CA2245911A1 - Appareil pour determiner la teneur d'un fluide en une substance donnee - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un appareil de mesure de la teneur d'un fluide en une substance donnée. L'appareil de l'invention comporte une masse réactive poreuse (1) qui se colore progressivement par réaction chimique avec ladite substance en fonction du volume de fluide qui traverse la masse, un tube creux (2) ouvert à ses deux extrémités longitudinales, dans lequel est logée ladite masse, une graduation (3) sur la portion longitudinale du tube contenant la masse réactive, laquelle graduation est étalonnée en fonction d'un volume prédéterminé de fluide traversant la masse, et un indicateur thermo-sensible (8) qui indique que la masse réactive a atteint une température critique d'échauffement correspondant au passage d'un volume de fluide à travers la masse égal au volume étalon prédéterminé précité. L'appareil peut être utilisé notamment comme éthylomètre ou pour mesurer le taux de pollution de l'air.
Description
CA 0224~911 1998-08-10 W O 97/31261 rCT/FR97/00286 "Appareil pour déterminer la teneur d'un flu~de en une substance donnée".
La présente invention concerne un appareil pour déterminer ou mesurer la teneur d'un fluide en une substance donnée.
On connaît de~a de tels appareils pour mesurer la teneur en vapeur d'alcool de l'haleine expirée, en vue d'estimer ~e taux d'alcool dans le sang.
Parmi ces appareils connus pour mesurer l'alcoolemie, on a represente sur la figure 1 des dessins annexés un ethylometre ou ethylotest couramment disponible dans le commerce, compor~ant :
un moyen pour detecter la presence de vapeur d'alcool dans l'haleine, constitue d'une masse réactive poreuse 1 qui se colore progressivement par reaction chimique avec ladite vapeur d'alcool en fonction du volume de gaz qui traverse cette masse, un tube creux 2 ouvert a ses extremités longitudinales, dans lequel est loge ladite masse de façon que l'air expiré
pénetrant dans le tube par une extrémité sorte par l'autre extremite apres avoir traverse la masse, un moyen de mesure de la teneur en vapeur d'alcool de l'haleine, constitue d'une graduation 3 sur la portion du tube contenant la masse réactive, ladite graduation etant etalonnee en fonction d'un volume predétermine de gaz traversant la masse, et ,~
un moyen pour limiter le volume de gaz traversant le tube, ; constitué d'une poche souple gonflable 4, destinée a être reliée a une extrémité du tube et dont le gonflement est limité au volume étalon prédéterminé precite, ladite poche etant munie d'une soupape au niveau de son embout.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~R97/00286 Le mode d'emploi de cet éthylomètre consiste a souffler dans la poche limitante jusqu'à ce qu'elle soit complètement remplie, puis à vider complètement la poche à
travers le tube après avoir inséré l'embout S de la poche sur une extrémité de celui-ci, et enfin à comparer le repère gradue 3 avec la longueur de réactif qui a changé de couleur, pour obtenir une estimation du taux d'alcool dans le sang.
Toutefois, ce type d'éthylomètre présente de nombreux inconvénients, notamment des risques de fuite au niveau de la poche limitante elle-même et de sa connection au tu~e, alors que les spécifications d'homologations des ethylotests exigent que ces appareils ne présentent aucun défaut d'étanchéité. Il en résulte un surcoût important pour atteindre une telle étanchéité.
Cet appareil est également compliqué à l'usage car il nécessite trois opérations distinctes pour l'utilisateur.
D'autre part, lorsque le test se révèle négatif, la masse réactive ne change pas de couleur mais réagit avec la vapeur d'eau contenue dans le souffle, ce qui rend le tube inutilisable, c'est-à-dire inopérant lors d'un usage ultérieur. Toutefois, rien sur le tube ne permet de savoir s'il est neuf ou a de~à été utilisé au cours d'un contrôle négatif, car le tube et la poche gonflable sont en deux pièces séparees.
~a presente invention a donc pour but d'éliminer les inconvenients precites et de proposer un nouvel appareil portatif léger pour déterminer ou mesurer la teneur d'un fluide en une substance donnée qui soit de fabrication et d'usage plus simples.
A cet effet, la présente invention a pour ob~et un appareil pour déterminer la teneur d'un fluide en une substance donnée, comportant :
CA 0224~911 1998-08-10 W O 97/31261 PCT~R97/00286 un moyen pour detecter la présence de ladite substance dans le fluide, constitue d'une masse reactive poreuse qui reagit progressivement avec ladite substance en fonction du volume de fluide qui traverse la masse, ladite masse poreuse etant generalement choisie pour se colorer lors de la reaction chimique avec la substance, un tube creux ouvert a ses deux extremites longitudinales, dans lequel est logee ladite masse, un moyen pour determiner la teneur du fluide en ladite substance, constitué par exemple d'un moyen de mesure gradue sur la portion longitudinale du tube contenant la mas~e reactive, ledit moyen etant etalonne en fonction d'un volume predéterminé de fluide traversant la masse, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour contrôler le volume de fluide traversant le tube, constitué d'un indicateur thermo-sensible qui indique que la masse reactive a atteint une temperature critique d'echauffement correspondant au passage d'un volume de fluide à travers la masse egal au volume etalon predetermine precite.
