FR3047569A1 - HOMOGENEOUS LIQUID JET OPTICAL DEVICE WITHIN A HETEROGENEOUS AIR ENVIRONMENT - Google Patents

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FR3047569A1
FR3047569A1 FR1651003A FR1651003A FR3047569A1 FR 3047569 A1 FR3047569 A1 FR 3047569A1 FR 1651003 A FR1651003 A FR 1651003A FR 1651003 A FR1651003 A FR 1651003A FR 3047569 A1 FR3047569 A1 FR 3047569A1
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optical
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Hubert Voillaume
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    • G02B1/06Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of fluids in transparent cells

Abstract

L'invention concerne un dispositif optique mettant en œuvre un jet liquide homogène au sein d'un milieu aérien hétérogène. L'invention met en œuvre un générateur (20) d'un jet liquide, comprenant une buse convergente (201) et un sas (202) communiquant avec ladite buse convergente. Un boîtier (101) d'un appareil optique (10) est inséré dans le sas (202). Un liquide au moins partiellement transparent est acheminé depuis une source (204) dudit liquide jusqu'au sas (202) puis est éjecté par l'intermédiaire de la buse convergente (201). Un sujet (40) situé suffisamment proche de la buse convergente (201) est impacté au moins partiellement par un jet (30) liquide homogène et au moins partiellement transparent. Le jet (30) liquide homogène et au moins partiellement transparent reliant le sujet (40) au boîtier (101) rend possible la propagation de la lumière du boîtier (101) vers le sujet (40) ou dudit sujet vers ledit boîtier, sans réfraction de la lumière. Il est ainsi possible de réaliser des prises de vue de qualité en utilisant une caméra et ou des mesures de distance au moyen d'un télémètre laser par exemple. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté à des opérations de contrôle lors de processus de découpe par jet d'eau.The invention relates to an optical device implementing a homogeneous liquid jet within a heterogeneous air medium. The invention uses a generator (20) of a liquid jet, comprising a convergent nozzle (201) and a lock (202) communicating with said convergent nozzle. A housing (101) of an optical apparatus (10) is inserted into the airlock (202). An at least partially transparent liquid is conveyed from a source (204) of said liquid to the lock (202) and is ejected via the convergent nozzle (201). A subject (40) located sufficiently close to the convergent nozzle (201) is impacted at least partially by a homogeneous and at least partially transparent liquid jet (30). The homogeneous and at least partially transparent liquid jet (30) connecting the subject (40) to the housing (101) makes it possible for the light of the housing (101) to propagate towards the subject (40) or said subject towards said housing, without refraction light. It is thus possible to make quality shots using a camera and or distance measurements using a laser range finder for example. The device according to the invention is particularly suitable for control operations during waterjet cutting processes.

Description

DISPOSITIF OPTIQUE A JET LIQUIDE HOMOGENE AU SEIN D’UN MILIEUHOMOGENEOUS LIQUID JET OPTICAL DEVICE WITHIN A MEDIUM

AERIEN HETEROGENEAERIEN HETEROGENE

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

La présente invention appartient au domaine de l’optique.The present invention belongs to the field of optics.

Plus particulièrement, l’invention appartient au domaine de la mise en œuvre d’appareils optiques en présence de liquide sur la surface d’un sujet d’intérêt placé au sein d’un milieu aérien dont la transparence est éventuellement affectée par la présence d’aérosols.More particularly, the invention belongs to the field of the implementation of optical devices in the presence of liquid on the surface of a subject of interest placed in an air environment whose transparency is possibly affected by the presence of aerosols.

Plus particulièrement, l’invention appartient au domaine de la mise en œuvre d’appareils optiques d’observation et ou de mesure dans le cadre de processus industriels.More particularly, the invention belongs to the field of the implementation of optical devices for observation and or measurement in the context of industrial processes.

ETAT DE L’ARTSTATE OF THE ART

Il arrive fréquemment que des appareils optiques soient utilisés pour des opérations de contrôle et ou d’asservissement. L’appareil optique peut être par exemple : - un appareil d’observation, par exemple une caméra utilisée pour connaître l’état d’un objet difficilement accessible d’une fondation sous-marine ; - un instrument de mesure, par exemple un télémètre laser permettant de réaliser une mesure de distance.It often happens that optical devices are used for control and / or servo operations. The optical apparatus may be for example: an observation apparatus, for example a camera used to know the state of an object difficult to access from an underwater foundation; - A measuring instrument, for example a laser rangefinder for performing a distance measurement.

Dans certaines situations, l’utilisation de l’appareil optique est limitée par une hétérogénéité du milieu ambiant, en particulier air enfumé ou poussiéreux. L’hétérogénéité du milieu rend celui-ci opaque totalement ou partiellement et limite ou empêche l’utilisation des appareils optiques.In certain situations, the use of the optical apparatus is limited by a heterogeneity of the ambient environment, in particular smoky or dusty air. The heterogeneity of the medium renders it totally or partially opaque and limits or prevents the use of optical devices.

Le sujet d’intérêt peut également présenter en surface des éléments polluants, tels que poussières ou gouttes d’eau qui réduisent la visibilité de la surface de l’élément.The subject of interest may also have on the surface polluting elements, such as dusts or drops of water which reduce the visibility of the surface of the element.

Les problématiques évoquées ci-dessus apparaissent notamment lors d’opérations de prise de vues en milieu industriel. Il arrive que les machines utilisées dans les procédés industriels soient génératrices d’aérosols ou d’éléments opaques s’interposant entre le sujet à observer et le dispositif de prises de vue.The issues mentioned above appear in particular during shooting operations in an industrial environment. It happens that the machines used in industrial processes are generating aerosols or opaque elements interposed between the subject to be observed and the shooting device.

Dans ces cas, un système d’aspiration tel qu’une hotte peut être mis en œuvre, mais un tel système, lorsqu’il est utilisable, peut être complexe ou contraignant à mettre en œuvre, pour une efficacité discutable.In these cases, a suction system such as a hood can be implemented, but such a system, when it can be used, can be complex or constraining to implement, for questionable efficiency.

Une autre solution consiste à réaliser les opérations de prise de vue après nettoyage et séchage de la scène d’observation. L’inconvénient de cette solution est qu’elle ne permet pas une observation en temps réel.Another solution consists in performing the shooting operations after cleaning and drying the observation scene. The disadvantage of this solution is that it does not allow real-time observation.

Certains dispositifs existent pour résoudre, au moins partiellement, des problèmes de transparence dans l’eau, tel que celui exposé dans le brevet européen numéro DE 103 61 935 B4.Some devices exist to solve, at least partially, problems of transparency in water, such as that disclosed in European Patent DE 103 61 935 B4.

Le dispositif présenté dans ce document comporte un sac flexible placé entre un sujet à observer et une caméra vidéo. Le sac flexible est rempli d’eau claire et fixé à l’objectif de la caméra. L’ensemble est plongé dans le milieu aqueux turbide dans lequel les prises de vue d’un objet doivent être réalisées. Le sac est mis en contact avec la surface du sujet à observer de sorte que l’espace ainsi créé entre le sujet et la caméra permet de réaliser une prise de vue de bonne qualité malgré un environnement potentiellement opaque dans lequel est immergé l’objet observé. La flexibilité du sac permet d’épouser la surface d’un sujet pouvant présenter une forme complexe.The device presented in this document comprises a flexible bag placed between a subject to be observed and a video camera. The flexible bag is filled with clear water and attached to the lens of the camera. The whole is immersed in the turbid aqueous medium in which the shots of an object must be made. The bag is brought into contact with the surface of the subject to be observed so that the space thus created between the subject and the camera makes it possible to take a good quality shot despite a potentially opaque environment in which the observed object is immersed . The flexibility of the bag allows to marry the surface of a subject that can have a complex shape.

