the liquid crystal assembly 3 and to the polarizers 4 and 5, via '' a fiber optic system 10.
  • a mirror 11 is provided behind the polarizer 5 to optionally reflect light towards a fiber optic system 12, arranged on the same side of the electro-optical system 3, 4 and 5.
  • the fiber optic system 12 is connected, at its end opposite to the electro-optical system 3, 4 and 5 with an operating and acquisition device 13, which may consist of PIN diodes, avalanche photo-diodes , etc ...
  • the light emitted by the first light energy source 7 and conveyed by the optical fiber system 8 is addressed to the photovoltaic generator 2, having for example an area of 1 mm 2.
  • Such a photovoltaic generator 2 can then deliver a current of approximately 10 ⁇ A, for a voltage less than 6 V (gradient 0.4 A / W light).
  • the voltage delivered by the photovoltaic generator 2 is optionally applied to said liquid crystal assembly 3 of nematic type, via the chain of contacts 1.
  • the liquid crystal assembly 3 When the chain of said contacts 1 is open, that is to say when at at least one of said contacts 1 is not closed, the liquid crystal assembly 3 does not receive said voltage emitted by the photovoltaic generator 2 and it therefore remains at rest thus making the plane of polarization of light rotate by 90 ° .
  • the chain of said contacts 1 is closed, that is to say when all the contacts 1 are closed, the liquid crystal assembly 3 is excited by the voltage of the photovoltaic generator 2 and it does not modify the plane of polarization of the light it receives.
  • the liquid crystal assembly 3 when the liquid crystal assembly 3 is excited (see FIG. 2), that is to say when all the contacts 1 are closed, the light beam 17 coming from the fiber optic system 10 passes through, after polarization by the polarizer 4, the liquid crystal arrangement 3 and the polarizer 5 to reflect on the mirror 11 and give rise to a reflected ray 18, which crosses over the polarizer 5, the liquid crystal assembly 3 and the polarizer 4 for reach the fiber optic system 12.
  • the mirror 11 has been eliminated and the optical fiber system 12 has been placed opposite the optical fiber system 10, on the side opposite to the electrooptical system 3,4,5.
  • a focusing lens 19 can be provided between the polarizer 5 and the optical fiber system 12.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment in which the first light energy source 7 and the optical fiber system 8 have been eliminated.
  • a mirror 20 is provided, arranged in the path of the light beam 17 leaving the system at optical fibers 10 and capable of addressing part 17 ′ of this beam 17 to the photovoltaic generator 2 and the other part 17 ′′ of said beam to the electrooptical system 3,4,5.
  • the mirror 20 can be a simple semi-mirror transparent.
  • the mirror 20 is of the dichroic type making it possible to address the infrared part 17 ′ of the beam 17 to the photovoltaic generator 2 and the cold part 17 ′′ of said beam 17 to the electrooptical system 3,4,5. part 17 "of the beam 17 allows an operation identical to that described above with respect to said beam 17.
  • the optical fiber system 12 has been eliminated, the optical fiber system 10 making it possible, at the same time, to convey light from the source 9 to the electrooptical system 3,4,5 ( beam 17) and the light from the electrooptical system 3,4,5 to the device 13 (beam 18).
  • This variant embodiment can use, in a known manner, a blade separator or an appropriate coupler.
  • FIG. 9 implements the fiber optic system 10 of FIG. 8 and the mirror 20 of FIG. 7, to eliminate the source 7 and the fiber optic systems 8 and 12.
  • FIG. 10 there is provided a logic 21, of low consumption, supplied by the photovoltaic unit 2 and making it possible to sequentially present the state of each contact 1.
  • the device of FIG. 10 presents the structure of the device of figure 1,
  • the device which has just been described and its variants all comprise a liquid crystal system 3 of the nematic type; said liquid crystal system could just as easily be of the dichroic type and would then be associated with one or more Herlmeier cells with polarizer, said liquid crystal system 3 of dichroic type operating by the "Guest-Host" effect.
  • a polychromatic type liquid crystal system (3) could also be used, operating by changing the wavelength of light waves under excitation, possibly associated with one or more polarizers, for improving the contrast during reading.
