FR2788130A1 - Measuring concentration of solution comprises adding reactants and detecting color changes - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte au domaine des procédés et dispositifsThe present invention relates to the field of methods and devices
de mesure de la teneur en soluté d'un échantillon, et plus particulièrement aux procédés et dispositifs utilisant des réactifs chimiques spécifiques chargés de for measuring the solute content of a sample, and more particularly to processes and devices using specific chemical reagents responsible for
colorer l'échantillon en fonction de la teneur en soluté. color the sample according to the solute content.
L'invention permet de mesurer la concentration en soluté grâce à un dispositif électronique chargé d'interpréter précisément les changements de The invention makes it possible to measure the concentration of solute using an electronic device responsible for accurately interpreting changes in
couleurs opérés par l'introduction des réactifs chimiques spécifiques. colors operated by the introduction of specific chemical reagents.
Le dispositif électronique est du type comportant une source lumineuse qui émet de la lumière à travers l'échantillon et comportant un capteur photosensible The electronic device is of the type comprising a light source which emits light through the sample and comprising a photosensitive sensor
situé de l'autre côté de l'échantillon par rapport à la source lumineuse. located on the other side of the sample relative to the light source.
Le procédé selon l'invention est un procédé de mesure de la teneur d'un échantillon en soluté, du type comportant une étape d'introduction d'un ou de ]5 plusieurs réactifs spécifiques du soluté dans un réservoir contenant une dose d'échantillon déterminée afin de colorer l'échantillon en fonction de la teneur en soluté, et comportant une étape d'éclairement de l'échantillon par une source lumineuse et de mesure de la lumière traversant ledit échantillon grâce à un capteur photosensible, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'échantillonnage préalable consistant dans le réglage de l'intensité lumineuse de la source lumineuse de manière à ce que l'éclairement perçu par ledit capteur photosensible provoque The method according to the invention is a method for measuring the content of a sample of solute, of the type comprising a step of introducing one or more reagents specific for the solute into a reservoir containing a dose of sample determined in order to color the sample as a function of the solute content, and comprising a step of illuminating the sample by a light source and of measuring the light passing through said sample using a photosensitive sensor, characterized in that it includes a preliminary sampling step consisting in adjusting the light intensity of the light source so that the illumination perceived by said photosensitive sensor causes
un signal de sortie égal à une référence prédéterminée. an output signal equal to a predetermined reference.
Le procédé et le dispositif ont été développés pour l'analyse des nitrates et des nitrites contenus dans l'eau de mer ou l'eau douce et pour la mesure du pH, mais le principe de fonctionnement peut être étendu à beaucoup d'autres types de mesures, comme par exemple aux mesures de concentration en potasse ou en phosphate. Le dispositif selon l'invention permet la mise en oeuvre du procédé. Il est caractérisé en ce qu'il comporte un module d'alimentation, une source lumineuse, un capteur photosensible, un module de comparaison ou un module de mesure et The method and the device were developed for the analysis of nitrates and nitrites contained in sea water or fresh water and for the measurement of pH, but the operating principle can be extended to many other types measures, such as potassium or phosphate concentration measurements. The device according to the invention allows the implementation of the method. It is characterized in that it comprises a power supply module, a light source, a photosensitive sensor, a comparison module or a measurement module and
un module d'affichage.a display module.
L'art antérieur connaît déjà des dispositifs de mesure de la teneur en soluté d'un échantillon par comparaison de couleur après réaction avec un réactif chimique spécifique: il existe des papiers tests et des kits de réactifs chimiques fournis avec une échelle de couleur pour interpréter la concentration en fonction de la couleur, mais ces dispositifs s'avèrent souvent peu précis et ne sont pas utilisables par les The prior art already knows devices for measuring the solute content of a sample by color comparison after reaction with a specific chemical reagent: there are test papers and kits of chemical reagents supplied with a color scale for interpreting the concentration depending on the color, but these devices often prove to be imprecise and cannot be used by
personnes qui perçoivent mal les couleurs. people who don't see colors well.
