FR2520115A1 - Analysing gas/air mixtures for seal monitoring system - using intensity variations caused by infrared or ultraviolet absorption - Google Patents

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Abstract

The mixture to be analysed is input to an operating chamber where it is subjected to infrared or ultraviolet radiation which becomes modulated by the absorption band of the gas. The contents are evaluated from the intensity variation. The gas-air mixture is fed into the chamber until the pressure exceeds atmospheric. The pressure is held constant during three or more radiation cycles. The effect of the radiation commences immediately the pressure exceeds the atmospheric pressure. Before the mixture is fed in, a gas which does not absorb the infrared or ultraviolet radiation is passed through the chamber which is then evacuated to a pressure below atmospheric so as to increase the gas conc. in the mixture. The method for analysing gas-air mixtures is applicable to monitoring the sealing of many different objects in widely different areas of application, e.g. in the aircraft and motor vehicle industries.

Description

La présente invention se rapporte à la technique des mesures, concerne le controle de l'étanchéité des enceintes et des systèmes clos et a notamment pour objet un procédé d'analyse des mélanges gaz-air ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre. The present invention relates to the technique of measurements, relates to the control of the tightness of the enclosures and closed systems and in particular relates to a method of analysis of gas-air mixtures as well as a device for its implementation.

L'invention peut être appliquée dans la construction d'automobiles, d'avions, de tracteurs ainsi que dans les industries chimique, pétrolière et du gaz et dans de nombreuses autres branches y compris dans la construction des immeubles d'habitation et industriels, surtout pour le contrale de l'6tanchéit6.  The invention can be applied in the construction of cars, airplanes, tractors as well as in the chemical, oil and gas industries and in many other branches including in the construction of residential and industrial buildings, especially for checking tightness.

On connaît aujourd'hui des détecteurs de fuites à spectrometrie de masse, â halogènes, thermocatalytiques, à ultrasons et d'autres types. Tous ces détecteurs de fuites sont ae destination spéciale. Le détecteur de fuites à spec trométrie de masse est surtout prévu pour ltindustrie du vide, les détecteurs à halogènes, pour l'industrie du froid, les autres types de vecteurs de fuites sont utilises dans divers domaines de l'industrie pour dépister les défauts grossiers dus à des percements. Mass spectrometry, halogen, thermocatalytic, ultrasonic and other types of leak detectors are known today. All of these leak detectors are for special use. The mass spec leak detector is mainly intended for the vacuum industry, halogen detectors, for the refrigeration industry, the other types of leak vectors are used in various areas of the industry to detect gross faults. due to piercings.

Les exigences principales auxquelles doivent satisfaire les détecteurs de fuites indiques consistent a assurer le contrôle en régime continu prolongé de l'étanchéi- té avec une précision nécessaire ainsi qu'à utiliser un gaz d'essai assurant le remplissage uniforme par un mélange gaz d'essai-air de tout le volume de ltobjectif à contraler.  The main requirements to be met by the indicated leak detectors consist in ensuring the continuous continuous control of the seal with the necessary precision as well as in using a test gas ensuring uniform filling with a gas mixture. air test of the entire volume of the objective to be checked.

Cependant ces détecteurs de fuites ne satisfont pas dans une mesure suffisante aux exigences mentionnées. However, these leak detectors do not sufficiently meet the requirements mentioned.

Par exemple, un détecteur de fuites à halogènes ne peut pas fonctionner en régime continu à cause de ltaccumulation d'agent frigorifique dans 11 élément sensible, ce qui exige un soufflage pour la ventilation de ce dernier. En outre llutio lisation d'un tel agent frigorifique ne permet pas le remplissage uniforme du volume du dispositif à essayer, ce qui réduit sensiblement la précision de contrôle, en particulier brs d'essais d'enceintes de volumes importants.For example, a halogen leak detector cannot operate in continuous operation due to the accumulation of refrigerant in the sensitive element, which requires blowing for the ventilation of the latter. In addition, the use of such a refrigerating agent does not allow uniform filling of the volume of the device to be tested, which significantly reduces the precision of control, in particular when testing loudspeakers of large volumes.

Ce dernier inconvénient est également inhérent aux détecteurs de fuites à spectrométrie de masse. The latter drawback is also inherent in mass spectrometry leak detectors.

Le problème du remplissage uniforme du volume à contrôler par un mélange de travail gaz-air est partiellement résolu en créant un procédé d'analyse des mélanges gaz-air (voir, par exemple, le certificat d'auteur de ltURSS NO 298876, cl.GOl H 21/34, du 16.03.71) faisant appel, en qualité de gaz d'essai, au protoxyde d'azote. Dans ce procédé le mélange gaz-air à analyser est envoyé dans la chambre de travail et on agit sur ce mélange avec un rayonnement ultraviolet ou infrarouge modulé selon les bandes d'absorption du gaz d'essai ; d'après la variation de l'intensité du rayonnement on détermine la présence du gaz d'essai dans le mélange gaz-air. Le procédé décrit peut autre utilisé soit pour l'analyse des mélanges gaz-air, soit pour détecter les fuites des récipients clos. The problem of uniform filling of the volume to be controlled by a gas-air working mixture is partially solved by creating a method for the analysis of gas-air mixtures (see, for example, ltURSS author's certificate NO 298876, cl. GOl H 21/34, of 16.03.71) using, as test gas, nitrous oxide. In this process the gas-air mixture to be analyzed is sent into the working chamber and this mixture is acted on with ultraviolet or infrared radiation modulated according to the absorption bands of the test gas; according to the variation in the intensity of the radiation, the presence of the test gas in the gas-air mixture is determined. The method described can also be used either for the analysis of gas-air mixtures, or for detecting leaks from closed containers.

On connait un dispositif dtanalyse des mélanges gaz-air (voir, par exemple, le certificat d'auteur de L'URUS NO 428242, cl. GO1 m 3/04 en date du 15.05.74) comportant une chambre de travail dont entrée est raccordée à un dispositif de prélèvement du mélange gaz-air et dont la sortie est raccordée à une pompe à vide ; une source de rayoilnement infrarouge ou ultraviolet est placee dar.s une position déterminée par rapport à une fenêtre d'entrée de la chambre de travail ; entre la source et la entre se trouvent placés l'un après l'autre sur le trajet dudit rayonnement un commutateur de rayonnement et un modulateur qui forment les voies optiques de travail et de référence, et sur le trajet du rayonnement ayant traversé la chambre contenant le mélange gaz-air est placé un récepteur de rayonnement infrarouge ou ultraviolet, relié électriquement aux entrées correspondantes d'un circuit comparateur dont la sortie est reliée à un bloc indicateur. A device for analyzing gas-air mixtures is known (see, for example, the author's certificate of URUS NO 428242, cl. GO1 m 3/04 dated 15.05.74) comprising a working chamber whose entrance is connected to a gas-air mixture sampling device and the outlet of which is connected to a vacuum pump; a source of infrared or ultraviolet radiation is placed in a determined position relative to an entrance window of the working chamber; between the source and the between are placed one after the other on the path of said radiation a radiation switch and a modulator which form the optical working and reference channels, and on the path of radiation having passed through the chamber containing the gas-air mixture is placed an infrared or ultraviolet radiation receiver, electrically connected to the corresponding inputs of a comparator circuit whose output is connected to an indicator block.

