FR2694629A1 - Sensor réfractométrique semiglobulaire-compact. - Google Patents

Sensor réfractométrique semiglobulaire-compact. Download PDF

Info

Publication number
FR2694629A1
FR2694629A1 FR9209867A FR9209867A FR2694629A1 FR 2694629 A1 FR2694629 A1 FR 2694629A1 FR 9209867 A FR9209867 A FR 9209867A FR 9209867 A FR9209867 A FR 9209867A FR 2694629 A1 FR2694629 A1 FR 2694629A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
infrared
hemispherical
phototransistor
compact
infra red
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9209867A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2694629B1 (fr
Inventor
Berechet Ion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR9209867A priority Critical patent/FR2694629B1/fr
Publication of FR2694629A1 publication Critical patent/FR2694629A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2694629B1 publication Critical patent/FR2694629B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
    • G01N21/431Dip refractometers, e.g. using optical fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

L'invention concerne un capteur réfractomètrique de dimensions reduites, compact, sensible, destiné à déterminer la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide. Il est constitué d'un corps semisphèrique (1) qui a une surface sphèrique (2), une surface plane (3), une zone d'entrée (4), une zone de sortie (5), un DEL (6) qui donne un faisceau infrarouge qui est collimaté par la lentille (7), subit la réflexion totale sur la surface (2) et est reçu par le phototransistor (8). Lorsque la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide qui vient en contact avec la surface (2), augmente, une partie du faisceau est réfractée de tel façon que le signal éléctrique fourni par le phototransistor (8) diminue proportionnellement. Le capteur réfractomètrique selon l'invention est particulièrement destiné à être utilisé dans les domaines pharmaceutique, alimentaire, chimique et en biotechnologie.

Description

La présente invention concerne un capteur réfractomètrique pour déterminer en continu la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide.
La détermination en continu de la concentration dtune matière soluble dans une solution liquide se fait traditionnellement avec des capteurs réfractomètriques de grosses dimensions qui utilisent la lumière visible, qui ont une structure compliquée, une faible fiabilité et une grande consommation d'énergie.
Le capteur réfractomètrique selon l'invention permet de remédier ces inconvenients. I1 comporte en effet selon une première caractéristique, un corps semisphèrique en verre de petite dimension, un élément emissif en infrarouge constitué d'un
DEL et d'un élément réceptif sensible en infrarouge constitué d'un phototransistor(PT). La fiabilité élevée est donnée par la longue vie des dispositives utilisés (DEL, PT) ainsi que par la faible consommation d'énergie. En plus la structure simple, compacte réalisée par la technologie de circuits integrés font un capteur réfractomètrique de grande sensibilité.
Les dessins annexés illustrent l'invention :
La figure 1 représente le capteur réfractomètrique selon l!invention,
La figure 2 représente la structure exterieure d'un capteur réfractomètrique réalisé par technologie des circuits integrés.
En réference à ces dessins, le capteur réfractomètrique comporte un corps semisphèrique (1) en verre optique, transparent en infrarouge, d'indice de réfraction ns, qui est introduit dans un liquide d'analyse avec un indice de réfraction nt (necks) et qui a une surface sphèrique (2) et une surface plane (3) sur laquelle se trouvent delimitées une zone d'entrée (4) et une zone de sortie (5) de formes circulaires.Un faisceau de rayons en infrarouge donné par l'élément emissif (6), constitué d'un DEL qui est collimaté par la lentille optique (7), entre le corps semisphèrique (1) par la zone d'entrée (4), arrive sur la surface (2) ou il subie la réflexion totale dans la zone (PSNRP) et après une autre réflexion sort du corps (1) par la zone de sortie (5) où il est reçu par l'élément réceptif (8) constitué d'un phototransistor sensible en infrarouge.
La surface sphèrique (2) du corps (1) est choisie de tel façon que le phénomène de reflexion totale puisse se réaliser.
Une partie (L) du faisceau collimaté, qui passera par l'arc
AO1B de la zone d'entrée (4) atteint la surface sphèrique (2),le long de l'arc Tir et fait un angle avec les normales qui partent de 0. Pour un angle critique oCc-arcsinv ,tet pour ss la réflexion totale a lieu et les rayons infrarouges sont à la fin reçus par le phototransistor (8).
Si la concentration de la matière soluble dans la solution liquide augmente (donc l'indice de réfraction ne augmente) alors la condition de réflexion totale n'est pas réalisée, les rayons sont réfractés dans le liquide ou ils sont perdus et le signal éléctrique fourni par le phototransistor (8) diminue proportionnellement.
A titre d'exemple non limitatif, pour déterminer la concentration de sucre dans l'eau et pour des valeurs de celle-là comprises entre 0% et 80% (##in=1.330; n#ax=1.5033) le corps semisphêrique (1) en verre optique (ns=1.700) aura un rayon r=2mm. Une partie du faisceau infrarouge qui passe par la zone(4) limitée par les arcs AO1B et A'O2B' va commencer à être refractée sur la surface (2), à partir de l'arc CMD pour n#in=1.3300 et jusqu'à l'arc SQR pour n#ax=1.5033.La difference : 002-001=t est donnée par
Figure img00020001