Il existe aussi des colorimètres et des spectromètres mais ces appareils, destinés à être utilisés en laboratoire, sont très coûteux et ne sont pas adaptés à un usage familial ou à des mesures sur le terrain. Le fonctionnement des colorimètres et des spectromètres est basé sur la mesure des couleurs de l'échantillon ou sur la mesure des spectres d'émission. Ces appareils permettent bien sûr d'atteindre de grandes précisions, mais ce n'est pas There are also colorimeters and spectrometers but these devices, intended for use in the laboratory, are very expensive and are not suitable for family use or for field measurements. The operation of colorimeters and spectrometers is based on the measurement of the colors of the sample or on the measurement of the emission spectra. These devices allow of course to reach great precision, but it is not
nécessairement ce que l'utilisateur recherche. necessarily what the user is looking for.
o0 II existe un certain nombre d'applications o une précision de l'ordre de 1 à 5 o0 There are a number of applications o an accuracy of the order of 1 to 5
% suffit, mais aucun appareil peu coûteux ne permet d'y arriver. % is enough, but no inexpensive device can do it.
Pour y parvenir, une solution consiste, non pas à mesurer le spectre de couleur, mais à mesurer tout simplement l'assombrissement de la solution que l'on souhaite analyser, ou au contraire son éclaircissement, grâce à l'ajout de réactifs To achieve this, a solution consists, not in measuring the color spectrum, but in simply measuring the darkening of the solution that one wishes to analyze, or on the contrary its lightening, thanks to the addition of reagents
i5 chimiques adéquats.i5 adequate chemicals.
La demande de brevet européen N EP 0 228 877 présente un colorimètre qui permet de comparer simultanément des densités optiques de deux échantillons liquides, l'un de référence, I'autre de mesure, avec des valeurs de référence, mais d'une part ce dispositif nécessite d'avoir en permanence un échantillon de référence et d'autre part, la mesure se base sur des différences de densités optiques; or la densité optique se définit comme le logarithme inverse du facteur de transmission ou du facteur de réflexion qui sont fonctions des longueurs d'ondes des rayons émis European patent application N EP 0 228 877 presents a colorimeter which makes it possible to compare simultaneously optical densities of two liquid samples, one of reference, the other of measurement, with reference values, but on the one hand this device requires permanently having a reference sample and on the other hand, the measurement is based on differences in optical densities; however the optical density is defined as the inverse logarithm of the transmission factor or the reflection factor which are functions of the wavelengths of the emitted rays
par la source lumineuse.by the light source.
Le procédé selon l'invention permet de mesurer des concentrations avec une précision suffisante pour nombre d'applications, sans prendre en considération les longueurs d'ondes des rayons émis ou reçus. Il constitue en cela une simplification The method according to the invention makes it possible to measure concentrations with sufficient precision for a number of applications, without taking into account the wavelengths of the rays emitted or received. This is a simplification
très importante de l'art antérieur. very important of the prior art.
Le procédé selon l'invention est en outre basé sur un principe d'échantillonnage unique: il ne nécessite pas de présenter un échantillon de The method according to the invention is also based on a single sampling principle: it does not require presenting a sample of
référence, ni de refaire l'échantillonnage à chaque nouvelle mesure. reference, nor to redo the sampling with each new measurement.
Le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention présente deux variantes: selon la première version, une série de diodes électroluminescentes (ci après DEL) indiquent lorsqu'elles s'allument les seuils de concentration en soluté dans la solution qui ont été franchis et selon la deuxième The device allowing the implementation of the method according to the invention has two variants: according to the first version, a series of light-emitting diodes (hereinafter LED) indicate when the solute concentration thresholds in the solution are lit which have been crossed and according to the second
version, la valeur de la concentration s'affiche sur un écran digital. version, the concentration value is displayed on a digital screen.