Dans le dispositif indiqué qui est un détecteur de fuites - analyseur de gaz, mettant en oeuvre le procédé selon le certificat d'auteur de 1'URSS NO 298876, l'analyse du mélange gaz-air est réalisée dans la dynamique de son courant, car le mélange gaz-air est envoyé dans la chambre de travail de façon ininterrompue. Dans ce cas, au cours de l'analyse il y a une variation de la pression, de la vitesse, et de la température du mélange gaz-air. De plus les variations de la pression atmosphérique influent également sur le résultat de l'analyse.  In the indicated device which is a leak detector - gas analyzer, implementing the method according to the USSR author's certificate NO 298876, the analysis of the gas-air mixture is carried out in the dynamics of its current, because the gas-air mixture is sent to the working chamber without interruption. In this case, during the analysis there is a variation of the pressure, the speed, and the temperature of the gas-air mixture. In addition, variations in atmospheric pressure also influence the result of the analysis.

L'instabilité des paramètres principaux du mélange analysé réduit également la sensibilité et la précision du contrôle et limite, par ailleurs, la sensibilité de seuil du dispositif, ce qui à son tour entratne la réduction du domaine d'application du dispositif. The instability of the main parameters of the mixture analyzed also reduces the sensitivity and precision of the control and limits, moreover, the threshold sensitivity of the device, which in turn leads to the reduction of the field of application of the device.

Les inconvénients indiqués s'expliquent par le fait que la sensibilité de seuil du dispositif décrit à la concentration du gaz dressai, par exemple du protoxyde d'azote, dans le mélange gaz-air est déterminée par la formule simplifiée
Qmin = Cmin P#p=const.' (1) où Qmin est le flux minimal en ls-1 de mélange gaz-air ana-
lysé fiablement détecté, s'écoulant à travers un
défaut d'étanchéité du type percement.
The drawbacks indicated are explained by the fact that the threshold sensitivity of the device described in the concentration of dressai gas, for example nitrous oxide, in the gas-air mixture is determined by the simplified formula
Qmin = Cmin P # p = const. ' (1) where Qmin is the minimum flux in ls-1 of gas-air mixture ana-
lysed reliably detected, flowing through a
leakage of the piercing type.

Cmin est la concentration minimale en % vol du gaz d'es
sai enregistrée par le dispositif
Z est le débit volumique en /s du mélange gaz-air
analysé à travers la chambre de travail
p est la pression atmosphèrique en Pa.
Cmin is the minimum concentration in% vol of ES gas
sai recorded by the device
Z is the volume flow rate in / s of the gas-air mixture
analyzed through the working chamber
p is the atmospheric pressure in Pa.

La formule ci-dessus met en évidence que plus le débit volumique du mélange gaz-air analysé passant à travers la chambre de travail du dispositif est fort, plus la sensibilité par rapport au courant minimal de mélange gaz-air est faible. Le débit volumique dépend à son tour de la pression et de la vitesse du mélange gaz-air dans la chambre de travail.  The above formula shows that the higher the volume flow rate of the analyzed gas-air mixture passing through the working chamber of the device, the lower the sensitivity with respect to the minimum gas-air mixture current. The volume flow in turn depends on the pressure and the speed of the gas-air mixture in the working chamber.

Dans tous les détecteurs de fuites à gaz le débit volumique du mélange gaz-air analysé traversant la chambre de travail, du fait de la variation de la pression et de la vitesse de passage du mélange gaz-air analysé, est une grandeur variable, ce qui constitue la cause principale limitant la sensibilité et la précision de mesure de la teneur en gaz d'essai du mélange gaz-air analysé. In all gas leak detectors, the volume flow of the analyzed gas-air mixture passing through the working chamber, due to the variation of the pressure and the speed of passage of the analyzed gas-air mixture, is a variable quantity, this which is the main cause limiting the sensitivity and measurement accuracy of the test gas content of the analyzed gas-air mixture.

On connalt également un appareil pour déceler.des concentrations élevées de vapeurs inflammables et de gaz, provoquées par des fuites ("Plant Engineering" 1979, vol .33
N 19, p-129-131); un analyseur infrarouge pour détecter les fuites d'eau lourde dans les réacteurs nucléaires ("Canadian chemical processing", 1978, vol.62, N05, p.26-28); l'analyseur de gaz à infrarouge utilisé en qualité de détecteur de fuites, dans le manuel des USA méthodes non-destructives de contrale de la qualité"("Metall handbook, 1976, chapitre "Contrale de ltétanchéité", p.260-270) ; les détecteurs de fuite à infrarouge (voir, par exemple, le brevet de la Grande-Bretagne N 1442195, cl.GOlA, le brevet des USA N03771350, cl. 73-405 R) ; la technologie de détection des fuites dans les conduites et systèmes souterrains decrite dans le "Journal of Opticstt ; 1980, vol. 11, nov.dec.American Water Works
Association, 1979, vol. 71, N 2, p.61-75, l'ùtilisation des détecteurs à l'infrarouge pour le contrôle de l'étanchéité (voir par exemple nVakuum-Technickn, 1980, vol.29, N04, p.
An apparatus is also known for detecting high concentrations of flammable vapors and gases caused by leaks ("Plant Engineering" 1979, vol. 33
N 19, p-129-131); an infrared analyzer for detecting heavy water leaks in nuclear reactors ("Canadian chemical processing", 1978, vol.62, N05, p.26-28); the infrared gas analyzer used as a leak detector, in the US manual for non-destructive methods of quality control "(" Metall handbook, 1976, chapter "Leak tightness control", p.260-270) ; infrared leak detectors (see, for example, Great Britain patent N 1442195, cl. GOlA, US patent N03771350, cl. 73-405 R); leak detection technology in underground pipes and systems described in the "Journal of Optics; 1980, vol. 11, Nov. Dec. American Water Works
Association, 1979, vol. 71, N 2, p.61-75, the use of infrared detectors to check for leaks (see for example nVakuum-Technickn, 1980, vol.29, N04, p.

100-115).100-115).

Tous les dispositifs cités sont réalisés, pour la plupart, de façon analogue au dispositif selon le certificat d'auteur de L'URUS N 428242, et possèdent, de même que ce dispositif, une sensibilité et une précision de contrôle faibles. All the devices mentioned are made, for the most part, in a manner analogous to the device according to the author's certificate of URUS N 428242, and possess, like this device, a low sensitivity and precision of control.

La présente invention vise un procédé d'analyse des mélanges gaz-air et un dispositif pour sa mise en oeuvre, permettant d'assurer les conditions qui donnent la possibilité de stabiliser les paramètres du mélange gaz-air à contraler au cours de son admission dans la chambre de travail et permettant dans la chambre de travail elle-même d'amé- liorer la sensibilité à la présence du gaz d'essai et la précision de contre de l'étanchéité des dispositifs. The present invention relates to a method for analyzing gas-air mixtures and a device for its implementation, making it possible to ensure the conditions which give the possibility of stabilizing the parameters of the gas-air mixture to be controlled during its admission into the working chamber and making it possible, in the working chamber itself, to improve the sensitivity to the presence of the test gas and the accuracy of against tightness of the devices.