Ce dispositif présente divers inconvénients : - il doit être utilisé immergé de sorte que le poids du sac flexible rempli d’eau soit compensé par la poussée d’Archimède ; - le sac flexible doit être impérativement en contact direct avec le sujet, sans quoi l’environnement opaque resterait entre le sac et le sujet, et gênerait la prise de vue, il n’est donc pas possible de travailler à distance du sujet ou avec un objet mobile, et une mesure de distance du dispositif au sujet n’est pas pertinente dans le contexte de cette invention ; - le contact direct entre le dispositif et le sujet est susceptible d’entraîner une usure rapide dudit dispositif ; - si le sujet présente un ou des éléments polluants à sa surface, par exemple sable ou boue, ces éléments polluants seront maintenus entre le sac et le sujet et les images ne seront pas exploitables.This device has various drawbacks: it must be used immersed so that the weight of the flexible bag filled with water is compensated by the buoyancy of Archimedes; - the flexible bag must be in direct contact with the subject, otherwise the opaque environment would remain between the bag and the subject, and obstruct the shooting, it is not possible to work away from the subject or with a moving object, and a measure of distance from the device to the subject is not relevant in the context of this invention; - The direct contact between the device and the subject is likely to cause rapid wear of said device; - If the subject has one or more polluting elements on its surface, for example sand or mud, these pollutants will be maintained between the bag and the subject and the images will not be exploitable.

EXPOSE DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

Le dispositif selon l’invention apporte une solution pour pallier aux carences de l’art antérieur dans le domaine de la mise en œuvre d’appareils optiques dans des milieux aériens hétérogènes.The device according to the invention provides a solution to overcome the shortcomings of the prior art in the field of the implementation of optical devices in heterogeneous air media.

Le dispositif optique comporte un appareil optique d’observation et ou de mesure agencé de sorte qu’une ligne de visée dudit appareil optique, le long ou à proximité de laquelle ligne de visée se propagent des rayons lumineux, traverse un milieu liquide homogène et transparent.The optical device comprises an optical observation and / or measuring device arranged so that a line of sight of said optical apparatus, along or near the line of sight, propagates light rays through a homogeneous and transparent liquid medium. .

Le milieu liquide est confiné dans un jet aérien produit par un générateur de jet. Le jet comporte un axe longitudinal sensiblement confondu avec la ligne de visée de l’appareil optique.The liquid medium is confined in an air stream produced by a jet generator. The jet has a longitudinal axis substantially coincident with the line of sight of the optical apparatus.

Par ailleurs, le jet est produit avec une vitesse Vjet du liquide dans le jet suffisante pour produire un jet homogène et transparent sur une longueur de rupture Lbu non nulle suivant la direction de l’axe longitudinal du jet.Furthermore, the jet is produced with a velocity Vjet of the liquid in the jet sufficient to produce a homogeneous and transparent jet over a non-zero Lbu failure length in the direction of the longitudinal axis of the jet.

La longueur de rupture Lbu est la distance, mesurée à partir de la sortie du générateur de jet, à laquelle apparaît la première discontinuité du jet, par exemple une bulle d’air. Cette longueur est définie et non nulle dès lors que l’on quitte un régime goutte à goutte.The break length Lbu is the distance, measured from the output of the jet generator, at which the first discontinuity of the jet appears, for example an air bubble. This length is defined and not zero as soon as one leaves a drip diet.

Le jet n’étant plus homogène au-delà de cette distance, les rayons lumineux subissent des réfractions et l’observation et ou la mesure peut en être affectée. La longueur de rupture Lbu détermine donc une distance maximale d’observation et ou de mesure. Au-delà, l’observation et ou la mesure peut être dégradée.The jet is no longer homogeneous beyond this distance, the light rays undergo refractions and the observation and or measurement can be affected. The Lbu break length thus determines a maximum distance of observation and / or measurement. Beyond, observation and or measurement can be degraded.

Dans une forme de réalisation, le générateur de jet comporte : - une buse convergente, présentant une section d’entrée et une section de sortie et délimitant un volume creux ; - un sas ; - une source délivrant le liquide dans le volume creux sous une pression Pa d’admission et avec un débit adapté pour obtenir la vitesse Vjet de liquide dans le jet voulue en sortie de la buse convergente ; - au moins un conduit permettant d’acheminer le liquide depuis la source vers le sas.In one embodiment, the jet generator comprises: - a convergent nozzle, having an inlet section and an outlet section and delimiting a hollow volume; - an airlock ; a source delivering the liquid in the hollow volume under a pressure Pa of admission and with a flow rate adapted to obtain the velocity Vjet of liquid in the desired jet at the outlet of the convergent nozzle; - At least one conduit for conveying the liquid from the source to the airlock.

Le sas et la buse convergente sont assemblés entre eux de manière à assurer une étanchéité entre le volume creux et un milieu extérieur.The airlock and the convergent nozzle are assembled together so as to ensure a seal between the hollow volume and an external environment.

Dans une forme de réalisation, le sas comporte au moins : - un trou central traversant ledit sas ; - au moins un trou excentré d’admission du liquide. L’au moins un conduit acheminant le liquide est raccordé à l’au moins un trou excentré, permettant ainsi l’admission du liquide dans le volume creux par le biais dudit au moins un trou excentré.In one embodiment, the airlock comprises at least: a central hole passing through said airlock; at least one eccentric hole for admission of the liquid. The at least one conduit carrying the liquid is connected to the at least one eccentric hole, thereby allowing the liquid to be admitted into the hollow space through the at least one eccentric hole.

Dans cette forme de réalisation, tout ou partie de l’appareil optique est maintenu dans le trou central. Une étanchéité est mise en œuvre entre le boîtier et la buse convergente pour empêcher les fuites de liquide depuis le volume creux de la buse convergente vers une partie arrière du sas.In this embodiment, all or part of the optical apparatus is held in the central hole. A seal is implemented between the housing and the convergent nozzle to prevent liquid leakage from the hollow volume of the converging nozzle to a rear portion of the lock.

Une extrémité du boîtier se trouve ainsi immergée dans le volume creux de la buse convergente. La répartition du au moins un trou excentré est telle que l’écoulement autour de l’extrémité immergée du boîtier est homogène, afin de limiter les turbulences dans le volume creux 201c susceptibles de créer des effets néfastes pour la stabilité du jet, par exemple de la cavitation.One end of the housing is thus immersed in the hollow volume of the convergent nozzle. The distribution of the at least one eccentric hole is such that the flow around the immersed end of the housing is homogeneous, in order to limit the turbulence in the hollow volume 201c that may create adverse effects for the stability of the jet, for example cavitation.

Dans une forme de réalisation, l’appareil optique est une caméra. La ligne de visée de la caméra est sensiblement alignée avec l’axe de la buse convergente et du jet, de sorte que des rayons lumineux peuvent se propager depuis un sujet mouillé par le jet, situé à une distance de la sortie de buse convergente inférieure à la longueur de rupture Lbu, pour atteindre un capteur de la caméra et ainsi réaliser une prise de vue.In one embodiment, the optical apparatus is a camera. The line of sight of the camera is substantially aligned with the axis of the convergent nozzle and the jet, so that light rays can propagate from a subject wet by the jet, located at a distance from the bottom convergent nozzle outlet. at Lbu break length, to reach a camera sensor and thus achieve a shot.

