FR2587112A1 - Detecteur de fuites d'halogenes - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE DETECTION DES FUITES DE FLUIDES. LE DETECTEUR FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPORTANT UN CAPTEUR D'IONISATION SUPERFICIELLE 1 POSSEDANT UNE ANODE 2 RELIEE ELECTRIQUEMENT A UNE SOURCE D'ALIMENTATION INDIVIDUELLE 3, ET UNE CATHODE 4 RELIEE ELECTRIQUEMENT A UNE SOURCE D'ALIMENTATION INDIVIDUELLE 5 ET A UN AMPLIFICATEUR DE COURANT IONIQUE 6 A LA SORTIE DUQUEL EST RELIE UN APPAREIL ENREGISTREUR 7, ET EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UN DISCRIMINATEUR D'AMPLITUDE 8 DONT L'ENTREE EST RELIEE A LA SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR DE COURANT IONIQUE 6, ET UNE BASCULE 9 RACCORDEE A LA SORTIE DU DISCRIMINATEUR D'AMPLITUDE 8 ET RELIEE A LA SOURCE D'ALIMENTATION INDIVIDUELLE 3 DE L'ANODE 2. LE DETECTEUR EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE NOTAMMENT DANS LA TECHNIQUE DU VIDE ET LA TECHNIQUE FRIGORIFIQUE.
Description
La présente invention concerne les dispositifs de localisation des fuites
dans les systèmes à vide ou remplis de gaz, et a notamment pour objet un
détecteur de fuites d'halogènes.
Le détecteur de fuites d'halogènes peut être utilisé notamment dans la technique du vide et la
technique frigorifique.
Il existe un détecteur de fuites d'halogènes qui comporte un capteur d'ionisation superficielle comportant une anode reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle et une cathode reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle et à un amplificateur de courant ionique sur la sortie duquel est branché un appareil enregistreur (cf., par exemple, brevet Etats-Unis
n 347146, classe 315-111, date de publication 07.10.69).
Le capteur d'ionisation superficielle dudit détecteur de fuites d'halogènes fonctionne dans des conditions de chauffage de l'anode jusqu'à des températures de 900 à 12000C. A ces températures, la pénétration dans le capteur de grandes quantités de composés halogénés, par exemple de fréons, entraîne son "empoisonnement". Ledit "empoisonnement" est caractérisé par une brusque augmentation du courant ionique de fond entre l'anode et la cathode et par la
perte de sensibilité du capteur d'ionisation super-
ficielle. Or, plus longtemps l'anode du capteur d'ionisation superficielle chauffée aux températures de 900 à 1200 C reste en contact avec les halogènes,
plus durable est l'empoisonnement".
Il est connu que l'accroissement de la température de l'anode augmente l'"empoisonnement". Afin de rétablir la sensibilité du capteur d'ionisation superficielle, on doit le chauffer longtemps à des températures de 1200 à 14000 C, ce qui réduit la fiabilité
et la longévité du détecteur.
Dans la présente description, on entend par
"empoisonnement" du capteur d'ionisation superficielle une brusque augmentation du courant de fond des ions positifs émis de la surface de l'anode en platine en l'absence de composés halogénés dans l'espace entre l'anode et la cathode, et en même temps, une diminution de la sensibilité du capteur d'ionisation superficielle vis-à-vis des composés halogénés qui rend impossible la détection de ces composés dans l'espace entre
l'anode et la cathode. Afin d'éliminer cet "empoisonne-
ment" du capteur, il faut faire circuler à travers le capteur, pendant un temps prolongé, plusieurs heures ou plusieurs jours), un gaz oxygéné chauffé jusqu'à des températures de 1200 à 1400 C et débarrassé
des composés halogénés.
L'invention vise donc un détecteur de fuites d'halogènes dont le circuit électrique serait réalisé de façon à augmenter la fiabilité et la durée de service du détecteur grâce à la diminution de
l'"empoisonnement" du capteur d'ionisation superficielle.
Ce but est atteint du fait que le détecteur de
fuites d'halogènes du type comportant un capteur d'ioni-
sation superficielle comprenant une anode reliée -
électriquement à une source d'alimentation individuelle et une cathode reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle et à un amplificateur de courant ionique sur la sortie duquel est branché un
appareil enregistreur, est caractérisé, suivant l'in-
vention, en ce qu'il comporte un discriminateur d'amplitude dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur de courant ionique, et une bascule branchée sur la sortie du discriminateur d'amplitude et
reliée à la source d'alimentation individuelle de l'anode.
Une telle exécution du détecteur de fuites d'halogènes selon l'invention permet d'augmenter sa fiabilité et sa longévité grâce à la suppression de toute possibilité d'empoisonnement" du capteur d'ionisation superficielle, ce qui est obtenu en assurant une diminution rapide de la température de l'anode du capteur en cas de pénétration,
dans celui-ci,de grandes quantités de composés halogénés.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la
lumière de la description explicative qui va suivre de
différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma synoptique d'un détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention, à température non réglable de l'anode du capteur d'ionisation superficielle; - la figure 2 représente un schéma synoptique d'un autre mode de réalisation du détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention, à température réglable
de l'anode du capteur d'ionisation superficielle.
Le détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention comporte un capteur d'ionisation superficielle (figure 1) comportant une anode 2 reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle 3 et une cathode 4 reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle 5 et à un amplificateur de courant ionique 6, ainsi qu'un appareil enregistreur 7 branché sur la sortie
de l'amplificateur de courant ionique 6.
Dans le détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention sont prévus un discriminateur d'amplitude 8 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur de courant ionique 6 et une bascule 9 branchée sur la sortie du discriminateur d'amplitude 8 et reliée à la source
d'alimentation individuelle 3 de l'anode 2.
