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PROCEDE POUR RENDRE VISIBLES LES'VARIATIONS ;DE LA TEMPERATURE ET/
OU 'DE L'INTENSITE D'ECLAIREMENT, ET 'DISPOSITIFS Y =RELATIFS .
(ayant fait l'objet de demandes de brevets déposées en Allemagne le 4 février 1949, en France le 23 avril 1951 et aux PaysBas le- 27 mars 1951, non encore accordées a ce jour - déclaration du déposant @).
- La présente invention concerne un procédé destiné à.rendre visibles les variations de la température et/ou de l'intensité d'éclairement au moyen de la variation des propriétés optiques des.substances indicatriceso
Il est déjà connu que l'observation des phénomènes de fusion des corps solides permet de déterminer quelques points sur-l'échelle de températu- reo Parmi les corps solides ùtilisés, on peut citer en premier lieu les métaux et ensuite, les sels¯en général, par exemple, des sels organiques. Ce procédé est basé sur .les points de fusion déterminés des sels ou autres corps ; soninconvénient'consiste cependant dans le fait qu'on est obligé de fournir à ces corps une chaleur de fusion considérable.
Conformément à la présente invention, il est possible de rendre visible, dans une gamme étendue, toute température ou intensité d'éclairement désirée, au moyen de la-variation des propriétés optiques de substances indi- catrices. On utilise dans ce but des substances indicatrices qui possèdent la propriété de passer résersiblement de l'état de sol à l'état de gel et inver- sement, pour une température ou une intensité'd'éclairement déterminée.A ces substances indicatrices, on peut ajouter une ou plusieurs autres substances appropriées, destinées à déplacer le point de transformation, tout-en favori- sant ou en freinant ladite transformation..
Il-est encore possible de déplacer le point d'ébullition des solu- tions, en les enfermant dans des récipients clos. En outre, ces substances, au lieu d'étre- à l'état de solutions aqueuses,.peuvent être réalisées sous for- me d'un film, Par exemple, une substance qui se gonfle dans l'eau; comme le gel de silice, peut être, mélangée avec une ou plusieurs autres substances con- formes à l'invention et être étalée sur des plaques.
Suivant la forme de réalisation préférée de l'invention, les sub- stances qui sont sensibles de la manière précitée aux variations de la tempé- rature ou de l'intensité d'éclairement, sont constituées par l'éther méthylpo-
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lyvinylique et/ou la méthylcellulose et/ou l'éther polyglycolique et/ou les combinaisons alcalino-terreuses de l'acide polyacrylique. Ainsi, par exemple, l'éther méthylpolivinylique n'est soluble dans..l'eau qu'au-dessous de 35 C; lorsqu'on dépasse cette température, la solution, qui était primitivement com- plètement transparente et presque incolore, se trouble, et passe à l'état de gel.
Il est par conséquent possible de repérer avec précision la température de 35 C au moyen de la dissolution aqueuse de cette.substance. Ce phénomène permet de repérer toutes les températures au-dessous ou au-dessus de ladite température de 35 C., si l'on ajoute à cette solution des quantités plus ou moins grandes de substances qui provoquent le déplacement de cette température de coagulation.
Ainsi, par exemple, l'addition des alcools monovalents, comme les alcools méthylique, éthylique, polyvinylique ou des cétones, par exemple, des acétones, provoquent le déplacement du point de transformation vers les températures.plus élevées, Par contre, pour abaisser la température de trans- formation jusqu'à -20 C et même davantage, on ajoute à la solution des-alcools polyvalents, comme par exemple la glycérine, les glycols et/ou d'autres subs- tances, par exemple, l'hydroxyde d'ammonium.
Afin de pouvoir obtenir une haute stabilité des systèmes colloidaux aux températures élevées maintenues pendant longtemps,-il est utile d'incorpo- rer à ces solutions des colloïdes de protection connus. Ceci améliore la sta- bilité des systèmes et permet-simultanément d'obtenir une coloration blanche absolument homogène uniformément répartie.
Il est également possible d'utiliser d'autres couleurs à la place de la couleur indicatrice blanche, en ajoutant une ou plusieurs matières colo- rantes à la solution desdites substances. Pour cela, on peut utiliser des ma- tières colorantes qui forment avec la substance coagulante une combinaison d'ab- sorption fortement colorée, ou bien on peut employer des matières colorantes dont la couleur disparaît presque complètement en présence de la substance coa- gulante. En ajoutant des matières colorantes, il est également possible d'ob- tenir un changement complet de la couleur à la température de' coagulation.