  • FIG. 11 shows an example of application of the device according to the invention to remote monitoring, from a station 22, of the maximum and minimum levels of a tank 23 containing flammable petroleum products 24.
  • Contacts 1M and 1m cooperate with a float 25 to determine said maximum and minimum levels.
  • the contact control device is similar to that illustrated in FIG. 7: it comprises a unit 26 fixed to the tank 23, associated with logic 21 included in the unit 26 which makes it possible to sequentially present the state of the two 1M contacts and lm.
  • the information is coded in the form of light width modulation.
  • the power The electrical output created by the sensor is ⁇ 60 ⁇ W.
  • the light generator 9 is a laser diode associated with a power supply 27.
  • the diode can be pulsed or permanent depending on whether the desired information is permanent or punctual reading.
  • the light information is detected by a PIN diode 28 placed between the device 13 and the fiber optic system 12. This information is processed by logic which displays the states using two LEDs 29.
  • the device in FIG. 11 could monitor a plurality of contacts, some of which would correspond, for example, to intermediate levels between the minimum level and the maximum level.

Landscapes

  • Relay Circuits (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
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Abstract

Dispositif pour contrôler l'état ouvert ou fermé d'au moins un contact électrique (1) comportant une partie mobile (1a) et une partie fixe (1b), par passage d'un courant électrique entre lesdites parties fixes et mobiles dudit contact. Selon l'invention, ce dispositif comporte une source lumineuse (7, 9), un générateur photovoltatïque (2) susceptible d'être excité par ladite source lumineuse, un système à cristaux liquides (3) monté en série avec le ou les contacts (1) aux bornes dudit générateur photovoltaîque (2) et présentant deux états optiques différents suivant qu'il est ou non traversé par le courant engendré par ledit générateur photovoltaïque et des moyens (4, 5, 9, à 13) pour détecter et exploiter les états dudit système à cristaux liquides (3).

Description

  • La présente invention concerne un dispositif pour contrôler l'état ouvert ou fermé d'au moins un contact électrique comportant une partie mobile et une partie fixe, par passage d'un courant électrique entre lesdites parties fixe et mobile dudit contact.
  • Le dispositif selon l'invention sera utilisé avantageusement:
    • - pour améliorer la sécurité, voire même résoudre intégralement les problèmes qu'elle pose, chaque fois que la transmission d'un courant électrique peut être une source de danger (inflammation, explosion...),
    • - pour améliorer la crédibilité de l'information, lorsque la transmission (câble de liaison) est soumise à des champs électrique et/ou magnétique importants.
  • On sait que, actuellement, l'acquisition d'état d'un contact nécessite l'envoi d'un courant électrique au travers de ce contact par l'intermédiaire de conducteurs venant d'une source plus ou moins éloignés. Lorsque le contact est fermé, le courant électrique fourni en amont le traverse et se retrouve en aval pour être exploité par un appareil de contrôle (capteur). Dans de nombreuses applications industrielles ce système n'est pas acceptable, car :
    • a) les conducteurs électriques transitent dans un milieu déflagrant ou dégradant pour atteindre le capteur ;
    • b) le capteur est implanté dans un système qui doit rester électriquement isolé ;
    • c) le capteur est implanté sur une pièce tournante impliquant des collecteurs tournants qui en bas niveau électrique ne donnent pas satisfaction ;
    • d) les piles ou batteries d'alimentation du capteur sont très difficilement accessibles voire impossible à atteindre.
  • Le dispositif de la présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de réaliser un dispositif permettant de vérifier l'état d'un contact, d'une chaîne de contacts, ou d'un de ceux-ci, sans liaison électrique entre ledit dispositif et le système d'acquisition de données, le dispositif fonctionnant sous un faible courant électrique (par exempla ≦ 10 µA sous 6 V) fourni par une source interne à lui-même autre que pile ou batterie.
  • A cette fin, selon l'invention, le dispositif pour contrôler l'état ouvert ou fermé d'au moins un contact électrique comportant une partie mobile et une partie fixe, par passage d'un courant électrique entre lesdites parties fixe et mobile dudit contact, est caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse, un générateur photovoltaîque susceptible d'être excité par ladite source lumineuse, un système à cristaux liquides monté en série avec le ou les contacts aux bornes dudit générateur photovoltaîque et présentant deux états optiques différents suivant qu'il est ou non traversé par le courant engendré par ledit générateur photovoltaïque et des moyens pour détecter et exploiter les états dudit système à cristaux liquides.