Dans une variante de cette dernière version, le dispositif de mesure comporte un bouton de sélection qui permet d'effectuer plusieurs type de mesure à la suite sans réitérer l'étalonnage de chacune d'entre elle avant chaque mesure. Le bouton de sélection permet ainsi de mesurer, par exemple, d'abord les nitrites, puis par simple changement de l'échantillon et du ou des réactifs spécifiques, de In a variant of this last version, the measuring device comprises a selection button which makes it possible to carry out several types of measurement in succession without reiterating the calibration of each of them before each measurement. The selection button thus makes it possible to measure, for example, first the nitrites, then by simple change of the sample and of the specific reagent (s),
mesurer les nitrates ou le pH.measure nitrates or pH.
Le dispositif permet d'atteindre des valeurs de concentration allant de 5 mg / litre en 5 mg / litre pour la version à DEL et de 1 mg / litre en 1 mg / litre pour la The device makes it possible to reach concentration values ranging from 5 mg / liter to 5 mg / liter for the LED version and from 1 mg / liter to 1 mg / liter for the
version à écran digital avec une précision pouvant atteindre 1 %. digital screen version with an accuracy of up to 1%.
Le dispositif selon l'invention présente les avantages importants d'être The device according to the invention has the important advantages of being
simple et peu coûteux à réaliser. simple and inexpensive to make.
Il permet d'améliorer considérablement la précision de lecture des tests colorés en remédiant aux tolérances de fabrication des composants électroniques It considerably improves the reading accuracy of colored tests by remedying the manufacturing tolerances of electronic components
ainsi qu'à certains défauts de fabrication. as well as certain manufacturing defects.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description faite ci- après de The invention will be better understood with the aid of the description given below.
l'invention à titre purement explicatif en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre le schéma de principe du procédé et du dispositif selon l'invention; - la figure 2 illustre deux courbes de réponse d'un capteur photosensible, I'une effectuée avec une source lumineuse de couleur verte et l'autre effectuée avec une source lumineuse de couleur jaune; - la figure 3 illustre un schéma de principe du module d'alimentation; - les figures 4a et 4b illustre respectivement la version du dispositif à affichage de concentration par DEL et la version du dispositif à affichage de concentration par écran digital; - la figure 5 illustre un schéma de principe de la chaîne de noeuds; - la figure 6 illustre un schéma de principe d'un dispositif de comparaison; - la figure 7 illustre un schéma de principe de la tension origine; - la figure 8 illustre un schéma de principe du circuit logique; - la figure 9 illustre un schéma de principe du module de mesure; et - la figure 10 illustre un schéma de principe du module d'alimentation de la the invention for purely explanatory purposes with reference to the appended figures: - Figure 1 illustrates the block diagram of the method and the device according to the invention; - Figure 2 illustrates two response curves of a photosensitive sensor, one performed with a green light source and the other performed with a yellow light source; - Figure 3 illustrates a block diagram of the power supply module; - Figures 4a and 4b respectively illustrate the version of the LED concentration display device and the version of the digital display concentration display device; - Figure 5 illustrates a block diagram of the chain of nodes; - Figure 6 illustrates a block diagram of a comparison device; - Figure 7 illustrates a block diagram of the original voltage; - Figure 8 illustrates a block diagram of the logic circuit; - Figure 9 illustrates a block diagram of the measurement module; and - Figure 10 illustrates a block diagram of the power supply module of the
version du dispositif à bouton sélecteur. version of the selector button device.