Elle a donc pour objet un procédé d'analyse des mélanges gaz-air, qui consiste à amener le mélange gaz-air à analyser dans une chambre de travail, à agir sur ce mé- lange avec un rayonnement infrarouge ou ultra-violet modulé dans les bandes dtabsorption du gaz d'essai, et à déterminer d'après la variation de l'intensité du rayonnement la présence du gaz d'essai dans le mélange gaz-air, ledit procédé étant caractérisé en ce que, le mélange gaz-air est admis dans ladite chambre jusqu'à ce que sa pression y dépasse la pression atmosphèrique et cette pression est maintenue à un niveau constant au cours de trois cycles de modulation au moins, l'action du rayonnement infrarouge ou ultraviolet étant as suree à partir du moment où le mélange gaz-air atteint une pression dépassant la pression atmosphèrique.  It therefore relates to a process for analyzing gas-air mixtures, which consists in causing the gas-air mixture to be analyzed in a working chamber, to act on this mixture with infrared or ultra-violet radiation modulated in the absorption bands of the test gas, and to determine from the variation in the intensity of the radiation the presence of the test gas in the gas-air mixture, said method being characterized in that the gas-air mixture is admitted into said chamber until its pressure there exceeds the atmospheric pressure and this pressure is maintained at a constant level during at least three modulation cycles, the action of infrared or ultraviolet radiation being ensured from time the gas-air mixture reaches a pressure exceeding atmospheric pressure.

I1 est avantageux de compléter le procédé d'analyse des mélanges gaz-air, par une opération de soufflage de la chambre de travail effectuée avant l'amenée du mélange az-air dans cette dernière, le soufflage étant fait avec un gaz n'absorbant pas le rayonnement infrarouge ou uitra- violet, et par une opération d'évacuation par pompage jus- qutà l'obtention d1une pression inserieure à la pression atmosphérique, pour faire croître la concentration du gaz d'es sai dans le mélange gaz-air à l'intérieur de la chambre de travail. It is advantageous to complete the method of analysis of gas-air mixtures, by a blowing operation of the working chamber carried out before bringing the az-air mixture into the latter, the blowing being done with a non-absorbent gas. not infrared or ultraviolet radiation, and by an evacuation operation by pumping until a pressure lower than atmospheric pressure is obtained, to increase the concentration of the exhaust gas in the gas-air mixture at inside the working chamber.

L'invention a également pour objet un dispositif mettant en oeuvre le procédé d'analyse d'un mélange gaz-air, comportant une chambre de travail ayant son entrée reliée à un dispositif de prise du mélange gaz-air et sa sortie raccordée à une pompe à vide, une source de rayonnement infrarouge ou ultraviolet étant placée dans une position deter- minée par rapport à une fenêtre de ladite chambre à vide, un commutateur de rayonnement et un modulateur formant des voies optiques de rétérence et de travail étant placés successive ment sur le trajet dudit rayonnement entre la source et la fenêtre, tandis que sur le parcours du rayonnement qui a traversé le mélange gaz-air, est placé un récepteur de rayonnement infrarouge ou ultraviolet relié électriquement aux entrées correspondantes d'un circuit comparateur dont la sortie est reliée à un bloc indicateur, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pompe de mise sous pression se trouvant à l'entrée de la chambre de travail, deux électrovannes placées directement respectivement à l'entrée de la chambre de travail et à sa sortie, un capteur de pression relié à la chambre de travail, un bloc de commande dont une entrée d'information est reliée au capteur de pression et dont une autre entrée dtinformation est raccordée à une deuxième sortie du circuit comparateur, une sortie de commande dudit bloc étant raccordée à l'entrée correspondante du circuit comparateur, et d'autres sorties de commande étant raccordées aux entrées de chacune des électrovannes, ainsi qu'un bloc de temporisation dont la sortie est reliée à une entrée d'information correspondante du bloc de commande. The invention also relates to a device implementing the method for analyzing a gas-air mixture, comprising a working chamber having its inlet connected to a device for taking the gas-air mixture and its outlet connected to a vacuum pump, a source of infrared or ultraviolet radiation being placed in a determined position relative to a window of said vacuum chamber, a radiation switch and a modulator forming optical paths of retention and work being successively placed on the path of said radiation between the source and the window, while on the path of radiation which has passed through the gas-air mixture, is placed an infrared or ultraviolet radiation receiver electrically connected to the corresponding inputs of a comparator circuit whose output is connected to an indicator block, said device being characterized in that it further comprises a pressurizing pump located at the entrance to the working chamber vail, two solenoid valves placed directly respectively at the inlet of the working chamber and at its outlet, a pressure sensor connected to the working chamber, a control block of which an information input is connected to the pressure sensor and of which another information input is connected to a second output of the comparator circuit, a control output of said block being connected to the corresponding input of the comparator circuit, and other control outputs being connected to the inputs of each of the solenoid valves, as well as a timer block whose output is connected to a corresponding information input of the control block.

Dans ce procédé d'analyse d'un mélange gaz-air ainsi que dans le dispositif le mettant en oeuvre l'analyse est effectue e à pression constante dans la chambre de travail et à une vitesse nulle dut amenée du méiange à analyser. In this method of analyzing a gas-air mixture as well as in the device implementing it, the analysis is carried out at constant pressure in the working chamber and at zero speed due to the mixture to be analyzed.

La valeur absolue de ces deux parxsètre3 est choisie de telle manière qu'au cours du processus d'analyse selon le procédé proposé le dispositif présente la meilleure sensibilité limite possible Qmin par rapport à la concentration du gaz d'essai. Au cours de l'analyse ces paramètres sont automatiquement maintenus dans le dispositif à un niveau constant.The absolute value of these two parxseter3 is chosen so that during the analysis process according to the proposed method the device exhibits the best possible limit sensitivity Qmin with respect to the concentration of the test gas. During the analysis these parameters are automatically kept in the device at a constant level.

Ceci permet d'améliorer la sensibilité du procédé et du dispositif ainsi que la précision de contrôle lors du dépistage d'un défaut du type percement. This makes it possible to improve the sensitivity of the process and the device as well as the control precision when detecting a piercing-type defect.

Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulirment de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins donnés en annexe sur lesquels :
- la Fig. 1 est le schéma fonctionnel d'un dispositif pour réaliser le procédé d'analyse d'un mélange gazair, selon l'invention
- la Fig. 2 est un diagramme temporel de la varia- tion de la pression d'un mélange gaz-air dans la chambre de travail lors de l'analyse d'un mélange selon le procédé de l'invention.
The characteristics of the invention will emerge more particularly from the following description given by way of example and made with reference to the drawings given in the appendix in which:
- Fig. 1 is the functional diagram of a device for carrying out the method for analyzing a gas mixture, according to the invention
- Fig. 2 is a time diagram of the variation of the pressure of a gas-air mixture in the working chamber during the analysis of a mixture according to the method of the invention.

Le procédé d'analyse des mélanges gaz-air consiste en ce qui suit. The process for analyzing gas-air mixtures consists of the following.

Un mélange gaz-air à analyser pris à la surface contrôlée de l'objectif verifié en cas d'apparition d'un défaut du type percement, est envoyé dans la chambre de travail. A gas-air mixture to be analyzed, taken from the controlled surface of the verified objective in the event of a piercing-type defect, is sent to the working chamber.

Le mélange gaz-air y est amené jusqu'à ce que sa pression dans ladite chambre dépasse la pression atmosphérique. A partir de ce moment on agit sur le mélange gaz-air par un rayonnement infrarouge ou ultraviolet modulé selon les bandes d'ab- sorption du gaz d'essai ; par ailleurs au cours de l'action de rayonnement la pression du mélange gaz-air dans la chambre est maintenu en permanence au niveau atteint, au moins durant trois cycles de modulation.The gas-air mixture is brought there until its pressure in said chamber exceeds atmospheric pressure. From this moment, the gas-air mixture is acted on by infrared or ultraviolet radiation modulated according to the absorption bands of the test gas; moreover, during the radiation action, the pressure of the gas-air mixture in the chamber is permanently maintained at the level reached, at least during three modulation cycles.

