FR2560994A1 - Non-corrodable three-electrode sensor, with external electrodes, for gas- or liquid-phase analysis by ionisation produced by a variable electric, magnetic or electromagnetic field - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un capteur triélectrodes non corrodable permettant de détecter des traces d'au moins un constituant d'un mélange gazeux ou liquide à analyser, couplé ou non avec une colonne de séparation, et utilisable en particulier pour contrer un processus continu de production automatisée,pour déterminer des constituants mineurs dans l'environnement terrestre et dans les atmosphères planétaires ou pour réaliser des analyses spécifiques de certains produits toxiques. The present invention relates to a non-corrodible trielectrode sensor making it possible to detect traces of at least one constituent of a gaseous or liquid mixture to be analyzed, coupled or not with a separation column, and usable in particular to counter a continuous production process automated, to determine minor constituents in the terrestrial environment and in planetary atmospheres or to carry out specific analyzes of certain toxic products.
Elle a surtout pour objet l'élaboration d'une cellule, de faibles dimensions, pouvant s'inclure dansdes dispositifs miniatures portables, capable dgeploi- ter les modifications d'un ou de plusieurs paramètres physico-chimiques d'un milieu partiellement ou totale ment ionisé venant à titre perturbé par le passage dans ce milieu du constituant & doser. Its main purpose is the development of a cell, of small dimensions, which can be included in portable miniature devices, capable of exploiting the modifications of one or more physico-chemical parameters of a medium partially or totally. ionized coming disrupted by the passage through this medium of the constituent & metering.
On sait que les mesures des constantes diélectriques, effectuees dans la gamme des radiofrequen- ces, permettent l'analyse quantitative de mélanges binaires et, dans les cas favorables, l'analyse de traces au moyen d'un dispositif formé de deux oscillateurs fonctionnant sur des fréquences très voisines.Cette 6- thode,initialement utilisée pour les phases liquides, peut, avec quelques modifications, s'appliquer aux gaz
Toute variation de capacité dans un circuit électrique oscillant entratnant une variation de fréquence, il est possible de connattre la concentration d'un constituant gazeux venant à circuler entre les plaques d'un condensateur ou dans une cellule à électrodes internes à écartement réglable, si ce condensateur ou cette cellu- le font partie du circuit électrique oscillant.Cependant ces procédés présentent quelques défauts. We know that the measurements of the dielectric constants, carried out in the radio frequency range, allow the quantitative analysis of binary mixtures and, in favorable cases, the analysis of traces by means of a device formed by two oscillators operating on very close frequencies. This 6- method, initially used for the liquid phases, can, with some modifications, be applied to gases
Any variation in capacitance in an oscillating electrical circuit leading to a variation in frequency, it is possible to know the concentration of a gaseous constituent coming to circulate between the plates of a capacitor or in a cell with internal electrodes with adjustable spacing, if this capacitor or this cell are part of the oscillating electric circuit. However, these processes have some faults.
On doit tout d'abord signaler que les plaques ou les électrodes entrant directement en contact avec le mélange à analyser se corrodent ou se recouvrent assez vite d'un dépôt nuisible à la stabilité du systè me.Ce défaut est particulièrement grave dans le cas d'analyse de constituants organiques car ceux-ci peuvent encrasser un détecteur au bout de quelques heures d'emploi.D'autre part, ces systèmes à électrodes internes sont sensibles a' la température et aux vibrations pouvant survenir autour du détecteur en cours d'analyse comme cela peut être le cas pour un appareil situé en bordure d'une autoroute ou d'un aéroport Dans le cas des gaz ou d'analyses de très haute sensibilité les variations extérieures du degré hygrométrique nuisent a la reproductibilité des mesures. Enfin, un détecteur unique ne peut servir indifféremment pour analyser des constituants gazeux ou des constituants li quides. It should first of all be pointed out that the plates or electrodes coming directly into contact with the mixture to be analyzed corrode or cover themselves fairly quickly with a deposit detrimental to the stability of the system. This defect is particularly serious in the case of analysis of organic constituents because these can foul a detector after a few hours of use. On the other hand, these systems with internal electrodes are sensitive to temperature and to vibrations which can occur around the detector during analysis as may be the case for a device located on the edge of a motorway or an airport In the case of gases or very high sensitivity analyzes, external variations in the humidity level affect the reproducibility of the measurements. Finally, a single detector cannot be used interchangeably to analyze gaseous constituents or liquid constituents.