Dans une forme de réalisation, l’appareil optique est un télémètre laser à temps de vol. Un rayon laser est émis par le télémètre, ledit rayon laser se propage dans le jet jusqu’à un sujet mouillé par le jet, situé à une distance de la sortie de buse convergente inférieure à la longueur de rupture Lbu. Le rayon réfléchi par le sujet se propage dans le jet jusqu’au télémètre laser, permettant ainsi une mesure de distance.In one embodiment, the optical apparatus is a time-of-flight laser rangefinder. A laser beam is emitted from the rangefinder, said laser beam propagating in the jet to a jet-wet subject located at a distance from the converging nozzle outlet less than the Lbu break length. The ray reflected by the subject is propagated in the jet to the laser range finder, thus allowing distance measurement.

Dans une forme de réalisation, l’appareil optique est un télémètre laser à triangulation.In one embodiment, the optical apparatus is a triangulation laser range finder.

Dans une forme de réalisation, le sas et la buse convergente sont de section sensiblement circulaire. Le jet ainsi formé sera lui aussi de section circulaire.In one embodiment, the airlock and the convergent nozzle are of substantially circular section. The jet thus formed will also be of circular section.

Dans une forme de réalisation, le sas et la buse convergente sont de section sensiblement rectangulaire. Le jet formé sera donc lui aussi de section sensiblement rectangulaire.In one embodiment, the airlock and the convergent nozzle are of substantially rectangular section. The jet formed will therefore also of substantially rectangular section.

Dans une forme de réalisation, l’appareil optique dispose d’un éclairage à intensité réglable suivant la scène à observer.In one embodiment, the optical apparatus has dimmable illumination according to the scene to be observed.

Dans une forme de réalisation, le liquide mis en oeuvre est de l’eau. Le choix de ce liquide peut être particulièrement avantageux lors de processus industriels mettant en oeuvre des dispositifs d’usinage.In one embodiment, the liquid used is water. The choice of this liquid can be particularly advantageous during industrial processes using machining devices.

Ces dispositifs d’usinage peuvent générer des aérosols s’avérant gênants lors du contrôle de la qualité du processus d’usinage.These machining devices can generate aerosols proving troublesome during the control of the quality of the machining process.

Le dispositif suivant l’invention peut être associé à un dispositif d’usinage pour permettre de réaliser l’observation d’une zone de travail du dispositif d’usinage dont une position est définie relativement à une zone de travail du dispositif d’usinage.The device according to the invention can be associated with a machining device to enable the observation of a working zone of the machining device, a position of which is defined relative to a working zone of the machining device.

De la même manière, le dispositif suivant l’invention peut être associé à un dispositif d’usinage pour restituer une mesure de distance d’un point de référence d’un effecteur du dispositif d’usinage par rapport à une pièce en cours d’usinage ou de contrôle, lorsque le dispositif d’usinage ou de contrôle est en cours d’opération.In the same way, the device according to the invention can be associated with a machining device for restoring a distance measurement of a reference point of an effector of the machining device with respect to a part in progress. machining or control, when the machining or control device is in operation.

Avantageusement, l’ensemble comporte un moyen d’asservissement de la position de l’effecteur pour maintenir la distance mesurée à une valeur constante prédéfinie dans une tolérance prédéfinie. L’invention permet ainsi d’utiliser un appareil optique dans un environnement hétérogène, par exemple pollué par de la fumée ou de la poussière, en recréant un volume homogène dans lequel la lumière peut se propager sans perturbation. L’existence d’une longueur de rupture Lbu permet d’obtenir un jet homogène sur une certaine distance et ainsi de travailler à distance du sujet, sous réserve que ledit sujet soit situé à une distance inférieure à ladite longueur de rupture Lbu.Advantageously, the assembly comprises means for controlling the position of the effector in order to maintain the measured distance at a constant value predefined within a predefined tolerance. The invention thus makes it possible to use an optical apparatus in a heterogeneous environment, for example polluted by smoke or dust, by recreating a homogeneous volume in which light can propagate without disturbance. The existence of a rupture length Lbu makes it possible to obtain a uniform jet over a certain distance and thus to work away from the subject, provided that said subject is located at a distance less than said break length Lbu.

Le fait de pouvoir travailler à distance du sujet permet d’éviter les problèmes d’usure susceptibles d’apparaître avec des dispositifs actuels en contact direct avec ledit sujet.The fact of being able to work away from the subject makes it possible to avoid the problems of wear likely to appear with current devices in direct contact with said subject.

Par ailleurs, la longueur de rupture Lbu étant définie pour tout débit de jet suffisamment important, c’est-à-dire dans la mesure où l’on a quitté le régime du goutte à goutte, le dispositif est polyvalent et peut être utilisé pour diverses applications.Furthermore, the Lbu rupture length being defined for any sufficiently large jet flow, that is to say, as far as the droplet regime has been left, the device is versatile and can be used to various applications.

Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à des opérations industrielles, par exemple observation du trait de coupe lors d’une opération de découpe par jet d’eau.The device according to the invention is particularly intended for industrial operations, for example observation of the cutting line during a jet cutting operation.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures that accompany it. These are presented only as an indication and in no way limitative of the invention.

La Figure 1 est une illustration schématique d’un exemple de réalisation du dispositif de l’invention dans lequel la buse convergente et le sas présentent des sections circulaires, illustré en condition opérationnelle ;Figure 1 is a schematic illustration of an embodiment of the device of the invention in which the convergent nozzle and the lock chamber have circular sections, illustrated in operational condition;

La Figure 2 représente des vues de derrière détail (a) et de côté détail (b) de la buse convergente et du sas assemblés entre eux dans la forme de réalisation de la Figure 1 ;Figure 2 shows detail rear views (a) and detail side views (b) of the convergent nozzle and the lock chamber assembled together in the embodiment of Figure 1;

La Figure 3a est une vue en coupe verticale de la buse convergente et du sas assemblés entre eux avec le boîtier de l’appareil optique inséré dans le sas dans la forme de réalisation de la Figure 1, en condition opérationnelle lorsque l’appareil optique est un appareil d’observation ;FIG. 3a is a vertical sectional view of the convergent nozzle and the airlock assembled together with the housing of the optical apparatus inserted in the airlock in the embodiment of FIG. 1, in operational condition when the optical apparatus is an observation apparatus;

La Figure 3b est une vue en coupe verticale de la buse convergente et du sas assemblés entre eux et en présence du boîtier de l’appareil optique inséré dans le sas dans la forme de réalisation de la Figure 1, en condition opérationnelle lorsque l’appareil optique est un télémètre à temps de vol ;3b is a vertical sectional view of the convergent nozzle and the airlock assembled together and in the presence of the housing of the optical apparatus inserted in the airlock in the embodiment of FIG. 1, in operational condition when the apparatus Optical is a time-of-flight rangefinder;

La Figure 4 représente des vues de derrière, détail (a), de côté détail (b), et de face, détail (c), de la buse convergente et du sas assemblés entre eux dans une seconde forme de réalisation dans laquelle le sas et la buse convergente sont de sections sensiblement rectangulaires à angles arrondis ;Figure 4 shows rear views, detail (a), detail side (b), and front, detail (c), of the convergent nozzle and the lock chamber assembled together in a second embodiment in which the airlock and the convergent nozzle are of substantially rectangular sections with rounded corners;