Dans l'invention, on supprime toute poche limitante et on se sert de la chaleur engendree par la reaction exothermique entre la masse reactive et la vapeur d'eau contenue dans le fluide pour signaler qu'un volume de fluide egal au volume etalon predetermine a traversé le tube et donc que l'uti~isateur doit arrêter de souffler.
L'invention est donc basée sur l'utilisation de la réaction exothermique entre la masse reactive et le fluide et sur la correlation entre le volume de fluide traversant la masse et la temperature d'echauffement de celle-ci.
Dans un premier mode de realisation prefere de l'invention, l'indicateur thermique precite est constitue d'une solution reactive telle qu'une encre qui vire instantanement de CA 0224~911 1998-08-10 couleur et de maniere irréversible lorsque la température critique precitee est atteinte.
Dans une variante de réalisation, cette solution reactive est imbibee dans des granules de silice retenus a l'interieur du tube à proximite de la masse reactive.
Dans une autre variante, la solution reactive est imbibee dans une pastille qui est fixee ou encastree dans la paroi du tube, sur sa face interne ou externe, au droit ou au voislnage de ladite masse reactive.
Selon une autre caracteristique de l'invention, l'indicateur est agence sur la peripherie du tube au niveau de la masse reactive poreuse et en un emplacement determine pour servir à la fois comme repere pour déterminer la teneur du fluide en ladite substance. L'indicateur thermique peut être porte par une bague amovible en vue d'une reutilisation de l'indicateur sur un autre tube, lorsque l'indicateur thermique est reversible. Toutefois, l'indicateur thermosensible pourrait être dissocie du repere et positionne a l'extremité aval de la masse reactive.
Dans un autre mode de realisation, l'indicateur thermique precite comporte un element avertisseur sonore ou un voyant lumineux qui est declenche lorsque la temperature critique est atteinte.
Dans encore un autre mode de realisation, l'indicateur thermique precité comporte un capteur de température et un moyen pour afficher la temperature detectee.
Selon une autre caracteristique de l'invention, l'appareil comporte un element revelateur de son etat usage ou non, lequel element revelateur est constitue par l'indicateur thermo-sensible precite, lorsque ce dernier est ~rreversible.
CA 0224~911 1998-08-10 W O 97131261 PCT~R97/00286 -En effet, même lorsque le test se revele négatif, la reaction exothermique se produit et déclenche donc l'indicateur thermo-sensible qui signalera que l'appareil a déja été utilisé.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comporte un élement revelateur de son etat perime ou non, lequel element revelateur est constitué par l'indicateur thermo-sensible précité lorsque ce dernier est irreversible, et dont la temperature critlque est portée a la température a laquelle la masse réactive est susceptible de se dégrader sous l'effet d'un échauffement externe, par exemple lors d'une exposition prolongée de l'appareil au soleil.
La temperature critique est avantageusement choisie dans la plage allant de 45~C a 70~C, dans la~uelle plage de température la courbe de chauffe de la réaction exothermique en fonction du volume de fluide ne varie pratiquement pas en fonction de la température ambiante. De préference, la temperature critique est sensiblement egale a 55~C.
L'appareil de l'invention peut être utilise par exemple ~5 comme ethylomètre ou pour mesurer le taux de pollution de l'air en monoxyde d'azote, vapeur nitreuse ou dioxyde de carbone, ou bien encore pour mesurer le taux d'une substance donnee dans un liquide.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, details, caracteristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative ~ui va suivre de plusieurs modes de realisation particuliers, actuellement preferes de l'invention, donnes a titre uniquement illustratif et non limitatif en reference aux dessins schematiques annexes, dans lesquels :
La figure 1 est une vue schematique partielle et partiellement en coupe d'un ethylometre connu.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCTn~R97/00286 La figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'appareil de l'invention.
La figure 3 est une vue partielle montrant un détail de la figure 2, indiqué par la flèche III.
Les figures 4 a 7 sont des vues analogues à la figure 3, mais représentant des variantes de réalisation de l'appareil de l'invention.
La figure 8 montre schématiquement trois autres indicateurs thermo-sensibles pouvant être utilisés dans l'appareil de l'invention.
La figure 9 est un graphi~ue représentant la courbe de chauffe de la masse réactive en fonction du volume de fluide qui la traverse.
La figure 10 est une vue partielle d'encore un autre mode de réalisation de l'appareil de l'invention.
Suivant l'exemple de réalisation representé sur les figures
La présente invention concerne un appareil pour déterminer ou mesurer la teneur d'un fluide en une substance donnée.
On connaît de~a de tels appareils pour mesurer la teneur en vapeur d'alcool de l'haleine expirée, en vue d'estimer ~e taux d'alcool dans le sang.