La présente invention a pour but de supprimer ces défauts et d'éviter ces inconvénients. The object of the present invention is to eliminate these defects and to avoid these drawbacks.
L'invention a pour objet un capteur triélectrodes,non corrodable, permettant de détecter un ou plusieurs constituants d'un mélange gazeux ou liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à amener chaque constituant a' traverarun milieu ionisé créé par un champ électrique ou magnétique entre deux électro dessntentrant pas en contact avec le mélange à analy ser, et qu'on utilise les variations d'un ou de plusieurs paramètres physico-chimiques du milieu ionisé, perturbé par le passage d'un constituant,pour déterminer les caractéristiques du mélange à analyser.Il est important de préciser pour comprendre le procédé selon 11 invention que le capteur triélectrodes possè de une troisième électrode dont l'enfoncement à l'intérieur de la chambre d'ionisation contenant le milieu ionisé est réglé par une vis micrométrique. Ce milieu peut être partiellement ou totalement ionisé suivant la nature du gaz ou du liquide porteur qui traverse en continu le capteur, gaz qui peut être un gaz unique ou un mélange de gaz, liquide qui peut titre un liquide uni- que ou un mélange de liquides ,le gaz porteur permettant une référence pour l'analyse d'un mélange gazeux tandis que le liquide porteur permet une référence pour l'ana lyse d'un mélange liquide. The subject of the invention is a non-corrodible trielectrode sensor, making it possible to detect one or more constituents of a gaseous or liquid mixture, characterized in that it consists in bringing each constituent to 'cross ionized medium created by an electric field or magnetic between two electro-descentants not in contact with the mixture to be analyzed, and using variations of one or more physico-chemical parameters of the ionized medium, disturbed by the passage of a constituent, to determine the characteristics of the It is important to specify in order to understand the process according to the invention that the trielectrode sensor has a third electrode, the insertion of which inside the ionization chamber containing the ionized medium is regulated by a micrometric screw. This medium can be partially or completely ionized depending on the nature of the gas or of the carrier liquid which passes continuously through the sensor, which gas can be a single gas or a mixture of gases, a liquid which can be a single liquid or a mixture of liquids, the carrier gas allowing a reference for the analysis of a gas mixture while the carrier liquid allows a reference for the analysis of a liquid mixture.
Conformément à l'invention le milieu ionisé à l'intérieur du capteur peut résulter de l'application aux électrodes externes d'un champ électrique, d'un champ magnétique ou d'un champ électromagnétique de haute fréquence produit par un oscillateur ou un ensemble oscillant. Cet ensemble oscillant, réalisé à l'aide d'un circuit connu, peut comporter un montage à tubes électroniques ou un montage à transistors et,d'autre part,être constitué d'un seul étage ou de plusieurs étant ges avec ou sans amplification.La fréquence du circuit oscillant n'est du reste pas critique pour l'obtention du milieu ionisé et peut entre comprise entre quelques kilocycles et plusieurs milliers de mégacycles.Dans le cas d'analyse en phase gazeuse devant être réalisée avec un prix de revient minimum, on peut utiliser une fréquence de 5 à 10 kHz avec un étage d'amplification.Cependant, tant en phase gazeuse qu'en phase liquide, la gamme de fréquence se situe préférentiellement entre 25 et 250MHL
Dans un mode de mise en oeuvre particulier du procédé selon l'invention,on étudie la variation de fréquence résultant du passage du constituant à doser dans le capteur car ce constituant modifie la valeur globale de la capacité de ce capteur branché aux bornes du cir cuit oscillant, et modifie donc la fréquence de ce circuit.According to the invention, the ionized medium inside the sensor can result from the application to the external electrodes of an electric field, a magnetic field or a high frequency electromagnetic field produced by an oscillator or an assembly. oscillating. This oscillating assembly, produced using a known circuit, can comprise an electronic tube assembly or a transistor assembly and, on the other hand, consist of a single stage or of several being managed with or without amplification. The frequency of the oscillating circuit is not, moreover, critical for obtaining the ionized medium and can range between a few kilocycles and several thousand megacycles. In the case of gas phase analysis having to be carried out with a cost price minimum, a frequency of 5 to 10 kHz can be used with an amplification stage. However, both in the gas phase and in the liquid phase, the frequency range is preferably between 25 and 250MHL
In a particular embodiment of the method according to the invention, the frequency variation resulting from the passage of the constituent to be dosed in the sensor is studied because this constituent modifies the overall value of the capacity of this sensor connected to the terminals of the circuit oscillating, and therefore changes the frequency of this circuit.