La Figure 5a est une vue en coupe horizontale de la buse convergente et du sas assemblés entre eux en présence du boîtier inséré dans le sas dans la forme de réalisation de la Figure 4 et dans laquelle l’appareil optique est un télémètre à triangulation laser ;Figure 5a is a horizontal sectional view of the converging nozzle and airlock assembled together in the presence of the casing inserted into the airlock in the embodiment of Figure 4 and wherein the optical apparatus is a laser triangulation range finder;

La Figure 5b est une vue en coupe verticale de la buse convergente et du sas assemblés entre eux en présence du boîtier inséré dans le sas dans la forme de réalisation de la Figure 4 et dans laquelle l’appareil optique est un télémètre à triangulation laser ;Figure 5b is a vertical sectional view of the convergent nozzle and airlock assembled together in the presence of the casing inserted in the airlock in the embodiment of Figure 4 and wherein the optical apparatus is a laser triangulation range finder;

La Figure 6 est une illustration schématique de la notion de longueur de rupture Lbu d’un jet cylindrique liquide produit par une buse convergente ;Figure 6 is a schematic illustration of the concept of Lbu rupture length of a liquid cylindrical jet produced by a convergent nozzle;

La Figure 7 représente la courbe de stabilité d’un jet cylindrique liquide.Figure 7 shows the stability curve of a liquid cylindrical jet.

Sur les dessins, des éléments similaires, même de forme différente, portent le même repère.In the drawings, similar elements, even of different shape, bear the same mark.

EXEMPLES DE MODES DE REALISATIONEXAMPLES OF EMBODIMENTS

Le dispositif optique suivant l’invention illustré schématiquement sur la Figure 1, comporte : - un appareil optique 10 ; - un générateur 20 de jet d’un liquide.The optical device according to the invention illustrated schematically in FIG. 1 comprises: an optical apparatus 10; a jet generator 20 of a liquid.

Tout ou partie de l’appareil optique 10 est agencé dans le générateur 20.All or part of the optical apparatus 10 is arranged in the generator 20.

Dans l’exemple de réalisation illustré sur la Figure 1, l’appareil optique 10 comprend un boîtier 101, de section circulaire dans l’exemple illustré, relié par le biais d’une liaison 102 à un terminal 103 permettant des échanges de données entre ledit boîtier et ledit terminal, ou encore un approvisionnement en énergie dudit boîtier par ledit terminal.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the optical apparatus 10 comprises a box 101, of circular section in the illustrated example, connected via a link 102 to a terminal 103 enabling data exchanges between said housing and said terminal, or a power supply of said housing by said terminal.

Le terminal 103 est mis en œuvre dans le dispositif : - comme un terminal de visualisation sur lequel sont reçues des données issues du boîtier 101 ; - et ou comme un terminal de commande permettant d’agir sur le fonctionnement dudit boîtier.The terminal 103 is implemented in the device: as a display terminal on which data from the box 101 are received; and or as a control terminal for acting on the operation of said housing.

La liaison 102 peut être de tout type connu pour la transmission de données sous forme numérique ou analogique, par exemple filaire électrique ou optique, par exemple radioélectrique.The link 102 may be of any known type for the transmission of data in digital or analog form, for example electrical or optical wired, for example radioelectric.

Le boîtier 101 comporte : - un corps 101a ; - une fenêtre optique 101 b.The housing 101 comprises: a body 101a; an optical window 101 b.

Dans l’exemple de réalisation illustré sur la Figure 1, le générateur 20 comprend : - une buse convergente 201, illustrée sur la Figure 2, présentant une section d’entrée 201a supérieure à une section de sortie 201b et délimitant un volume creux 201c ; - un sas 202 en communication directe avec la section d’entrée 201a de la buse convergente 201 ; - trois conduits 203, dans l’exemple illustré ; - une source 204 reliée audit sas par le biais desdits trois conduits ; adaptée pour délivrer un liquide sous une pression Pa d’admission dans le volume creux 201c.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the generator 20 comprises: a convergent nozzle 201, illustrated in FIG. 2, having an inlet section 201a greater than an outlet section 201b and delimiting a hollow volume 201c; a lock 202 in direct communication with the inlet section 201a of the convergent nozzle 201; three ducts 203, in the illustrated example; a source 204 connected to said airlock via said three ducts; adapted to deliver a liquid under a pressure Pa admission into the hollow volume 201c.

La buse convergente 201 est sensiblement conique, de section circulaire. La buse convergente 201 est conformée pour produire un jet cylindrique lors de la mise en oeuvre du dispositif, dont un axe correspond à un axe longitudinal de ladite buse convergente.The convergent nozzle 201 is substantially conical, of circular section. The convergent nozzle 201 is shaped to produce a cylindrical jet during the implementation of the device, an axis of which corresponds to a longitudinal axis of said convergent nozzle.

Le sas 202 est un bloc partiellement plein sensiblement tubulaire de section circulaire, et présente un axe longitudinal sensiblement confondu avec l’axe longitudinal de la buse convergente 201.The airlock 202 is a partially solid substantially tubular block of circular section, and has a longitudinal axis substantially coincident with the longitudinal axis of the convergent nozzle 201.

La section d’entrée 201a de la buse convergente 201 est sensiblement identique à la section du sas 202. Ils sont par exemple réalisés de manière intégrale ou sont distincts et assemblés entre eux de manière à assurer une étanchéité entre le volume creux 201 cet un milieu extérieur.The inlet section 201a of the convergent nozzle 201 is substantially identical to the section of the lock 202. They are for example integrally made or are separate and assembled together so as to ensure a seal between the hollow volume 201 this a medium outside.

Avantageusement, la buse convergente 201 et le sas 202 sont en un matériau inoxydable et assemblés entre eux par exemple par soudage, par collage, par sertissage.Advantageously, the convergent nozzle 201 and the lock 202 are made of a stainless material and assembled together for example by welding, gluing, crimping.

Dans l’exemple illustré de la Figure 1, le sas 202 est traversé de part en part, suivant des axes parallèles à l’axe longitudinal dudit sas 202, par un ensemble de quatre trous circulaires : - un trou central 202a ; - trois trous excentrés 202b, de diamètres sensiblement identiques, répartis régulièrement autour dudit trou central 202a afin de créer un écoulement homogène et de limiter les turbulences dans le volume creux 201c qui seraient susceptibles de créer des effets néfastes pour la stabilité du jet, par exemple de la cavitation.In the example illustrated in FIG. 1, the airlock 202 is traversed right through, along axes parallel to the longitudinal axis of said airlock 202, by a set of four circular holes: a central hole 202a; three eccentric holes 202b, of substantially identical diameters, distributed regularly around said central hole 202a in order to create a homogeneous flow and to limit the turbulences in the hollow volume 201c that would be likely to create detrimental effects for the stability of the jet, for example cavitation.

Dans une vue de derrière du sas, comme illustré sur le détail (a) de la Figure 2, les centres des cercles correspondant aux trois trous excentrés 202b forment un triangle isocèle circonscrit dans un cercle de centre le centre du cercle correspondant à une section du trou central 202a.In a rear view of the airlock, as shown in detail (a) of FIG. 2, the centers of the circles corresponding to the three eccentric holes 202b form an isosceles triangle circumscribing in a circle of center the center of the circle corresponding to a section of the central hole 202a.