Parmi ces appareils connus pour mesurer l'alcoolemie, on a represente sur la figure 1 des dessins annexés un ethylometre ou ethylotest couramment disponible dans le commerce, compor~ant :
un moyen pour detecter la presence de vapeur d'alcool dans l'haleine, constitue d'une masse réactive poreuse 1 qui se colore progressivement par reaction chimique avec ladite vapeur d'alcool en fonction du volume de gaz qui traverse cette masse, un tube creux 2 ouvert a ses extremités longitudinales, dans lequel est loge ladite masse de façon que l'air expiré
pénetrant dans le tube par une extrémité sorte par l'autre extremite apres avoir traverse la masse, un moyen de mesure de la teneur en vapeur d'alcool de l'haleine, constitue d'une graduation 3 sur la portion du tube contenant la masse réactive, ladite graduation etant etalonnee en fonction d'un volume predétermine de gaz traversant la masse, et ,~
un moyen pour limiter le volume de gaz traversant le tube, ; constitué d'une poche souple gonflable 4, destinée a être reliée a une extrémité du tube et dont le gonflement est limité au volume étalon prédéterminé precite, ladite poche etant munie d'une soupape au niveau de son embout.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~R97/00286 Le mode d'emploi de cet éthylomètre consiste a souffler dans la poche limitante jusqu'à ce qu'elle soit complètement remplie, puis à vider complètement la poche à
travers le tube après avoir inséré l'embout S de la poche sur une extrémité de celui-ci, et enfin à comparer le repère gradue 3 avec la longueur de réactif qui a changé de couleur, pour obtenir une estimation du taux d'alcool dans le sang.
Toutefois, ce type d'éthylomètre présente de nombreux inconvénients, notamment des risques de fuite au niveau de la poche limitante elle-même et de sa connection au tu~e, alors que les spécifications d'homologations des ethylotests exigent que ces appareils ne présentent aucun défaut d'étanchéité. Il en résulte un surcoût important pour atteindre une telle étanchéité.
Cet appareil est également compliqué à l'usage car il nécessite trois opérations distinctes pour l'utilisateur.
D'autre part, lorsque le test se révèle négatif, la masse réactive ne change pas de couleur mais réagit avec la vapeur d'eau contenue dans le souffle, ce qui rend le tube inutilisable, c'est-à-dire inopérant lors d'un usage ultérieur. Toutefois, rien sur le tube ne permet de savoir s'il est neuf ou a de~à été utilisé au cours d'un contrôle négatif, car le tube et la poche gonflable sont en deux pièces séparees.
~a presente invention a donc pour but d'éliminer les inconvenients precites et de proposer un nouvel appareil portatif léger pour déterminer ou mesurer la teneur d'un fluide en une substance donnée qui soit de fabrication et d'usage plus simples.
A cet effet, la présente invention a pour ob~et un appareil pour déterminer la teneur d'un fluide en une substance donnée, comportant :
CA 0224~911 1998-08-10 W O 97/31261 PCT~R97/00286 un moyen pour detecter la présence de ladite substance dans le fluide, constitue d'une masse reactive poreuse qui reagit progressivement avec ladite substance en fonction du volume de fluide qui traverse la masse, ladite masse poreuse etant generalement choisie pour se colorer lors de la reaction chimique avec la substance, un tube creux ouvert a ses deux extremites longitudinales, dans lequel est logee ladite masse, un moyen pour determiner la teneur du fluide en ladite substance, constitué par exemple d'un moyen de mesure gradue sur la portion longitudinale du tube contenant la mas~e reactive, ledit moyen etant etalonne en fonction d'un volume predéterminé de fluide traversant la masse, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour contrôler le volume de fluide traversant le tube, constitué d'un indicateur thermo-sensible qui indique que la masse reactive a atteint une temperature critique d'echauffement correspondant au passage d'un volume de fluide à travers la masse egal au volume etalon predetermine precite.
Dans l'invention, on supprime toute poche limitante et on se sert de la chaleur engendree par la reaction exothermique entre la masse reactive et la vapeur d'eau contenue dans le fluide pour signaler qu'un volume de fluide egal au volume etalon predetermine a traversé le tube et donc que l'uti~isateur doit arrêter de souffler.
L'invention est donc basée sur l'utilisation de la réaction exothermique entre la masse reactive et le fluide et sur la correlation entre le volume de fluide traversant la masse et la temperature d'echauffement de celle-ci.
Dans un premier mode de realisation prefere de l'invention, l'indicateur thermique precite est constitue d'une solution reactive telle qu'une encre qui vire instantanement de CA 0224~911 1998-08-10 couleur et de maniere irréversible lorsque la température critique precitee est atteinte.
Dans une variante de réalisation, cette solution reactive est imbibee dans des granules de silice retenus a l'interieur du tube à proximite de la masse reactive.