Conformément à l'invention on peut également étudier les variations de courant,de tension ou de phase pour déterminer les concentrations des constituants du mélange gazeux ou liquide. In accordance with the invention, it is also possible to study the variations in current, voltage or phase to determine the concentrations of the constituents of the gas or liquid mixture.
Il importe de préciser pour comprendre le procédé selon l'invention que la concentration de l'effluent circulant dans le milieu ionisé influence directement les paramètres physico-chimiques de ce milieu, notamment les concentrations électronique et ionique,et donc, que la mesure de la variation de courant,de tension ou de phase qui en résulte permet de connattre la concentration de cet effluent. It is important to specify in order to understand the process according to the invention that the concentration of the effluent circulating in the ionized medium directly influences the physico-chemical parameters of this medium, in particular the electronic and ionic concentrations, and therefore, that the measurement of the variation of current, voltage or phase which results in knowing the concentration of this effluent.
Dans une variante du procédé selon l'invention on peut également utiliser la variation de rayonnement provoquée par le passage du constituant dans le capteur. In a variant of the method according to the invention, it is also possible to use the variation in radiation caused by the passage of the constituent in the sensor.
En d'autres termes, cette description des différents modes de mesures des concentrations des constituants ne se limite pas aux seuls cas précités, mais elle englobe n importe quel système de détaction possible pour lequel bien entendu une quelconque modification apportée par le constituant à doser au milieu ionisé peut Entre exploitée comme moyen de mesure. In other words, this description of the different modes of measurement of the concentrations of the constituents is not limited to the aforementioned cases alone, but it encompasses any possible detection system for which of course any modification made by the constituent to be dosed to the Ionized medium can be used as a means of measurement.
Dans un mode de mise en oeuvre particulier selon l'invention ,on peut utiliser avec un seul ensemble oscillant haute fréquence un montage de deux capteurs triélectrodes,l'un placé en référence,l'autre placé en mesure pour effectuer une analyse différentielle. In a particular embodiment according to the invention, it is possible to use, with a single high-frequency oscillating assembly, an assembly of two trielectrode sensors, one placed in reference, the other placed in position to perform a differential analysis.
Ce montage constitue un pont équilibré,de configuration quelconque,en l'absence de constituant à doser dans le capteur de mesure et donne satisfaction pour les analyses de gaz avec une bonne linéarité dans une très grande échelle. This arrangement constitutes a balanced bridge, of any configuration, in the absence of constituent to be dosed in the measurement sensor and gives satisfaction for gas analyzes with good linearity in a very large scale.