On obtient un tel virage, en ajoutant à la solution un mélange de matières co- lorantes, dont un des constituants sera absorbé par la substance coagulante avec disparition de sa couleur, de sorte que seule apparaîtra, la couleur des autres constituants. Un tel mélange de matières colorantes peut être réalisé par exemple en mélangeant l'acide rufigallique avec du bleu de méthylène, le- quel mélange vire du vert au bleu à la température de transformation.
Le nouveau procédé destiné à rendre visibles les variations de la température et/ou de l'intensité d'éclairement peut être mis en oeuvre de dif- férentes manières..
Il est tout''d'abord possible d'employer ce procédé pour mettre en évidence d'une manière particulièrement nette et visible les-écarts de tem- pérature au-dessus,ou au-dessous d'une température déterminée. Dans ce but, on peut se servir de substances indicatrices du genre décrit,'réglées sur les températures limites admissibles, et contenues dans des récipients indicateurs en verre, par exemple dans des tubes, portant à leur partie inférieure des inscriptions telles que : "aucun danger" ou "température inexacte". Lorsqu'on dépasse la température admissible ou lorsqu'on atteint la température exacte, la substance contenue dans ces tubes, devenant opaque ou transparente, @@ebera ou rendra au contraire visibles les inscriptions précitées.
Ce nouveau procédé trouve une excellente application dans l'indi- cation de la température précise des bains pour la photographie, en outre, pour les thermomètres de bains, par exemple pour les thermomètres destinés à indi- quer la température des bains pour enfents, pour le réglage précis de la tem- pérature du lait à donner aux enfants, - tout en se servant dans ce but d'éprou- vettes spécialement conçues - et, enfin, pour une indication visuelle nette de la température des locaux quelconques, Chaque degré de température peut dans ce cas être représenté par un tube, les différents tubes étant alors su- perposeso
Un mélange de substances conforme à la présente invention, réglé à un degré de température voulu et introduit dans l'espace intermédiaire des tubes montés concentriquement,est approprié,
- par exemple dans le cas-des ré-
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frigérateurs, - à donner une représentation visuelle de la variation de stem- pératures; ce phénomène est encore favorisé par le fait que ledit mélange pos- sède la propriété d'indiquer avec une grande netteté les écarts de température grâce à la formation d'une opacité prononcée. En vertu de cette propriété, il est possible d'envisager encore un autre dispositif très sensible pour la mesure de température; oh peut préparer par exemple trois solutions se diffé- renciant par une température de transformation de 1 C et colorées par des cou- leurs fondamentales jaune, pourpre, vert-bleu, ou bien seulement deux solutions à couleurs complémentaires;
on obtient alors par projection des solutions la couleur blanche, tant que toutes ces solutions restent transparentes, mais dès que la moindre variation de température se produit, on voit apparaître une co- loration correspondant à une des températures par suite de'la disparition plus ou moins forte des couleurs constitutives, De cette manière, on peut parcou- rir toute l'échelle visible de couleurs en ne faisant jouer qu'une faible va- riation de température,
La réalisation'technique de ce procédé peut bien entendu subir des variations multiples, sans toutefois sortir des cadres de la présente in- vention.
Suivant une forme de réalisation particulièrement importante de l'invention, on réalise des disques en verre à plusieurs couches, en' ménageant entre ces disques un espace en forme de cuvette,dans lequel on introduit le liquide indicateur. On peut également utiliser des verres à plusieurs couches, entre lesquels on dispose un film'contenant la substance indicatrice. Les dis- ques en verre ainsi obtenus peuvent être conçus de manière qu'ils deviennent opaques d'eux-mêmes lorsque la température et/ou l'intensité d'éclairement dé- terminée est dépassée, de sorte qu'ils s'adaptent particulièrement bien à la réalisation de fenêtres pour serres, couches de terre, etc...