Dans une autre variante, la solution reactive est imbibee dans une pastille qui est fixee ou encastree dans la paroi du tube, sur sa face interne ou externe, au droit ou au voislnage de ladite masse reactive.
Selon une autre caracteristique de l'invention, l'indicateur est agence sur la peripherie du tube au niveau de la masse reactive poreuse et en un emplacement determine pour servir à la fois comme repere pour déterminer la teneur du fluide en ladite substance. L'indicateur thermique peut être porte par une bague amovible en vue d'une reutilisation de l'indicateur sur un autre tube, lorsque l'indicateur thermique est reversible. Toutefois, l'indicateur thermosensible pourrait être dissocie du repere et positionne a l'extremité aval de la masse reactive.
Dans un autre mode de realisation, l'indicateur thermique precite comporte un element avertisseur sonore ou un voyant lumineux qui est declenche lorsque la temperature critique est atteinte.
Dans encore un autre mode de realisation, l'indicateur thermique precité comporte un capteur de température et un moyen pour afficher la temperature detectee.
Selon une autre caracteristique de l'invention, l'appareil comporte un element revelateur de son etat usage ou non, lequel element revelateur est constitue par l'indicateur thermo-sensible precite, lorsque ce dernier est ~rreversible.
CA 0224~911 1998-08-10 W O 97131261 PCT~R97/00286 -En effet, même lorsque le test se revele négatif, la reaction exothermique se produit et déclenche donc l'indicateur thermo-sensible qui signalera que l'appareil a déja été utilisé.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comporte un élement revelateur de son etat perime ou non, lequel element revelateur est constitué par l'indicateur thermo-sensible précité lorsque ce dernier est irreversible, et dont la temperature critlque est portée a la température a laquelle la masse réactive est susceptible de se dégrader sous l'effet d'un échauffement externe, par exemple lors d'une exposition prolongée de l'appareil au soleil.
La temperature critique est avantageusement choisie dans la plage allant de 45~C a 70~C, dans la~uelle plage de température la courbe de chauffe de la réaction exothermique en fonction du volume de fluide ne varie pratiquement pas en fonction de la température ambiante. De préference, la temperature critique est sensiblement egale a 55~C.
L'appareil de l'invention peut être utilise par exemple ~5 comme ethylomètre ou pour mesurer le taux de pollution de l'air en monoxyde d'azote, vapeur nitreuse ou dioxyde de carbone, ou bien encore pour mesurer le taux d'une substance donnee dans un liquide.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, details, caracteristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative ~ui va suivre de plusieurs modes de realisation particuliers, actuellement preferes de l'invention, donnes a titre uniquement illustratif et non limitatif en reference aux dessins schematiques annexes, dans lesquels :
La figure 1 est une vue schematique partielle et partiellement en coupe d'un ethylometre connu.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCTn~R97/00286 La figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'appareil de l'invention.
La figure 3 est une vue partielle montrant un détail de la figure 2, indiqué par la flèche III.
Les figures 4 a 7 sont des vues analogues à la figure 3, mais représentant des variantes de réalisation de l'appareil de l'invention.
La figure 8 montre schématiquement trois autres indicateurs thermo-sensibles pouvant être utilisés dans l'appareil de l'invention.
La figure 9 est un graphi~ue représentant la courbe de chauffe de la masse réactive en fonction du volume de fluide qui la traverse.
La figure 10 est une vue partielle d'encore un autre mode de réalisation de l'appareil de l'invention.
Suivant l'exemple de réalisation representé sur les figures
2 et 3, l'appareil de l'invention comporte une masse réactive poreuse 1 constituée par exemple d'un sel de chrome VI supporte par des granulés de silice, et un tube creux 2 ouvert a ses extrémités longitudinales et dans lequel est logée ladite masse.
Deux grilles ou cloisons perforées 6, 7 sont fixees transversalement a l'interieur du tube 2 de part et d'autre de la masse 1, pour retenir les granules constitutifs de ladite masse.
Les grilles 6, 7 peuvent également servir a filtrer et réguler le débit de fluide passant a travers la masse 1.
On a represente sur la figure 2 une graduation comportant un seul repere 3 correspondant au taux d'alcool ~x~
CA 0224~911 1998-08-lO
W O ~7/31261 PCTn~R97/00286 autorise par la loi, mais on pourrait bien entendu graduer toute }a longueur de la portion de tube contenant la masse reactive 1.
on pourrait également remplacer les graduations par un autre moyen pour déterminer le taux d'alcool, constitué
d'une luminance de référence du changement de couleur de la masse reactive portee par exemple sur le tube, la teneur en substance etant mesurée par lecture du contraste entre ladite luminance de reference et la luminance effective du changement de couleur.
On voit sur les figures 2 et 3 qu'une pastille 7 est collee sur la face externe de la paroi du tube 2, au droit de la 1~ masse reactive 1, et plus précisément entre la grille amont 6 et le repere 3.
Cette pastille 8 contient une encre, peinture ou charge thermo-sensible qui vire instantanément de couleur et de maniere irreversible lorsqu'une temperature critique donnee est atteinte.