Le procédé selon l'invention, illustré figure 1, est un procédé de mesure de la teneur d'un échantillon (1) en soluté, du type comportant une étape d'introduction d'un ou de plusieurs réactifs (2) spécifiques du soluté dans un réservoir (3) contenant une dose d'échantillon déterminée afin de colorer l'échantillon (1) en fonction de la teneur en soluté, et comportant une étape d'éclairement de l'échantillon (1) par une source lumineuse (4) et de mesure de la lumière traversant ledit échantillon (1) grâce à un capteur photosensible (5), caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'échantillonnage préalable consistant dans le réglage de l'intensité lumineuse de la source lumineuse (4) avant l'étape de mesure de manière à ce que l'éclairement perçu par ledit capteur photosensible (5) provoque un signal The method according to the invention, illustrated in FIG. 1, is a method for measuring the content of a sample (1) in solute, of the type comprising a step of introduction of one or more reagents (2) specific for the solute in a tank (3) containing a determined sample dose in order to color the sample (1) as a function of the solute content, and comprising a step of illuminating the sample (1) by a light source (4 ) and for measuring the light passing through said sample (1) using a photosensitive sensor (5), characterized in that it includes a preliminary sampling step consisting in adjusting the light intensity of the light source (4 ) before the measurement step so that the illumination perceived by said photosensitive sensor (5) causes a signal
de sortie Uc égal à une référence prédéterminée Up. output Uc equal to a predetermined reference Up.
Ladite référence prédéterminée Up est calculée en fonction de la coloration par le ou les réactifs (2) spécifiques et en fonction de la courbe de réponse du Said predetermined reference Up is calculated as a function of the coloring by the specific reagent (s) (2) and as a function of the response curve of the
capteur photosensible (5).photosensitive sensor (5).
La référence prédéterminée Up est de préférence choisie de telle sorte que Rc, la résistance interne du capteur photosensible se situe sur une partie de la courbe de réponse du capteur photosensible sensiblement rectiligne, comme illustré figure 2, afin de minimiser les erreurs. Sur la figure 2, Rcj désigne un exemple de détermination de la résistance interne du capteur photosensible (5) lorsque la source lumineuse (4) est de couleur jaune et Rcv désigne un exemple de détermination de la résistance interne du capteur photosensible (5) lorsque la The predetermined reference Up is preferably chosen such that Rc, the internal resistance of the photosensitive sensor is located on a part of the response curve of the substantially rectilinear photosensitive sensor, as illustrated in FIG. 2, in order to minimize the errors. In FIG. 2, Rcj denotes an example of determination of the internal resistance of the photosensitive sensor (5) when the light source (4) is yellow in color and Rcv denotes an example of determination of the internal resistance of the photosensitive sensor (5) when the
source lumineuse (4) est de couleur verte. light source (4) is green.
Il est en outre parfois nécessaire d'effectuer une correction de la valeur de It is also sometimes necessary to correct the value of
Rp en fonction des réactifs spécifiques utilisés et des couleurs provoquées. Rp depending on the specific reagents used and the colors produced.
Pour que la mesure de la teneur en soluté soit fiable, il est indispensable que ladite source lumineuse (4) soit alimentée en courant par une source de tension régulée. Ainsi, la mesure de la variation de l'éclairement du capteur For the measurement of the solute content to be reliable, it is essential that said light source (4) is supplied with current by a regulated voltage source. Thus, the measurement of the variation of the illumination of the sensor
photosensible (5) se fait à luminosité constante. photosensitive (5) is done at constant brightness.
Le dispositif de mesure de la teneur d'un échantillon en soluté selon l'invention permettant la mise en oeuvre du procédé illustré figure 1 est caractérisé en ce qu'il comporte un module d'alimentation (6), une source lumineuse (4), un capteur photosensible (5), un module de comparaison (7) ou un module de The device for measuring the content of a solute sample according to the invention allowing the implementation of the method illustrated in FIG. 1 is characterized in that it comprises a supply module (6), a light source (4) , a photosensitive sensor (5), a comparison module (7) or a
mesure (8) et un module d'affichage (9). measurement (8) and a display module (9).
