FR2792409A1 - Spectrometer, especially small spectrometer for determining surface state of surfaces of roads or vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
! L'invention se rapporte à un spectromètre, notamment un petit! The invention relates to a spectrometer, in particular a small
spectromètre pour définir l'état de surfaces de voies de roulement et de véhicules ou de parties de celles-ci ou de ceux-ci, comportant un boîtier, un ensemble introduisant de la lumière dans une fente de spectromètre, un réseau de reproduction ou de représentation et une ligne ou matrice de réception spectrometer for defining the state of surfaces of tracks and vehicles or parts thereof or thereof, comprising a housing, an assembly introducing light into a spectrometer slot, a reproduction network or representation and a reception line or matrix
opto-électrique, tous ces éléments étant disposes dans ou au boîtier. opto-electric, all these elements being arranged in or in the housing.
Des spectrométres du type indiqué reposent sur des effets quantitatifs et qualitatifs de l'interaction d'ondes électromagnétiques sur de la matière, notamment dans la zone optique du spectre électromagnétique. Les domaines !o d'application sont, entre autres, la mesure des couleurs et l'analyse chimique par l'évaluation des spectres dans un réflexion ou transmission dirigée ou non dirigée. Selon le prospectus de la société Carl Zeiss, Oberkochen, Allemagne, Monolithisches Miniatur- Spektrometer", des petits spectromètres connus comportent dans un boîtier, disposés dans la direction de la lumière, respectivement reliés à un boîtier, un guide de lumière d'entrée qui est relié à son extrémité de sortie de lumière à une fente d'entrée, respectivement dont l'extrémité de sortie de la lumière est configurée de façon à former la fente d'entrée, un réseau de reproduction ou de représentation, de préférence avec une correction des aberrations, par exermple un réseau holographique ou un réseau ou grille concave qui est en un rapport spatial fixe à une fente d'entrée et une ligne ou matrice de réception constituée d'une pluralité de récepteurs de Spectrometers of the indicated type are based on quantitative and qualitative effects of the interaction of electromagnetic waves on matter, especially in the optical region of the electromagnetic spectrum. The areas of application are, inter alia, color measurement and chemical analysis by the evaluation of spectra in a directed or non-directed reflection or transmission. According to the prospectus of the company Carl Zeiss, Oberkochen, Germany, Monolithisches Miniatur- Spektrometer ", known small spectrometers include in a housing, arranged in the direction of light, respectively connected to a housing, an input light guide which is connected at its light output end to an input slit, respectively, the light output end of which is configured so as to form the input slit, a reproduction or representation network, preferably with a correction of aberrations, for example a holographic network or a concave network or grid which is in a fixed spatial relationship to an entry slit and a reception line or matrix made up of a plurality of receivers
rayonnement photoélectriques.photoelectric radiation.
Ces spectromètres connus présentent, entre autres, I'inconvénient que le montage, I'ajustement et la vérification des éléments et groupes d'éléments précités sont très coûteux. Pour une fabrication en série, la dépense en temps et en travail est trop élevee. De même, une stabilité mécanique et thermique ne peut être réalisée qu'avec une dépense élevée. Cela concerne notamment l'ajustage de la ligne ou matrice de réception dans tous les degrés de liberté These known spectrometers have, among other things, the disadvantage that the assembly, adjustment and verification of the above-mentioned elements and groups of elements are very expensive. For mass production, the expenditure of time and labor is too high. Likewise, mechanical and thermal stability can only be achieved with high expense. This concerns in particular the adjustment of the line or matrix of reception in all the degrees of freedom
selon le spectre obtenu pourvu d'une tolérance. according to the spectrum obtained provided with a tolerance.
Ainsi, I'invention a pour objet la création d'un spectromètre du type indiqué au début qui, avec une masse réduite, est apte à fonctionner dans une grande plage de température et qui requiert, quant au montage, à l'ajustement Thus, the subject of the invention is the creation of a spectrometer of the type indicated at the start which, with a reduced mass, is capable of operating in a large temperature range and which requires, as regards assembly, adjustment
et à la vérification, une dépense de fabrication réduite. and on verification, a reduced manufacturing expense.
