FR2514508A1 - Procede et dispositif d'etalonnage automatique d'appareils de mesure et d'indication pour la determination de la pression partielle d'oxygene - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF D'ETALONNAGE AUTOMATIQUE D'APPAREILS DE MESURE ET D'INDICATION UTILISES POUR LA MESURE ET L'INDICATION D'UNE PRESSION PARTIELLE D'OXYGENE EN ASSOCIATION AVEC UN CAPTEUR POLAROGRAPHIQUE. UNE TENSION DE POLARISATION VARIABLE PRODUITE PAR UN GENERATEUR 2, COMMANDE PAR UN CALCULATEUR CENTRAL 4, EST APPLIQUEE A UN CAPTEUR POLAROGRAPHIQUE 1. LES SIGNAUX RESULTANT DE MESURE DU CAPTEUR 1, APRES CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE, SONT MEMORISES DANS UNE MEMOIRE DE LECTURE-ECRITURE 8. PAR COMPARAISON DES VALEURS DESIREES DE COURANT MEMORISEES DANS UNE MEMOIRE FIXE 7, LE CALCULATEUR CENTRAL 4 DETERMINE L'ECART THEORIQUE DE COURANT RESIDUEL PAR RAPPORT A LA VALEUR DE ZERO. LE POINT DE FONCTIONNEMENT DU CAPTEUR EST FIXE AU POINT DE PENTE MINIMAL DE LA COURBE CARACTERISTIQUE DANS SA PLAGE D'UTILISATION. LA VALEUR THEORIQUE DE LA PRESSION D'OXYGENE EST EXTRAPOLEE JUSQU'A 100 D'HUMIDITE RELATIVE POUR LA TEMPERATURE CHOISIE POUR LE CAPTEUR A L'AIDE D'UN SIGNAL PROPORTIONNEL A LA PRESSION D'AIR.
Description
La présente invention concerne un procédé et un disposi-
tif d'étalonnage automatique d'appareils de mesure et d'indication
pour la détermination de la pression partielle d'oxygène.
Dans la technique de mesures médicales on sait utiliser d'une manière générale des capteurs polarographiques pour une détermination transcutanée de la pression partielle d'oxygène dans
un tissu du corps Des capteurs polarographiques ont des proprié-
tés qui se modifient sur une longue durée, entre autres par un
dessèchement de l'électrolyte En outre, les valeurs caractéris-
tiques des capteurs sont fonction des conditions ambiantes, notam-
ment de la pression d'air et, également, de l'humidité relative
de l'air ainsi que de la température.
A cause des relations physico-chimiques compliquées con-
cernant les capteurs polarographiques, l'opération d'étalonnage
des appareils de mesure et d'indication est longue; pour sa réa-
lisation, il est nécessaire de faire intervenir un personnel spé-
cialisé. L'ensemble du processus d'étalonnage comprend la mise au zéro et la détermination ultérieure de la valeur d'étalonnage pour une humidité d'air de 100 % car on se base sur le fait que, avec le récepteur de mesure utilisé, on obtient sur un patient
une humidité d'air d'environ 100 %.
On connait déjà des procédés d'étalonnage de capteurs polarographiques décrits, par exemple, dans le brevet allemand
no 2 608 727 et dans la demande de brevet allemand N O 2 945 207.
Pour l'exécution du processus d'étalonnage d'après ce procédé, il est nécessaire de faire intervenir des gaz de référence ou auxiliaires. En outre, d'après la demande de brevet allemand N O
2 929 387, on connaît des capteurs potentiostatiques ou polaro-
graphiques permettant d'effectuer un étalonnage électronique.
Conformément à ce qui est précisé dans cette demande de brevet, les temps d'étalonnage avec un gaz de contrôle ou des solutions d'étalonnage doivent être allongés considérablement par une détermination et une compensation automatique de la modification temporelle d'activité des électrodes de travail en comparant, en un seul point de mesure donné, l'activité de l'électrode de mesure à un instant particulier avec l'activité de l'électrode de travail nouvellement étalonnée Cependant, pour que le personnel, au moins
pour des mesures de routine, soit complètement déchargé de l'exé-
cution du processus d'étalonnage et puisse se passer de l'utilisa-
tion d'un gaz d'étalonnage ou d'un gaz auxiliaire dans le proces-
sus d'étalonnage, il faut faire intervenir le procédé et le dis-
positif conforme à l'invention En outre, le processus d'étalonna-
ge doit être effectué non seulement en un seul point de la courbe caractéristique de fonctionnement du capteur mais, également, dans
toute la gamme de travail à l'intérieur de la courbe caractéris-
tique.