Dans un mode de mise en oeuvre particulier selon l'invention,on peut utiliser deux ou trois ensembles oscillalrtahaute fréquence, l'un de ces ensembles comprenant un capteur triélectrodes.Dans le système à deux ensembles oscillants, un circuit mélangeur est raccordé d'une part à l'ensemble oscillant contenant le capteur triélectrodes, et d'autre part à un ensemble oscillant délivrant une fréquence constante, le mélan- geur donnant une fréquence égale- à la différence des fréquences des deux ensembles oscillants.Cette dernière fréquence peut Autre mise en forme par un convertisseur classique fournissant des signaux comptables par un totalisateur numérique qui indique ainsi directement la concentration du soluté passant dans le capteur.Tl peut être nécessaire d'employer un troisième ensemble oscil- lant à fréquence fixe, un deuxième mélangeur reprenant cette fréquence fixe et celle issue du mélangeur prEcé- dent dans le système à deux ensembles oscillants. Cette dernière méthode est recommandée pour effectuer des analyses de très haute performance en chromatographie liquide. In a particular embodiment according to the invention, two or three high frequency oscillating assemblies can be used, one of these assemblies comprising a trielectrode sensor. In the system with two oscillating assemblies, a mixer circuit is connected by a part to the oscillating assembly containing the trielectrode sensor, and secondly to an oscillating assembly delivering a constant frequency, the mixer giving a frequency equal to the difference of the frequencies of the two oscillating assemblies. shaped by a conventional converter providing accounting signals by a digital totalizer which thus directly indicates the concentration of the solute passing through the sensor. It may be necessary to use a third oscillating assembly at fixed frequency, a second mixer incorporating this frequency fixed and that from the previous mixer in the system with two oscillating assemblies. The latter method is recommended for performing very high performance analyzes in liquid chromatography.
Dans un autre mode de réalisation particulier du dispositif conforme à l'invention,on peut utili.ser un ensemble oscillant avec un seul capteur triélectrodes et effectuer notamment la mesure du courant délivré à l'ensemble oscillant ou passant dans le capteur. In another particular embodiment of the device according to the invention, it is possible to use an oscillating assembly with a single tri-electrode sensor and in particular to measure the current delivered to the oscillating assembly or passing through the sensor.
Il est aussi possible d'étudier le spectre de l'émission fourni par le milieu ionisé, ce milieu se pré- sentant dans le cas des gaz comme une décharge lumi- nescente.It is also possible to study the spectrum of the emission provided by the ionized medium, this medium presenting itself in the case of gases as a luminescent discharge.
Il importe de préciser pour comprendre le procédé selon l'invention que les modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus peuvent être combinés entre eux,le nombre d'ensembles oscillants ainsi que celui des capteurs triélectrodes n'étant pas limitatif. It is important to specify in order to understand the method according to the invention that the modes of implementation described above can be combined with one another, the number of oscillating assemblies as well as that of the trielectrode sensors not being limiting.
La présente invention a surtout pour objet l'élaboration d'un capteur triélectrodes permettant la détection d'au moins un constituant d'un mélange gazeux ou liquide par la mise en oeuvre d'un ou de plusieurs moyens de mesure décrits prédemment,le capteur faisant partie d'un ensemble oscillant. The present invention mainly relates to the development of a trielectrode sensor allowing the detection of at least one constituent of a gaseous or liquid mixture by the use of one or more measuring means described previously, the sensor being part of an oscillating assembly.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention,le capteur triélectrodes est constitué d'un corps parallélépipédique allongé en matériau plastique rigide, c'est à dire du plexiglas, du téflon ou de préférence du polytétrafluoroéthylène, portant sur deux faces opposées deux électrodes métalliques. Ces deux électrodes offrent la particularité de se présenter sous la forme de diverses surfaces séparées les unes des autres et donc indépendantes entre elles. Le branchement des électrodes à l'ensemble oscillant s'effectue par l'intermédiaire d'un râtelier-contact mobile permettant la mise en service d'une partie ou bien de la totalité des surfaces des électrodes.Ainsi,en position basse,le ratelier-contact est tiré et seule la rangée inférieure des surfaces métalliques est utilisée. In a particular embodiment of the invention, the trielectrode sensor consists of an elongated parallelepipedic body of rigid plastic material, that is to say of plexiglass, teflon or preferably polytetrafluoroethylene, carrying on two opposite faces two electrodes metallic. These two electrodes have the particularity of being in the form of various surfaces which are separated from each other and therefore independent of one another. The electrodes are connected to the oscillating assembly by means of a movable contact rack allowing the commissioning of part or all of the electrode surfaces. Thus, in the low position, the rack -contact is pulled and only the bottom row of metal surfaces is used.
On dispose ainsi d'électrodes à surface variable et en conséquence la capacité mise en Jeu est aussi variable.There are thus electrodes with variable surface and consequently the capacity put into play is also variable.