Ladite source lumineuse (4) est constituée par une source monochromatique Said light source (4) is constituted by a monochromatic source
ou non, et elle est constituée de préférence par une diode électroluminescente. or not, and it is preferably constituted by a light-emitting diode.
Les meilleurs résultats sont obtenus, en ce qui concerne les analyses de The best results are obtained with regard to the analyzes of
nitrates et de nitrites, par des DEL de couleur jaune ou de couleur verte. nitrates and nitrites, by yellow or green LEDs.
Le capteur photosensible (5) est du type photorésistant ou photodiode I phototransistor. Dans les exemples décrit ci-après, la source lumineuse (4) est une DEL à haute luminosité de couleur jaune, le capteur photosensible (5) est un capteur photorésistant et le signal de référence est voltaïque. Dans les exemples décrits ci-après, la valeur de Rp, la résistance interne de la référence prédéterminée est de 10 kQ, et Rc, la résistance interne du capteur est également de 10 kQ pour une concentration par exemple de nitrates de 0 mg / L. Le module d'alimentation (6) illustré figure 3 comporte une pile (10) ou une batterie délivrant par exemple une tension de 9 Volts. Il est de préférence muni d'un interrupteur (11) et d'un témoin de fonctionnement (12) et de contrôle de la tension monté en série avec une diode Zener Z1. Le témoin de fonctionnement s'éteint ainsi, par exemple à 7,9 V, lorsque la tension d'alimentation diminue mais qu'elle est The photosensitive sensor (5) is of the photoresist or photodiode I phototransistor type. In the examples described below, the light source (4) is a yellow high-brightness LED, the photosensitive sensor (5) is a photoresist and the reference signal is voltaic. In the examples described below, the value of Rp, the internal resistance of the predetermined reference is 10 kQ, and Rc, the internal resistance of the sensor is also 10 kQ for a concentration for example of nitrates of 0 mg / L The power supply module (6) illustrated in FIG. 3 comprises a battery (10) or a battery delivering, for example, a voltage of 9 Volts. It is preferably provided with a switch (11) and with an operating indicator (12) and with voltage control connected in series with a Zener diode Z1. The operating lamp goes out, for example at 7.9 V, when the supply voltage decreases but is
encore au-dessus du seuil de bon fonctionnement du dispositif. still above the device's operating threshold.
Le module d'alimentation (6) comporte en outre un régulateur de tension (13), réglé, par exemple, à 6 V, de manière à alimenter la source lumineuse à une tension inférieure à celle du seuil d'extinction du témoin de fonctionnement (12), afin de garantir une valeur d'alimentation de la source The power supply module (6) further comprises a voltage regulator (13), set, for example, at 6 V, so as to supply the light source at a voltage lower than that of the extinction threshold of the operating lamp. (12), in order to guarantee a supply value of the source
lumineuse constante.constant light.
Dans l'exemple illustré figure 3, les résistances RI, R2 et R3 ont pour valeurs respectives: 2,2 kQ, 120 Q et 100 Q et le condensateur C3 présente une In the example illustrated in FIG. 3, the resistors RI, R2 and R3 have respective values: 2.2 kQ, 120 Q and 100 Q and the capacitor C3 has a
capacité de 22 nF.capacity of 22 nF.
Afin de permettre de régler l'intensité lumineuse de la source lumineuse (4) avant l'étape de mesure de manière à ce que l'éclairement perçu par ledit capteur photosensible (5) provoque un signal de sortie Uc égal à la référence prédéterminée Up, le module d'alimentation (6) comporte également un dispositif de réglage de la In order to allow the light intensity of the light source (4) to be adjusted before the measurement step so that the illumination perceived by said photosensitive sensor (5) causes an output signal Uc equal to the predetermined reference Up , the power supply module (6) also includes a device for adjusting the
luminosité par un potentiomètre P1. brightness by a potentiometer P1.