La présente invention a pour objet un procédé d'étalon-
nage automatique d'appareils de mesure et d'indication pour la détermination de la pression partielle d'oxygène à l'aide d'un capteur de mesure, caractérisé par les étapes suivantes:
on applique au capteur de mesure une tension de pola-
risation augmentant à une vitesse constante de croissance depuis une valeur initiale réglable jusqu'à ce qu'on atteigne une valeur maximale prédéterminée par la limite supérieure de la plage de travail,
après que la valeur maximale a été atteinte, la ten-
sion de polarisation est diminuée jusqu'à la valeur initiale à une vitesse de décroissance égale à la vitesse de croissance, les valeurs réelles du courant se rapportant à chaque valeur de la tension de polarisation appliquée au capteur de
mesure sont mesurées et sont mémorisées dans une mémoire de lec-
ture-écriture,
les valeurs réelles de courant mémorisées sont compa-
rées dans un calculateur central avec les valeurs de consigne du courant, mémorisées dans une mémoire de lecture, correspondant à un polarogranmelimite déterminé expérimentalement à partir d'une multitude de polarogrammes, l'écart théorique de courant résiduel du capteur de mesure par rapport à la valeur-zéro est déterminé à partir de
l'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne du cou-
rant, la valeur de l'écart de courant résiduel est mémorisée dans un emplacement, réservé à cet effet, de la mémoire pour l'établissement du point de zéro du capteur de mesure, le point de fonctionnement du capteur de mesure est fixé au point o la courbe caractéristique du capteur à la pente minimale dans la plage de travail, et -3- la valeur théorique de la pression partielle d'oxygène de l'air ambiant est extrapolée jusqu'à une humidité relative de % pour la température choisie du capteur à l'aide du signal de
mesure de pression barométrique de l'air ambiant.
La présente invention a également pour objet un disposi- tif d'étalonnage automatique d'appareils de mesure et d'indication pour la détermination de la pression partielle d'oxygène à l'aide d'un capteur de mesure, caractérisé par le fait que: une tension de polarisation peut être appliquée au capteur à partir d'un circuit d'adaptation de sortie et d'un
générateur de tension de polarisation, ladite tension de pola-
risation augmentant à une vitesse constante de croissance, com-
mandée par un calculateur central, depuis une valeur initiale jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur maximale préréglée par la limite supérieure de la plage de fonctionnement, et qui décroît,
après avoir atteint la valeur maximale, à une vitesse de décrois-
sance égale à la vitesse de croissance, les signaux de mesure produits par le capteur de mesure en fonction de la tension de polarisation appliquée peuvent être mémorisés par le calculateur central dans une mémoire de lecture-écriture après conversion analogique-numérique dans un convertisseur analogique-numérique et adaptation dans un circuit d'adaptation d'entrée, les valeurs de la pression d'air ambiant mesurées dans
une cellule barométrique peuvent être appliquées, après une conver-
sion analogique-numérique dans un convertisseur analogique-numé-
rique, au calculateur par l'intermédiaire d'un circuit d'adapta-
tion d'entrée, le signal électrique correspondant au polarogramme limite, déterminé expérimentalement à partir d'une multitude de polarogrammes et converti numériquement, peut être mémorisé dans une mémoire fixe ou de lecture,
les valeurs mémorisées de consigne de courant, corres-
pondant au polarogramme limite, peuvent être comparées dans le calculateur central avec les valeurs réelles de courant, également mémorisées et correspondant au polarogramme spécifique du capteur de mesure, le calculateur central peut déterminer à partir de l'écart entre une valeur réelle et la valeur de consigne du courant l'écart théorique de courant résiduel du capteur de mesure par rapport à la valeur de zéro, -4- la valeur de l'écart de courant résiduel peut être mémorisée dans un emplacement, réservé à cet effet, de la mémoire de lecture-écriture pour fixer le point de zéro du capteur de mesure, le point de fonctionnement du capteur de mesure peut être fixé au point o la courbe caractéristique du capteur possède la pente minimale dans la plage de fonctionnement, et la valeur théorique de la pression partielle d'oxygène ambiant peut être extrapolée à 100 % d'humidité relative pour la température choisie pour le capteur de mesure à l'aide du signal
de mesure de pression barométrique de l'air ambiant.