  • Avantageusement, lesdits moyens de détection et d'exploitation des états du système à cristaux liquides sont électro-optiques et le générateur est photovoltaîque, le système à cristaux liquides et une partie desdits moyens de détection et d'exploitation forment une unité de construction reliée à ladite source lumineuse et à l'autre partie desdits moyens de détection et d'exploitation par des liaisons optiques.
  • Par suite, une énergie lumineuse peut être amenée par une fibre optique qui éclaire une mosaïque de cellules photo-voltalques. Celle-ci délivre un micro-courant qui traverse la chaîne de contacts et vient moduler une cellule de cristaux liquides. La lecture de l'état de cette cellule peut également être effectuée par voie de fibre optique.
  • L'invention offre donc les avantages de :
    • - traverser sans risque les milieux déflagrants ou dégradants;
    • - travailler sans inconvénient en milieu électriquement perturbé ;
    • - transmettre l'information sans contact au niveau des collecteurs tournants ;
    • - respecter les isolements entre le capteur et le système d'acquisition de données ;
    • - auto-limiter le courant d'exploitation qui est créé localement dans le capteur et le contact ou la chaîne de contacts à tester ;
    • - s'affranchir intégralement des besoins d'accès aux dispositifs à piles pour remplacement de celles-ci.
  • De préférence, ledit système à cristaux liquides est du type faisant tourner le plan de polarisation de la lumière lorsqu'il est au repos et lesdits moyens de détection et d'exploitation comportent des moyens de polarisation associés audit système à cristaux liquides.
  • Ainsi, le dispositif selon l'invention peut comporter une source lumineuse et un sytème de fibres optiques pour exciter ledit générateur photovoltalque, une source lumineuse et un système de fibres optiques pour éclairer ledit système à cristaux liquides, un système de fibres optiques et un dispositif pour exploiter les changements d'états optiques dudit système à cristaux liquides, ainsi qu'un système optique pour établir la communication lumineuse entre lesdits systèmes de fibres optiques respectivement associés à la source lumineuse d'éclairement du système à cristaux liquides et au dispositif d'exploitation des changements d'états optiques du système à cristaux liquides.
  • On peut prévoir une source lumineuse unique pour exciter le générateur photovoltaïque et pour éclairer le système à cristaux liquides et des moyens optiques incorporés à ladite unité de construction pour partager le faisceau lumineux provenant de cette source unique en deux faisceaux partiels respectivement adressés audit générateur photovoltaîque et audit système à cristaux liquides.
  • De plus, le système de fibres optiques pour éclairer le système à cristaux liquides et le système de fibres optiques pour exploiter les changements d'états optiques dudit système à cristaux liquides peuvent former un seul système -de fibres optiques. Il est même possible de faire en sorte que le système de fibres optiques pour exciter le générateur photovoltaîque, le système des fibres optiques pour éclairer le système à cristaux liquides et le sytème de fibres optiques pour exploiter les changements d'états optiques dudit système à cristaux liquides forment un seul système de fibres optiques.
  • Avantageusement, les moyens optiques de partage du faisceau lumineux adressent au générateur photovoltaique la partie chaude et au système à cristaux liquides la partie froide du rayonnement émis par la source lumineuse unique.
  • Le dispositif selon l'invention peut comporter une logique alimentée par ledit générateur photovoltaïque et permettant l'examen séquentiel d'une pluralité de contacts.
    • Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
    • La figure 1 montre le schéma d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
    • Les figures 2 à 5 illustrent le fonctionnement du dispositif de la figure 1, suivant la structure de celui-ci.
    • Les figures 6 à 10 montrent des variantes de réalisation du dispositif selon l'invention.
    • La figure 11 montre une application du dispositif selon l'invention.
  • Le dispositif selon l'invention, montré par la figure 1, est destiné à contrôler l'état ouvert ou fermé d'une pluralité de contacts électriques 1, constitué chacun d'une partie mobile 1a et d'une partie fixe 1b, conductrices de l'électricité.