L'action du rayonnement indiqué sur le mélange gaz-air à analyser provoque la variation de l'intensité du rayonnement ce qui permet de déceler la présence du gaz d'e s- sai dans le mélange gaz-air. On peut déterminer de cette fa çon la présence de défauts du type percement dans l'objectif vérifié, et donner une appréciation quantitative de la concentration volumique du gaz d'essai dans le mélange gaz-air analysé. The action of the radiation indicated on the gas-air mixture to be analyzed causes the intensity of the radiation to vary, which makes it possible to detect the presence of test gas in the gas-air mixture. It is possible to determine in this way the presence of defects of the piercing type in the objective checked, and to give a quantitative assessment of the volume concentration of the test gas in the gas-air mixture analyzed.

Le processus d'analyse du mélange gaz-air peut être réalisé soit de façon statique lorsque le mélange a déjà rempli le volume de la chambre et son amenée cesse,- soit en régime dynamique, lorsque le mélange passe incessamment à travers la chambre. Dans ce cas on obtient une pression du mélange dans la chambre dépassant la pression atmosphérique en réglant le débit du mélange.  The analysis process of the gas-air mixture can be carried out either statically when the mixture has already filled the volume of the chamber and its supply ceases, - or in dynamic regime, when the mixture incessantly passes through the chamber. In this case, a pressure of the mixture in the chamber is obtained which exceeds atmospheric pressure by adjusting the flow rate of the mixture.

Un dispositif mettant en oeuvre le procédé d'analyse des mélanges gaz-air selon l'invention comporte un dispositif de prélevement d'échantillons 1 (Fig.l) relié à l'en- trée d'une chambre de travail 2 par l'intermédiaire d'un filtre à air 3, une pompe de mise en pression 4 et une électro~ vanne 5, cette derniére étant montée directement à l'entrée de la chambre 2. A la sertie de la chambre 2 se trouve montée une électrovanne 6 par l'intermédiaire de laquelle la chambre 2 est raccordée à une pompe à vide 7. A device implementing the method for analyzing gas-air mixtures according to the invention comprises a device for taking samples 1 (FIG. 1) connected to the inlet of a working chamber 2 by the through an air filter 3, a pressurizing pump 4 and an electro-valve 5, the latter being mounted directly at the inlet of chamber 2. At the setting of chamber 2 is mounted a solenoid valve 6 by means of which the chamber 2 is connected to a vacuum pump 7.

Une source de rayonnement infrarouge ou ultraviolet, est disposée par rapport à la entre d'entrée 8 de la chambre 2; dans la variante décrite il s'agit d'une source 9 de rayonnement infrarouge. Sur le trajet du faisceau de rayonnement infrarouge, entre la source 9 et la fenêtre 8, sont disposés en série un commutateur 10 de rayonnement et un modulateur 11 qui forment des voies optiques de référence et de travail. A source of infrared or ultraviolet radiation is disposed relative to the inlet 8 of the chamber 2; in the variant described it is a source 9 of infrared radiation. On the path of the infrared radiation beam, between the source 9 and the window 8, are arranged in series a radiation switch 10 and a modulator 11 which form optical reference and working channels.

Sur le trajet du rayonnement ayant traversé la chambre 2 contenant du mélange gaz-air il est installé un récepteur de rayonnement infrarouge ou ultraviolet commun auxdites voies optiques ; dans la variante décrite il s'agit dtun récepteur de rayonnement infrarouge 12. L'élément sensible 13 du récepteur 12 est relie électriquement aux entrées 14, 15 d'un circuit comparateur 16, auxquelles arrive l'information provenant des voies optiques de référence et de travail respectivement. La sortie du circuit comparateur 16 est raccordée à un bloc indicateur 17. On the path of the radiation having crossed the chamber 2 containing gas-air mixture there is installed an infrared or ultraviolet radiation receiver common to said optical channels; in the variant described it is an infrared radiation receiver 12. The sensitive element 13 of the receiver 12 is electrically connected to the inputs 14, 15 of a comparator circuit 16, to which the information coming from the reference optical channels arrives and of work respectively. The output of the comparator circuit 16 is connected to an indicator block 17.

Le dispositif comporte également un capteur de pression 18 relié à la chambre de travail 1 et raccordé a une entrée dtinformation 19 d'un bloc de commande 20. Une sortie de commande 21 du bloc de commande 20 est raccordée aux électrovannes 6, 5 et envoie des signaux de commande pour leur ouverture, tandis que des sorties de commande 22, 23 sont raccordées aux mêmes électrovannes 5, 6 pour envoyer des signaux de commande de fermeture. Une sortie de commande 24 du bloc de commande 20 est reliée au commutateur 10 réa lisé dans la variante décrite sous la forme d'un rideau 25 effectuant un mouvement de va-et-vient sous l'action d'un moteur électrique pas à pas 26.Un signal de commande provient de la sortie 24 pour lenclenchement du moteur électrique pas à pas, le signal de commande d'arrêt de ce dernier provenant d'une sortis de commande 27 du bloc de com- mande 20. The device also includes a pressure sensor 18 connected to the working chamber 1 and connected to an information input 19 of a control unit 20. A control output 21 of the control unit 20 is connected to the solenoid valves 6, 5 and sends control signals for their opening, while control outputs 22, 23 are connected to the same solenoid valves 5, 6 to send closing control signals. A control output 24 of the control block 20 is connected to the switch 10 produced in the variant described in the form of a curtain 25 performing a back-and-forth movement under the action of an electric stepping motor 26. A control signal comes from output 24 for switching on the electric stepper motor, the stop command signal from the latter coming from a control output 27 of the control unit 20.

Le dispositif comporte également un bloc 28 de temporisation, dont la sortie est raccordée à une entrée d'information 29 du bloc de commande 20 dont une sortie de commande 30 est raccordée à une entrée correspondante du cir- cuit comparateur 16. La sortie correspondante du circuit comparateur 16 est raccordée à une entrée dtinformation 31 du bloc de commande 20. The device also includes a timer block 28, the output of which is connected to an information input 29 of the control unit 20, the control output of which is connected to a corresponding input of the comparator circuit 16. The corresponding output of the comparator circuit 16 is connected to an information input 31 of the control unit 20.

Le dispositif comporte également un bloc de synchronisation, comportant dans le mode d'exécution décrit une source de lumière 32 et une photodiode 33 qui se trouvent disposées des deux captés du rideau 25 du commutateur 10, ce rideau ayant une ouverture 34. Le bloc de synchronisation est raccordé par la sortit de la photodiode 33 qui en fait partie, à une entre d'information 35 du bloc de commande 20. The device also comprises a synchronization block, comprising in the embodiment described a light source 32 and a photodiode 33 which are arranged on the two sensed sides of the curtain 25 of the switch 10, this curtain having an opening 34. The block of synchronization is connected by the output of the photodiode 33 which forms part of it, to an information input 35 of the control block 20.

Dans le mode de réalisation décrit la source 9 de rayonnement infrarouge est constituée par 'e. spirale de nichrome 36, montée dans un réflecteur 37. In the embodiment described, the source 9 of infrared radiation consists of 'e. nichrome spiral 36, mounted in a reflector 37.