Une telle encre, peinture ou charge est connue en soi et est utilisee notamment sur les emballages des produits surgelés pour contrôler que la température de ces derniers reste dans les plages de conservation autorisees.
La masse reactive poreuse est egalement connue en soi et peut être preparee par tous procedés adaptes.
Dans la variante illustree sur la figure 4, la pastille 8 est encastree sur la face externe de la paroi du tube 2.
r Sur la figure ~, la pastille 8 est collee sur la face interne de la paroi du tube 2 au voisinage de la grille aval 7 precitee.
Dans le mode de realisation de figure 6, la pastille 8 est supprimée et remplacee par des granulés de silice 9 imbibés CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~FR97/00286 avec l'encre précitee, lesquels granules 9 sont loges à
l'interieur du tube 2 et retenus entre la grille aval 7 et une autre gril}e analogue 10.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'appareil de l'invention comporte une bague periphérique 11 qui entoure exterieurement le tube 2, au niveau de la masse reactive 1, plus precisement entre les grilles amont 6 et aval 7 en un emplacement correspondant au repère 3 precité, pour servir comme graduation du moyen de mesure.
La bague 11 constitue l'indicateur thermo-sensible signalant lorsque la masse réactive 1 atteint la température critique precitee, et peut être prévue amovible en vue de sa reut~lisation lorsque l'indicateur est reversible.
on voit sur la figure 8, un premier indicateur comportant un element avertisseur sonore 12 qui est declenche lorsque la temperature critique est atteinte, par exemple par un fusible ou un système bilame à dilatation differentielle, un second indicateur comportant un affichage numerique de temperature 13, et un troisième indicateur comportant un affichage de temperature gradué à aiguille 14, ces deux derniers indicateurs 13, 14 etant relies à un capteur de temperature non representé.
On pourrait egalement prevoir à la place de l'avertisseur sonore 12 un voyant lumineux.
On va maintenant decrire une application particulière de l'invention, en reference au graphique i~lustré sur la figure 9.
Ce graphique représente l'évolution de la courbe de température d'une masse reactive poreuse en fonction du volume de gaz qui la traverse.
Dans cette application particulière, la masse réactive poreuse est formee d'un gel de silice imprégne d'une solution reactive constituée de sel de chrome VI dont la densité est 1,80 et le gaz est de l'air soufflé à une pression d'environ 30 millibar.
On a mesuré pour trois échantillons de cette masse réactive poreuse, la température dégagée par la réaction exothermi~ue entre la vapeur d'eau contenue dans le gaz et le reactif chimique supporté par le gel de silice, en fonction du volume de gaz qui est soufflé à travers la masse.
On a indiqué dans le tableau ci-dessous les valeurs moyennes sur les trois échantillons de la température mesurée en fonction du volume d'air.
Tableau Température moyenne en ~C Volume d'air en ml 20,0 0 21,7 100 23,3 200 26,0 30,7 400 33,7 500 36,3 600 41,0 700 44,3 800 47,7 900 51,0 1000 54,7 1100 Il faut noter ici que les valeurs de température indiquées dans ce tableau ont été mesurées par un capteur de température séparé de la masse réactive poreuse par une CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~R97/00286 mince paroi en plastique, de sorte que ces valeurs intègrent donc l'inertie thermique de la paroi d'un tu~e en plastique.
Bien entendu, la paroi du tube pourrait etre en un matériau different, par exemple en verre.
Les valeurs moyennes de temperature indiquees dans ce tableau ne s'ecartent des temperatures mesurees pour chaque echantillon ~ue de + 1~C à 2~C.
Les mesures referencees dans le tableau ci-dessus ont ete obtenues pour une temperature ambiante de ~0,0C~ et sont representees sur le graphi~ue de la figure 9 par la courbe a points carres 15.
Sur le graphi~ue de la figure 9, on voit egalement une courbe a points triangulaires 16 representant des mesures effectuees à une temperature ambiante superieure à 20~C, ainsi qu'une autre courbe à points losanges 17 representant des mesures effectuees à une temperature ambiante inferieure à 20~C.
On voit sur la figure 9 ~ue les trois courbes 15, 16 et 17 se confondent a partir d'un volume de fluide superieur à
environ 800 ml et que la temperature de reaction s'eleve ~usqu'a environ 70~C pour un volume de 1400 ml avant de decroître au-delà.
Par consequent, la plage de temperature exploitable quelle que soit la temperature ambiante, pour choisir la temperature critique Tc de l'indicateur thermo-sensible, est comprise entre environ 45~C et 70~C, ce qui definit un volume etalon Vo compris entre environ 800 et 1400 ml.
On choisit par exemple la temperature critique Tc egale à
55~C, a laquelle temperature le reactif chimi~ue est susceptible de se degrader, ce ~ui definit un volume etalon Vo egal a environ 1100 ml. La graduation du tube sera alors CA 0224~911 1998-08-10 W O 97131261 PCT~FR97/00286 effectuée pour un ~olume de gaz traversant le tube égal a Vo .