Le boîtier 101 de l’appareil optique est de section sensiblement circulaire et de diamètre adapté à celui dudit trou central 202a de sorte que le boîtier 101 peut être introduit et maintenu sans jeu sensible dans ledit trou central 202a.The housing 101 of the optical apparatus is of substantially circular cross section and of a diameter adapted to that of said central hole 202a so that the housing 101 can be introduced and maintained without substantial play in said central hole 202a.

Le boîtier 101, le sas 202 et la buse convergente 201 présentent donc ainsi des axes longitudinaux sensiblement confondus.The housing 101, the airlock 202 and the convergent nozzle 201 thus have longitudinal axes substantially merged.

Des joints 202c, par exemple des joints toriques, sont placés dans des gorges formées dans le boîtier 101, pour assurer une étanchéité entre le volume creux 201c et le milieu extérieur séparés par le sas 202 et le boîtier 101, comme illustré sur les Figures 3a et 3b.Seals 202c, for example O-rings, are placed in grooves formed in the housing 101, to provide a seal between the hollow volume 201c and the outer medium separated by the lock 202 and the housing 101, as shown in FIGS. 3a and 3b.

Dans une forme de réalisation alternative, le boîtier 101 est collé dans le trou central 202a ou inséré avec serrage dans ledit trou central.In an alternative embodiment, the housing 101 is glued into the central hole 202a or snugly inserted into said central hole.

Dans l’exemple de réalisation de la Figure 1, le boîtier 101 est étanche et une partie avant dudit boîtier 101 dépasse à l’intérieur du volume creux 201c de la buse convergente 201 de sorte que la fenêtre optique 101b est maintenue à l’intérieur dudit volume creux et que son immersion dans le fluide circulant dans le volume creux est assurée.In the embodiment of Figure 1, the housing 101 is sealed and a front portion of said housing 101 protrudes inside the hollow volume 201c of the convergent nozzle 201 so that the optical window 101b is kept inside. said hollow volume and that its immersion in the fluid flowing in the hollow volume is ensured.

Dans une variante de la forme de réalisation du dispositif, illustrée sur la Figure 4, la buse convergente 201, le sas 202 et le trou central 202a dudit sas ont des sections sensiblement rectangulaires avec des angles arrondis.In a variant of the embodiment of the device, illustrated in Figure 4, the convergent nozzle 201, the lock 202 and the central hole 202a of said lock have substantially rectangular sections with rounded corners.

Dans l’exemple illustré, quatre trous excentrés 202b d’arrivée du fluide, à section sensiblement circulaire et traversant le sas 202 de part en part chacun suivant un axe parallèle à l’axe longitudinal dudit sas, sont répartis de manière régulière autour du trou central 202a.In the illustrated example, four eccentric holes 202b of fluid inlet, substantially circular section and passing through the chamber 202 from one side to another along an axis parallel to the longitudinal axis of said lock, are distributed in a regular manner around the hole central 202a.

Comme illustré sur le détail (a) de la Figure 4, les trous excentrés 202b sont placés dans les coins du sas 202 et les centres desdits trous excentrés 202b forment un rectangle.As shown in detail (a) of Figure 4, the eccentric holes 202b are placed in the corners of the airlock 202 and the centers of said eccentric holes 202b form a rectangle.

Le boîtier 101 de l’appareil optique présente une section sensiblement identique à la section du trou central 202a, de sorte que ledit boîtier est inséré et maintenu dans ledit trou central, comme illustré sur les Figures 5a et 5b.The housing 101 of the optical apparatus has a section substantially identical to the section of the central hole 202a, so that said housing is inserted and held in said central hole, as shown in Figures 5a and 5b.

Comme dans le mode précédent, deux joints 202c assurant l’étanchéité entre le volume creux 201c et le milieu extérieur sont placés dans des gorges formées dans le boîtier 101, pour assurer une étanchéité entre le volume creux 201c et le milieu extérieur séparés par le sas 202 et le boîtier 101.As in the previous embodiment, two seals 202c sealing between the hollow volume 201c and the external medium are placed in grooves formed in the housing 101 to ensure a seal between the hollow volume 201c and the outer medium separated by the airlock 202 and the housing 101.

Lors de la mise en oeuvre du dispositif, un liquide homogène et transparent pour une plage de longueurs d’onde d’intérêt est délivré par la source 204.During the implementation of the device, a homogeneous and transparent liquid for a range of wavelengths of interest is delivered by the source 204.

Le sens de l’expression « transparent pour une plage de longueurs d’onde d’intérêt » sera mieux compris dans la suite de la description. Toutefois, par souci de simplification de l’exposé, il sera admis par la suite que le liquide transparent le sera pour la plage de longueurs d’onde d’intérêt. En d’autres termes, l’expression « liquide transparent » sera substituée à l’expression « liquide transparent pour la plage de longueurs d’onde d’intérêt ».The meaning of the expression "transparent for a range of wavelengths of interest" will be better understood in the remainder of the description. However, for the sake of simplification of the presentation, it will be admitted later that the transparent liquid will be for the range of wavelengths of interest. In other words, the expression "transparent liquid" will be substituted for the expression "transparent liquid for the range of wavelengths of interest".

Le liquide homogène et transparent est par exemple de l’eau. L’eau est acheminée par les conduits 203 depuis la source 204 vers le sas 202. L’eau traverse le sas 202 par le biais des trous excentrés 202b et remplit de manière continue le volume creux 201c de la buse convergente 201 communiquant directement avec le sas 202. L’étanchéité assurée par les joints 202c permet d’éviter des fuites du liquide entre le volume creux 201c et une zone arrière du générateur 20. L’eau dans le volume creux 201c de la buse convergente 201 est éjectée par la sortie 201b de la buse convergente 201, à l’extérieur sous la forme d’un jet 30, ledit volume creux étant maintenu plein d’eau à la pression d’admission Pa, au débit accepté par la source 204.The homogeneous and transparent liquid is, for example, water. The water is conveyed via the ducts 203 from the source 204 to the airlock 202. The water passes through the airlock 202 through the eccentric holes 202b and continuously fills the hollow volume 201c of the convergent nozzle 201 communicating directly with the The seal provided by the seals 202c makes it possible to prevent leakage of the liquid between the hollow volume 201c and a rear zone of the generator 20. The water in the hollow volume 201c of the convergent nozzle 201 is ejected by the outlet 201b of the convergent nozzle 201, outside in the form of a jet 30, said hollow volume being kept full of water at the inlet pressure Pa at the flow rate accepted by the source 204.

La forme du jet 30 dépend de la vitesse dudit jet. Pour une vitesse suffisamment élevée, le jet 30 est caractérisé par une longueur de rupture Lbu, comme illustré sur la Figure 7. Cette longueur correspond à la distance, mesurée à partir de la section de sortie 201b de la buse convergente 201, à laquelle apparaît une modification du régime de l’écoulement dans le jet 30, par exemple apparition d’une bulle de gaz dans le liquide, précédant généralement une perte de cohésion dudit jet.The shape of the jet 30 depends on the speed of said jet. For a sufficiently high speed, the jet 30 is characterized by a break length Lbu, as illustrated in FIG. 7. This length corresponds to the distance, measured from the outlet section 201b of the convergent nozzle 201, at which appears a change in the flow regime in the jet 30, for example the appearance of a bubble of gas in the liquid, generally preceding a loss of cohesion of said jet.