Le modulateur il se compose de trois filtres à gaz 38, 39, 40. Le filtre 38 est rempli de protoxyde d'azote, le filtre 39 est rempli d'azote, et le filtre 40 est rempli de constituants dont la caractéristique spectrale se situe à proximité de la caractéristique spectrale du protoxyde d'azote utilisé comme gaz d'essais
Lors de l'utilisation du dispositif proposé pour déceler un défaut du type percement le bloc indicateur 17 se présente sous la forme asun dispositif de signalisation lumineux ou sonore, dont une sortie peut être reliée a un bloc enregistreur.Pour obtenir simultanément avec l'information indiquée ci-dessus une information sur la concentration volumique du constituant d'essai aans le mélange gaz-air analysé, le bloc indicateur 17 peut comporter un appareil enregistreur gradué en % volumiques du gaz d'essai.
The modulator it is made up of three gas filters 38, 39, 40. The filter 38 is filled with nitrous oxide, the filter 39 is filled with nitrogen, and the filter 40 is filled with constituents whose spectral characteristic is located close to the spectral characteristic of nitrous oxide used as test gas
When using the device proposed to detect a fault of the piercing type, the indicator block 17 takes the form of a light or sound signaling device, an output of which can be connected to a recording block. indicated above, information on the volume concentration of the test constituent in the gas-air mixture analyzed, the indicator block 17 may include a recording device graduated in% by volume of the test gas.

Le fonctionnement ae l'appareil pour réaliser le procédé d'analyse des mélanges gaz-air est le suivant. The operation of the apparatus for carrying out the method of analysis of gas-air mixtures is as follows.

Iorsqutun signal de commande arrive du bloc de commande 20 (Fig.l) en provenance de la sortie de commande 21, sur les electrovannes 5, 6, ces dernieres sont ouvertes, et à l'aide de la pompe à vide 7 la chambre de travail 2 est souf fluée avec un yaz n'absorbant pas le rayonnement infrarouge, par exemple avec de l'air pur. Le soufflage est réalisé conformément au cycle tl de ventilation représenté sur la figure 2, qui donne le diagramme temporel de la variation de la pression P dans la chambre de travail au cours du fonctionnement du dispositif. When a control signal arrives from the control block 20 (Fig.l) from the control output 21, on the solenoid valves 5, 6, the latter are open, and with the help of the vacuum pump 7 the work 2 is blown with a yaz which does not absorb infrared radiation, for example with clean air. The blowing is carried out in accordance with the ventilation cycle tl represented in FIG. 2, which gives the time diagram of the variation of the pressure P in the working chamber during the operation of the device.

Lorsque le cycle tl de ventilation est terminé, quand un signal parvint à partir du bloc 28 de temporisation et attaque l'entrée 29 du bloc de commande 20, ce dernier débite à sa sortie de commande 23 un signal de commande de fermeture de ltélectrovanne S. L'électrovanne S est fer mée, après quoi à l'aide de la pompe à vide 7 on fait diminuer la pression dans la chambre de travail 2 jusqu'à une valeur inférieure à la pression atmosphérique,de sorte que dans la chambre 2 est créée une dépression Pmin, contrtlée à l'aide du capteur de pression 18. Le pompage pour l'éva- cuation de la chambre de travail 2 effectué au cours du cycle de dépression t2, représenté sur la figure 2. When the ventilation cycle tl is finished, when a signal arrives from the timing block 28 and attacks the input 29 of the control block 20, the latter delivers at its control output 23 a command to close the solenoid valve S The solenoid valve S is closed, after which, using the vacuum pump 7, the pressure in the working chamber 2 is reduced to a value below atmospheric pressure, so that in the chamber 2 a depression Pmin is created, controlled using the pressure sensor 18. The pumping for the evacuation of the working chamber 2 carried out during the depression cycle t2, represented in FIG. 2.

Les cycles tl et t2 sont des cycles préparatoires qui permettent d'améliorer la sensibilité et la précision grtce à une augmentation de la teneur en gaz d'essai du mé- lange gaz-air dans la chambre de travail, crest-à-dire d'obtenir dans le même volume de la chambre de travail 2 une plus grande valeur de l'épaisseur équivalente du gaz d'essai dans le mélange gaz-air, absorbant le rayonnement infrarouge ou ultraviolet, en comparaison avec la concentration du gaz d'essai dans la chambre 2 dans le cas où les opérations préparatoires indiquées ne sont pas effectuées. The cycles tl and t2 are preparatory cycles which make it possible to improve the sensitivity and the precision by virtue of an increase in the content of test gas of the gas-air mixture in the working chamber, ie d '' obtain in the same volume of the working chamber 2 a greater value of the equivalent thickness of the test gas in the gas-air mixture, absorbing infrared or ultraviolet radiation, in comparison with the concentration of the test gas in room 2 if the indicated preparatory operations are not carried out.

Lorsque le cycle t2 de dépression est terminé le bloc de commande 20 débite à sa sortie de commande 22 un signal de commande de fermeture de l'électrovanne 6 et, simultanément il débite à la sortie de commande 21 un signal de commande d'ouverture de ltélectrovanne 5. La vanne 6 est fermée et la vanne 5 est ouverte ; à partir de cet instant le mélange gaz-air à analyser arrive dans la chambre de travail 2 à travers le dispositif de prélèvement 1 et le filtre à air 3, à l'aide de la pompe de mise en pression 4. L'admission du mélange gaz-air à analyser a lieu jusqu'à ce que sa pression dépasse la pression atmosphérique. L'admission du mélange gaz-air à la chambre de travail 2 correspond au cycle t3 de création d'une surpression dans la chambre de travail 2 représenté sur la figure 2. When the vacuum cycle t2 is finished, the control unit 20 delivers at its control output 22 a command to close the solenoid valve 6 and, simultaneously, it outputs at the control output 21 a command to open the solenoid valve 5. The valve 6 is closed and the valve 5 is open; from this instant the gas-air mixture to be analyzed arrives in the working chamber 2 through the sampling device 1 and the air filter 3, using the pressurization pump 4. The intake of the gas-air mixture to be analyzed takes place until its pressure exceeds atmospheric pressure. The admission of the gas-air mixture to the working chamber 2 corresponds to the cycle t3 of creating an overpressure in the working chamber 2 shown in FIG. 2.

En principe le procédé proposé d'amenée du mélange gaz-air à la chambre de travail 2 peut être réalisé sans cycles tl et t2, qui sont des cycles préparatoires. Dans ce cas on peut accroStre la pression du mélange gaz-air dans la chambre de travail 2 à partir de la pression atmosphérique dans la chambre de travail elle-mme, ce qui correspond au cycle I de création d'une surpression dans la chambre de travail représenté sur la figure 2 par une ligne en pointillés. In principle, the proposed process for supplying the gas-air mixture to the working chamber 2 can be carried out without cycles T1 and T2, which are preparatory cycles. In this case, it is possible to increase the pressure of the gas-air mixture in the working chamber 2 from atmospheric pressure in the working chamber itself, which corresponds to cycle I of creation of an overpressure in the work represented in figure 2 by a dotted line.


Conformément au cycle t3, la la pression P du mé
max lange gaz-air dans la chambre de travail 2 est élevée, par.