L'invention ainsi définie a pour fonction essentielle de fournir un procédé automatique d'étalonnage et un dispositif automatique d'étalonnage qui déchargent complètement l'utilisateur de capteurs polarographiques et des appareils associés de mesure
et d'indication servant à la mesure de pression partielle d'oxy-
gène dans des mesures de routine, de l'opération d'étalonnage longue et compliquée sans que l'étalonnage automatique ait une influence perturbatrice sur la précision de mesure et d'indication de l'ensemble formé par un capteur et un appareil de mesure et d'indication. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention
sont indiquées ci-après.
Pour la mise en oeuvre du procédé la surface de mesure du capteur de mesure est balayée par un mélange gazeux provenant d'une chambre de mélange de gaz, pendant que le capteur de mesure est balayé par le mélange gazeux, on établit un polarogramme conformément aux étapes opératoires indiquées ci-dessus, on détermine sur la courbe caractéristique du capteur de mesure le point o celle-ci atteint, à partir de la valeur minimale, une pente définie prédéterminable, on arrête le balayage du capteur de mesure avec le mélange gazeux provenant de la chambre mélangeuse, on expose la surface de mesure du capteur de mesure à l'air ambiant, et à partir de la tension de polarisation établie pendant le balayage du capteur avec le mélange gazeux, on établit un polarogramme correspondant à la pression partielle d'oxygène de
l'air ambiant et on l'extrapole à une teneur en oxygène de 21 %.
-5- Avantageusement, la tension de polarisation croit ou
décroît, dans des plages déterminées, et particulièrement intéres-
santes en ce qui concerne la technique de mesure, de la courbe caractéristique du capteur de mesure avec une première valeur constante W 1 de la vitesse de croissance ou de la vitesse de
décroissance alors que, dans d'autres plages de la courbe carac-
téristique, elle croit ou décroît avec une seconde valeur W 2 de la vitesse de croissance ou de la vitesse de décroissance, et que la grandeur de la seconde valeur W 2 est supérieure à la grandeur de la première valeur W 1 et la tension de polarisation est modifiée de façon échelonnée dans le sens croissant ou décroissant dans certaines plages de la courbe caractéristique du capteur de mesure, o la forme du polarogramme spécifique du capteur peut
être prédéterminée à partir de la forme du polarogramme limite.
Le dispositif selon l'invention et comportant un capteur de valeur de mesure pouvant être chauffé par un courant pulsatoire de chauffage, est caractérisé par le fait que:
le capteur de mesure peut être monté dans un dis-
positif de support situé sur le panneau frontal de l'appareil de mesure et d'indication, les impulsions de courant de chauffage fournies par l'appareil de mesure et d'indication au capteur de mesure peuvent
être déterminées par un détecteur placé à l'intérieur du dis-
positif de support, les impulsions de courant de chauffage fournies par l'appareil de mesure et d'indication au capteur de mesure peuvent être comparées dans un comparateur avec les signaux électriques reçus par le détecteur, et si les signaux d'entrée appliqués au comparateur se correspondent en phasage et en croisement de zéro, le comparateur applique au processeur central par l'intermédiaire du circuit
d'adaptation d'entrée, un signal d'amorçage du processus d'étalon-
nage automatique, conformément au procédé défini ci-dessus.
Avantageusement, le dispositif se caractérise par le fait que: il est prévu dans le dispositif une chambre de mélange de gaz à partir de laquelle un mélange de gaz peut être canalisé jusque sur la surface de mesure du capteur de mesure placé dans le dispositif de support, et que 6-
par un déclenchement synchronisé de signaux par l'in-
termédiaire du calculateur central: pendant le balayage de la surface de mesure avec
le mélange gazeux arrivant sur le capteur de me-
sure, un polarogramme peut être établi en corres- pondance aux étapes du procédé décrit ci-dessus, on peut déterminer sur la courbe caractéristique du capteur de mesure le point o celle-ci atteint, à partir d'une valeur minimale, une pente définie prédéterminable, la surface de mesure du capteur est exposée a l'air ambiant après arrêt du courant gazeux provenant de la chambre mélangeuse, et à l'aide de la tension de polarisation établie pendant le balayage du capteur de mesure par le mélange gazeux, on définit un polarogramme correspondant à la pression partielle d'oxygène de l'air ambiant et on assure son extrapolation
à une teneur en oxygène de 21 %.