Cette notion de longueur de rupture est illustrée sur la Figure 6. Dans cet exemple, la longueur de rupture Lbu est la distance entre la section de sortie 201b de la buse convergente 201 et la position d’une première bulle de gaz à l’intérieur du liquide transparent.This notion of break length is illustrated in FIG. 6. In this example, the break length Lbu is the distance between the outlet section 201b of the convergent nozzle 201 and the position of a first gas bubble inside. transparent liquid.

La longueur de rupture Lbu est tributaire de la géométrie de la buse convergente 201 et de la vitesse Vjet du liquide dans le jet 30. La courbe de la Figure 7 montre de manière qualitative l’évolution typique de la longueur de rupture Lbu en fonction de la vitesse Vjet du liquide dans le jet 30. Pour des vitesses très faibles, inférieures à VA, le régime d’écoulement correspond à un régime goutte à goutte pour lequel il n’est pas défini de longueur de rupture Lbu. Pour des vitesses plus élevées, supérieures à Va, la longueur de rupture Lbu peut être définie et la courbe atteint deux maxima, dont un maximum global en B. Il est avantageux de travailler à des vitesses voisines de Vb.The rupture length Lbu is dependent on the geometry of the convergent nozzle 201 and the velocity Vjet of the liquid in the jet 30. The curve of FIG. 7 qualitatively shows the typical evolution of the Lbu rupture length as a function of the speed Vjet of the liquid in the jet 30. For very low speeds, less than VA, the flow regime corresponds to a drip regime for which there is no defined Lbu rupture length. For higher speeds, greater than Va, the break length Lbu can be defined and the curve reaches two maxima, including an overall maximum in B. It is advantageous to work at speeds close to Vb.

Dans la suite de l’exposé, le débit du liquide est considéré comme suffisant pour que le jet 30 soit produit avec une vitesse suffisamment importante pour ne pas être en régime goutte à goutte.In the remainder of the discussion, the flow rate of the liquid is considered sufficient for the jet 30 to be produced with a sufficiently high speed not to be in a trickle mode.

Le jet 30 ainsi obtenu est donc plein, homogène, cylindrique et transparent au moins sur une distance inférieure ou égale à sa longueur de rupture Lbu. Il présente par ailleurs, du fait de l’agencement relatif et des formes de la buse convergente 201 et de l’appareil optique 10, un axe longitudinal sensiblement confondu avec celui du boîtier 101 dudit appareil optique.The jet 30 thus obtained is therefore solid, homogeneous, cylindrical and transparent at least over a distance less than or equal to its break length Lbu. It also has, because of the relative arrangement and shapes of the convergent nozzle 201 and the optical apparatus 10, a longitudinal axis substantially coincident with that of the housing 101 of said optical apparatus.

Le jet 30 d’eau formé atteint un sujet 40, placé à une distance de la section de sortie 201 b de la buse convergente 201 inférieure à la longueur de rupture Lbu, sur lequel il détermine une surface observée 401 à chaque instant qui correspond à l’intersection du jet 30 avec une surface dudit sujet à l’instant considéré. D’éventuels éléments polluants 402 localisés sur la surface observée 401 ou dans l’air entre la buse convergente 201 et ladite surface observée, par exemple nappes liquides ou aérosols, sont dispersés ou écartés par le jet 30.The water jet formed reaches a subject 40, placed at a distance from the outlet section 201b of the convergent nozzle 201 less than the break length Lbu, on which it determines an observed surface 401 at each instant which corresponds to the intersection of the jet 30 with a surface of said subject at the moment considered. Any pollutant elements 402 located on the observed surface 401 or in the air between the convergent nozzle 201 and said observed surface, for example liquid sheets or aerosols, are dispersed or spread by the jet 30.

Dans le mode de mise en œuvre de la Figure 1, le boîtier 101 de l’appareil optique 10 est une caméra numérique étanche reliée à un terminal d’observation 103 par une liaison 102 numérique qui assure également une alimentation électrique de la caméra, et le sujet 40 et la buse convergente 201 sont placés à une distance relative telle que le jet 30 liquide qui l’atteint est plein et cylindrique, donc une distance inférieure à la longueur de rupture Lbu.In the embodiment of FIG. 1, the housing 101 of the optical apparatus 10 is a waterproof digital camera connected to an observation terminal 103 via a digital link 102 which also provides a power supply for the camera, and the subject 40 and the convergent nozzle 201 are placed at a relative distance such that the liquid jet which reaches it is solid and cylindrical, thus a distance less than the rupture length Lbu.

Des rayons optiques 501 issus des points de la surface observée 401 à chaque instant se propagent à travers le jet 30 dans un sens inverse au sens d’écoulement du liquide et dans la direction de l’axe dudit jet, comme illustré sur la Figure 3a. Le liquide étant homogène et transparent, les rayons optiques 501 ne subissent aucune réfraction, occultation ou diffusion sensibles et se propagent jusqu’à la buse convergente 201 en suivant une trajectoire rectiligne, puis jusqu’à la caméra 101.Optical rays 501 from the points of the observed surface 401 at each instant propagate through the jet 30 in a direction opposite to the direction of flow of the liquid and in the direction of the axis of said jet, as illustrated in FIG. 3a. . Since the liquid is homogeneous and transparent, the optical rays 501 undergo no substantial refraction, occultation or diffusion and propagate to the convergent nozzle 201 following a rectilinear trajectory, then to the camera 101.

La caméra permet alors de photographier ou filmer la scène observée au niveau de la surface observée 401 à chaque instant. Les données sont ensuite transmises au terminal d’observation 103 par le biais de la liaison 102.The camera then makes it possible to photograph or film the scene observed at the level of the observed surface 401 at each instant. The data is then transmitted to the observation terminal 103 via the link 102.

Avantageusement, la vitesse Vjet du liquide dans le jet 30 sera sensiblement égale à Vb. Cette vitesse relativement faible permet d’atteindre un maximum de longueur de rupture Lbu du jet 30 et donc plus de liberté quant à la distance de l’appareil optique 10 au sujet 40.Advantageously, the velocity Vjet of the liquid in the jet 30 will be substantially equal to Vb. This relatively low speed makes it possible to reach a maximum break length Lbu of the jet 30 and thus more freedom as to the distance of the optical apparatus 10 to the subject 40.

Dans une variante du premier mode de mise en œuvre non illustré, le dispositif est appliqué au découpage par jet d’eau. Ce procédé de découpe consiste à mélanger un abrasif sous forme de poudre à de l’eau, et à projeter ce mélange sous très haute pression.In a variant of the first embodiment not illustrated, the device is applied to water jet cutting. This cutting process consists of mixing an abrasive in powder form with water, and to spray this mixture under very high pressure.

Le jet 30 est alors avantageusement utilisé pour surveiller l’évolution la forme et la qualité du trait de coupe. Le dispositif optique suivant l’invention permet en effet de s’affranchir des effets optiques gênants des projections d’eau et d’abrasif, grâce au jet 30 liquide qu’il produit, et ainsi réaliser une observation optique non perturbée.The jet 30 is then advantageously used to monitor the evolution of the shape and quality of the cutting line. The optical device according to the invention makes it possible to overcome the annoying optical effects of splashing water and abrasive, thanks to the liquid jet it produces, and thus achieve an undisturbed optical observation.