Conformément à la présente invention, cet objet est atteint dans un spectromètre du type indiqué au début en ce que, pour simplifier le montage et/ou l'ajustement, à l'exception de la ligne ou matrice de réception optoélectronique, tous les autres groupes d'éléments ou éléments du spectromètre ont une configuration ou forme extérieure sensiblement symétrique en rotation et que sont prévus aux groupes d'éléments ou parties d'éléments à assembler les uns avec les autres des moyens simplifiant respectivement facilitant le montage et/ou l'ajustage. o0 Ce faisant, il importe particulièrement que les rainures du réseau de reproduction soient positionnées d'une manière précise relativement à la ligne de réception. La forme symétrique en rotation du boîtier et d'autres parties ou groupes d'éléments est dans ce cas particulièrement avantageuse parce que des contraintes et dilatations provoquées thermiquement dans des corps symétriques en rotation peuvent être bien maîtrisées et que de telles parties, notamment lorsque des moyens correspondants sont prévus, sont faciles à monter et à ajuster. De tels moyens peuvent être réalisés sous forme de saillies et d'évidements correspondants, comme un pivot et une rainure qui s'engagent l'un dans l'autre, et ils assurent une orientation et un positionnement mutuellement fixes des parties et groupes d'éléments appariés à la fois en une In accordance with the present invention, this object is achieved in a spectrometer of the type indicated at the beginning in that, to simplify mounting and / or adjustment, with the exception of the optoelectronic reception line or matrix, all the other groups of elements or elements of the spectrometer have a substantially symmetrical configuration or external shape in rotation and that are provided for groups of elements or parts of elements to be assembled with each other, respectively simplifying means facilitating assembly and / or adjustment. o0 In doing so, it is particularly important that the grooves of the reproduction network are positioned in a precise manner relative to the reception line. The symmetrical shape in rotation of the housing and other parts or groups of elements is in this case particularly advantageous because stresses and expansions caused thermally in symmetrical bodies in rotation can be well controlled and that such parts, especially when corresponding means are provided, are easy to assemble and adjust. Such means can be made in the form of projections and corresponding recesses, such as a pivot and a groove which engage with each other, and they ensure a mutually fixed orientation and positioning of the parts and groups of items paired in one
relation axiale et angulaire.axial and angular relationship.
Pour assurer un assemblage fixe et fiable de parties et de groupes d'éléments, il faut prévoir d'une manière avantageuse des assemblages par matière, comme des collages, des masticages ou des soudages. Ainsi, des parties et groupes d'éléments peuvent également être assemblés d'une To ensure a fixed and reliable assembly of parts and groups of elements, it is advantageous to provide assemblies by material, such as gluing, puttying or welding. Thus, parts and groups of elements can also be assembled in a
manière économique par soudage à ultrasons lorsque le matériau le permet. economically by ultrasonic welding when the material allows.
Du fait de leur symétrie en rotation, toutes les parties et/ou groupes d'éléments peuvent être fabriqués d'une manière avantageuse en une matière synthétique appropriée ou en un métal approprié, d'une manière particulièrement rentable avec une grande qualité et une précision élevée selon le procédé de moulage par injection sans qu'un usinage subséquent Due to their rotational symmetry, all parts and / or groups of elements can be made advantageously from a suitable synthetic material or a suitable metal, in a particularly cost-effective manner with high quality and precision high according to the injection molding process without subsequent machining
important soit nécessaire.important is necessary.
En outre, il est avantageux lorsque, pour éviter des contraintes et des déformations, des parties et/ou groupes d'éléments assemblés entre eux possèdent des coefficients de dilatation thermique identiques ou In addition, it is advantageous when, to avoid stresses and deformations, parts and / or groups of elements assembled together have identical coefficients of thermal expansion or
approximativement identiques.approximately identical.
