Appareil de mesure de quantités de chaleur
La présente invention a pour objet un appareil de mesure de quantités de chaleur, destiné notamment à la surveillance médicale du personnel exposé à la chaleur.
Elle vise à la conception d'un appareil de faible encombrement, autonome et portatif, capable de fournir une indication fonction, à la fois, de la température à laquelle est exposée la personne qui le porte, et du temps d'exposition à cette température.
L'appareil selon Invention est caractérisé en ce qu'il comporte un pont de Wheatstone dans lequel les résistances de deux branches opposées sont constituées par des thermistances et dont une diagonale comporte un compteur électrolytique, une source de tension, alimentant le pont de Wheatstone par l'intermédiaire d'un thermostat, provoquant l'ouverture du circuit lorsque la température extérieure est inférieure à une valeur prédéterminée.
Le pont de Wheatstone et la source de tension peuvent être contenus dans un boîtier portatif muni d'une pince de fixation.
On décrit ci-après, à titre d'exemple, en se référant au dessin, un mode de réalisation particulier de l'appareil, objet de l'invention.
La fig. 1 en représente une vue d'ensemble.
La fig. 2 est un schéma du circuit électrique de mesure.
Les réglementations médicales actuellement en vigueur en France stipulent que la température à laquelle est exposé le personnel ne doit pas dépasser 900 C et que toute exposition à une température supérieure à 350 C doit être suivie d'une période de repos d'au moins 30 minutes. La durée d'exposition admise est d'autant plus faible que la température est élevée: la durée d'exposition ne doit pas dépasser 1 heure entre 35 et 500 C, une demi-heure entre 50 et 700 C, et 10 à 15 minutes à plus de 700 C.
Le dispositif utilisé pour la surveillance médicale du personnel, conformément à l'invention, fournit une indication qui est sensiblement proportionnelle à la fois au temps d'exposition et à l'écart de température entre la température d'exposition et une température de référence arbitrairement fixée à 290 C. Chaque nouvelle quantité de chaleur peut s'ajouter à la quantité déjà enregistrée, tant que l'appareil n'est pas remis à zéro et dans la limite de fonctionnement de celui-ci.
A titre d'exemple, l'étendue de mesure de l'appareil décrit ci-après est de 20 heures d'exposition à 630 C.
L'appareil utilisé, représenté sur la fig. 1, est formé d'un boîtier métallique 1 contenant un circuit électrique de mesure. Ce boîtier est pourvu d'une pince 2 qui permet, par exemple, de fixer l'appareil portatif aux vêtements d'un ouvrier.
Le boîtier 1 contient l'ensemble des instruments du circuit de mesure, représenté sur la fig. 2. Celui-ci est constitué par un pont de Wheatstone 3 alimenté par une pile à oxyde de mercure 4 de 1,3 volt. Deux des branches opposées du pont de Wheatstone comportent des résistances 5 et 6 et les deux autres des thermistances 7 et 8 respectivement.
Sur la diagonale du pont sont insérés un compteur électrolytique 9, une résistance de tarage 10, de 100 ohms, et un potentiomètre de réglage 11. Une diode
Zener 12, montée en parallèle avec le compteur 9 et la résistance 10, protège le compteur contre toute surcharge éventuelle.
Sur le circuit d'alimentation du pont de Wheatstone 3, un thermostat 13 est disposé en série avec la pile 4.
Ce thermostat est réglé de manière à couper le circuit lorsque la température est inférieure à 350 C.
Enfin, un bouton poussoir 14 et une lampe 15 en série sont montés en parallèle avec le pont pour permettre de contrôler le bon fonctionnement du circuit électrique au cours de l'utilisation de l'appareil. Ce contrôle est naturellement effectué lorsque l'interrupteur du thermostat est en position fermée, c'est-à-dire lorsque la température est supérieure à 350 C.
Le pont de Wheatstone est réglé pour être en équilibre lorsque la température est sensiblement égale à 290 C, lorsque l'appareil est exposé à une température différente. La variation d'impédance des thermistances 7 et 8 provoque l'apparition d'une tension de déséquilibre dans la diagonale du pont et le courant qui passe alors dans le compteur 9 est sensiblement proportionnel à l'écart de la température des thermistances avec la valeur de référence de 290 C. Le compteur 9 enregistre la quantité d'électricité qui le traverse. Le curseur 16 (fig. 1) se déplace tant que dure le courant et s'immobilise dans sa nouvelle position lorsque le courant cesse.
