FR2695728A1

FR2695728A1 - Protective filter for use with gas detector - comprises filter preventing ingress of contaminant gases other than specific gas to be detected

Info

Publication number: FR2695728A1
Application number: FR9211293A
Authority: FR
Inventors: Pigati Pierre
Original assignee: Icare SA
Current assignee: Icare SA
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-03-18
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: FR2695728B1

Abstract

The gas detector has a disc which protects the sensitive part of the detector against pollutant gases. The disc (1) is made of a physico-chemical substance, selected according to the nature of the pollutant gas to be removed. The disc fits over the end of an ambient gas detector, operating by diffusion and is retained by a removable ring (2), allowing its replacement. The disc does not completely prevent entry of the pollutant gas, but reduces its concentration without affecting the concentration of the gas which is intended to be detected. ADVANTAGE - Protection of household, toxic or explosive gas detector against contaminants.

Description

DISPOSITIF A ADSORPTION/DESORPTION POUR LA
PROTECTION DES DETECTEURS DE GAZ CONTRE LES GAZ POUVANT
INTERFÉRER
La presente invention a pour objet un dispositif à adsorption/désorption pour la protection des détecteurs de gaz contre les gaz pouvant interférer.ADSORPTION / DESORPTION DEVICE FOR
PROTECTION OF GAS DETECTORS AGAINST POTENTIAL GASES
INTERFERE
The present invention relates to an adsorption / desorption device for the protection of gas detectors against gases which may interfere.

Ce dispositif, utilisable sur plusieurs types de détecteurs, toximètres ou explosimètres, est particulièrement bien adapté à la détection du gaz naturel en milieu domestique. This device, which can be used on several types of detectors, toximeters or explosimeters, is particularly well suited to the detection of natural gas in a domestic environment.

La sélectivité est un paramètre important d'un détecteur de gaz puisqu'elle agit directement sur sa fiabilité. Les alarmes doivent etre déclenchées par le gaz à detecter et non par d'autres gaz pouvant être presents dans l'environnement à surveiller. Selectivity is an important parameter of a gas detector since it directly affects its reliability. The alarms must be triggered by the gas to be detected and not by other gases which may be present in the environment to be monitored.

De nombreux détecteurs, en raison de leur principe de fonctionnement, sont sensibles à une famille de gaz possédant des propriétés voisines. Many detectors, because of their operating principle, are sensitive to a family of gases having similar properties.

D'autres gaz très différents peuvent interférer comme la vapeur d'eau de l'air ambiant. Other very different gases can interfere, such as water vapor from ambient air.

La solution normalement utilisée pour rendre un detecteur selectif consiste à employer des filtres chimiques spécifiques pour éliminer les gaz interférents. The solution normally used to make a detector selective is to use specific chemical filters to remove the interfering gases.

L' inconvénient majeur des filtres chimiques provient de leur faible durée de vie, en particulier lorsque les gaz interférents sont régulièrement presents. The major drawback of chemical filters comes from their short lifespan, in particular when the interfering gases are regularly present.

La réaction étant irréversible, le filtre chimique se sature et devient inoperant. Un remplacement périodique, dont la fréquence dépend de la concentration du gaz interférent et de la durée d'exposition, est donc impératif. The reaction being irreversible, the chemical filter becomes saturated and becomes inoperative. Periodic replacement, the frequency of which depends on the concentration of the interfering gas and the duration of exposure, is therefore imperative.

Le dispositif suivant la présente invention supprime ces inconvénients tout en garantissant une amélioration significative de la sélectivité. The device according to the present invention eliminates these drawbacks while guaranteeing a significant improvement in selectivity.

Sa durée de vie est beaucoup plus importante et le phénomène de saturation peut s'inverser. Its lifespan is much longer and the saturation phenomenon can be reversed.