  • Ce dispositif comporte un générateur photovoltaîque 2 et un système électrooptique, constitué par un ensemble à cristaux liquides 3, susceptible de provoquer la rotation de 90° du plan de polarisation de la lumière, et par deux polariseurs 4 et 5, disposés de part et d'autre du plan dudit ensemble à cristaux liquides 3.
  • La pluralité des parties fixes 1b des contacts 1 sont montées en série entre elles et avec ledit ensemble à cristaux liquides 3, dans un circuit série 6 reliant les bornes du générateur photovoltaïque 2.
  • Le dispositif de la figure 1 comporte de plus une première source d'énergie lumineuse 7 qui, par exemple, peut être une lampe à incandescence pourvue d'une optique de couplage et d'un filtre anticalorique pour supprimer un excès de rayonnement infrarouge, une diode électroluminescente dans le rouge et le proche infrarouge, une diode laser dans le proche infrarouge, un laser rouge avec optique de couplage, etc...Cette première source lumineuse 2 pourrait également émettre une lumière non cohérante ; cependant, pour obtenir le meilleur rendement du générateur photovoltaïque 2, il est préférable que cette lumière soit monochromatique et que sa longueur d'onde soit comprise entre 0,6 et 0,9µm. L'énergie lumineuse émise par ladite première source 7 est adressée au générateur photovoltaîque 2 par l'intermédiaire d'un système de fibres optiques 8.
  • Le dispositif de la figure 1 comporte en outre une seconde source lumineuse 9, identique ou différente de ladite première source 7, susceptible d'adresser sa lumière à l'ensemble à cristaux liquides 3 et aux polariseurs 4 et 5, par l'intermédiaire d'un système à fibres optiques 10.
  • Un miroir 11 est prévu derrière le polariseur 5 pour éventuellement réfléchir de la lumière vers un système à fibres optiques 12, disposé du même côté du système électro-optique 3,4 et 5.
  • Le système à fibres optiques 12 est en liaison, à son extrémité opposée au système électro-optique 3,4 et 5 avec un dispositif 13 d'exploitation et d'acquisition, qui peut être constitué de diodes PIN, de photo-diodes à avalanches, etc...
  • Ainsi, la lumière émise par la première source d'énergie lumineuse 7 et véhiculée par le système à fibres optiques 8 est adresée au générateur photovoltaîque 2, présentant par exemple une surface de 1 mm2. Un tel générateur photovoltaïque 2 peut alors délivrer un courant d'environ 10µ A, pour une tension inférieure à 6V (gradient 0,4 A/W lumière).
  • La tension délivrée par le générateur photovoltaîque 2 est éventuellement appliquée audit ensemble à cristaux liquides 3 de type nématique, par l'intermédiaire de la chaîne des contacts 1. Lorsque la chaîne desdits contacts 1 est ouverte, c'est-à-dire lorsque au moins l'un desdits contacts 1 n'est pas fermé, l'ensemble à cristaux liquides 3 ne reçoit pas ladite tension émise par le générateur photovoltaîque 2 et il reste donc au repos faisant ainsi tourner de 90° le plan de polarisation de la lumière. En revanche, lorsque la chaîne desdits contacts 1 est fermée, c'est-à-dire lorsque tous les contacts 1 sont fermés, l'ensemble à cristaux liquides 3 est excité par la tension du générateur photovoltaïque 2 et il ne modifie pas le plan de polarisation de la lumière qu'il reçoit.
  • Ainsi, la lumière émise par ladite seconde source 9, véhiculée par le système à fibres optiques 10, et ensuite polarisée par le polariseur 4, peut subir l'effet de rotation de polarisation exercé par ledit ensemble à cristaux liquides 3 et rencontrer le polariseur 5. En fonction de l'orientation relative des deux polariseurs 4 et 5 et de l'action de l'ensemble à cristaux liquide 3, la lumière émise par la source 9 traverse ou non le polariseur 5 :
    • - si aucune lumière ne traverse le polariseur 5, le miroir 11 ne renvoie pas de lumière vers le dispositif 13, à travers le système à fibres optiques 12 ;
    • - si la lumière traverse le polariseur 5, le miroir 11 injecte celle-ci dans le sytème à fibres optiques 12 et le dispositif 13 reçoit un signal.