ce qui donne pour les valeurs précisées de r, min max n une valeur At=0.204mm suffisament pour créer une variation apréciable du signal du phototransistor.
Selon une variante non illustrée, la lentille (7) peut être enlevée en utilisant un DEL avec un angle de diffusion très réduit (plus petit que 50). Le corps semisphèrique (1) peut être fait non seulement en verre optique, mais aussi dans un autre sort de matériau résistant à la corrosion, les seules conditions seront: d'être transparent en infrarouge et d'avoir un indice de réfraction bien déterminé, plus grand que celui de la solution liquide.
Dans la forme de réalisation selon la figure 2, le corps semisphèrique (1) sur lequel sont déposés par technologie de circuits integrés l'élément emissif (6) et l'élément receptif (8) en infrarouge, est enfermé d'une manière etanche dans un boîtier hérmetique (9) qui présente un petit collet (10). Les liaisons éléctriques avec la partie émissive et la partie réceptive des rayons infrarouges sont faites par l'intermediaire des broches exterieures (11).
Le capteur réfractomètrique selon l'invention est particulièrement destiné à la détermination de la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide et peut être utilisé dans les industries : chimique, alimentaire, pharmaceutique ainsi que dans le domaine de biotechnologie.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1) Capteur réfractomètrique semiglobulaire-compact pour déterminer la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide, caracterisé par un corps semisphèrique (1) transparent en infrarouge, qui a une surface sphèrique (2) et une surface plane (3) sur laquelle se trouvent delimitées une zone d'entrée (4) et une zone de sortie (5) de formes circulaires caracterisé par un élément emissif (6) constitué d'un DEL en infrarouge et un élément receptif (8) constitué d'un phototransistor sensible aussi en infrarouge.
2) Capteur réfractomètrique selon la revendication 1 caracterisé en ce que le faisceau infrarouge donné par le DEL (6) collimaté par la lentille (7) entre par la zone d'entrée (4), subie la réflexion totale sur la surface (2) du corps (1) d'indice de réfraction ns, sort par la zone de sortie (5), est capté par le phototransistor (8) et que lorsque la concentration d'une matière soluble dans une solution liquide d'indice de réfraction ne (ng n ), n ), qui vient en contact avec la surface (2) augmente, une partie du faisceau est réfractée sur la surface (2) de tel façon que le signal éléctrique fourni par le phototransistor (8) diminue proportionnellement.
3) Capteur réfractomètrique selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que le corps semisphèrique (1) sur lequel sont deposés par technologie de circuits integrés l'élément emissif en infrarouge (6) et l'élément receptif en infrarouge (8) est enfermé d'une manière etanche dans un boîtier hérmetique (9) qui possède un petit collet (10) et des broches de connexion éléctriques exterieures (11).
FR9209867A 1992-08-10 1992-08-10 Sensor refractometrique semiglobulaire-compact. Expired - Fee Related FR2694629B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9209867A FR2694629B1 (fr) 1992-08-10 1992-08-10 Sensor refractometrique semiglobulaire-compact.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9209867A FR2694629B1 (fr) 1992-08-10 1992-08-10 Sensor refractometrique semiglobulaire-compact.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2694629A1 true FR2694629A1 (fr) 1994-02-11
FR2694629B1 FR2694629B1 (fr) 1995-06-30