In accordance with cycle t3, the pressure P of the met
max gas-air change in working chamber 2 is high, par.

exemple, jusqu'à l,6.105Pa et elle est contralée à l'aide du capteur de pression 18.example, up to l, 6.105Pa and it is checked using the pressure sensor 18.

Lorsque le cycle t3 d'amenée du mélange gaz-air dans 1a chambre de travail 2 est terminé, le bloc de commande débite à sa sortie de commande 23 un signal de commande de fermeture de l'électrovanne 5, et la vanne 5 se ferme. When the cycle t3 of supplying the gas-air mixture to the working chamber 2 is finished, the control unit delivers at its control output 23 a command signal to close the solenoid valve 5, and the valve 5 closes .

Au cours des opérations de soufflage de la chambre de travail 2, de création de la dépression et de remplissage de la chambre avec du mélange gaz-air à analyser, correspondant aux cycles tl, t2, t3, le rayonnement infrarouge de la source 9 est masqué par le commutateur 10 de rayonnement ; de ce fait le rayonnement infrarouge n'arrive pas aux chambres 38, 39, 40 du modulateur ll à la chambre de travail 2 et au volume de mesure du récepteur 12 de rayonnement infrarouge. During the blowing operations of the working chamber 2, of creating the vacuum and of filling the chamber with the gas-air mixture to be analyzed, corresponding to the cycles tl, t2, t3, the infrared radiation from the source 9 is masked by the radiation switch 10; therefore infrared radiation does not reach the chambers 38, 39, 40 of the modulator ll to the working chamber 2 and to the measurement volume of the receiver 12 of infrared radiation.

Durant lesdits cycles tl, t2, t3 le volume de mesure 12 est refroidi et son régime thermique à l'état initial (on entend par état initial l'état correspondant à la préparation du récepteur pour l'analyse du mélange gaz-air après la réalisation de la mesure précédente).During said cycles tl, t2, t3 the measurement volume 12 is cooled and its thermal regime in the initial state (by initial state is meant the state corresponding to the preparation of the receiver for the analysis of the gas-air mixture after the previous measurement).

Lorsque la vanne 5 est fermée, le bloc de commande 20 débite à sa sortie de commande 24 et un signal de commande d'enclenchement du moteur électrique pas à pas 26 du commutateur 10 du rayonnement. Alors le moteur électrique 26 déplace le rideau 25 laissant passer le rayonnement infrarouge à tour de roule à travers les chambres 38 et 39 du modulateur 11 ; de ce fait le rayonnement est modulé dans les bandes d'absorption du gaz d'essai (le protoxyde d'azote) avec une fréquence constante. When the valve 5 is closed, the control unit 20 delivers at its control output 24 and a signal for controlling the engagement of the stepping electric motor 26 of the radiation switch 10. Then the electric motor 26 moves the curtain 25 letting the infrared radiation pass in turn through the chambers 38 and 39 of the modulator 11; therefore the radiation is modulated in the absorption bands of the test gas (nitrous oxide) with a constant frequency.

Conformément au cycle + t4 d'action du rayonnement infrarouge, sur le mélange gaz-air, à partir du moment où le mélange gaz-air atteint une pression max, l'action par rayonnement infrarouge est réalisée au moins durant trois cy cles- de modulation, P étant alors maintenus à un niveau
max constant.
In accordance with the cycle + t4 of action of the infrared radiation, on the gas-air mixture, from the moment the gas-air mixture reaches a maximum pressure, the action by infrared radiation is carried out at least for three cycles. modulation, P then being maintained at a level
max constant.

Lorsque le cycle t4 est terminé le bloc de temporisation 28 débite un signal attaquant l'entrée 29 du bloc de commande 20, qui débite par sa sortie de commande 30 un signal de commande au circuit comparateur 16 et permet la réception de signaux électriques provenant du récepteur 12 de rayonnement infrarouge sur les entrées 14, 15 et la transmission ultérieure du résultat de la comparaison au bloc indicateur 17, suivant le cycle t5 de fixation de la présence du gaz d'essai dans la chambre 2 avec une pression constante
P du mélange gaz-air, représenté sur la figure 2.
When the cycle t4 is finished the timer block 28 outputs a signal attacking the input 29 of the control block 20, which outputs by its control output 30 a control signal to the comparator circuit 16 and allows the reception of electrical signals from the receiver 12 of infrared radiation on the inputs 14, 15 and the subsequent transmission of the result of the comparison to the indicator block 17, according to the cycle t5 of fixing the presence of the test gas in the chamber 2 with a constant pressure
P of the gas-air mixture, shown in FIG. 2.

max
Après le relevé du résultat. de la comparaison à l'une des sorties au circuit comparateur 16 un signal est envoyé à partir d'une autre sortie du circuit comparateur 16 a l'entrée d'information 31 du bloc de commande 20, après quoi le bloc de commande 20 débite à sa sortie de commande 21 un signal de commande d'ouverture des électrovannes 5, 6.
max
After the statement of the result. from the comparison to one of the outputs to the comparator circuit 16 a signal is sent from another output of the comparator circuit 16 to the information input 31 of the control block 20, after which the control block 20 outputs at its control output 21 a command signal to open the solenoid valves 5, 6.

Les vannes 5, 6 s'ouvrent et le mélange gaz-air est pompé par la pompe à vide 7, suivant le cycle t6 représenté sur la figure 2 au cours duquel la pression dans la chambre de travail 2 atteint la valeur de la pression atmosphérique.The valves 5, 6 open and the gas-air mixture is pumped by the vacuum pump 7, according to the cycle t6 shown in FIG. 2 during which the pressure in the working chamber 2 reaches the value of atmospheric pressure .

Simultanément avec l'ouverture des électrovannes 5, 6, à la sortie de commande 27 du bloc de commande 20 apparant un signal d'arrêt du moteur électrique pas à pas 26, ce dernier s'arrête en plaçant le rideau 25 en position d'occultation du rayonnement infrarouge arrivant à la chambre de travail. La commande pour l'arrêt du moteur électrique pas à pas 26 est formée après l'arrivée du signal provenant de la sortie du circuit comparateur 16 qui attaque entrée d1 information 31 du bloc de commande 20. Simultaneously with the opening of the solenoid valves 5, 6, at the control output 27 of the control unit 20 appearing a stop signal of the stepping electric motor 26, the latter stops by placing the curtain 25 in the position of occultation of infrared radiation arriving at the working chamber. The command for stopping the electric stepper motor 26 is formed after the arrival of the signal from the output of the comparator circuit 16 which attacks information input 31 of the control block 20.

La position d'occultation du rayonnement infrarouge par le rideau 25 du commutateur 10 de rayonnement est contrôlée par un bloc de synchronisation dont la photo- diode 33 débite un signal attaquant lgentree d'information 35 d bloc de commande 20. The position in which the infrared radiation is concealed by the curtain 25 of the radiation switch 10 is controlled by a synchronization block, the photodiode 33 of which outputs a signal attacking the silver information 35 of the control block 20.