Le potentiomètre P1 permet ainsi d'ajuster l'éclairement du capteur de telle sorte que la valeur du signal de sortie Uc, pour une concentration colorée de soluté titrée servant d'origine de la mesure, soit à un niveau égal à une valeur voltaïque ou The potentiometer P1 thus makes it possible to adjust the illumination of the sensor so that the value of the output signal Uc, for a colored concentration of titrated solute serving as the origin of the measurement, is at a level equal to a voltaic value or
ampérométrique définie suivant la nature du capteur photosensible. amperometric defined according to the nature of the photosensitive sensor.
Dans notre exemple, le potentiomètre P1 présente une résistance interne In our example, potentiometer P1 has an internal resistance
maximum de 1 kQ.maximum of 1 kQ.
Le capteur photosensible (5) peut comporter de manière facultative un The photosensitive sensor (5) can optionally include a
potentiomètre P2 pour permettre l'ajustement de sa résistance interne. potentiometer P2 to allow adjustment of its internal resistance.
Dans notre exemple, le potentiomètre P2 présente une résistance interne In our example, the potentiometer P2 has an internal resistance
maximum de 10 kQ.maximum of 10 kQ.
Le module d'affichage (9) présente deux versions: une version à affichage de la concentration par diodes électroluminescentes indiquant des franchissements de seuils, illustrée figure 4a, et une version à affichage de la concentration digitale, The display module (9) has two versions: a version with display of the concentration by light-emitting diodes indicating crossing of thresholds, illustrated in FIG. 4a, and a version with display of the digital concentration,
illustrée figure 4b.illustrated in Figure 4b.
Ces deux versions comportent une vis Vl destinée à actionner le These two versions include a Vl screw intended to actuate the
potentiométre P1.potentiometer P1.
Ces deux versions se distinguent par le fait d'une part qu'elles ne comportent pas le même module d'affichage (9), et d'autre part, par le fait que la première comporte un module de comparaison (7) alors que l'autre comporte un module de These two versions are distinguished by the fact that on the one hand they do not have the same display module (9), and on the other hand, by the fact that the first includes a comparison module (7) while the other has a module
mesure (8).measure (8).
Selon la version à affichage de la concentration par diodes électroluminescentes, ledit module de comparaison (7) comporte une chaîne de résistances R'0 à R'n illustrée figure 5 entre lesquelles sont disposés des noeuds U'0 à U'n, une extrémité de la chaîne comportant le capteur photosensible (5) et l'autre extrémité comportant la résistance interne Rp de la référence prédéterminée et en ce que chaque valeur des noeuds est comparée, grâce à un ou plusieurs comparateurs C'1 à C'n illustrés figure 6, à Ug, la tension origine déterminée lors de l'échantillonnage. Dans cette version de l'invention, ledit module d'affichage (9) consiste en une série de diodes électroluminescentes D'0 à D'x qui s'allument lorsque le seuil According to the version with display of the concentration by light-emitting diodes, said comparison module (7) comprises a chain of resistors R'0 to R'n illustrated in FIG. 5 between which are arranged nodes U'0 to U'n, one end of the chain comprising the photosensitive sensor (5) and the other end comprising the internal resistance Rp of the predetermined reference and in that each value of the nodes is compared, using one or more comparators C'1 to C'n illustrated in FIG. 6, at Ug, the original voltage determined during sampling. In this version of the invention, said display module (9) consists of a series of light-emitting diodes D'0 to D'x which light up when the threshold
de concentration en soluté qu'elles indiquent est dépassé. of solute concentration they indicate is exceeded.
La tension origine Ug est déterminée par un pont diviseur constitué par deux résistances Rd et R'd, comme illustré figure 7. Dans notre exemple, Rd = Rd' et Ug The original Ug voltage is determined by a divider bridge consisting of two resistors Rd and R'd, as illustrated in Figure 7. In our example, Rd = Rd 'and Ug
est égale à la tension régulée divisée par deux. is equal to the regulated voltage divided by two.