Conformément à l'invention ces électrodes n'entrent pas en contact avec le milieu ionisé à l'intérieur du capteur et ne subissent donc aucune corrosion de la part de ce milieu. According to the invention, these electrodes do not come into contact with the ionized medium inside the sensor and therefore do not undergo any corrosion on the part of this medium.
Le capteur,objet de l'invention,comporte une cavité percée dans le sens de la longueur du corps parallélépipédique,en forme de goulot, à l'intérieur de laquelle vient se loger un tube de quartz.Le diam- tre inférieur du tube,de faible dimension, permet le passage du gax ou du liquide porteur.Par contre,le diamètre supérieur du tube permet l'insertion à l'intérieur du tube de la troisième électrode du capteur. The sensor, object of the invention, comprises a cavity pierced in the direction of the length of the parallelepipedic body, in the form of a neck, inside which is housed a quartz tube. The lower diameter of the tube, small, allows the passage of gax or carrier liquid. However, the larger diameter of the tube allows the insertion inside the tube of the third sensor electrode.
L'enfoncement de cette troisième électrode à l'intérieur du tube de quartz est minutieusement réglé à l'aide d'une vis micrométrique, cette électrode venant en somme comme un bouchon délimitant le volume de la chambre d'ionisation. The insertion of this third electrode inside the quartz tube is meticulously adjusted using a micrometric screw, this electrode coming in short like a plug delimiting the volume of the ionization chamber.
Conformément à l'invention, le volume proprement dit du détecteur est variable, et donc, le volume du milieu qui est ionisé à l'intérieur du capteur peut titre choisi en fonction de la nature du mélange à analyser, soit liquide ou gazeux. D'autre part le profil géométrique de ce volume permet un écoulement du fluide à l'intérieur du capteur sans aucune turbulence,ce qui confère au milieu ionisé ou partiellement ionisé une excellente stabilité. According to the invention, the actual volume of the detector is variable, and therefore, the volume of the medium which is ionized inside the sensor can be chosen as a function of the nature of the mixture to be analyzed, either liquid or gaseous. On the other hand the geometric profile of this volume allows a flow of the fluid inside the sensor without any turbulence, which gives the ionized or partially ionized medium excellent stability.
Conformément à l'invention, la configuration géométrique de l'extrémité de cette troisième électrode est de forme tronconique ,forme qui épouse le mieux possible le fond de la chambre d'ionisation constituée par le tube de quartz. Cependant gracie au système de vis micrométrique cette troisième électrode peut s'enlever complètement par la partie supérieure du tube. In accordance with the invention, the geometric configuration of the end of this third electrode is of frustoconical shape, a shape which best matches the bottom of the ionization chamber formed by the quartz tube. However thanks to the micrometric screw system this third electrode can be removed completely by the upper part of the tube.
Ainsi pour des analyses spécifiques on dispose d'un jeu d'électrodes interchangeables avec des profils divers: cane traversé par une sonde émergente, plan perçé en son centre par une canalisation, etc... On peut ainsi obtenir des plasmas de faible volume et de très haute énergie.Thus for specific analyzes we have a set of interchangeable electrodes with various profiles: cane crossed by an emerging probe, plane pierced in its center by a pipe, etc. We can thus obtain plasmas of low volume and very high energy.
Il est important de noter,pour mieux comprendre le dispositif selon l'invention,que l'ensemble vis micrométrique-électrode,avec les joints d'isolation et d'étanchéité, est rigide et d'autre part d'une longueur appropriée pour éviter tout phénomène de vibration .Cet ensemble triélectrodes,non corrodable,permet des temps de réponse compatible avec une action de régulation. It is important to note, in order to better understand the device according to the invention, that the micrometric screw-electrode assembly, with the insulation and sealing joints, is rigid and on the other hand of an appropriate length to avoid any vibration phenomenon. This non-corrodable trielectrode assembly allows response times compatible with a regulatory action.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé,donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant,bien entendu,partie de la dite invention. The description which follows with reference to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawing and from the text which, of course, forms part of said invention.
La figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans lequel on mesure les variations amenées par le mélange à analyser par un montage de deux capteurs triélectrodes alimentés par un seul ensemble oscillant. FIG. 1 represents an embodiment of the device according to the invention in which the variations brought about by the mixture to be analyzed are measured by an assembly of two trielectrode sensors supplied by a single oscillating assembly.
La figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans lequel on mesure la variation de fréquence résultant du mélange à doser par un système à deux ou trois ensembles oscillants avec un ou deux circuits mélangeurs et un seul capteur triélectrodes. FIG. 2 represents an embodiment of the device according to the invention in which the frequency variation resulting from the mixture to be metered is measured by a system with two or three oscillating assemblies with one or two mixing circuits and a single tri-electrode sensor.
La figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans lequel on mesure les variations de courant ou de rayonnement amenées par le mélange à doser dans le capteur triélectrodes alimenté par un seul ensemble oscillant. FIG. 3 represents an embodiment of the device according to the invention in which the variations in current or radiation caused by the mixture to be measured are measured in the trielectrode sensor supplied by a single oscillating assembly.
La figure 4 représente un capteur triélectrodes suivant l'invention. FIG. 4 represents a trielectrode sensor according to the invention.
Les figures 5 et 6 représentent chacune l'une des multiples variantes possibles du profil de la troisième électrode du capteur selon l'invention. FIGS. 5 and 6 each represent one of the multiple possible variants of the profile of the third electrode of the sensor according to the invention.
Sur la figure 1 on a représenté l'alimentation stabilisée 1 qui fournit une tension rigoureusement constante à l'ensemble oscillant 2 dont les sorties sont raccordées à un condensateur variable 3 et une self inductance 4,afin de former un circuit oscillant classique.Le réglage de la capacité du condensateur variable 3 permet de choisir la fréquence appropriée pour l'obten- tion d'un milieu ionisé ou partiellement ionisé,parfai tement stable,dans le capteur triélectrodes de réf éren- ce 5 et celui de mesure 6.Si les deux capteurs présentent quelque écart du fait de leur usinage ou de leur fabrication,on parfait l'équilibre total entre les deux branches à l'aide des deux ensembles 7.Le système enregistreur 8 donne directement la concentration des différents constituants à doser. FIG. 1 shows the stabilized power supply 1 which supplies a rigorously constant voltage to the oscillating assembly 2, the outputs of which are connected to a variable capacitor 3 and a self-inductance 4, in order to form a conventional oscillating circuit. of the capacity of the variable capacitor 3 makes it possible to choose the appropriate frequency for obtaining an ionized or partially ionized medium, perfectly stable, in the trielectrode sensor of reference 5 and that of measurement 6.If the two sensors present some deviation due to their machining or their manufacture, perfect the total balance between the two branches using the two sets 7.The recording system 8 gives directly the concentration of the different constituents to be dosed.
Sur la figure 2 on a représenté un ensemble oscillant 7 dont fait partie le capteur triélectrodes 8 et un deuxième ensemble oscillant 2 délivrant une fréquence constante.Le circuit classique mélangeur 4 re çoit la fréquence de l'ensemble oscillant 1 et celle de l'ensemble oscillant 2, en donne la différence appliquée à un système convertisseur 6 relié de préfé- rence à totalisateur numérique 7.0n peut adjoindre à ce dispositif un troisième ensemble oscillant 3,dessiné en pointillé, dont la fréquence sera reprise par un mélangeur 5 relié aussi au mélangeur précédent 4.A partir du mélangeur 5 le mode de mesure est identique
Sur la figure 3 on a représenté l'alimentation stabilisée 1 et,comme précédemment,l'ensemble oscillant 2 avec le condensateur variable 3,1a self inductance 4 et le capteur triélectrodes 5.Le dispositif 6 mesure le courant délivré à l'ensemble oscillant 2, de mEme que le dispositif 8 mesure le courant passant dans le capteur triélectrodes 5,redressé par le redresseur 7.Ces deux mesures de courant peuvent entre complétées par un ensemble d'amplification 9,dessiné en pointillé.Les va- riations de courant sont directement proportionnelles à la concentration instantanée du soluté.De m8me sur la figure 3 on a représenté un dispositif permettant de mesurer les variations de rayonnement provenant du passage du constituant à doser dans le