Pour faciliter la compréhension de ce qui vie?9lt d'cotre exposé, on donne plus loin la relation dQfinissant l'amplitude P des oscillaticis de 3a pression dans le volume de mesure du récepteur (pour une résistance acoustique infiniment grande des parois du volume de mesure) qui est donnée approximativement par la formule

Figure img00130001

P étant la pression statique du mélange gaz-air dans le
o
volume de mesure du récepteur de rayonnement infrarouge
(ultraviolet)
T est la température absolue
G est la conductibilite thermique du système gaz-volume
de mesure
C est la capacité thermique du mélange gaz-air
v & est la pulsation de la modulation e est l'amplitude du flux thermique dégagé dans le volume
de mesure par le flux de rayonnement infrarouge absorbé
par le gaz remplissant le volume de mesure.To make it easier to understand what is going on in our presentation, we give below the relation dQ defining the amplitude P of the pressure oscillations in the measurement volume of the receiver (for an infinitely large acoustic resistance of the walls of the volume of measurement) which is given approximately by the formula
Figure img00130001

P being the static pressure of the gas-air mixture in the
o
infrared radiation receiver measurement volume
(ultraviolet)
T is the absolute temperature
G is the thermal conductivity of the gas-volume system
measurement
C is the thermal capacity of the gas-air mixture
v & is the pulsation of the modulation e is the amplitude of the heat flux released in the volume
of measurement by absorbed infrared radiation flux
by the gas filling the measurement volume.

Lorsque le gaz qui se trouve dans le volume de mesure est progressivement chauffe, dans les schémas connus la température absolue T, la conductibilité thermique G, la capacité thermique C augmentent et l'amplitude 9 du flux
v thermique, qui se dégage dans le volume de mesure en résultat de l'absorption du rayonnement par le gaz d'essais diminue, ce qui provoque (ainsi qu'on le déduit de la formule 2 donnée plus haut) une diminution appropriée de l'amplitude P des oscillations de pression dans le volume de mesure du récepteur, et, par conséquent, une diminution de la sensibilité Xin de mesure du gaz d'essai dans le mélange à analyser, ce qui se produit dans tous les montages de mesure des analyseurs de gaz sans exception.
When the gas in the measurement volume is gradually heated, in the known diagrams the absolute temperature T, the thermal conductivity G, the thermal capacity C increase and the amplitude 9 of the flow
v thermal, which is released in the measurement volume as a result of the absorption of radiation by the test gas decreases, which causes (as is deduced from formula 2 given above) an appropriate decrease in l amplitude P of the pressure oscillations in the measurement volume of the receiver, and therefore a decrease in the sensitivity Xin of measurement of the test gas in the mixture to be analyzed, which occurs in all the measurement setups of the gas analyzers without exception.

Dans le procédé proposez gracie au fait que l'irradiation du mélange gaz-air à analyser dans la chambre de travail par un xayonnenellt infrarouge ou ultraviolet n'a lieu qu'au cours des cycles t4, la tem!sérature moyenne absolue T du gaz dans le volume de mesure du récepteur au cours de lté- coulement des cycles tl, t2 t3, t5 a le temps de diminuer et au début du cycle t4) elle revient à sa valeur initiale
Il en résulte que l'amplitude P des oscillations de la pression dans le volume de mesure possède sa valeur maximale égale à la valeur théorique grâce à quoi la sensibilité de mesure du gaz d'essai ne diminue pas par rapport à la valeur théorique et reste constante pour toute la durée de fonctionnement du dispositif.
In the process, offer thanks to the fact that the irradiation of the gas-air mixture to be analyzed in the working chamber by an infrared or ultraviolet xayonnenellt only takes place during cycles t4, the absolute mean temperature T of the gas in the measurement volume of the receiver during the flow of cycles tl, t2 t3, t5 has time to decrease and at the start of cycle t4) it returns to its initial value
As a result, the amplitude P of the pressure oscillations in the measurement volume has its maximum value equal to the theoretical value thanks to which the measurement sensitivity of the test gas does not decrease with respect to the theoretical value and remains constant for the entire operating time of the device.

Selon l'invention proposée l'introduction des opérations de soufflage de la chambre de travail par un gaz neutre n'absorbant pas le rayonnement infrarouge ou ultraviolet, par exemple de l'air pur et de création dans la chambre de travail d'une dépression par rapport à la pression atmosphérique en diminuant la pression dans la chambre par exemple jusqu'à une valeur de 3,3.104 Pa, et de remplissage du volume constant de la chambre de travail avec du mélange gaz-air à analyser jusqu'à une pression constante dépassant la pression atmosphérique, par exemple jusqu'à 1,6.105 Pa, permet d'obtenir dans le même volume une plus grande valeur de l'épaisseur équivalente du gaz d'essai absorbant le rayonnement infrarouge ou ultraviolet, c'est-à-dire
u = ci, (3) ou : u est l'épaisseur équivalente de la couche de gaz
dressai absorbant le flux de rayonnement, par exemple,
infrarouge
c est la concentration volumique du gaz d'essai dans le
mélange gaz-air ; est est épaisseur de la couche de gaz dressai dans le
mélange gaz-air à l'intérieur de la chambre de tra
vail, ctest-à-dire, la longueur de la chambre de
travail (Fig.l).
According to the invention proposed the introduction of blowing operations of the working chamber by a neutral gas which does not absorb infrared or ultraviolet radiation, for example pure air and creating in the working chamber a depression relative to atmospheric pressure by reducing the pressure in the chamber for example to a value of 3.3.104 Pa, and filling the constant volume of the working chamber with gas-air mixture to be analyzed up to a pressure constant exceeding atmospheric pressure, for example up to 1.6 × 10 5 Pa, makes it possible to obtain in the same volume a greater value for the equivalent thickness of the test gas absorbing infrared or ultraviolet radiation, that is to say -say
u = ci, (3) where: u is the equivalent thickness of the gas layer
erect absorbing the flux of radiation, for example,
infrared
c is the volume concentration of the test gas in the
gas-air mixture; is is thickness of the layer of gas drawn up in the
gas-air mixture inside the tra
vail, that is, the length of the
work (Fig.l).


Le flux parallèle #O de rayonnement infrarouge
o absorbé par la couche de gaz d'essai est égal à

Figure img00150001

où #oγ représente le flux de rayonnement infrarouge arrivant
perpendiculairement sur la couche étudiée du gaz d'es
sai, au centre de sa bande d'absorption ;
est la fréquence du rayonnement infrarouge ;
k est une constante caractérisant l'absorption de la
couche, calculée par unité d'épaisseur pour p cons
tante, appelee coefficient d'absorption.
The parallel flow #O of infrared radiation
o absorbed by the test gas layer is equal to
Figure img00150001

where # o γ represents the incoming infrared radiation flux
perpendicularly on the studied gas layer
sai, in the center of its absorption band;
is the frequency of infrared radiation;
k is a constant characterizing the absorption of
layer, calculated per thickness unit for p cons
aunt, called absorption coefficient.

Pour des valeurs faibles de "u" dans les limites de la bande d'absorption (en prenant #o# = = const,
#o #o étant le centre de la bande) on obtient : #o = ##oαU, où d est l'intensité intégrale de la bande d'absorption.
For low values of "u" within the limits of the absorption band (taking # o # = = const,
#o #o being the center of the band) we obtain: #o = ## o α U, where d is the integral intensity of the absorption band.