Ainsi, il est avantageux lorsque l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre est réalisé comme guide de lumière et lorsque ce guide de lumière est assemblé avec la fente du spectromètre par collage. Dans ce cas, I'extrémité du guide de lumière orientée vers la fente du spectromètre peut elle-même avoir la forme d'une fente dans laquelle sont juxtaposés, en Thus, it is advantageous when the assembly introducing the light into the slot of the spectrometer is produced as a light guide and when this light guide is assembled with the slot of the spectrometer by gluing. In this case, the end of the light guide oriented towards the slit of the spectrometer may itself have the shape of a slit in which are juxtaposed, in
une ligne, les différents guides de lumière qui transmettent la lumière. a line, the different light guides that transmit light.
Il peut être avantageux en outre que l'ensemble introduisant la lumière dans la fente du spectromètre soit un tube de reproduction qui possède dans une monture une optique de reproduction et un diaphragme à fente, qui sont disposés aux extrémités opposées de la monture. Dans ce cas, I'optique de reproduction du tube de reproduction pour la transformation en section transversale peut être, par exemple, une optique cylindrique sous la forme d'une lentille cylindrique qui transforme un faisceau de lumière incident, symétrique en rotation, en un faisceau de lumière sortant en forme de fente It may also be advantageous for the assembly introducing the light into the slot of the spectrometer to be a reproducing tube which has, in a frame, a reproducing optic and a slit diaphragm, which are arranged at opposite ends of the frame. In this case, the reproducing optic of the reproducing tube for transformation into cross section can be, for example, a cylindrical optic in the form of a cylindrical lens which transforms an incident light beam, symmetric in rotation, into a beam of light coming out in the form of a slit
pour obtenir un rendement d'éclairage élevé à la fente du spectromètre. to obtain a high light output at the spectrometer slit.
Pour assurer une attribution fixe et précise de la ligne ou matrice de réception à d'autres parties et groupes d'éléments, notamment au réseau, il est avantageux lorsque la ligne ou matrice de réception est collée dans un évidement adapté du boîtier et donc reliée solidement à celui-ci. Cela est particulièrement avantageux lorsque la ligne ou matrice de réception est disposée dans une forme correspondante ou selon un assemblage To ensure a fixed and precise allocation of the reception line or matrix to other parts and groups of elements, in particular to the network, it is advantageous when the reception line or matrix is glued into a suitable recess in the housing and therefore connected securely to this one. This is particularly advantageous when the receiving line or matrix is arranged in a corresponding shape or in an assembly
correspondant au boîtier.corresponding to the housing.
Pour assurer une fabrication particulièrement rentable du spectromètre, il est avantageux lorsque les tolérances des parties ou groupes d'éléments à assembler sont accordées de telle sorte qu'il suffit d'ajuster le guide de lumière et/ou la fente du spectromètre par rapport au réseau. A cette fin, la fente du spectromètre et/ou le guide de lumière sont prévus d'une manière ajustable dans la direction axiale, c'est-à-dire dans la direction de l'axe optique du To ensure a particularly cost-effective production of the spectrometer, it is advantageous when the tolerances of the parts or groups of elements to be assembled are granted so that it suffices to adjust the light guide and / or the slit of the spectrometer relative to the network. To this end, the spectrometer slot and / or the light guide are provided in an adjustable manner in the axial direction, i.e. in the direction of the optical axis of the
spectromètre, ce qui s'est avéré comme étant particulièrement avantageux. spectrometer, which has proven to be particularly advantageous.
Selon le cas d'application du spectromètre, il est avantageux lorsque le guide de lumière et le tube de reproduction peuvent être échangés l'un contre l'autre. Cette mesure est particulièrement avantageuse lorsqu'il faut procéder à des mesures à distance du spectromètre. Dans ce cas, les guides de lumière ont l'avantage particulier que leur face d'entrée de lumière, selon la longueur du guide de lumière, peut être disposé à une certaine distance de la fente du spectromètre, c'est-à-dire de la face de sortie de lumière du guide de lumière, Depending on the application of the spectrometer, it is advantageous when the light guide and the reproduction tube can be exchanged against each other. This measurement is particularly advantageous when measurements have to be made remotely from the spectrometer. In this case, the light guides have the particular advantage that their light entry face, depending on the length of the light guide, can be disposed at a certain distance from the slot of the spectrometer, that is to say of the light exit face of the light guide,
sans que cela entraîne de plus grandes pertes de lumière. without this causing greater light losses.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, The invention will be better understood, and other aims, characteristics,
détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the schematic drawing
annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la Fig. 1 est une vue éclatée du spectromètre et attached given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention, and in which: FIG. 1 is an exploded view of the spectrometer and
la Fig. 2 est une même vue du tube de reproduction. Fig. 2 is the same view of the reproduction tube.