On peut ajouter dans ce cas à ces substances indicatrices une fai- ble quantité de matières colorantes ayant la propriété de pouvoir absorber la lumière par transformation en chaleur. On peut également utiliser des disques en verre à plusieurs couches avec des substances indicatrices correspondant aux variations de température, introduites dans la couche intermédiaire, dans les cas où les disques sont exposés à un éclairement intense sans que leur,tem- pérature s'élève déjà-par le rayonnement.
En outre, de telles fenêtres peuvent également être rendues opaques artificiellement par échauffement. Cet échauffement peut; par exemple, être provoqué par soufflage d'air chaud sur les disques, ou par l'action du courant électrique. Le courant peut être amené à la couche intermédiaire contenant les substances indicatrices soit au moyen de fils de chauffage, soit au moyen d'électrodes auxquels on appliquera le courant alternatif pour échauffer la- dite couche intermédiaireo
R E S U M Eo
1. - Procédé pour rendre visibles les variations de la température et/ou de l'intensité d'éclairement par variation des propriétés optiques de substances indicatrices qui passent réversiblement de l'état de sol à l'état de gel et inversement pour une tempéra bure ou pour une intensité d'éclairement déterminée.
2. - Modes de réalisation de ce procédé comportant les points sui- vants, pris ensemble ou séparément;
1. - Une ou plusieurs substances favorisant ou freinant l'état de sol sont ajoutées aux dites substances indicatrices pour déplacer le point de transformation.
2. - Le point d'ébullition des solutions est déplacé en les enfer- mant dans des récipients clos.
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PROCESS FOR MAKING VISIBLE THE VARIATIONS; OF THE TEMPERATURE AND /
OR 'OF THE ILLUMINATION INTENSITY, AND' Y = RELATIVE DEVICES.
(having been the subject of patent applications filed in Germany on February 4, 1949, in France on April 23, 1951 and in the Netherlands on March 27, 1951, not yet granted to date - declaration by the applicant).
The present invention relates to a method intended to make visible the variations in temperature and / or in the intensity of illumination by means of the variation of the optical properties of the indicator substances.
It is already known that the observation of the fusion phenomena of solid bodies makes it possible to determine some points on the temperature scale. Among the solid bodies used, we can cite in the first place the metals and then the salts. general, for example, organic salts. This process is based on the determined melting points of salts or other bodies; its disadvantage, however, consists in the fact that it is necessary to furnish these bodies with a considerable heat of fusion.
In accordance with the present invention, it is possible to make any desired temperature or illumination intensity visible over a wide range by varying the optical properties of indicator substances. Indicator substances are used for this purpose which have the property of changing reversibly from the sol state to the gel state and vice versa, for a determined temperature or illumination intensity. can add one or more other suitable substances, intended to displace the point of transformation, while promoting or slowing down said transformation.
It is still possible to shift the boiling point of the solutions by enclosing them in closed containers. In addition, these substances, instead of being in the form of aqueous solutions, can be made in the form of a film. For example, a substance which swells in water; like silica gel, can be mixed with one or more other substances according to the invention and be spread on plates.
According to the preferred embodiment of the invention, the substances which are sensitive in the aforementioned manner to variations in temperature or in the intensity of illumination are constituted by methylpo- ether.
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lyvinyl and / or methylcellulose and / or polyglycolic ether and / or alkaline earth combinations of polyacrylic acid. Thus, for example, methylpolivinyl ether is soluble in water only below 35 C; when this temperature is exceeded, the solution, which was originally completely transparent and almost colorless, becomes cloudy and becomes a gel.
It is therefore possible to accurately identify the temperature of 35 ° C. by means of the aqueous dissolution of this substance. This phenomenon makes it possible to identify all the temperatures below or above said temperature of 35 ° C., if more or less large quantities of substances are added to this solution which cause the displacement of this coagulation temperature.
Thus, for example, the addition of monovalent alcohols, such as methyl, ethyl, polyvinyl alcohols or ketones, for example, acetones, causes the transformation point to shift towards higher temperatures, on the other hand, to lower the temperature. transformation temperature down to -20 ° C. and even higher, polyvalent alcohols, such as for example glycerin, glycols and / or other substances, for example hydroxide d 'ammonium.
In order to be able to obtain high stability of the colloidal systems at high temperatures maintained for a long time, it is useful to incorporate known protective colloids into these solutions. This improves the stability of the systems and simultaneously makes it possible to obtain an absolutely homogeneous, uniformly distributed white color.