Il est constitué d'un disque ou d'un cylindre d'éléments physico-chimiques dont la nature est déterminée en fonction du ou des gaz interférents, de préférence associé à un système de traitement de signal tenant compte des vitesses d'évolution des phénomènes, le disque étant utilisé pour les détecteurs d'ambiance à diffusion, le cylindre pour les détecteurs à échantillonnage. It consists of a disc or a cylinder of physicochemical elements, the nature of which is determined as a function of the interfering gas or gases, preferably associated with a signal processing system taking into account the rates of evolution of the phenomena. , the disc being used for the diffusion ambient detectors, the cylinder for the sampling detectors.

Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention:
la figure 1 est une coupe axiale partielle d'une sonde d'ambiance équipée d'un filtre constitué d'éléments physico-chimiques,
la figure 2 représente schématiquement un filtre classique à adsorption totale,
et les figures 3 et 4 sont des courbes montrant, en fonction du temps, l'évolution de la concentration d'un gaz polluant à l'entrée et à la sortie du filtre selon l'invention, respectivement en cas d'augmentation et de diminution importante de la concentration amont.In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example of one of the embodiments of the subject of the invention:
FIG. 1 is a partial axial section of a room probe equipped with a filter made up of physicochemical elements,
FIG. 2 schematically represents a conventional filter with total adsorption,
and FIGS. 3 and 4 are curves showing, as a function of time, the change in the concentration of a polluting gas at the inlet and at the outlet of the filter according to the invention, respectively in the event of an increase and of significant decrease in upstream concentration.

Le dispositif, figure 1, est constitué d'un disque adsorbant 1 fixé sur un élément porte-filtre 2 luimême vissé sur une sonde détectrice d'ambiance 3. The device, FIG. 1, consists of an adsorbent disc 1 fixed on a filter-carrying element 2 itself screwed onto an ambient sensor 3.

L'effet recherché avec le composé physicochimique est une adsorption-désorption du gaz polluant 4 dans les conditions ambiantes normales, en ne faisant pas appel à des solvants, à un réchauffage ou un autre moyen pour forcer la phase de désorption. The effect sought with the physicochemical compound is an adsorption-desorption of the polluting gas 4 under normal ambient conditions, by not using solvents, heating or another means to force the desorption phase.

Les adsorbants sont souvent utilisés pour piéger certains polluants gazeux dans des conditions ambiantes normales, afin de les récupérer par la suite en prévoyant un état de désorption par chauffage par exemple
Cette méthode permet d'évaluer des concentrations en polluant dans l'air. Dans ces conditions (figure 2) la concentration amont CO du polluant est intégralement adsorbée, la concentration aval C1 à la sortie du filtre devenant nulle.Adsorbents are often used to trap certain gaseous pollutants under normal ambient conditions, in order to recover them later by providing a desorption state by heating for example
This method makes it possible to evaluate concentrations of pollutants in the air. Under these conditions (Figure 2) the upstream CO concentration of the pollutant is fully adsorbed, the downstream concentration C1 at the filter outlet becoming zero.

Le but du dispositif selon la présente invention n'est pas de piéger totalement un gaz polluant 4, mais de diminuer sa concentration C sans affecter la concentration du gaz à détecter 5. The purpose of the device according to the present invention is not to completely trap a polluting gas 4, but to decrease its concentration C without affecting the concentration of the gas to be detected 5.

Cet effet est obtenu, pour certains gaz, avec des tamis moléculaires dont l'épaisseur est déterminée en fonction de la réduction de concentration souhaitée. This effect is obtained, for certain gases, with molecular sieves whose thickness is determined as a function of the desired reduction in concentration.

Dans ces conditions, la concentration aval C1 à la sortie de l'élément adsorbant n'est plus nulle et a l'allure de la courbe de la figure 3 qui illustre l'évolution de la concentration C de gaz polluant en fonction du temps T, en amont et en aval du filtre adsorbant, dans le cas d'une augmentation importante de la concentration amont CO. Under these conditions, the downstream concentration C1 at the outlet of the adsorbent element is no longer zero and has the shape of the curve of FIG. 3 which illustrates the evolution of the concentration C of polluting gas as a function of time T , upstream and downstream of the adsorbent filter, in the case of a significant increase in the upstream CO concentration.

L'adsorbant, à la manière d'un condensateur électrique agit comme un intégrateur provoquant un filtrage des variations de concentrations du gaz interférent 4. The adsorbent, like an electric capacitor, acts as an integrator causing a filtering of the variations in concentrations of the interfering gas 4.

Cette intégration est particulièrement intéressante pour des détecteurs de gaz devant surveiller des évolutions rapides de concentrations s'échelonnant de quelques secondes à quelques minutes (fuite de gaz explosif). Une remise à zéro périodique sur le fond interférent est dans ce cas réalisable. This integration is particularly interesting for gas detectors having to monitor rapid changes in concentrations ranging from a few seconds to a few minutes (explosive gas leak). A periodic reset on the interfering background is in this case achievable.

De même, en cas de disparition brutale d'un gaz interférent sur lequel on avait fait le zéro, l'élément adsorbant agit comme un générateur de gaz interférent ou polluant (désorption) et diminue les variations apparentes (figure 4). Cet effet est particulièrement intéressant vis-à-vis de la vapeur d'eau de l'air dans les phases de calibration des détecteurs avec un gaz sec. Likewise, in the event of an abrupt disappearance of an interfering gas on which we had zeroed, the adsorbent element acts as a generator of interfering or polluting gas (desorption) and reduces the apparent variations (Figure 4). This effect is particularly advantageous vis-à-vis the water vapor of the air in the phases of calibration of the detectors with a dry gas.

L'association du filtre à un système de traitement de signal, tenant compte des vitesses d'évolution des phénomènes, améliore encore son efficacité. The association of the filter with a signal processing system, taking into account the rates of evolution of the phenomena, further improves its efficiency.

Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le disque adsorbant 1 est interchangeable, celui-ci assurant par ailleurs la fonction de filtre poussière. L'adsorbant est un tamis moléculaire présentant des caractéristiques permettant une faible rétention du méthane et une bonne adsorption du butane. La sélectivité apparente du détecteur par rapport au butane est donc améliorée. In the example illustrated in FIG. 1, the adsorbent disc 1 is interchangeable, this moreover ensuring the function of a dust filter. The adsorbent is a molecular sieve with characteristics allowing a low retention of methane and a good adsorption of butane. The apparent selectivity of the detector with respect to butane is therefore improved.

Le disque adsorbant 1 peut, dans d'autres types de réalisation de grandes séries, être serti directement sur la sonde 3 ou détecteur. The adsorbent disc 1 can, in other types of mass production, be crimped directly onto the probe 3 or detector.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects which had not, to date, been obtained by similar devices.

Claims

10. Adsorption / desorption device for the protection of gas detectors against gases which may interfere, intended in particular for the detection of natural gas in a domestic environment, but which can be used on several types of detectors such as toximeters or explosimeters,

characterized in that it comprises an adsorbent element used as a gas integrator, consisting of physicochemical compounds whose nature is determined as a function of the polluting gas (s) (4) (or interfering).

20. Device according to claim 1, characterized in that the adsorbent element is a disc (1), and is placed in front of a room probe (3) with diffusion.

30. Device according to claim 2, characterized in that the disc (1) is interchangeable and mounted on a filter holder (2) itself screwed onto the room sensor (3).

40. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the disc (1) is crimped directly on the room sensor (3) or the detector.

50. Device according to claim 1, characterized in that the adsorbent element is a cylinder and is used for a sampling detector.

60. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the adsorbent element consists of a molecular sieve whose thickness is determined as a function of the desired reduction in concentration (C).

70. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the adsorbent element is associated with a signal processing system taking account of the rates of evolution of the phenomena.