Sur la figure 10, on a représenté un bec ou embout flexible en ~orme de tuyau plastique 18 fixé à l'extrémité amont du tube ~ pour permettre a un utilisateur soufflant a travers celui-ci de visualiser l'indicateur thermique 8 et de s'arrêter de souffler dès que ce réactif thermique change de couleur, car alors il aura sou~flé un volume Vo de gaz a travers la masse 1.
On va maintenant brievement décrire le fonctionnement de l'appareil de l'invention en référence à la figure 2.
L'utilisateur vient souffler directement a travers le tube 2, suivant la fleche F indiquée sur la figure 2, sans utiliser de ballon.
Pendant le soufflage, la vapeur d'eau contenue dans le gaz soufflé subit une réaction exothermique avec le réactif chimique lors de son passage à travers la masse 1, ce qui provoque un échauffement progressif de cette dernière.
Lorsque la chaleur dégagée par cette réaction exothermique atteint la température critique TC prédéfinie pour l'indicateur thermique 8, ce dernier change de couleur et l'utilisateur arrete aussitôt de souffler car un volume Vo d'air aura alors traversé la masse 1.
L'utilisateur peut alors vérifier si le réactif chimique contenu dans la masse 1 a changé de couleur sur une longueur dépassant le repere 3.
.~
Si l'indicateur thermique 8 est du type à changement de~ 35 couleur irréversible, llutilisateur saura que ce tube est désormais usagé, meme si la masse réactive 1 n'a pas changé
de couleur car son haleine ne contenait aucune trace de vapeur d'alcool.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCTn~R97/00286 D'autre part, si l'utilisateur laisse un tube neuf dans son vehicule qui reste expose au soleil de maniere prolongee, et que ce tube baigne de ce fait dans une chaleur depassant 55~C, l'indicateur thermique 8 virera de couleur, ce qui signalera à l'utilisateur que le tube est perime du fait de la degradation du reactif chimique à la chaleur.
Bien que l'invention ait ete decrite en liaison avec des modes de realisation particuliers, il est bien evident qu'elle n'y ait nullement limitee et qu~elle comprend tous les equivalents techniques des moyens decrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre des revendications qui suivent.
Deux grilles ou cloisons perforées 6, 7 sont fixees transversalement a l'interieur du tube 2 de part et d'autre de la masse 1, pour retenir les granules constitutifs de ladite masse.
Les grilles 6, 7 peuvent également servir a filtrer et réguler le débit de fluide passant a travers la masse 1.
On a represente sur la figure 2 une graduation comportant un seul repere 3 correspondant au taux d'alcool ~x~
CA 0224~911 1998-08-lO
W O ~7/31261 PCTn~R97/00286 autorise par la loi, mais on pourrait bien entendu graduer toute }a longueur de la portion de tube contenant la masse reactive 1.
on pourrait également remplacer les graduations par un autre moyen pour déterminer le taux d'alcool, constitué
d'une luminance de référence du changement de couleur de la masse reactive portee par exemple sur le tube, la teneur en substance etant mesurée par lecture du contraste entre ladite luminance de reference et la luminance effective du changement de couleur.
On voit sur les figures 2 et 3 qu'une pastille 7 est collee sur la face externe de la paroi du tube 2, au droit de la 1~ masse reactive 1, et plus précisément entre la grille amont 6 et le repere 3.
Cette pastille 8 contient une encre, peinture ou charge thermo-sensible qui vire instantanément de couleur et de maniere irreversible lorsqu'une temperature critique donnee est atteinte.
Une telle encre, peinture ou charge est connue en soi et est utilisee notamment sur les emballages des produits surgelés pour contrôler que la température de ces derniers reste dans les plages de conservation autorisees.
La masse reactive poreuse est egalement connue en soi et peut être preparee par tous procedés adaptes.
Dans la variante illustree sur la figure 4, la pastille 8 est encastree sur la face externe de la paroi du tube 2.
r Sur la figure ~, la pastille 8 est collee sur la face interne de la paroi du tube 2 au voisinage de la grille aval 7 precitee.
Dans le mode de realisation de figure 6, la pastille 8 est supprimée et remplacee par des granulés de silice 9 imbibés CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~FR97/00286 avec l'encre précitee, lesquels granules 9 sont loges à
l'interieur du tube 2 et retenus entre la grille aval 7 et une autre gril}e analogue 10.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'appareil de l'invention comporte une bague periphérique 11 qui entoure exterieurement le tube 2, au niveau de la masse reactive 1, plus precisement entre les grilles amont 6 et aval 7 en un emplacement correspondant au repère 3 precité, pour servir comme graduation du moyen de mesure.