It is also possible to use other colors instead of the white indicator color, by adding one or more coloring materials to the solution of said substances. For this, coloring materials can be used which together with the coagulating substance form a strongly colored absorption combination, or coloring matter can be used, the color of which disappears almost completely in the presence of the coagulant substance. By adding coloring materials, it is also possible to achieve a complete color change at the coagulation temperature.
Such a change is obtained by adding to the solution a mixture of coloring materials, one of the constituents of which will be absorbed by the coagulating substance with disappearance of its color, so that only the color of the other constituents will appear. Such a mixture of coloring materials can be made, for example, by mixing rufigallic acid with methylene blue, which mixture turns from green to blue at the processing temperature.
The new process for making variations in temperature and / or light intensity visible can be implemented in different ways.
It is first of all possible to employ this method to demonstrate in a particularly clear and visible manner the temperature differences above or below a determined temperature. For this purpose, indicator substances of the type described may be used, adjusted to the permissible limit temperatures, and contained in indicator glass containers, for example in tubes, bearing at their lower part inscriptions such as: "none danger "or" inaccurate temperature ". When the admissible temperature is exceeded or when the exact temperature is reached, the substance contained in these tubes, becoming opaque or transparent, will eber or on the contrary make the aforementioned inscriptions visible.
This new process finds an excellent application in indicating the precise temperature of baths for photography, moreover, for bath thermometers, for example for thermometers intended to indicate the temperature of children's baths, for example. the precise regulation of the temperature of the milk to be given to the children, - while using for this purpose specially designed test tubes - and, finally, for a clear visual indication of the temperature of any rooms, Each degree of temperature can in this case be represented by a tube, the different tubes then being superposedo
A mixture of substances in accordance with the present invention, adjusted to a desired temperature degree and introduced into the intermediate space of the concentrically mounted tubes, is suitable,
- for example in the case of re-
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refrigerators, - to give a visual representation of the variation of stem- peratures; this phenomenon is further favored by the fact that said mixture has the property of indicating with great clarity the temperature differences thanks to the formation of a pronounced opacity. By virtue of this property, it is possible to envisage yet another very sensitive device for temperature measurement; oh can prepare for example three solutions differing by a transformation temperature of 1 C and colored by fundamental colors yellow, purple, green-blue, or else only two solutions with complementary colors;
one then obtains by projection of the solutions the white color, as long as all these solutions remain transparent, but as soon as the slightest variation in temperature occurs, one sees appearing a color corresponding to one of the temperatures as a result of the disappearance more or less strong of the constituent colors, In this way, we can cover the entire visible scale of colors while only playing a small variation in temperature,
The technical implementation of this process can of course undergo multiple variations, without however departing from the scope of the present invention.
According to a particularly important embodiment of the invention, glass discs with several layers are produced, by leaving between these discs a space in the form of a bowl, into which the indicator liquid is introduced. It is also possible to use glasses with several layers, between which a film containing the indicator substance is placed. The glass discs thus obtained can be designed in such a way that they become opaque on their own when the determined temperature and / or illumination intensity is exceeded, so that they are particularly suitable. well for the realization of windows for greenhouses, layers of earth, etc ...
In this case, it is possible to add to these indicator substances a small amount of coloring matter having the property of being able to absorb light by conversion into heat. It is also possible to use multi-layered glass discs with indicator substances corresponding to the temperature variations, introduced into the intermediate layer, in cases where the discs are exposed to intense illumination without their temperature already rising. -by radiation.
In addition, such windows can also be made opaque artificially by heating. This heating can; for example, be caused by blowing hot air on the discs, or by the action of electric current. The current can be brought to the intermediate layer containing the indicator substances either by means of heating wires or by means of electrodes to which the alternating current will be applied to heat said intermediate layer.
R E S U M Eo
1. - Process for making visible the variations of the temperature and / or the intensity of illumination by variation of the optical properties of indicator substances which pass reversibly from the state of sol to the state of gel and vice versa for a temperature. bure or for a determined lighting intensity.
2. - Embodiments of this process comprising the following points, taken together or separately;
1. - One or more substances favoring or slowing down the soil condition are added to the said indicator substances to move the point of transformation.
2. - The boiling point of the solutions is displaced by enclosing them in closed containers.
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