De préférence, le capteur de mesure est un capteur
polarographique et le détecteur est un détecteur inductif.
La présente invention offre, par rapport à des procédés manuels d'étalonnage connus, l'avantage d'un étalonnage simple, rapide et automatique de l'ensemble formé par un capteur et un appareil de mesure et d'indication associé L'utilisateur de
l'appareil peut, après mise en marche de celui-ci, disposer auto-
matiquement d'un appareil de mesure et d'indication qui est éta-
lonné Pour l'étalonnage de l'appareil, il n'est plus nécessaire
de faire intervenir un personnel particulièrement spécialisé.
Le processus d'étalonnage est effectué non seulement pour un seul
point de la courbe caractéristique de travail du capteur de me-
sure, mais la courbe caractéristique du capteur polarographique est complètement parcourue lors de l'étalonnage et le point de travail est automatiquement établi à l'endroit de la pente la plus faible de la courbe caractéristique En outre, l'utilisateur obtient la possibilité, pour des mesures de précision, d'effectuer le processus d'étalonnage avec des solutions d'étalonnage et avec
des gaz de référence.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée
-7- à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: La figure l représente un schéma de principe d'un mode de réalisation conforme à l'invention du dispositif d'étalonnage automatique; La figure 2 représente un schéma de principe d'un mode
avantageux de réalisation d'une partie, essentielle pour l'inven-
tion, du dispositif de la figure 1, et La figure 3 montre la forme typique d'un polarogramme
pour différentes valeurs de la pression partielle d'oxygène.
Des composants se correspondant sur les différentes
figures ont été désignés par les mêmes références numériques.
Selon l'invention, un calculateur central 4 agit, par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation de sortie (interface) 3 et d'un générateur de tension de polarisation 2, sur un capteur
polarographique 1, dont le signal de sortie (signal de polarisa-
tion) est appliqué, après conversion dans un convertisseur analo-
gique-numérique 6, par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'entrée (interface) 5 au calculateur central 4 qui le transmet à une mémoire d'écriture-lecture 8 o il est mémorisé Le signal
de sortie d'une cellule de pression barométrique il, après con-
version dans un convertisseur analogique-numérique 10, parvient
au calculateur central 4 par l'intermédiaire d'un circuit d'adap-
tat$on d'entrée (interface) 9 Un polarogramme limite est mémorisé
dans une mémoire fixe 7 en vue d'une comparaison avec le polaro-
gramme réel.
Le capteur l est agencé d'une manière connue pour déter-
miner la pression partielle d'oxygène; il est pourvu d'un dispo-
sitif servant à chauffer le capteur proprement dit et l'objet à mesurer qui est placé dans une position adjacente à la surface
de mesure du capteur.
Après que le calculateur central 4 a reçu, d'une manière
décrite dans la suite, un signal d'amorçage du processus d'étalon-
nage automatique, il fournit un signal de commande au circuit d'adaptation de sortie (interface) 3 Le circuit d'adaptation de sortie 3 autorise le générateur de tension de polarisation 2 à fournir une tension de polarisation variable au capteur de
valeur de mesure 1.
La variation temporelle de la tension de polarisation
a une forme triangulaire: à partir d'une valeur initiale appro-
-8-
priée, la tension de polarisation augmente avec une vitesse cons-
tante de croissance de l millivolt/seconde jusqu'à 10 millivolts/ seconde, de préférence à une vitesse de 4 millivolts/seconde
jusqu'à 6 millivolts/seconde, de façon à prendre une valeur maxi-
male prédéterminable de 0,5 à 5,0 volts, de préférence de 0,5 à 2,0 volts Après que la valeur maximale est atteinte, la tension de polarisation décroît de la même façon, c'est-à-dire à la même vitesse, également constante, que celle à laquelle elle a monté initialement de la valeur initiale jusqu'à la valeur maximale, pour revenir à la valeur initiale Cette valeur initiale peut, par exemple, etre-de 0,05 volt Il est cependant à noter que la
valeur initiale est fonction du type du capteur, de sa tempéra-
ture et d'autres paramètres Dans un mode avantageux de réalisa-
tion de l'invention, il est souhaitable, pour économiser du temps, lors de l'exécution du processus d'étalonnage, de laisser la
tension de polarisation augmenter ou diminuer à la vitesse pré-
citée seulement dans certaines plages de la courbe caractéristique qui sont particulièrement importantes du point de vue de la mesure et de franchir les autres plages de la courbe caractéris tique à une vitesse accrue d'augmentation ou de diminution de la
tension de polarisation On peut envisager également des varia-
tions échelonnées de la tension de polarisation dans le sens croissant ou dans le sens décroissant dans des plages de la courbe caractéristique ot la forme du polarogramme associé au capteur peut être prédéterminée avec un haut degré de probabilité à partir de la forme du polarogramme limite qui va être décrite
dans la suite.