La bague 11 constitue l'indicateur thermo-sensible signalant lorsque la masse réactive 1 atteint la température critique precitee, et peut être prévue amovible en vue de sa reut~lisation lorsque l'indicateur est reversible.
on voit sur la figure 8, un premier indicateur comportant un element avertisseur sonore 12 qui est declenche lorsque la temperature critique est atteinte, par exemple par un fusible ou un système bilame à dilatation differentielle, un second indicateur comportant un affichage numerique de temperature 13, et un troisième indicateur comportant un affichage de temperature gradué à aiguille 14, ces deux derniers indicateurs 13, 14 etant relies à un capteur de temperature non representé.
On pourrait egalement prevoir à la place de l'avertisseur sonore 12 un voyant lumineux.
On va maintenant decrire une application particulière de l'invention, en reference au graphique i~lustré sur la figure 9.
Ce graphique représente l'évolution de la courbe de température d'une masse reactive poreuse en fonction du volume de gaz qui la traverse.
Dans cette application particulière, la masse réactive poreuse est formee d'un gel de silice imprégne d'une solution reactive constituée de sel de chrome VI dont la densité est 1,80 et le gaz est de l'air soufflé à une pression d'environ 30 millibar.
On a mesuré pour trois échantillons de cette masse réactive poreuse, la température dégagée par la réaction exothermi~ue entre la vapeur d'eau contenue dans le gaz et le reactif chimique supporté par le gel de silice, en fonction du volume de gaz qui est soufflé à travers la masse.
On a indiqué dans le tableau ci-dessous les valeurs moyennes sur les trois échantillons de la température mesurée en fonction du volume d'air.
Tableau Température moyenne en ~C Volume d'air en ml 20,0 0 21,7 100 23,3 200 26,0 30,7 400 33,7 500 36,3 600 41,0 700 44,3 800 47,7 900 51,0 1000 54,7 1100 Il faut noter ici que les valeurs de température indiquées dans ce tableau ont été mesurées par un capteur de température séparé de la masse réactive poreuse par une CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCT~R97/00286 mince paroi en plastique, de sorte que ces valeurs intègrent donc l'inertie thermique de la paroi d'un tu~e en plastique.
Bien entendu, la paroi du tube pourrait etre en un matériau different, par exemple en verre.
Les valeurs moyennes de temperature indiquees dans ce tableau ne s'ecartent des temperatures mesurees pour chaque echantillon ~ue de + 1~C à 2~C.
Les mesures referencees dans le tableau ci-dessus ont ete obtenues pour une temperature ambiante de ~0,0C~ et sont representees sur le graphi~ue de la figure 9 par la courbe a points carres 15.
Sur le graphi~ue de la figure 9, on voit egalement une courbe a points triangulaires 16 representant des mesures effectuees à une temperature ambiante superieure à 20~C, ainsi qu'une autre courbe à points losanges 17 representant des mesures effectuees à une temperature ambiante inferieure à 20~C.
On voit sur la figure 9 ~ue les trois courbes 15, 16 et 17 se confondent a partir d'un volume de fluide superieur à
environ 800 ml et que la temperature de reaction s'eleve ~usqu'a environ 70~C pour un volume de 1400 ml avant de decroître au-delà.
Par consequent, la plage de temperature exploitable quelle que soit la temperature ambiante, pour choisir la temperature critique Tc de l'indicateur thermo-sensible, est comprise entre environ 45~C et 70~C, ce qui definit un volume etalon Vo compris entre environ 800 et 1400 ml.
On choisit par exemple la temperature critique Tc egale à
55~C, a laquelle temperature le reactif chimi~ue est susceptible de se degrader, ce ~ui definit un volume etalon Vo egal a environ 1100 ml. La graduation du tube sera alors CA 0224~911 1998-08-10 W O 97131261 PCT~FR97/00286 effectuée pour un ~olume de gaz traversant le tube égal a Vo .
Sur la figure 10, on a représenté un bec ou embout flexible en ~orme de tuyau plastique 18 fixé à l'extrémité amont du tube ~ pour permettre a un utilisateur soufflant a travers celui-ci de visualiser l'indicateur thermique 8 et de s'arrêter de souffler dès que ce réactif thermique change de couleur, car alors il aura sou~flé un volume Vo de gaz a travers la masse 1.
On va maintenant brievement décrire le fonctionnement de l'appareil de l'invention en référence à la figure 2.
L'utilisateur vient souffler directement a travers le tube 2, suivant la fleche F indiquée sur la figure 2, sans utiliser de ballon.
Pendant le soufflage, la vapeur d'eau contenue dans le gaz soufflé subit une réaction exothermique avec le réactif chimique lors de son passage à travers la masse 1, ce qui provoque un échauffement progressif de cette dernière.
Lorsque la chaleur dégagée par cette réaction exothermique atteint la température critique TC prédéfinie pour l'indicateur thermique 8, ce dernier change de couleur et l'utilisateur arrete aussitôt de souffler car un volume Vo d'air aura alors traversé la masse 1.
L'utilisateur peut alors vérifier si le réactif chimique contenu dans la masse 1 a changé de couleur sur une longueur dépassant le repere 3.