  • Les figures 2 à 5 explicitent le fonctionnement décrit ci-dessus pour deux cas particuliers.
  • Dans l'exemple des figures 2 et 3, on a supposé que les directions de polarisation 14, 15 et 16 des polariseurs 4 et 5 et de l'ensemble de cristaux liquides 3 étaient parallèles entre elles, lorsque celui-ci est excité.
  • Donc, lorsque l'ensemble de cristaux liquides 3 est excité (voir la figure 2), c'est-à-dire lorsque tous les contacts 1 sont fermés, le faisceau de lumière 17 issu du système à fibres optiques 10 traverse, après polarisation par le polariseur 4, l'agencement à cristaux liquides 3 et le polariseur 5 pour se réfléchir sur le miroir 11 et donner naissance à un rayon réfléchi 18, qui retraverse le polariseur 5, l'ensemble de cristaux liquide 3 et le polariseur 4 pour atteindre le système à fibres optiques 12.
  • En revanche, lorsque ledit ensemble liquides 3 n'est plus excité (voir la figure 3), c'est-à-dire lorsqu'au moins l'un des contacts 1 est ouvert, la direction de polarisation 16 de l'ensemble à cristaux liquides 3 tourne, de sorte que le polariseur 5 constitue une barrière pour le faisceau 17, qui ne peut atteindre le miroir 11 et donc le système à fibres optiques 12.
  • Dans la structure des figures 2 et 3, le retour de la lumière émise par la source 9 au dispositif 13 ne se produit donc que lorsque tous les contacts 1 sont fermés.
  • Dans l'exemple de réalisation des figures 4 et 5, on a supposé que les directions de polarisation 14 et 15 des polariseurs 4 et 5 étaient à 90° entre elles et que les directions de polarisation 14 et 16 étaient parallèles lorsque l'ensemble de cristaux liquides 3 est excité.
  • Dans ce cas, lorsque tous les contacts 1 sont fermés (voir la figure 4), le faisceau 17 est bloqué par le polariseur 5, alors que lorsqu'au moins un contact 1 est ouvert (voir la figure 5), le faisceau 17 donne naissance au faisceau réfléchi 18 qui atteint le système à fibres optiques 12 après rotation inverse de polarite dans l'ensemble de cristaux liquides 3.
  • Dans la structure des figures 4 et 5, le retour de la lumière émise par la source 9 au dispositif 13 ne se produit donc que lorsqu'au moins l'un des contacts 1 est ouvert.
  • Dans la variante de réalisation de la figure 6, on a supprimé le miroir 11 et disposé le système à fibres optiques 12 en regard du système à fibres optiques 10, du côté opposé au système électrooptique 3,4,5. Une lentille de focalisation 19 peut être prévue entre le polariseur 5 et le système à fibres optiques 12. On pourrait également prévoir tout système optique qui permettrait de disposer les systèmes à fibres optiques 10 et 12 dans toute position relative angulaire désirée.
  • La figure 7 montre une variante de réalisation dans laquelle on a supprimé la première source d'énergie lumineuse 7 et le système à fibres optiques 8. Dans ce cas, on prévoit un miroir 20 disposé sur le trajet du faisceau lumineux 17 sortant du système à fibres optiques 10 et susceptible d'adresser une partie 17' de ce faisceau 17 sur le générateur photovoltaïque 2 et l'autre partie 17" dudit faisceau vers le système électrooptique 3,4,5. Le miroir 20 peut être un simple miroir semi-transparent.
  • Toutefois, il est préférable que le miroir 20 soit du type dichroique permettant d'adresser au générateur photovoltalque 2 la partie infrarouge 17' du faisceau 17 et au système électrooptique 3,4,5 la partie froide 17" dudit faisceau 17. Bien entendu la partie 17" du faisceau 17 permet un fonctionnement identique à celui décrit ci-dessus à propos dudit faisceau 17.
  • Dans la variante de réalisation de la figure 8, on a supprimé le système à fibres optiques 12, le système à fibres optiques 10 permettant, à la fois, de véhiculer la lumière de la source 9 vers le système électrooptique 3,4,5 (faisceau 17) et la lumière du système électrooptique 3,4,5 au dispositif 13 (faisceau 18). Cette variante de réalisation peut mettre en oeuvre, de façon connue, un séparateur à lame ou un coupleur approprié.