Le capteur polarographique l fournit un signal de pola-
risation, spécifique du capteur, qui est appliqué à l'entrée du convertisseur analogique-numérique 6 Le signal de sortie, converti numériquement, du capteur 1, est appliqué par l'intermédiaire du circuit d'adaptation d'entrée (interface) 5 au calculateur central 4 qui le transmet à la mémoire de lecture-écriture 8 en vue d'une mémorisation.
Dans la mémoire fixe 7, remplissant seulement une fonc-
tion de lecture, un polarogramme limite est mémorisé sous la forme de signaux électriques dont les valeurs ont été déterminées expérimentalement par des mesures comparatives à partir d'une multitude de polarogrammes, les signaux électriques correspondants ayant été appliqués à la mémoire de lecture 7 suivant un format
numérique approprié au cours du processus de fabrication de l'ap-
pareil de mesure et d'indication.
Le calculateur central 4 compare le polarogramme réel
mémorisé dans la mémoire de lecture-écriture 8 avec le polaro-
gramme limite mémorisé dans la mémoire de lecture 7 Le calcula-
teur central 4 calcule, en différents points de la courbe carac-
téristique 1, l'écart théorique en courant résiduel, spécifique du capteur, par rapport au point-zéro et il en déduit les valeurs
obtenues pour l'écart de courant résiduel en vue d'une mémorisa-
tion dans des emplacements prévus à cet effet dans la mémoire de lectureécriture 8 Au moyen de cette comparaison, on définit
des polarogrammes qui tombent à l'extérieur de la bande de tolé-
rance, on détermine la possibilité d'étalonnage du capteur de
mesure l et on fixe le point de travail sur la courbe caractéris-
tique.
Une cellule de pression barométrique 11 détermine la pression de l'air ambiant Un convertisseur analogique-numérique convertit le signal analogique représentant la pression d'air
barométrique en un signal numérique proportionnel Par l'intermé-
diaire d'un circuit d'adaptation d'entrée (interface) 9, le
signal électrique qui est converti numériquement et qui repré-
sente la pression d'air est appliqué au calculateur central 4.
Le calculateur central 4 calcule, à l'aide du signal électrique proportionnel à la pression d'air barométrique et de la température du capteur de mesure 1 qui peut être choisie pour l'appareil de mesure et d'indication, la valeur théorique de la pression partielle d'oxygène pour une humidité relative de l'air de 100 %, comme indiqué ci-dessus, en dessous de la surface de
mesure du capteur 1 mis en place.
Pendant le processus d'étalonnage automatique, le
capteur polarographique 1 est placé dans un dispositif de sup-
port 12 conforme à la figure 2, qui est situé sur le panneau
frontal de l'appareil de mesure et d'indication.
Dans le capteur de mesure 1, il est prévu, d'une manière connue et non représentée, un dispositif pour chauffer électriquement le capteur ainsi que l'objet à mesurer, placé dans une position adjacente à la surface de mesure du capteur, à l'aide d'un courant pulsatoire Un capteur de température, également non représenté, mesure la température du capteur de mesure l et règle, par l'intermédiaire d'un circuit de régulation
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fermé, par exemple par une modulation de largeur d'impulsion, la
température du capteur de mesure.
Dans le dispositif de support 12 est disposé un détecteur 13 qui capte les champs magnétiques engendrés par les courants de chauffage du capteur de mesure et qui transmet le signal corres- pondant à un comparateur 14 Le détecteur 13 peut, par exemple,
être un détecteur inductif, mais on peut utiliser également d'au-
tres détecteurs sensibles à un champ magnétique Le comparateur 14 compare les signaux électriques captés par le détecteur inductif 13 avec les impulsions de courant de chauffage qui sont fournies par l'appareil de mesure et d'indication au circuit de chauffage du capteur de mesure 1 et, lors d'une concordance entre les deux signaux en ce qui concerne le phasage et le passage au zéro, il applique au calculateur central 4, par l'intermédiaire du circuit
d'adaptation d'entrée 5, un signal d'amorçage du processus d'étalon-
nage automatique.