Le spectromètre représenté sur la Fig. 1 en une vue éclatée comporte un boîtier 1 symétrique en rotation pour recevoir d'autres parties et groupes d'éléments. Dans ou sur une première face de délimitation latérale 2 du boîtier 1 est prévu un évidement prismatique 3 qui est destiné à recevoir une ligne ou matrice de réception optoélectronique 4, par exemple sous la forme d'une ligne ou matrice CCD. L'évidement 3 et le boîtier 5 de la ligne de réception 4 ont une forme extérieure telle que par la mise en place du boîtier 5 dans l'évidement 3 a lieu simultanément un positionnement précis de la ligne de réception 4 au boîtier 1. A la face de délimitation 2 sont prévus également des éléments de réception 6 pour la disposition, l'ajustage et la fixation d'autres groupes et parties d'éléments, comme d'un diaphragme à fente 9 avec fente de spectromètre 9.1 et d'un tube d'accouplement 7 pour le guide de lumière 8 ou d'un tube de reproduction séparée 10 qui est également réalisé d'une manière symétrique en rotation et qui comporte un diaphragme à fente 11 avec la fente de spectromètre 11.1 et une ou plusieurs optiques de reproduction 12. Ainsi, lors du montage du spectromètre, I'extrémité 8.1 du guide de lumière 8 est collée ou fixée avec du mastic dans le tube d'accouplement 7, et de nouveau le tube d'accouplement 7 est placé et fixé dans l'élément de réception 6 conjointement avec le diaphragme à fente 9. D'une manière analogue, le tube s5 de reproduction 10 peut être inséré et fixé ensemble avec le diaphragme à The spectrometer shown in FIG. 1 in an exploded view comprises a symmetrical housing 1 in rotation for receiving other parts and groups of elements. In or on a first side delimiting face 2 of the housing 1 is provided a prismatic recess 3 which is intended to receive an optoelectronic reception line or matrix 4, for example in the form of a CCD line or matrix. The recess 3 and the housing 5 of the receiving line 4 have an external shape such that by placing the housing 5 in the recess 3, precise positioning of the reception line 4 takes place simultaneously with the housing 1. A the delimiting face 2 are also provided for receiving elements 6 for the arrangement, adjustment and fixing of other groups and parts of elements, such as a slit diaphragm 9 with spectrometer slit 9.1 and a coupling tube 7 for the light guide 8 or a separate reproduction tube 10 which is also produced in a rotationally symmetrical manner and which comprises a slot diaphragm 11 with the spectrometer slot 11.1 and one or more optics reproduction 12. Thus, during assembly of the spectrometer, the end 8.1 of the light guide 8 is glued or fixed with putty in the coupling tube 7, and again the coupling tube 7 is placed and fixed in the element receiving 6 together with the slit diaphragm 9. Similarly, the reproducing tube s5 10 can be inserted and fixed together with the diaphragm to
fente 11 (Fig. 2) dans l'élément de réception 6. slot 11 (Fig. 2) in the receiving element 6.