Dans un deuxième mode de mise en œuvre, le dispositif est utilisé pour réaliser des mesures de distance.In a second mode of implementation, the device is used to perform distance measurements.

Le dispositif est assemblé dans la forme de réalisation de la Figure 1. L’appareil optique 10 intégré au dispositif est un télémètre laser à mesure de distance par temps de vol.The device is assembled in the embodiment of FIG. 1. The optical apparatus 10 integrated in the device is a laser distance meter in flight time measurement.

Comme illustré sur la Figure 3b, le boîtier 101 du télémètre laser envoie un rayon laser 502a, suivant une direction identique à celle de l’axe du jet 30, ledit rayon laser traverse le volume immergé de la buse convergente 201 puis se propage sensiblement suivant l’axe dudit jet 30. L’eau étant homogène, le rayon laser 502a suit une trajectoire rectiligne de direction parallèle à une ligne de visée du télémètre laser jusqu’à un sujet 40. Le rayon réfléchi 502b revient ensuite au télémètre laser par le biais du liquide du jet 30, permettant une mesure de la distance entre le boîtier 101 et le sujet 40 obtenue par une mesure de temps de propagation et ou de phase.As illustrated in FIG. 3b, the housing 101 of the laser range finder sends a laser beam 502a, in a direction identical to that of the axis of the jet 30, said laser beam passes through the immersed volume of the convergent nozzle 201 and then propagates substantially following the axis of said jet 30. The water being homogeneous, the laser beam 502a follows a rectilinear direction trajectory parallel to a line of sight of the laser rangefinder to a subject 40. The reflected ray 502b then returns to the laser rangefinder by the the liquid of the jet 30, allowing a measurement of the distance between the housing 101 and the subject 40 obtained by a measurement of propagation time and or phase.

La nécessité d’avoir un jet liquide plein et homogène prend d’autant plus de sens ici qu’une mesure par télémétrie laser est très sensible à l’inhomogénéité du milieu dans lequel elle est réalisée. En outre, le télémètre mis en œuvre prendra en considération un indice de réfraction du liquide mis en œuvre pour former le jet qui détermine la vitesse de propagation de la lumière dans le milieu.The need to have a solid and homogeneous liquid jet takes all the more sense here that a measurement by laser telemetry is very sensitive to the inhomogeneity of the medium in which it is performed. In addition, the rangefinder implemented will take into account a refractive index of the liquid used to form the jet that determines the speed of propagation of light in the medium.

Les deux modes de mise en œuvre décrits ci-avant permettent de clarifier l’expression « liquide transparent pour une plage de longueurs d’onde d’intérêt ». Il est nécessaire, lors de la mise en œuvre du dispositif, que les longueurs d’onde d’intérêt, c’est-à-dire les longueurs d’onde du domaine optique mises en œuvre puissent se propager dans le liquide, par exemple : - les longueurs d’onde du spectre dans lequel les images sont prises par la caméra pour permettre une bonne observation dans le cas du premier mode de mise en œuvre ; - la longueur d’onde du laser de télémétrie dans le cas du deuxième mode de mise en œuvre.The two embodiments described above make it possible to clarify the expression "transparent liquid for a range of wavelengths of interest". It is necessary, during the implementation of the device, that the wavelengths of interest, that is to say the wavelengths of the optical domain implemented can propagate in the liquid, for example the wavelengths of the spectrum in which the images are taken by the camera to allow good observation in the case of the first embodiment; the wavelength of the telemetry laser in the case of the second mode of implementation.

Dans une variante du deuxième mode de mise en œuvre, la buse convergente 201 et le sas 202 sont de forme rectangulaire comme dans la forme de réalisation de la Figure 4.In a variant of the second mode of implementation, the convergent nozzle 201 and the lock 202 are of rectangular shape as in the embodiment of FIG. 4.

Dans cette variante, le boîtier 101 du télémètre laser est un télémètre par triangulation de section sensiblement identique à la section du trou central 202a dans lequel il est intégré.In this variant, the housing 101 of the laser range finder is a range triangulation rangefinder substantially identical to the section of the central hole 202a in which it is integrated.

Dans ce mode de mise en œuvre, un rayon laser 502a est émis, par le biais du jet 30, en direction de la surface observée 401 à chaque instant du sujet 40, laquelle surface réfléchit la lumière. Un rayon laser 502b réfléchi reçu par un détecteur forme une base avec le laser émis, permettant de déterminer la distance entre le sujet 40 et l’appareil optique 10 par triangulation.In this embodiment, a laser beam 502a is emitted, through the jet 30, towards the observed surface 401 at each instant of the subject 40, which surface reflects the light. A reflected laser beam 502b received by a detector forms a base with the emitted laser, making it possible to determine the distance between the subject 40 and the optical apparatus 10 by triangulation.

Dans une forme de réalisation non illustrée, l’appareil optique 10 est un appareil d’observation intégrant un télémètre laser. Il est ainsi possible dans un mode de mise en oeuvre de piloter la distance entre la buse convergente 201 et le sujet 40. L’invention présente ainsi plusieurs avantages : - elle permet de travailler dans des milieux aériens pollués, par exemple par de la fumée ou de la poussière ; - il est possible de travailler à distance du sujet 40 en plaçant ledit sujet à une distance de la buse convergente 201 inférieure à la longueur de rupture LbU. - comme illustré sur la Figure 7, pour une configuration de buse donnée, une longueur de rupture Lbu peut être définie quel que soit le débit, dans la mesure où le débit est suffisamment important pour quitter le régime goutte à goutte, ce qui est le cas dans les applications visées par l’invention. L’invention est donc polyvalente en ce qu’elle est applicable à divers types de jets.In a non-illustrated embodiment, the optical apparatus 10 is an observation apparatus incorporating a laser range finder. It is thus possible in one embodiment to control the distance between the convergent nozzle 201 and the subject 40. The invention thus has several advantages: it allows to work in polluted air environments, for example by smoke or dust; it is possible to work away from the subject 40 by placing said subject at a distance from the convergent nozzle 201 less than the break length LbU. as shown in FIG. 7, for a given nozzle configuration, an Lbu break length can be defined irrespective of the flow rate, since the flow rate is large enough to leave the drip system, which is the case in the applications covered by the invention. The invention is therefore versatile in that it is applicable to various types of jets.

Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à des opérations de découpe par jet de liquide transparent. Les machines mises en œuvre sont génératrices d’environnement très perturbés n’autorisant pas la prise de vue directe pour un suivi en temps réel. Or, ce paramètre peut être essentiel lors d’applications industrielles aussi bien que médicales : découpe de matériaux, découpe de tissus, dissections d’organes, réparation de microfissures osseuses par exemple.The device according to the invention is particularly intended for cutting operations by transparent liquid jet. The machines implemented are highly disturbed environment generators that do not allow direct shooting for real-time tracking. However, this parameter can be essential in industrial as well as medical applications: cutting of materials, cutting of tissues, organ dissections, repair of bone microcracks, for example.