Le dispositif de génération du signal d'amorçage qui vient d'être décrit fait en sorte qu'un processus d'étalonnage automatique soit déclenché seulement lorsque le capteur de valeur de mesure 1 relié à l'appareil de mesure et d'indication se trouve dans le dispositif de support 12 On exclut ainsi des étalonnages erronés, qui pourraient avoir, suivant les circonstances, des
conséquences désastreuses et qui auraient été, par exemple, effec-
tués quand le capteur de valeur de mesure 1 n'a pas été placé dans le dispositif de support 12 associé pendant le processus d'étalonnage mais a déjà été mis en place sur le patient, car le dispositif de comparaison 14 ne peut pas établir une coïncidence des deux signaux d'entrée On exclut ainsi également un amorçage
de l'étalonnage par un appareil étranger, par exemple, par un se-
cond appareil de mesure et d'indication servant à la détermination de la pression partielle d'oxygène et dont le capteur de valeur de
mesure aurait été affecté par inadvertance à l'étalonnage du mau-
vais appareil de mesure et d'indication.
La figure 2 représente à nouveau le capteur polarogra-
phique de mesure 1, qui est mis en place pendant le processus d'étalonnage dans un dispositif de support 12 ou est fixé à un détecteur 13 servant à recevoir les signaux provenant du capteur de valeur de mesure 1 sous l'effet du courant de chauffage de forme pulsatoire Le détecteur 13 applique le signal reçu, en vue d'une comparaison avec un signal proportionnel au courant de
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chauffage, à un dispositif comparateur 14 dont le signal de sortie est transmis, par l'intermédiaire du circuit d'adaptation d'entrée , au calculateur central 4 Pour un étalonnage avec des gaz d'anes- thésie, la surface de mesure du capteur 1 placé dans le dispositif de support 12 est sollicitée par un gaz provenant d'une chambre de mélange de gaz 15 qui est intégrée à l'appareil de mesure et d'indication. Sur la figure 3, on a représenté l'intensité du courant de polarisation 1, rapportée à l'intensité de saturation I, en fonction de la tension de polarisation U La figure 3 montre l'allure typique du polarogramme établi avec le même capteur polarographique 1 pour trois valeurs différentes de la pression partielle d'oxygène, à savoir % 02 ' 21 % 02 (air ambiant) et % 2 par des lignes en tirets, on a mis en évidence les plages
associées de tolérances du polarogramme limite déjà décrit.
Dans une variante avantageuse du procédé d'étalonnage
selon l'invention, le capteur de mesure 1 est placé dans le dis-
positif de support 12 sur le panneau frontal-de-l'appareil de mesure et d'indication Pour l'étalonnage du capteur de mesure avec un gaz d'étalonnage ou de référence, la surface de mesure du capteur 1 est balayée, pendant le processus d'étalonnage, par un mélange gazeux, par exemple N 20, provenant d'une chambre mélangeuse intégrée à l'appareil de mesure et d'indication utilisé pour la
mesure d'une pression partielle d'oxygène avantageusement, l'ori-
fice de sortie de la chambre de mélange de gaz 15 est placé au
voisinage immédiat du dispositif de support 12 Les gaz nécessai-
res pour l'étalonnage de l'appareil de mesure et d'indication peuvent être introduits par l'intermédiaire de raccords appropriés,
non représentés sur les figures, par exemple à partir des canali-
sations fixes d'alimentation en gaz de l'hôpital On établit un polarogramme de la manière déjà décrite pendant que le capteur de
mesure est balayé par le mélange gazeux Sur la courbe caracté-
ristique du capteur de mesure, on choisit comme point de travail le point oa la courbe caractéristique atteint une pente déterminée à partir de sa valeur minimale Après que le polarogramme a été établi de la manière décrite ci-dessus, on place la surface de mesure du capteur 1 en contact avec l'air ambiant ( 21 % 02) et on
établit, avec la tension de polarisation déterminée par le pro-