capteur triélectrodes 5 par un monochromateur 10 relié à un phototube Il lequel est alimenté en 12. La channe de mesure se termine par un électromètre 13 et un enregistreur 14.FIG. 2 shows an oscillating assembly 7 of which the trielectrode sensor 8 is a part and a second oscillating assembly 2 delivering a constant frequency. The conventional mixer circuit 4 receives the frequency of the oscillating assembly 1 and that of the assembly oscillating 2, gives the difference applied to a converter system 6 preferably connected to a digital totalizer 7.0n can add to this device a third oscillating assembly 3, drawn in dotted lines, the frequency of which will be taken up by a mixer 5 also connected to the previous mixer 4. From mixer 5 the measurement mode is identical
FIG. 3 shows the stabilized power supply 1 and, as before, the oscillating assembly 2 with the variable capacitor 3,1a self inductance 4 and the trielectrode sensor 5. The device 6 measures the current delivered to the oscillating assembly 2, just as the device 8 measures the current flowing in the trielectrode sensor 5, rectified by the rectifier 7. These two current measurements can, in addition, be supplemented by an amplification assembly 9, drawn in dotted lines. are directly proportional to the instantaneous concentration of the solute. Similarly in FIG. 3, a device has been shown making it possible to measure the variations in radiation coming from the passage of the constituent to be dosed in the trielectrode sensor 5 by a monochromator 10 connected to a phototube II which is supplied at 12. The measurement chain ends with an electrometer 13 and a recorder 14.
Sur la figure 4 on a représenté schématique- ment le capteur triélectrodes utilisé dans les figures 1,2 et 3: en 1 la vis micrométrique permettant un réglage très précis de l'enfoncement de la troisième élec trode 2 délimitant d'autre part le volume ionisé en 4. In FIG. 4 is shown schematically the trielectrode sensor used in FIGS. 1, 2 and 3: in 1 the micrometric screw allowing a very precise adjustment of the insertion of the third electrode 2 delimiting on the other hand the volume ionized in 4.
On retrouve le corps parallélépipédique 3 dont le percement permet la mise en place d'un tube de quartz 13 avec une arrivée des constituants à doser s'effectuant en 8,la sortie des constituants étant prévue en 9.Les deux électrodes métalliques 5 et 6 apparaissent à l'extérieur du corps 3 en différentes surfaces disposées en différentes rangées par rapport à l'entrée 8.Le rt- telier-contact 7 est mobile et produit ainsi le branchement d'une partie ou de la totalité des électrodes 5 et 6 à l'ensemble oscillant,la forme particulière de toutes les électrodes 2,5,6 n'a rien de limitatif, ainsi que celle de la chambre d'ionisation variable 4.We find the parallelepipedic body 3 whose piercing allows the establishment of a quartz tube 13 with an arrival of the constituents to be metered taking place at 8, the outlet of the constituents being provided at 9.The two metal electrodes 5 and 6 appear outside the body 3 in different surfaces arranged in different rows with respect to the input 8. The rt- contact panel 7 is mobile and thus produces the connection of part or all of the electrodes 5 and 6 to the oscillating assembly, the particular shape of all the electrodes 2,5,6 is not limiting, as is that of the variable ionization chamber 4.
L'étanchéité au-delà de la sortie 9 est assurée par des joints I0,tandis que l'isolation de la troisième électrode 2 par rapport à la vis micrométrique 1 est assurée par l'ensemble Il. Enfin le corps 3 est perçé de une ou de deux fenttres permettant l'étude du rayonnement en 12.The seal beyond the outlet 9 is provided by seals I0, while the insulation of the third electrode 2 with respect to the micrometric screw 1 is provided by the assembly II. Finally, the body 3 is pierced with one or two windows allowing the study of the radiation at 12.
Cette description ne se limite pas au;cas d'un capteur où l'on utilise le phénomène d'ionisation mais elle englobe tout système de détection possible à l'aide de la description établie ci-dessus. This description is not limited to the case of a sensor in which the ionization phenomenon is used, but it encompasses any possible detection system using the description established above.