  • La variante de réalisation de la figure 9 met en oeuvre le système à fibres optiques 10 de la figure 8 et le miroir 20 de la figure 7, pour supprimer la source 7 et les systèmes à fibres optiques 8 et 12.
  • Dans la variante de la figure 10, on a prévu une logique 21, de faible consommation, alimentée par l'ensemble photovoltalque 2 et permettant de présenter séquentiellement l'état de chaque contact 1. Le dispositif de la figure 10 présente la structure du dispositif de la figure 1,
  • Le dispositif qui vient d'être décrit et ses variantes comprennent tous un système à cristaux liquides 3 de type nématique ; ledit système à cristaux liquides pourrait tout aussi bien être du type dichroîque et serait alors associé à une, ou des cellules d'Herlmeier avec polariseur, ledit système de cristaux liquides 3 de type dichroique fonctionnant par effet "Guest-Host".
  • Enfin, on pourrait utiliser également un système de cristaux liquides (3) de type polychromatique, fonctionnant par changement de longueur d'ondes lumineuses sous excitation, associé éventuellement avec un, ou des polariseurs, pour amélioration du contraste lors de la lecture.
  • Sur la figure 11, on a représenté un exemple d'application du dispositif selon l'invention à la surveillance à distance, à partir d'un poste 22, des niveaux maximal et minimal d'une cuve 23 contenant des produits pétroliers inflammables 24.
  • Des contacts 1M et 1m coopèrent avec un flotteur 25 pour déterminer lesdits niveaux maximal et minimal.
  • Le dispositif de contrôle des contacts est semblable à celui illustré sur la figure 7 : il comporte une unité 26 fixée sur la cuve 23, associée à une logique 21 incluse dans l'unité 26 qui permet de présenter séquentiellement l'état des deux contacts 1M et lm. Les informations sont codées sous forme de modulation de largeur lumineuse. La puissance électrique ainsi créée par le capteur est< 60µ W.
  • Le générateur de lumière 9 est une diode laser associée à une alimentation 27. La diode peut être pulsée ou permanente selon que l'information désirée est à lecture permanente ou ponctuelle.
  • Les informations lumineuses sont détectées par une diode PIN 28 disposée entre le dispositif 13 et le système de fibres optiques 12. Ces informations sont traitées par une logique qui affiche les états à l'aide de deux voyants 29.
  • Bien entendu, le dispositif de la figure 11 pourrait surveiller une pluralité de contacts, dont certains d'entre eux correspondraient, par exemple, à des niveaux intermédiaires entre le niveau minimal et le niveau maximal.
  • On conçoit que, grâce à l'invention, on dispose d'un dispositif susceptible de nombreuses applications. Par exemple :
    • - contrôle des comptes-rendus de position des éléments de commandes pyrotechniques et des barrières de sécurité sur engins balistiques et spatiaux ;
    • - acquisition d'état de mano-contacts dans un réservoir de carburant ou comburant ;
    • - compte-rendu de position de gouvernails, volets, organes de direction et commandes en général sur engins, avions, navires, véhicules divers, installations au sol, devant être protégés contre des champs électriques et/ou magnétiques importants ;
    • - acquisition de position de vanne (ouverte ou fermée) de commande d'écoulement de produits dangereux dans les industries pétrochimiques (hydrogène, oxygène, essence, kéroséne...) ;
    • - compte-rendu d'état de capteurs dans ou sur pièces tournantes telles que, panneaux satellites, rotors, turbines instrumentées ;
    • - acquisition de compte-rendu de capteurs d'incendie dans des locaux pyrotechniques ou installations industrielles sensibles en général ;
    • - vérification d'états dans des milieux difficiles d'accès pour atteindre et changer les piles des dispositifs actuellement utilisés. Par exemple : milieu immergé, corps humain (contrôle d'état coeur artificiel) milieu très encombré etc... ;
    • - rechargement de batteries et vérification de l'état du dispositif qui fonctionne sous l'effet de ces batteries par l'intermédiaire des mêmes fibres optiques. On trouvera une application avantageuse en milieu médical pour les appareils implantés dans le corps humain du fait de la bonne tolérance de ce dernier pour le verre constituant les fibres optiques.

Claims (12)

1 - Dispositif pour contrôler l'état ouvert ou fermé d'au moins un contact électrique (1) comportant une partie mobile (1a) et une partie fixe (1b), par passage d'un courant électrique entre lesdites parties fixes et mobiles dudit contact,
caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse (7,9), un générateur photovoltalque (2) susceptible d'être excité par ladite source lumineuse, un système à cristaux liquides (3) monté en série avec le ou les contacts (1) aux bornes dudit générateur photovoltalque (2) et présentant deux états optiques différents suivant qu'il est ou non traversé par le courant engendré par ledit générateur photovoltalque et des moyens (4,5,9 à 13,19,20) pour détecter et exploiter les états dudit système à cristaux liquides (3).
2 - Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que lesdits moyens (4,5,9 à 13,19,20) de détection et d'exploitation des états du système à cristaux liquides (3) sont électro-optiques et en ce que le générateur photovoltaîque (2), le système à cristaux liquides (3) et une partie (4,5,11,19,20) desdits moyens de détection et d'exploitation forment une unité de construction reliée à ladite source lumineuse (7,9) et à l'autre partie (9,13) desdits moyens de détection et d'exploitation par des liaisons optiques (8,10,12)
3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système à cristaux liquides (3) est du type nématique et en ce que lesdits moyens de détection et d'exploitation comportent des moyens de polarisation (4,5) associés audit système à cristaux liquides (3).
4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou-2, caractérisé en ce que ledit système à cristaux liquides (3) est du type dichroique et en ce que lesdits moyens de détection et d'exploitation comportent des moyens de polarisation associés audit système à cristaux liquides (3).
5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système à cristaux liquides (3) est du type polychromatique et en ce que lesdits moyens de détection et d'exploitation peuvent comporter des moyens de polarisation associés audit système à cristaux liquides (3).
6 - Dispositif selon les revendications 2 à 5,
caractérisé en ce que lesdites liaisons à l'unité de construction (2,3,4,5,11,19,20) sont constituées par des systèmes à fibres optiques (8,10,12).
7 - Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse (7) et un système de fibres optiques (8) pour exciter ledit générateur photovoltaïque (2), une source lumineuse (9) et un système de fibres optiques (10) pour éclairer ledit système à cristaux liquides (3), un système de fibres optiques (12) et un dispositif (13) pour exploiter les changements d'états-optiques dudit système à cristaux liquides ainsi qu'un système optique (11 ou 19) pour établir la communication lumineuse entre lesdits systèmes de fibres optiques (10 et 12) respectivement associés à la source lumineuse (9) d'éclairement du système à cristaux liquides (3) et au dispositif (13) d'exploitation des changements d'états optiques du système à cristaux liquides.
8 - Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse unique pour exciter le générateur photovoltaïque (2) et pour éclairer le système à cristaux liquides (3) et des moyens optiques (20) incorporés à ladite unité de construction pour partager le faisceau lumineux provenant de cette source unique en deux faisceaux partiels respectivement adressés audit générateur photovoltaïque (2) et audit système à cristaux liquides (3).
9 - Dispositif selon la revendication 7,
caractérisé en ce que le système de fibres optiques (10) pour éclairer le système à cristaux liquides (3) et le système de fibres optiques (12) pour exploiter les changements d'états optiques dudit système à cristaux liquides (3) forment un seul système de fibres optiques.
10 - Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le système de fibres optiques (8) pour exciter le générateur photovoltaîque (2), le système des fibres optiques (10) pour éclairer le système à cristaux liquides (3) et le système de fibres optiques pour exploiter les changements d'états optiques dudit système à cristaux liquides (3) forment un seul système de fibres optiques.
11 - Dispositif selon la revendication 8,
caractérisé en ce que les moyens optiques (20) de partage du faisceau lumineux adressent au générateur photovoltaïque (2) la partie chaude et au système à cristaux liquides (3) la partie froide du rayonnement émis par la source lumineuse unique.
12 - Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comporte une logique (21) alimentée par ledit générateur photovoltalque (2) et permettant l'examen séquentiel d'une pluralité de contacts (1).
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