cédé décrit ci-dessus, un autre polarogramme pour la pression partielle d'oxygène de l'air ambiant, ce polarogramme étant ensuite extrapolé à 21 2
Claims (8)
1 Procédé d'étalonnage automatique d'appareils de
mesure et d'indication pour la détermination de la pression par-
tielle d'oxygène à l'aide d'un capteur de mesure, caractérisé par les étapes suivantes:
on applique au capteur de mesure une tension de pola-
risation augmentant à une vitesse constante de croissance depuis une valeur initiale réglable jusqu'à ce qu'on atteigne une valeur maximale prédéterminée par la limite supérieure de la plage de travail,
après que la valeur maximale a été atteinte, la ten-
sion de polarisation est diminuée jusqu'à la valeur initiale à une vitesse de décroissance égale à la vitesse de croissance, les valeurs réelles du courant se rapportant à chaque valeur de la tension de polarisation appliquée au capteur de mesure sont mesurées et sont mémorisées dans une mémoire de
lecture-écriture, -
les valeurs réelles de courant mémorisées sont compa-
rées dans un calculateur central avec les valeurs de consigne du courant, mémorisées dans une mémoire de lecture, correspondant à un polarogrammelimite déterminé expérimentalement à partir d'une multitude de p Qlarogrammes, l'écart théorique de courant résiduel du capteur de mesure par rapport à la valeur-zéro est déterminé à partir de l'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne du courant, la valeur de l'écart de courant résiduel est mémorisée dans un emplacement, réservé à cet effet, de la mémoire pour l'établissement du point de zéro du capteur de mesure; le point de fonctionnement du capteur de mesure est fixé au point o la courbe caractéristique du capteur a la pente minimale dans la plage de travail, et la valeur théorique de la pression partielle d'oxygène de l'air ambiant est extrapolée jusqu'à une humidité relative de % pour la température choisie du capteur à l'aide du signal de
mesure de pression barométrique de l'air ambiant.
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par les étapes suivantes: la surface de mesure du capteur de mesure est balayée par un mélange gazeux provenant d'une chambre de mélange de gaz, pendant que le capteur de mesure est balayé par le
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mélange gazeux, on établit un polarogramme conformément aux étapes
opératoires indiquées dans la partie caractéristique de la reven-
dication 1, on détermine sur la courbe caractéristique du capteur de mesure le point o celle-ci atteint, à partir de la valeur minimale, une pente définie prédéterminable, on arrête le balayage du capteur de mesure avec le mélange gazeux provenant de la chambre mélangeuse, on expose la surface de mesure du capteur de mesure à l'air ambiant, et à partir de la tension de polarisation établie pendant le balayage du capteur avec le mélange gazeux, on établit un polarogramme correspondant à la pression partielle d'oxygène de
l'air ambiant et on l'extrapole à une teneur en oxygène de 21 %.
3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tension de polarisation croit ou décroît, dans des plages déterminées, et particulièrement intéressantes en ce qui concerne la technique de mesure, de la courbe caractéristique du capteur de mesure avec une première valeur constante W 1 de la vitesse de croissance ou de la vitesse de décroissance alors que, dans d'autres plages de la courbe caractéristique, elle croît ou décroît avec une seconde valeur W 2 de la vitesse de croissance ou de la vitesse de décroissance, et que la grandeur de la seconde
valeur W 2 est supérieure à la grandeur de la première valeur W 1.
4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le
fait que la tension de polarisation est modifiée de façon éche-
lonnée dans le sens croissant ou décroissant dans certaines plages de la courbe caractéristique du capteur de mesure, o la forme du polarogramme spécifique du capteur peut être prédéterminée à
partir de la forme du polarogramme limite.
Dispositif d'étalonnage automatique d'appareils de mesure et d'indication pour la détermination de la pression partielle d'oxygène à l'aide d'un capteur de mesure, caractérisé par le fait que: une tension de polarisation peut être appliquée au capteur ( 1) à partir d'un circuit d'adaptation de sortie ( 3) et d'un générateur de tension de polarisation ( 2), ladite tension de polarisation augmentant à une vitesse constante de croissance, commandée par un calculateur central ( 4), depuis une valeur initiale jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur maximale préréglée
14508
par la limite supérieure de la plage de fonctionnement, et qui décroît, après avoir atteint la valeur maximale, à une vitesse de décroissance égale à la vitesse de croissance, les signaux de mesure produits par le capteur de mesure ( 1) en fonction de la tension de polarisation appliquée peuvent être mémorisés par le calculateur central ( 4) dans une
mémoire de lecture-écriture ( 8) après conversion analogique-
numérique dans un convertisseur analogique-numérique ( 6) et adaptation dans un circuit d'adaptation d'entrée ( 5), les valeurs de la pression d'air ambiant mesurées dans une cellule barométrique ( 11) peuvent être appliquées, après une
conversion analogique-numérique dans un convertisseur analogique-
numérique ( 10), au calculateur ( 4) par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'entrée ( 9), le signal électrique correspondant au polarogramme limite, déterminé expérimentalement à partir d'une multitude de polarogrammes et converti numériquement, peut être mémorisé dans une mémoire fixe ou de lecture ( 7),
les valeurs mémorisées de consigne de courant, corres-
pondant au polarogramme limite, peuvent être comparées dans le calculateur central ( 4) avec les valeurs réelles de courant, également mémorisées et correspondant au polarogramme spécifique du capteur de mesure, le calculateur central ( 4) peut déterminer à partir de l'écart entre une valeur réelle et la valeur de consigne du courant l'écart théorique de courant résiduel du capteur de mesure ( 1) par rapport à la valeur de zéro, la valeur de l'écart de courant résiduel peut être mémorisée dans un emplacement, réservé à cet effet, de la mémoire de lecture-écriture ( 8) pour fixer le point de zéro du capteur de mesure ( 1), le point de fonctionnement du capteur de mesure ( 1) peut être fixé au point ou la courbe caractéristique du capteur possède la pente minimale dans la plage de fonctionnement, et la valeur théorique de la pression partielle d'oxygène ambiant peut être extrapolée à 100 % d'humidité relative pour la température choisie pour le capteur de mesure ( 1) à l'aide du
signal de mesure de pression barométrique de l'air ambiant.
6 Dispositif selon la revendication 5, comportant un capteur de valeur de mesure pouvant être chauffé par un courant -14-
-15 2514508
pulsatoire de chauffage, caractérisé par le fait que:
le capteur de mesure ( 1) peut être monté dans un dis-
positif de support ( 12) situé sur le panneau frontal de l'appareil de mesure et d'indication, les impulsions de courant de chauffage fournies par l'appareil de mesure et d'indication au capteur de mesure ( 1) peuvent être déterminées par un détecteur ( 13) placé à l'intérieur du dispositif de support ( 12), les impulsions de courant de chauffage fournies par l'appareil de mesure et d'indication au capteur de mesure ( 1) peuvent être comparées dans un comparateur ( 14) avec les signaux électriques reçus par le détecteur ( 13), et si les signaux d'entrée appliqués au comparateur ( 14)
se correspondent en phasage et en croisement de zéro, le compara-
teur ( 14) applique au processeur central ( 4), par l'intermédiaire du circuit d'adaptation d'entrée ( 5), un signal d'amorçage du processus d'étalonnage automatique, conformément au procédé défini
dans les revendications 1 et 2.
7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que: il est prévu dans le dispositif une chambre de mélange de gaz ( 15) à partir de laquelle un mélange de gaz peut être canalisé jusque sur la surface de mesure du capteur de mesure ( 1) placé dans le dispositif de support ( 12) , et que: par un déclenchement synchronisé de signaux par l'intermédiaire du calculateur central ( 4): pendant le balayage de la surface de mesure avec
le mélange gazeux arrivant sur le capteur de me-
sure ( 1), un polarogramme peut être établi en correspondance aux étapes du procédé conforme à à la revendication 1, on peut déterminer sur la courbe caractéristique du capteur de mesure ( 1) le point o celle-ci atteint, à partir d'une valeur minimale, une pente définie prédéterminable, la surface de mesure du capteur ( 1) est exposée à l'air ambiant après arrêt du courant gazeux provenant de la chambre mélangeuse ( 15), et
-16 2514508
à l'aide de la tension de polarisation établie pendant le balayage du capteur de mesure ( 1) par le mélange gazeux, on définit un polarogramme correspondant à la pression partielle d'oxygène de l'air ambiant et on assure son extrapolation
à une teneur en oxygène de 21 %.
8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications
à 7, caractérisé par le fait que le capteur de mesure ( 1) est un
capteur polarographique.
9 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par
le fait que le détecteur ( 13) est un détecteur inductif.
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