Sur les figures 5 et 6,ajoutées uniquement pour mieux comprendre l'intértt du dispositif selon l'invention,on a représenté deux profils supplémentaires de la troisième électrode interchangeable dans le capteur. Sur la figure 5 on a une électrode conique avec en I une sonde émergente pour obtenir un plasma de haute énergie par un effet de pointe. Sur la figure 6 on a une électrode à extrémité plane percé en son centre par une canalisation 1 reliée intérieurement à la sortie 9 dans le cas particulier d'analyses très rapides. In FIGS. 5 and 6, added only to better understand the advantage of the device according to the invention, two additional profiles of the third interchangeable electrode in the sensor have been shown. In Figure 5 we have a conical electrode with an emerging probe at I to obtain a high energy plasma by a peak effect. In FIG. 6, there is an electrode with a flat end pierced in its center by a pipe 1 internally connected to the outlet 9 in the particular case of very rapid analyzes.
Les dispositifs selon l'invention permettent d'obtenir des-réponses reproductibles et linéaires dans une grande échelle en fonction de la concentraton du constituant gazeux à analyser dans un mélange gazeux, mais aussi du constituant liquide à doser dans un mélange de liquide. The devices according to the invention make it possible to obtain reproducible and linear responses in a large scale as a function of the concentration of the gaseous constituent to be analyzed in a gaseous mixture, but also of the liquid constituent to be dosed in a mixture of liquid.
Ils peuvent être utilisés, couplés ou non avec une colonne chromatographique de séparation,pour contrôler un processus continu de production automatisée avec des temps de réponse brefs. De méme ils peuvent être inclus dans des appareils miniatures portables pour réaliser certaines analyses spécifiques ,avec dés minima détectables pouvant atteindre en volume le dixième de partie par million. They can be used, coupled or not with a chromatographic separation column, to control a continuous process of automated production with short response times. Likewise, they can be included in miniature portable devices for carrying out certain specific analyzes, with detectable minimum dice which can reach in volume one tenth of a part per million.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8404323A FR2560994B1 (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | NON-CORRODABLE TRIELECTRODES SENSOR, WITH EXTERNAL ELECTRODES, FOR ANALYSIS IN GAS PHASE OR IN LIQUID PHASE BY IONIZATION USING A VARIABLE ELECTRIC, MAGNETIC OR ELECTROMAGNETIC FIELD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8404323A FR2560994B1 (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | NON-CORRODABLE TRIELECTRODES SENSOR, WITH EXTERNAL ELECTRODES, FOR ANALYSIS IN GAS PHASE OR IN LIQUID PHASE BY IONIZATION USING A VARIABLE ELECTRIC, MAGNETIC OR ELECTROMAGNETIC FIELD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2560994A1 true FR2560994A1 (en) | 1985-09-13 |
| FR2560994B1 FR2560994B1 (en) | 1986-08-29 |
Family
ID=9302256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8404323A Expired FR2560994B1 (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | NON-CORRODABLE TRIELECTRODES SENSOR, WITH EXTERNAL ELECTRODES, FOR ANALYSIS IN GAS PHASE OR IN LIQUID PHASE BY IONIZATION USING A VARIABLE ELECTRIC, MAGNETIC OR ELECTROMAGNETIC FIELD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2560994B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109580732A (en) * | 2018-12-05 | 2019-04-05 | 天津大学 | A kind of universal three-electrode cell of the photoelectricity that system temperature is controllable |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB349204A (en) * | 1929-03-23 | 1931-05-28 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to methods of and apparatus for testing gas |
| US2761976A (en) * | 1951-04-17 | 1956-09-04 | Illinois Testing Laboratories | Methods and apparatus for measuring quantitatively the amount of gas in a mixture |
| GB1066563A (en) * | 1964-06-23 | 1967-04-26 | Air Liquide | Improvements in or relating to apparatus for the ionisation of a gas to be analysed |
| FR2082917A5 (en) * | 1970-06-05 | 1971-12-10 | Lacaze Pierre | |
| US4398152A (en) * | 1980-08-12 | 1983-08-09 | Leveson Richard C | Photoionization detector |
-
1984
- 1984-03-12 FR FR8404323A patent/FR2560994B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2560994B1 (en) | 1986-08-29 |
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