Le dispositif permet également des mesures de distance précises, nécessaires par exemple pour asservir la position d’un équipement par rapport à une face d’une pièce lors d’opération d’usinage, la buse convergente 201 du dispositif étant alors portée par l’équipement devant être asservi en distance.The device also allows precise distance measurements, necessary for example to control the position of an equipment with respect to a face of a workpiece during a machining operation, the convergent nozzle 201 of the device then being carried by the equipment to be enslaved in distance.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Dispositif optique comportant un appareil optique (10) d’observation et ou de mesure agencé de sorte qu’une ligne de visée dudit appareil optique, le long ou à proximité de laquelle ligne de visée se propagent des rayons lumineux, traverse un milieu liquide transparent, caractérisé en ce que : - ledit milieu liquide est confiné dans un jet (30) aérien de liquide produit par un générateur (20) de jet du dispositif optique ; - un axe longitudinal dudit jet est sensiblement confondu avec la ligne de visée de l’appareil optique (10) ; - ledit jet est produit avec une vitesse Vjet du liquide dans le jet (30) suffisante pour produire un jet homogène et transparent sur une longueur Uu non nulle suivant la direction de l’axe longitudinal dudit jet.An optical device comprising an optical observation and / or measuring apparatus arranged so that a line of sight of said optical apparatus, along or near which line of sight propagates light rays, passes through a medium. transparent liquid, characterized in that: - said liquid medium is confined in an aerial jet (30) of liquid produced by a jet generator (20) of the optical device; a longitudinal axis of said jet is substantially coincident with the line of sight of the optical apparatus (10); said jet is produced with a velocity Vjet of the liquid in the jet (30) sufficient to produce a homogeneous and transparent jet over a non-zero length Uu in the direction of the longitudinal axis of said jet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur (20) de jet comprend : - une buse convergente (201) présentant une section d’entrée (201a) supérieure à une section de sortie (201 b) et délimitant un volume creux (201c) ; - un sas (202) agencé sur ladite buse convergente au niveau de ladite section d’entrée, ledit sas et ladite buse convergente étant assemblés entre eux de manière à assurer une étanchéité entre le volume creux (201c) et un milieu extérieur ; - une source (204) délivrant le liquide sous une pression Pa d’admission dans le volume creux (201c) et avec un débit adapté pour obtenir la vitesse Vjet du liquide dans le jet (30) voulue à la sortie de la buse convergente (201) ; - au moins un conduit (203) permettant d’acheminer le liquide depuis ladite source vers ledit sas.2. Device according to claim 1, characterized in that the generator (20) jet comprises: - a convergent nozzle (201) having an inlet section (201a) greater than an outlet section (201 b) and delimiting a hollow volume (201c); an airlock (202) arranged on said convergent nozzle at said inlet section, said airlock and said convergent nozzle being assembled together so as to ensure a seal between the hollow volume (201c) and an external medium; a source (204) delivering the liquid under a pressure Pa of admission into the hollow volume (201c) and with a flow rate adapted to obtain the speed Vjet of the liquid in the jet (30) desired at the outlet of the convergent nozzle ( 201); - At least one conduit (203) for conveying the liquid from said source to said lock. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le sas (202) comporte au moins : - un trou central (202a) traversant ledit sas et dans lequel est maintenu tout ou partie de l’appareil optique (10) ; - au moins un trou excentré (202b) d’admission du liquide dans le volume creux (201c) de la buse convergente (201) raccordé à l’au moins un conduit (203).3. Device according to claim 2, characterized in that the lock (202) comprises at least: - a central hole (202a) passing through said airlock and wherein is maintained all or part of the optical apparatus (10); at least one eccentric hole (202b) for admitting the liquid into the hollow space (201c) of the convergent nozzle (201) connected to the at least one duct (203). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un boîtier (101) de l’appareil optique (10) est maintenu dans le trou central (202a) de sorte qu’une extrémité dudit boîtier se trouve immergée dans le volume creux (201c) de la buse convergente (201).4. Device according to claim 3, characterized in that a housing (101) of the optical apparatus (10) is held in the central hole (202a) so that an end of said housing is immersed in the hollow volume (201c) of the convergent nozzle (201). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier (101) comporte une caméra dont la ligne de visée est sensiblement alignée avec l’axe de la buse convergente (201 ) et du jet (30).5. Device according to claim 4, characterized in that the housing (101) comprises a camera whose line of sight is substantially aligned with the axis of the convergent nozzle (201) and the jet (30). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier (101 ) comporte une partie optique d’un télémètre laser à temps de vol.6. Device according to claim 4 or claim 5, characterized in that the housing (101) comprises an optical portion of a laser rangefinder flight time. 7. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier (101) comporte une partie optique d’un télémètre laser à triangulation.7. Device according to claim 4 or claim 5, characterized in that the housing (101) comprises an optical portion of a triangulation laser rangefinder. 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le jet (30) est de section sensiblement circulaire.8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the jet (30) is of substantially circular section. 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le jet (30) est de section sensiblement rectangulaire.9. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the jet (30) is of substantially rectangular section. 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide est de l’eau.10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid is water. 11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’appareil optique (10) dispose d’un éclairage à intensité réglable suivant la scène à observer.11. Device according to any one of the preceding claims characterized in that the optical device (10) has a dimmable illumination according to the scene to be observed. 12. Ensemble comportant un dispositif d’usinage caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif optique selon l’une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 5, dans lequel ensemble une position du dispositif optique est asservie au dispositif d’usinage afin d’observer au moyen de la caméra une zone dont une position est définie relativement à une zone de travail du dispositif d’usinage.12. An assembly comprising a machining device characterized in that it comprises an optical device according to one of the preceding claims taken in combination with claim 5, wherein together a position of the optical device is slaved to the machining device so observing by means of the camera an area whose position is defined relative to a working area of the machining device. 13. Ensemble suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif d’usinage est un dispositif de découpe au jet d’eau, et la zone observée au moyen de la caméra est située en arrière du jet d’eau du dispositif de découpe suivant un sens de déplacement dudit jet d’eau par rapport à une pièce lorsque le dispositif de découpe est en opération.13. The assembly of claim 12, characterized in that the machining device is a water jet cutting device, and the area observed by means of the camera is located behind the water jet of the cutting device. following a direction of movement of said water jet relative to a workpiece when the cutting device is in operation. 14. Ensemble comportant un dispositif d’usinage ou de contrôle caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif optique selon l’une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 6 ou la revendication 7 dans lequel l’appareil optique (10) est fixé à un effecteur du dispositif d’usinage ou de contrôle de sorte à restituer une mesure de distance d’un point de référence dudit effecteur par rapport à une pièce en cours d’usinage ou de contrôle, lorsque le dispositif d’usinage ou de contrôle est en opération.14. An assembly comprising a machining or control device characterized in that it comprises an optical device according to one of the preceding claims taken in combination with claim 6 or claim 7 wherein the optical apparatus (10) is attached to an effector of the machining or control device so as to restore a distance measurement of a reference point of said effector with respect to a workpiece during machining or control, when the machining device or control is in operation. 15. Ensemble suivant la revendication 14, comportant des moyens d’asservissement de la position de l’effecteur pour maintenir la distance mesurée à une valeur constante prédéfinie dans une tolérance prédéfinie.15. The assembly of claim 14, comprising means for controlling the position of the effector to maintain the measured distance to a constant value predefined in a predefined tolerance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4536789A (en) * 1983-03-03 1985-08-20 Bains Paul C Apparatus for observation in a high velocity liquid stream
WO2004012435A2 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Tichy James B Viewing enhancing apparatus for visibility impaired fluid
US20100024887A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Derek Williams Air purge collar

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4536789A (en) * 1983-03-03 1985-08-20 Bains Paul C Apparatus for observation in a high velocity liquid stream
WO2004012435A2 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Tichy James B Viewing enhancing apparatus for visibility impaired fluid
US20100024887A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Derek Williams Air purge collar

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