Le détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention, représenté sur la figure 2, est exécuté de la mêmie façon que le détecteur de fuites d'halogènes représenté sur la figure 1, la seule différence résidant dans le fait qu'il comporte un pont 10 (figure 2) constitué de résistances 11, 12, 13 et l'anode 2, ainsi qu'un amplificateur de signal de déséquilibre 14 inséré
dans la diagonale du pont 10. La sortie de l'amplifica-
teur de signal de déséquilibre 14 est reliée à l'entrée de la source d'alimentation individuelle 3 de l'anode 2,
qui est raccordée à une autre diagonale du pont 10..
Dans les variantes décrites d'exécution du détecteur de fuites d'halogènes, représentées sur les figures 1 et 2, le discriminateur d'amplitude 8 est un dispositif dont la sortie ne produit un signal électrique que dans le cas o la valeur du signal à l'entrée du discriminateur d'amplitude 8 dépasse une valeur prédéterminée. La bascule 9 est un dispositif électrique à deux états stables. Les schémas de principe de ces dispositifs peuvent être choisis,parmi les circuits connus des spécialistes travaillant dans ce domaine technique, en fonction des paramètres de la source d'alimentation individuelle 3 de l'anode 2, de la source d'alimentation individuelle 5 de la cathode 4 et de l'amplificateur de courant ionique 6 (cf., par exemple "Spravochnik po mikroelektronnoi impulsnoi tekhnike", "Memento de la technique impuisionnelle microélectronique") sous la direction de V.N.Jakovlev, Docteur en sciences, 1983, Editions "Tekhnika", Kiev,
pp. 15, 49 à 53).
Le principe de fonctionnement du détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention consiste en ce
qui suit.
Quand le capteur d'ionisation superficielle 1 (figure 1) se trouve au voisinage d'une fuite de fréon d'un appareil rempli de ce fluide, les vapeurs de fréon arrivent,dans le sens indiqué par la flèche A, dans l'espace entre l'anode 2 et la cathode 4, ce qui provoque une variation du courant ionique de l'anode 2 à la cathode 4. Ce courant ionique est amplifié par l'amplificateur de courant ionique 6
et est enregistré par l'appareil enregistreur 7.
La source d'alimentation individuelle 3 de l'anode 2 applique à l'anode 2 une tension suffisante pour chauffer l'anode jusqu'à des températures de 900
à 1200 C (en général, 10 à 20 V en courant continu).
La source d'alimentation individuelle 5 de la cathode 4 crée entre l'anode 2 et la cathode 4 une différence
de potentiel de 100 à 300 V en courant continu.
Si la quantité de vapeurs de fréon arrivant dans le capteur est inférieure à la valeur entraînant l'"empoisonnement" du capteur, le signal de sortie de 1' amplificateur de courant ionique 6 ne provoque pas l'apparition d'une tension à la sortie du discriminateur d'amplitude 8, et la bascule 9 reste en son premier état
stable.
Si, entre l'anode 2 et la cathode 4 du capteur 1, il apparait une grande quantité de fréon, l'amplificateur de courant ionique 6 applique au discriminateur d'amplitude 8 un signal dépassant une valeur prédéterminée et il apparait à la sortie du discriminateur d'amplitude 8 une tension qui fait passer la bascule 9 à son autre état stable. En ce cas, le signal de sortie de la bascule 9 attaquant l'entrée de la source d'alimentation
individuelle 3 de l'anode 2 bloque la source d'alimenta-
tion individuelle 3 de l'anode 2, ce qui diminue fortement la tension d'alimentation de l'anode 2. La température de l'anode 2 baisse rapidement, ce qui prévient
l'"empoisonnement" du capteur 1.
Le principe de fonctionnement du détecteur de fuites d'halogènes représenté sur la figure 2 est analogue à celui du détecteur de fuites d'halogènes représenté sur la figure 1, suaf en ce qui concerne le réglage de la température de l'anode 2 (figure 2),
qui se fait de la façon suivante.
Lors de la variation de la température de l'anode 2 due à la modification de facteurs déstabilisants extérieurs, la résistance de l'anode 2 varie, ce qui fait apparaître dans une diagonale du pont 10 un signal de déséquilibre amplifié par l'amplificateur 14. Le signal de sortie de l'amplificateur 14 attaque l'entrée de la source d'alimentation individuelle 3 de l'anode 2, ce qui entraine une variation correspondante de la tension dans la deuxième diagonale du pont 10 et rétablit la valeur initiale de la résistance de l'anode
-20-- 2-et-pa-p-r--onséquent, sa température.
Du fait de l'élévation de la fiabilité de fonctionnement du détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention dans les conditions de contrôle industriel de l'étanchéité des installations frigorifiques, on peut utiliser un seul détecteur de fuites au lieu de deux. Le-dur-we-e service du capteur d'ionisation superficielle de ce détecteur de fuites est accrue de plusieurs fois grâce à l'absence d'"empoisonnement"
du capteur.
R EV E N D I C A T I ON
Détecteur de fuites d'halogènes du type comportant un capteur d'ionisation superficielle (1) possédant une anode (2) reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle (3), et une cathode (4) reliée électriquement à une source d'alimentation individuelle (5) et à un amplificateur de courant ionique (6) à la sortie duquel est relié un appareil enregistreur (7), caractérisé en ce qu'il comporte un discriminateur d'amplitude (8) dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur de courant ionique (6), et une bascule (9) raccordée à la sortie du discriminateur d'amplitude (8) et reliée à la source
d'alimentation individuelle (3) de l'anode (2).
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