L'expression (5) indiquée met en évidence le fait que plus l'épaisseur équivalente "utt de la couche de gaz est importante, plus le flux du rayonnement infrarouge ou ultraviolet est absorbé. Ceci fait à son tour, que dans le volume mesureur du récepteur, dans des conditions égales, qutil y a accroissement de l'amplitude p des oscillations de la pression, grâce à l'accroissement de l'amplitude e du flux thermique (formule 2). Gracie à l'accroissement de l1amplitu- de p des oscillations de la pression les oscillations acoustiques de la membrane de 11 élément sensible du récepteur augmentent, ce qui, à son tour, assure l'accroissement du signal électrique de sortie utile. The expression (5) indicated highlights the fact that the greater the equivalent thickness "utt of the gas layer, the more the flux of infrared or ultraviolet radiation is absorbed. This in turn does that in the measuring volume of the receiver, under equal conditions, that there is an increase in the amplitude p of the pressure oscillations, thanks to the increase in the amplitude e of the heat flux (formula 2). Thanks to the increase in the amplitude p of pressure oscillations the acoustic oscillations of the membrane of the sensitive element of the receiver increase, which, in turn, ensures the increase of the useful electrical output signal.

Indépendamment du type du récepteur de rayonnement, la sensibilité maximale du dispositif est réglementée par la valeur minimale possible de sensibilité de seuil de transformation du fluc 00 du rayonnement absorbé dans la couche équivalente dh gaz d'essai en un signal électrique U à la sortie du récepteur de rayonnement. Lorsque le convertisseur est linéaire la sensibilité du récepteur de rayonnement peut s'écrire sous une forme simplifiée
K = U/0 ou U = Ko (6)
o
Dans le procédé proposé dtanalyse d'un mélange gaz-air, grâce à l'accroissement de 11 épaisseur équivalente de la couche du gaz d'essai, par exemple du protoxyde d'azote (expression (3) le flux O du rayonnement infrarouge absorbé dans cette couche croit (expression (5) ) et ceci fait augmenter la sensibilité du récepteur de rayonnement proposé ou bien ce qui est équivalent, le signal électrique de sortie U.
Regardless of the type of radiation receiver, the maximum sensitivity of the device is regulated by the minimum possible sensitivity value of the threshold for transformation of the flux 00 of the radiation absorbed in the equivalent layer of the test gas into an electrical signal U at the output of the radiation receiver. When the converter is linear the sensitivity of the radiation receiver can be written in a simplified form
K = U / 0 or U = Ko (6)
o
In the proposed method of analyzing a gas-air mixture, by increasing the equivalent thickness of the layer of the test gas, for example nitrous oxide (expression (3) the flux O of the infrared radiation absorbed in this layer increases (expression (5)) and this increases the sensitivity of the proposed radiation receiver or what is equivalent, the electrical output signal U.

Claims (3)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé d'analyse des mélanges gaz-air, dans lequel on amène le mélange gaz-air à analyser dans une chambre de travail, on agit sur e mélange par un rayonnement infrarouge ou ultraviolet modulé dans les bandes d'absorbé tion du gaz d'essai, et d'après la modification de ltintensi- té du rayonnement on détermine la presence du gaz d'essai dans le mélange gaz-air, caractérise en ce qu'on amène le nié lange gaz-air dans la chambre de travail jusqu1à ce que sa pression dans cette chambre dépasse la pression atmosphéri que et on maintient cette pression constante au moins durant trois cycles de modulation du rayonnement, l'action du rayonnement infrarouge ou ultraviolet étant réalisée à partir du moment où le mélange gaz-air atteint une pression dépassant la pression atmosphérique. 1 - Process for the analysis of gas-air mixtures, in which the gas-air mixture to be analyzed is brought into a working chamber, the mixture is acted on by infrared or ultraviolet radiation modulated in the gas absorption bands test, and according to the modification of the intensity of the radiation the presence of the test gas in the gas-air mixture is determined, characterized in that the gas-air mixture is brought into the working chamber until its pressure in this chamber exceeds atmospheric pressure and this pressure is kept constant for at least three radiation modulation cycles, the action of infrared or ultraviolet radiation being carried out from the moment when the gas-air mixture reaches a pressure exceeding atmospheric pressure. 2 - Procédé d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce qutavant d'amener le mélange gaz-air vers la chambre de travail on soumet cette dernière à un soufflage avec un gaz n'absorbant pas le rayonnement infrarouge ou ul ultraviolet, et on y crée une dépression de sorte que la pression y devienne inférieure a la pression atmospheriqlle2 aìn d'accrottre la concentrwtion du gaz d'essai dans le mélange gaz-air à lI intérieur de la chambre de travail. 2 - Analysis method according to claim 1, characterized in that before bringing the gas-air mixture to the working chamber, the latter is subjected to a blowing with a gas which does not absorb infrared or ultraviolet ul radiation, and a vacuum is created there so that the pressure there becomes lower than atmospheric pressure 2 in order to increase the concentration of the test gas in the gas-air mixture inside the working chamber. 3 - Dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé d'analyse des mélanges gaz-air selon la revendication 1, qui comporte une chambre de travail (2) raccordée par son entrée à un dispositif de prélèvement d'échantillons (1) du mélange gaz-air et par sa sortie, à une pompe à vide (7), une source de rayonnement infrarouge (ou ultraviolet) disposée par rapport à la fenêtre d'entrée (8) de ladite chambre de travail; un commutateur (10) de rayonnement et un modulateur (11) formant des voies optiques de référence et de travail, étant disposés en série sur le trajet du rayonnement entre la source et la fenêtre (8) tandis que sur le trajet de rQYonne- ment ayant traversé la chambre (2) contenant du mélange gazair est placé un récepteur de rayonnement infrarouge (ou ul traviolet) relié électriquement aux entrées (14, 15) du circuit comparateur (16) dont la sortie est raccordée à un bloc indicateur (17), dispositif caractérisé en ce qutil comporte une pompe (4) de compression se trouvant à entrée de la chambre de travail (2), deux électrovannes (5, 6), montées directement, respectivement, sur l'entrée et la sortie de la chambre de travail (2), un capteur de pression (18) relié à la chambre de travail (2), un bloc de commande (20) qui est raccordé par son entrée dtinformation (19) au capteur de pression (18), par son entrée dtinformation (31), à l'autre sortie du circuit comparateur (16), par sa sortie de commande (30) à l'entrée correspondante du circuit comparateur (16), et par ses sorties de commandes (21, 23), (21, 22), aux entrées respectives des électrovannes (5, 6), et un bloc de temporisation (28) dont la sortie est raccordée à l'entrée d'information (29) du bloc de commande (20).  3 - Device for implementing the method of analysis of gas-air mixtures according to claim 1, which comprises a working chamber (2) connected by its inlet to a device for taking samples (1) of the gas mixture -air and by its outlet, to a vacuum pump (7), a source of infrared radiation (or ultraviolet) disposed relative to the inlet window (8) of said working chamber; a radiation switch (10) and a modulator (11) forming optical reference and working channels, being arranged in series on the radiation path between the source and the window (8) while on the radiation path having passed through the chamber (2) containing gas mixture is placed an infrared radiation receiver (or ul traviolet) electrically connected to the inputs (14, 15) of the comparator circuit (16) whose output is connected to an indicator block (17) , device characterized in that it comprises a compression pump (4) located at the inlet of the working chamber (2), two solenoid valves (5, 6), mounted directly, respectively, on the inlet and the outlet of the chamber working (2), a pressure sensor (18) connected to the working chamber (2), a control unit (20) which is connected by its information input (19) to the pressure sensor (18), by its information input (31), at the other output of the comparator circuit (16), by its output control e (30) at the corresponding input of the comparator circuit (16), and by its control outputs (21, 23), (21, 22), at the respective inputs of the solenoid valves (5, 6), and a block timer (28) whose output is connected to the information input (29) of the control unit (20).
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