.~
Si l'indicateur thermique 8 est du type à changement de~ 35 couleur irréversible, llutilisateur saura que ce tube est désormais usagé, meme si la masse réactive 1 n'a pas changé
de couleur car son haleine ne contenait aucune trace de vapeur d'alcool.
CA 0224~911 1998-08-lO
W O 97/31261 PCTn~R97/00286 D'autre part, si l'utilisateur laisse un tube neuf dans son vehicule qui reste expose au soleil de maniere prolongee, et que ce tube baigne de ce fait dans une chaleur depassant 55~C, l'indicateur thermique 8 virera de couleur, ce qui signalera à l'utilisateur que le tube est perime du fait de la degradation du reactif chimique à la chaleur.
Bien que l'invention ait ete decrite en liaison avec des modes de realisation particuliers, il est bien evident qu'elle n'y ait nullement limitee et qu~elle comprend tous les equivalents techniques des moyens decrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre des revendications qui suivent.
Claims (12)
1. Appareil pour déterminer la teneur d'un fluide en une substance donnée, comportant :
un moyen pour détecter la présence de ladite substance dans le fluide, constitué d'une masse réactive poreuse (1) qui réagit progressivement, notamment en se colorant, avec ladite substance en fonction du volume de fluide qui traverse la masse, un tube creux (2) ouvert à ses deux extrémités longitudinales, dans lequel est logée ladite masse, un moyen (3, 11) pour déterminer la teneur du fluide en ladite substance, tel qu'un moyen de mesure gradué sur le tube, ledit moyen étant étalonné en fonction d'un volume prédéterminé (Vo) de fluide traversant la masse, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour contrôler le volume de fluide traversant le tube (2), constitué d'un indicateur thermo-sensible (8, 9, 11-14) qui indique que la masse réactive (1) a atteint une température critique d'échauffement (Tc) correspondant au passage d'un volume de fluide à travers la masse égale au volume étalon prédéterminé précité (Vo).
un moyen pour détecter la présence de ladite substance dans le fluide, constitué d'une masse réactive poreuse (1) qui réagit progressivement, notamment en se colorant, avec ladite substance en fonction du volume de fluide qui traverse la masse, un tube creux (2) ouvert à ses deux extrémités longitudinales, dans lequel est logée ladite masse, un moyen (3, 11) pour déterminer la teneur du fluide en ladite substance, tel qu'un moyen de mesure gradué sur le tube, ledit moyen étant étalonné en fonction d'un volume prédéterminé (Vo) de fluide traversant la masse, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour contrôler le volume de fluide traversant le tube (2), constitué d'un indicateur thermo-sensible (8, 9, 11-14) qui indique que la masse réactive (1) a atteint une température critique d'échauffement (Tc) correspondant au passage d'un volume de fluide à travers la masse égale au volume étalon prédéterminé précité (Vo).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indicateur thermique précité (8, 9, 11) est constitué
d'une solution réactive telle qu'une encre qui vire instantanément de couleur lorsque la température critique précitée (Tc) est atteinte.
d'une solution réactive telle qu'une encre qui vire instantanément de couleur lorsque la température critique précitée (Tc) est atteinte.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite solution réactive est imbibée dans des granulés de silice (9) retenus à l'intérieur du tube (2) à proximité
de la masse réactive (1).
de la masse réactive (1).
4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution réactive précitée est imbibée dans une pastille (8) qui est fixée ou encastrée dans la paroi du tube (2), sur sa face interne ou externe, au droit ou au voisinage de ladite masse réactive (1).
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indicateur thermique précité comporte un élément avertisseur sonore (12) ou un voyant lumineux qui est déclenché lorsque la température critique est atteinte.
6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indicateur thermique précité comporte un capteur de température et un moyen (13, 14) pour afficher la température détectée.
7. Appareil selon l'une des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que l'indicateur thermique (11) est agencé sur la périphérie du tube (2) au niveau de la masse réactive poreuse (1) et en un emplacement déterminé pour servir à la fois comme repère pour déterminer la teneur du fluide en ladite substance.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'indicateur thermique est porté par une bague (11) amovible en vue d'une réutilisation de l'indicateur sur un autre tube, lorsque l'indicateur thermique est réversible.
9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément révélateur de son état usagé ou non, lequel élément révélateur est constitué par l'indicateur thermo-sensible précité lorsque ce dernier est irréversible.
10. Appareil selon l'une des revendications précitées, caractérisé en ce qu'il comporte un élément révélateur de son état périmé ou non, lequel élément révélateur est constitué par l'indicateur thermo-sensible précité lorsque ce dernier est irréversible et dont la température critique (Tc) est portée à la température à laquelle la masse réactive (1) est susceptible de se dégrader sous l'effet d'un échauffement externe.
11. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température critique (Tc) est dans la plage allant de 45°C à 70°C.
12. Appareil selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la température critique (Tc) est sensiblement égale à 55°C.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |