FR2730565A1 - Industrial or Bio-medical multi-parameter miniature probe for fluid analysis - Google Patents

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Abstract

The probes miniaturised detectors, for the detection of physical-chemical parameters, are grouped inside circulation cells of the fluid to be examined. These cells have windows formed in the thickness of a tube support eventually using the axial light of the liquid circulation tube. The tube may be rigid, flexible or supple. The detection system consists of several stages of miniaturised detectors each detecting a specific parameter. Probe analysis is made by continuous simultaneous measurement or by a programmed pulse regime switching between detectors to give measurements of: optical density of materials in suspension, over several wavelengths. temperature and pressure. PH, Po2, T ,Redox, humidity in the milli-second domain. fluid speed. fluid clarity by means of photo-conductors coupled to an external spectro-photometer.

Description

BREVET D'INVENTION
Sondes miniatures multi-paramétriques physico-chimiques
Déposé par Monsieur orins hybak, 21 rue béranger, 75003 Paris
Il est désormais nécessaire de capter le maximum ce phénomènes notamment physico-chimiques en un même temps et en un même lieu,de façon à établir des réseaux de contrôle pertinents et fiables de l'état des fluides - gaz, vapeurs, eaux et liquides d'autres natures.
PATENT
Miniature multi-parametric physicochemical probes
Deposited by Monsieur orins hybak, 21 rue béranger, 75003 Paris
It is now necessary to capture as much as possible this particular physicochemical phenomenon at the same time and in the same place, so as to establish relevant and reliable control networks for the state of fluids - gases, vapors, waters and liquids. other natures.

Le présent brevet couvre la réalisation de sondes d'environnement au sens général de ce terme, c'est-à-dire dans le caure du biotope dans lequel les êtres vivants sont plongés aussi bien que dans celui du "milieu intérieur" physiologique ou pathologique de ces êtres mêmes, notamment l'home et les animaux. Ceci conduit à concevoir la géométrie même des capteurs individuels et des sondes intégrant des capteurs composants, ce que couvre le présent brevet qui repose sur deux bases auto-adjointes au plan conceptuel : 1) la miniaturisation la plus poussée, 2) l'ergonomie topographique des composants et de l'ensemble. This patent covers the production of environmental probes in the general sense of this term, that is to say in the environment of the biotope in which living beings are immersed as well as in that of the physiological or pathological "interior environment" of these very beings, especially humans and animals. This leads to designing the very geometry of the individual sensors and probes integrating component sensors, which is covered by this patent which is based on two conceptually self-supporting bases: 1) the most advanced miniaturization, 2) topographic ergonomics components and assembly.

La miniaturisation doit permettre l'exploration métrique autant dans le domaine du génie biomédical - par cathéterisme du système sanguin à titre indicatif - que dans le domaine de 1'environnement par l'implantation in situ à demeure ou non dans les fluides naturels - la nappe phréatique à titre indicatif - ou autres. The miniaturization must allow metric exploration as much in the field of biomedical engineering - by catheterization of the blood system as an indication - as in the field of the environment by implantation in situ permanently or not in natural fluids - the water table phreatic as an indication - or others.

l'ergonomie doit permettre un emploi commode et sûr dans les écosystèmes considérés en utilisant les propriétés constitutives géométriques, physiques et chimiques des chaînes de mesures, c'est-à-dire des capteurs à leur liaison conductrice des informations ainsi captées et à leur traitement analogique ou numérique de transit (amplification, etc.), d'enregistrement (mémoires, etc.), d'automatisme (autogestion du processus, etc.) et de transmission à distance (télésptique, téléaudition, etc.). ergonomics must allow convenient and safe use in the ecosystems considered by using the geometrical, physical and chemical constitutive properties of measurement chains, that is to say sensors at their conductive link of the information thus captured and their processing analog or digital transit (amplification, etc.), recording (memories, etc.), automation (self-management of the process, etc.) and remote transmission (telesptic, tele-hearing, etc.).

Le présent brevet couvre notamment la compactification dimensionnelle et fonctionnelle des channes ae mestres et de leurs associations; il couvre donc une famille d'instruments de métrique fine constitués sur la base géométrique (cylindres tubaires, surfaces topologiques, volumes polygonaux, sphériques et leurs dérivés). Le présent brevet couvre en particulier les jonctions cylindriques ou autres de tubes de petit diamètre, éventuellement cathéterisables, quelles que soient la nature chimique et les propriétés physiques de ces tubes. A titre non limitatif, le diamètre extérieur d'un capteur à Po2 peut être de ,5 à 0,7 mm, celui d'un photomètre absolu peut être de 2,2 mm. This patent covers in particular the dimensional and functional compactification of the canals and their associations; it therefore covers a family of fine metric instruments formed on the geometric basis (tubular cylinders, topological surfaces, polygonal, spherical volumes and their derivatives). The present patent covers in particular the cylindrical or other junctions of tubes of small diameter, possibly catheterizable, whatever the chemical nature and the physical properties of these tubes. Without limitation, the outside diameter of a Po2 sensor can be from 0.5 to 0.7 mm, that of an absolute photometer can be 2.2 mm.

Le brevet couvre la nouveauté de réaliser des capteurs et des sondes à cellules de mesures étagées sur le ou les tubes constitutifs; ces cellules sont constituées de fenêtres ouvertes dans la masse même de la génératrice du tube, formant ainsi des cellules de circulation des fluides à examiner à l'intérieur desquelles sont logées les parties sensibles du ou des capteurs paramétriques choisis.Le présent brevet couvre plusieurs montages dont les éléments associés peuvent être permutés, scient:
a) un capteur regroupant dans sa cellule à circulation une et unique faisant corps avec le tube porteur, quelle que soit sa nature chimique (métal,métallolae, Polymère) et physique (rigide, souple, flexible, élastique, plastique, diélectrique, isotherme a titre indicatif), contenant au mois deux capteurs paramétriques différents et à titre indicatif :: 1) un capteur photométrique pour la mesure des matières en suspension (MES) dans des liquides (eaux polluées, cultures microbiennes, à titre indicatif), travaillant avantageusement dans les bJEm où le système photoémissif est dans l'axe du système photoréceptif; 2) un capteur thermométrique avantageusement constitué d'une résistance métallique (Pt, Ni à titre indicatif); un un capteur topo-électronique des mesures de pression adapté à la paroi juxta-fenestrée; 4) un capteur conductimétrique formé d'électroues filaires ou non et ergonomiques précisément en ce que le cylindre cellulaire est constitué ou revêtu d'éléments métalliques séparés par un diélectrique,qui est avantageusement le tube porteur lui-même,et formant ainsi électrodes conductimétriques.
The patent covers the novelty of making sensors and probes with stepped measurement cells on the constituent tube or tubes; These cells consist of windows open in the mass of the generator of the tube, thus forming cells for circulation of the fluids to be examined, inside which the sensitive parts of the chosen parametric sensor (s) are housed. This patent covers several assemblies whose associated elements can be swapped, scient:
a) a sensor grouping in its circulation cell one and single body with the carrier tube, whatever its chemical (metal, metallolae, Polymer) and physical (rigid, flexible, flexible, elastic, plastic, dielectric, isothermal a indicative), containing at least two different parametric sensors and indicatively: 1) a photometric sensor for the measurement of suspended solids (MES) in liquids (polluted water, microbial cultures, as an indication), working advantageously in bJEm where the photoemissive system is in line with the photoreceptive system; 2) a thermometric sensor advantageously made up of a metallic resistance (Pt, Ni for information); a topo-electronic pressure measurement sensor adapted to the juxta-fenestrated wall; 4) a conductimetric sensor formed of wired or non-wired and ergonomic electrodes precisely in that the cell cylinder is made up or coated with metallic elements separated by a dielectric, which is advantageously the carrier tube itself, and thus forming conductimetric electrodes.

b)e brevet couvre aussi, comme il a été dit dans le préambule, un dispositif étagé avec au moins une autre cellule fenestrée juxtaposée au plus près de l'autre cellule ou, selon les besoins, à distance de celle-ci.  b) he patent also covers, as said in the preamble, a stepped device with at least one other fenestrated cell juxtaposed as close as possible to the other cell or, as necessary, at a distance therefrom.

Cette deuxième cellule renferme dêautres capteurs paramétriques, à titre indicatif : 1) un capteur pour la mesure de ia Po2 par microélectrode de Clark ou à zirconium; 2) un capteur à pH en verre ou non;3) un@capteur redox avec électrode Au, Ag ou Pt;4)un capteur d'humidité de type VAP pour les gaz, vapeurs et fumées.This second cell contains other parametric sensors, for information: 1) a sensor for the measurement of ia Po2 by Clark or zirconium microelectrode; 2) a glass or non-glass pH sensor; 3) a redox sensor with Au, Ag or Pt electrode; 4) a VAP type humidity sensor for gases, vapors and fumes.

c)Le brevet couvre encore un dispositif photoélectrique avec une autre cellule de mesure,faisant toujours corps avec le reste de la sonde considérée,cellule à laquellle on adjoint l'extrémité d'un tube de faible diamètre par lequel on introduit un index opaque ou coloré qui, en parcourant la distance de cette cellule à l'autre, munie d'un dispositif photoélectrique,donne la vitesse et le débit du fluide en cours d'analyse. c) The patent also covers a photoelectric device with another measuring cell, always forming one body with the rest of the probe considered, cell to which the end of a small diameter tube is added by which an opaque index is introduced or colored which, by traversing the distance from this cell to the other, fitted with a photoelectric device, gives the speed and the flow rate of the fluid being analyzed.

d)Le brevet couvre également une quatrième cellule étagée dans laquelle est placé un photo-émetteur relié par des photo-conducteurs à un spectrophotomètre situé à l'extérieur de la sonde qui analyse opacifiants et colorants,la lumière pouvant être diffusée à 90 . d) The patent also covers a fourth stepped cell in which is placed a photo-emitter connected by photo-conductors to a spectrophotometer located outside the probe which analyzes opacifiers and dyes, the light being able to be diffused at 90.

e)Le bravet couvre par ailleurs l'ergonomie de circulation du fluide à examiner n'ayant pour une cellule de mesure qu'une seule fenêtre d'entrée ou de sortie et l'écoulement se faisant en zone distale par le canal axial même du tube suppot.  e) The bravet moreover covers the ergonomics of circulation of the fluid to be examined having for a measuring cell only one entry or exit window and the flow taking place in the distal zone by the axial channel itself of the suppot tube.

Par un système de tubes de faibles diamètres desservant chaque cellule de mesure circule de quoi effectuer le nettoyage manuel ou automatique programme.  By a system of tubes of small diameters serving each measuring cell circulates of what to carry out the manual or automatic cleaning program.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Sondes miniatures à usages écologique, industriel et bio-médical caractérisées par leur construction faite de capteurs miniaturises, pour paramètres physico-chimiques, qui sont regroupés au sein d'une même cellule à circulation au fluide à examiner et formées de fenêtres réalise as dans l'épaisseur même du tube support ublisant éventuellement la lunière axiale de ce tube rigide, flexible ou souple pour cette circulation. 1. Miniature probes for ecological, industrial and bio-medical uses characterized by their construction made of miniaturized sensors, for physicochemical parameters, which are grouped within the same cell with circulation to the fluid to be examined and formed of windows realizes as in the very thickness of the support tube possibly using the axial lens of this rigid, flexible or flexible tube for this circulation. 2. Les sondes selon la revendication 1 caractérisées par l'étagement des dites cellules à circulation le. long du tube support, de telle sorte que les capteurs miniaturisés, spécifiques d'autres paramètres que ceux d'autres étages fonctionnent de concert. 2. The probes according to claim 1 characterized by the staging of said circulation cells le. along the support tube, so that the miniaturized sensors, specific to other parameters than those of other stages, work in concert. 3. Les sondes analytiques selon les revendications 1 et 2 fonctionnent à l'intérieur voire la surface de l'espace réduit du tube support en mesurant simultanément en continu ou en regime pulsé programmé les paramètres suivants avec des capteurs permutables : densité optique des matières en suspension sur plusieurs longueurs d'onde, température, pression par topoélectronique, facteurs conductimétriques, 3. The analytical probes according to claims 1 and 2 operate inside or even the surface of the reduced space of the support tube by simultaneously measuring continuously or in programmed pulsed regime the following parameters with permutable sensors: optical density of the materials in suspension over several wavelengths, temperature, pressure by topoelectronics, conductimetric factors, PO2, pH, T, redox, humidite da@s le domaine des millisecondes, vitesse du fluide, limpidité fine du fluide par photométrie intéro-externe diffusable à 90 à l'aide de photoconducteurs couplés à un spectrophotomètre extérieur à La sonde.PO2, pH, T, redox, humidity in the domain of milliseconds, speed of the fluid, fine clarity of the fluid by internal-external photometry diffusable at 90 using photoconductors coupled to a spectrophotometer external to the probe. 4. Les sondes selon les revendications 1, 2 et 3 sont caractérise'es par le fait qu'elles son auto-nettoyables.  4. The probes according to claims 1, 2 and 3 are characterized in that they are self-cleaning. 5. Les sondes selon une quelconque des revendications i, 2, 3 et 4 sont caractérisées par le fait qu'un système de télé transnission des informations optique, acoustique, hertzien, mécanique, chimique y est @@@ptable.  5. The probes according to any one of claims i, 2, 3 and 4 are characterized in that a tele-transmission system of optical, acoustic, radio, mechanical, chemical information is @@@ ptable.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0190111A2 (en) * 1985-01-31 1986-08-06 Bifok Ab Method for non-segmented continuous flow analysis based on the interaction of radiation with a solid material situated in a flow-through cell
WO1992005449A1 (en) * 1990-09-20 1992-04-02 Joachim Hermann Lehner Device for the simultaneous measurement of various physical and chemical parameters of a liquid

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Title
P. ARQUINT, ET AL.: "MICROMACHINED ANALYSERS ON A SILICON CHIP", CLINICAL CHEMISTRY, vol. 40, no. 9, WINSTON US, pages 1805 - 1809, XP000444697 *

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