Family

ID=9432742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9209867A Expired - Fee Related FR2694629B1 (fr) 1992-08-10 1992-08-10 Sensor refractometrique semiglobulaire-compact.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2694629B1 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946084A (en) * 1998-01-26 1999-08-31 Innovative Sensor Solutions, Ltd. Hemispherical double reflection optical sensor
WO2011031296A1 (fr) * 2009-08-28 2011-03-17 Pilkington Group Limited Détecteur d'humidité optique
US10078048B2 (en) 2016-01-27 2018-09-18 Corning Incorporated Refractometer assemblies, methods of calibrating the same, and methods of determining unknown refractive indices using the same
RU2694285C2 (ru) * 2014-03-17 2019-07-11 Федеральное государственное казённое учреждение "Войсковая часть 44236" Устройство для измерения распределения показателя преломления градиентных оптических заготовок
AT524269A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-15 Anton Paar Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindex in einer flüssigen Probe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639770A (en) * 1967-09-27 1972-02-01 Telefunken Patent Optoelectronic semiconductor device
FR2524643A1 (fr) * 1982-03-31 1983-10-07 Nippon Beet Sugar Mfg Appareil pour determiner la concentration ou d'autres caracteristiques physiques d'un liquide par examen des variations de caracteristiques d'un faisceau lumineux emis a travers ce liquide
US4974552A (en) * 1990-01-09 1990-12-04 Ford Motor Company Engine control system responsive to optical fuel composition sensor
EP0433080A2 (fr) * 1989-12-15 1991-06-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd Dispositif pour mesurer le rapport de mélange de plusieurs liquides
US5048952A (en) * 1988-05-26 1991-09-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Liquid mixing ratio sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639770A (en) * 1967-09-27 1972-02-01 Telefunken Patent Optoelectronic semiconductor device
FR2524643A1 (fr) * 1982-03-31 1983-10-07 Nippon Beet Sugar Mfg Appareil pour determiner la concentration ou d'autres caracteristiques physiques d'un liquide par examen des variations de caracteristiques d'un faisceau lumineux emis a travers ce liquide
US5048952A (en) * 1988-05-26 1991-09-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Liquid mixing ratio sensor
EP0433080A2 (fr) * 1989-12-15 1991-06-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd Dispositif pour mesurer le rapport de mélange de plusieurs liquides
US4974552A (en) * 1990-01-09 1990-12-04 Ford Motor Company Engine control system responsive to optical fuel composition sensor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946084A (en) * 1998-01-26 1999-08-31 Innovative Sensor Solutions, Ltd. Hemispherical double reflection optical sensor
WO2011031296A1 (fr) * 2009-08-28 2011-03-17 Pilkington Group Limited Détecteur d'humidité optique
US8271198B2 (en) 2009-08-28 2012-09-18 Hydreon Corporation Optical moisture sensor
RU2694285C2 (ru) * 2014-03-17 2019-07-11 Федеральное государственное казённое учреждение "Войсковая часть 44236" Устройство для измерения распределения показателя преломления градиентных оптических заготовок
US10078048B2 (en) 2016-01-27 2018-09-18 Corning Incorporated Refractometer assemblies, methods of calibrating the same, and methods of determining unknown refractive indices using the same
AT524269A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-15 Anton Paar Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindex in einer flüssigen Probe

Also Published As

Publication number Publication date
FR2694629B1 (fr) 1995-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5065037A (en) Corrosion resistant refractive and adsorptive type optical liquid level sensors
US5671046A (en) Device and method for optically detecting particles in a free liquid stream
US4246489A (en) Liquid level detector for detecting a liquid level when reaching a prescribed height
JPH07218321A (ja) インクタンク
US20060103842A1 (en) Turbidity sensor
JPH10123048A (ja) 集積化されたセンサおよび生化学的サンプルを検出する方法
US20040145731A1 (en) Refractometer
US20060132770A1 (en) Particle detection system implemented with an immersed optical system
US5946084A (en) Hemispherical double reflection optical sensor
US7534006B2 (en) Disposable flashlight
FR2694629A1 (fr) Sensor réfractométrique semiglobulaire-compact.
US20030030790A1 (en) Failure detecting optoelectronic sensor
US7772993B2 (en) Icing detector for detecting presence of ice in static air
ES2645527T3 (es) Sonda, sensor y método de medición
CN110702661B (zh) 一种增强型拉曼散射传感器
US10416358B2 (en) Device for removing energy from a beam and a method(s) of use thereof
EP1293768A3 (fr) Capteur utilisant la réflexion totale atténuée
CN114965339A (zh) 具有异形气室的集成式红外气体传感器及其使用方法
JPH0829331A (ja) 液中粒子濃度検出装置
JP5300249B2 (ja) 液体分析装置
JP4047904B2 (ja) 生体情報測定用光学素子およびそれを用いた生体情報測定装置
EP0239443B1 (fr) Capteur d'éclairement perfectionné
US20150330896A1 (en) Method and measuring device for continuously measuring the abbe number
TWI792666B (zh) 可量測尿糖濃度裝置
CN101074922B (zh) 光学基甲醇传感器的流动装置

Legal Events

Date Code Title Description
CA Change of address
CL Concession to grant licences
ST Notification of lapse

Effective date: 20080430