La présence du thermostat 13 a pour rôle, d'une part, d'économiser la pile (qui ne débite pas tant que la température reste inférieure à 350 C), d'autre part, d'éviter le fonctionnement en sens inverse du compteur électrolytique 9 lorsque la température devient inférieure à 290 C.
La remise à zéro de l'appareil, après utilisation, s'effectue en faisant passer un courant en sens inverse dans le compteur électrolytique 9. Pour éviter d'immobiliser l'appareil pendant le temps nécessaire à cette remise à zéro, on a prévu des compteurs électrolytiques débrochables, permettant de les interchanger instantanément.
Measuring device for heat quantities
The present invention relates to an apparatus for measuring quantities of heat, intended in particular for the medical surveillance of personnel exposed to heat.
It aims at the design of a device of small footprint, autonomous and portable, capable of providing an indication based on both the temperature to which the person wearing it is exposed, and the time of exposure to this temperature. .
The apparatus according to the invention is characterized in that it comprises a Wheatstone bridge in which the resistances of two opposite branches are formed by thermistors and of which a diagonal comprises an electrolytic counter, a voltage source, supplying the Wheatstone bridge by through a thermostat, causing the circuit to open when the outside temperature is below a predetermined value.
The Wheatstone bridge and the voltage source can be contained in a portable box equipped with a fixing clamp.
A description will be given below, by way of example, with reference to the drawing, of a particular embodiment of the apparatus, object of the invention.
Fig. 1 shows an overview.
Fig. 2 is a diagram of the electrical measurement circuit.
The medical regulations currently in force in France stipulate that the temperature to which personnel are exposed must not exceed 900 C and that any exposure to a temperature higher than 350 C must be followed by a rest period of at least 30 minutes. . The permitted exposure time is lower the higher the temperature: the exposure time must not exceed 1 hour between 35 and 500 C, half an hour between 50 and 700 C, and 10 to 15 minutes at over 700 C.
The device used for the medical surveillance of personnel, in accordance with the invention, provides an indication which is substantially proportional both to the exposure time and to the temperature difference between the exposure temperature and an arbitrarily reference temperature. fixed at 290 C. Each new quantity of heat can be added to the quantity already recorded, as long as the appliance is not reset to zero and within the operating limit of the latter.
By way of example, the measuring range of the apparatus described below is 20 hours of exposure to 630 C.
The apparatus used, shown in fig. 1, is formed of a metal case 1 containing an electrical measurement circuit. This housing is provided with a clip 2 which makes it possible, for example, to fix the portable device to the clothes of a worker.
The box 1 contains all the instruments of the measuring circuit, shown in fig. 2. This consists of a Wheatstone bridge 3 supplied by a 1.3 volt mercury oxide cell 4. Two of the opposite branches of the Wheatstone bridge have resistors 5 and 6 and the other two have thermistors 7 and 8 respectively.
On the diagonal of the bridge are inserted an electrolytic counter 9, a calibration resistor 10, 100 ohms, and an adjustment potentiometer 11. A diode
Zener 12, mounted in parallel with counter 9 and resistor 10, protects the counter against any possible overload.
On the supply circuit of the Wheatstone bridge 3, a thermostat 13 is arranged in series with the battery 4.
This thermostat is set so as to cut off the circuit when the temperature is below 350 C.
Finally, a push button 14 and a lamp 15 in series are mounted in parallel with the bridge to make it possible to check the correct operation of the electrical circuit during the use of the device. This control is naturally carried out when the thermostat switch is in the closed position, that is to say when the temperature is above 350 C.
The Wheatstone bridge is set to be in equilibrium when the temperature is substantially equal to 290 C, when the device is exposed to a different temperature. The variation in impedance of thermistors 7 and 8 causes the appearance of an unbalance voltage in the diagonal of the bridge and the current which then passes through the counter 9 is substantially proportional to the difference between the temperature of the thermistors and the value reference of 290 C. Meter 9 records the quantity of electricity flowing through it. The cursor 16 (fig. 1) moves as long as the current lasts and stops in its new position when the current stops.
The role of thermostat 13 is, on the one hand, to save the battery (which does not discharge as long as the temperature remains below 350 C), on the other hand, to prevent the counter from operating in the opposite direction. electrolytic 9 when the temperature drops below 290 C.
The device is reset to zero, after use, by passing a current in the opposite direction through the electrolytic counter 9. To avoid immobilizing the device for the time necessary for this reset, provision has been made for withdrawable electrolytic meters, allowing them to be interchanged instantly.