Le tube d'accouplement 7 et également le guide de lumière 8 peuvent être réalisés de façon qu'ils réalisent une transformation en section transversale du faisceau de lumière traversant ceux-ci. Il peut donc être prévu dans le tube d'accouplement une optique cylindrique sous la forme d'une lentille cylindrique en tant qu'optique de reproduction 12. Au moyen de celle-ci, le faisceau de lumière incident, symétrique en rotation, est transformé en un faisceau de lumière linéaire ou en forme de fente au diaphragme à fente 11. Le o0 guide de lumière 8 est réalisé, par exemple, à l'extrémité de l'entrée de la lumière, en une forme circulaire et à son extrémité orientée vers le boîtier 1, donc vers le diaphragme à fente 9, en une forme linéaire. De cette manière peut être réalisée une transmission de la lumière, dans la plus grande mesure du possible pauvre en pertes, à la fente de spectromètre 9.1 du diaphragme à The coupling tube 7 and also the light guide 8 can be produced so that they carry out a transformation in cross section of the light beam passing through them. It is therefore possible to provide a cylindrical optic in the form of a cylindrical lens in the coupling tube as a reproducing optic 12. By means of this, the incident light beam, symmetric in rotation, is transformed in a linear or slit-shaped light beam at the slit diaphragm 11. The light guide 8 is produced, for example, at the end of the light inlet, in a circular shape and at its oriented end towards the housing 1, therefore towards the slit diaphragm 9, in a linear form. In this way light can be transmitted, as much as possible low in losses, to the spectrometer slot 9.1 of the diaphragm to
I, la fente 9 respectivement 11.I, the slot 9 respectively 11.
A la deuxième face de délimitation 13 du boîtier 1, opposée à la première face de délimitation 2, il est prévu un logement de réseau ou de grille de reproduction 16, disposé dans une monture 15. En vue d'une fermeture vers At the second delimiting face 13 of the housing 1, opposite the first delimiting face 2, there is provided a network or reproduction grid housing 16, arranged in a mount 15. With a view to closing towards
l'extérieur, il est prévu un couvercle 17. outside, there is a cover 17.
Pour assurer un positionnement mutuel précis de parties et/ou groupes d'éléments assemblés sans grande dépense d'ajustage, des moyens simplifiant respectivement facilitant le montage et/ou l'ajustement sont prévus aux groupes ou parties d'éléments. Comme moyens, par exemple des tenons 18 à 22 ou des saillies sont disposées aux groupes ou parties d'éléments, ou bien des rainures 23 à 26 ou des creux ou des évidements adaptés à ces tenons 18 à 22 sont ménagés dans d'autres groupes ou parties d'éléments correspondants. En vue de l'assemblage solide et durable des différents groupes et/ou parties d'éléments il faut prévoir avantageusement, selon le matériau des éléments à assembler, des assemblages par collage, par masticage ou aussi par soudage étant donné que ces assemblages sont également réalisables To ensure precise mutual positioning of parts and / or groups of elements assembled without great expense of adjustment, respectively simplifying means facilitating mounting and / or adjustment are provided for groups or parts of elements. As means, for example pins 18 to 22 or projections are arranged in groups or parts of elements, or else grooves 23 to 26 or hollows or recesses adapted to these pins 18 to 22 are provided in other groups or parts of corresponding elements. In view of the solid and durable assembly of the various groups and / or parts of elements, it is advantageous to provide, depending on the material of the elements to be assembled, assemblies by gluing, by masticating or also by welding, given that these assemblies are also achievable
d'une manière économique à un coût réduit. economically at a reduced cost.
Les tolérances de fabrication, par suite de la fabrication des éléments selon la technique de moulage par injection, sont réduites de telle sorte qu'après l'assemblage, un ajustage peut être omis dans la plus grande mesure du possible. Il suffit d'ajuster l'écart des diaphragmes à fente 9 respectivement 11 du réseau de reproduction 16 avec les lignes de réseau 16.1 s'étendant perpendiculairement à la fente pour obtenir de cette manière notamment une The manufacturing tolerances, as a result of the manufacturing of the elements according to the injection molding technique, are reduced so that after assembly, an adjustment can be omitted as far as possible. It suffices to adjust the distance of the slot diaphragms 9 respectively 11 of the reproduction network 16 with the network lines 16.1 extending perpendicular to the slot to obtain in this way in particular a
reproduction nette du spectre.clear spectrum reproduction.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20141231 |