La résistance R'0 est égale à la somme des valeurs des résistances R'1 à R'n. La valeur de chaque résistance Rx est égale à la différence entre d'une part la valeur de la résistance interne Rcx de la branche comportant le capteur photosensible (5) pour une concentration Cx et d'autre part la valeur de la résistance interne Rcx1 de la branche comportant le capteur photosensible (5) pour une concentration Cx.1, divisée par deux, Cxjet Cx correspondant aux valeurs de The resistance R'0 is equal to the sum of the values of the resistances R'1 to R'n. The value of each resistance Rx is equal to the difference between on the one hand the value of the internal resistance Rcx of the branch comprising the photosensitive sensor (5) for a concentration Cx and on the other hand the value of the internal resistance Rcx1 of the branch comprising the photosensitive sensor (5) for a concentration Cx.1, divided by two, Cxjet Cx corresponding to the values of
concentration respectives que l'on souhaite afficher aux DEL Dx41 et Dx. respective concentration which one wishes to display with the LEDs Dx41 and Dx.
La somme des résistances Rp + R'0 à R'x est par ailleurs égale à la somme The sum of the resistances Rp + R'0 to R'x is also equal to the sum
des résistances R'x.1 à R'n + Rc pour une concentration de soluté Cx. resistances R'x.1 to R'n + Rc for a concentration of solute Cx.
La tension à un noeud donné U'x mesurée entre le point P et le point U'x de The voltage at a given node U'x measured between point P and point U'x of
la chaîne de noeuds reste égale à la tension régulée Ug. the chain of nodes remains equal to the regulated voltage Ug.
Dans une version préférée de l'invention, le comparateur est à entrées multiples et est constitué par un circuit logique de puissance (4049) qui compare en In a preferred version of the invention, the comparator has multiple inputs and is constituted by a power logic circuit (4049) which compares in
interne la tension d'entrée à la tension régulée divisée par deux. internal the input voltage to the regulated voltage divided by two.
Dans une variante de cette version, ledit module d'affichage (9) comporte des circuits logiques, illustrés figure 8, branchés aux sorties SO à Sn des comparateurs et charges de ne provoquer que la mise sous tension de la diode électroluminescente (D'0, D'l, D'2, D'3,...) correspondant au dernier seuil de In a variant of this version, said display module (9) comprises logic circuits, illustrated in FIG. 8, connected to the outputs SO to Sn of the comparators and loads to cause only the energizing of the light-emitting diode (D'0 , D'l, D'2, D'3, ...) corresponding to the last threshold of
concentration en soluté franchi.concentration of solute crossed.
Cette dernière variante permet de diminuer la consommation en énergie du This last variant makes it possible to reduce the energy consumption of the
dispositif de mesure et augmenter ainsi son autonomie. measuring device and thus increase its autonomy.
Selon la version à affichage de la concentration par écran digital, illustrée figure 9, ledit module de mesure (8) comporte un pont diviseur de tension ABCDEF à deux branches ABF et CDF, prolongé par une branche FG. La branche ABF est un pont diviseur de tension constitué par: éventuellement le potentiomètre P2 puis le capteur photosensible (5), un noeud B et une résistance Ri en série. La branche CDF est un pont diviseur de tension constitué par: au moins une résistance interne According to the version with display of the concentration by digital screen, illustrated in FIG. 9, said measurement module (8) comprises a voltage divider bridge ABCDEF with two branches ABF and CDF, extended by a branch FG. The ABF branch is a voltage divider bridge consisting of: possibly the potentiometer P2 then the photosensitive sensor (5), a node B and a resistor Ri in series. The CDF branch is a voltage divider bridge consisting of: at least one internal resistance
Rp de la référence prédéterminée, puis un noeud D et une résistance Ri en série. Rp of the predetermined reference, then a node D and a resistor Ri in series.
Dans une version simple de la version à affichage digital, la branche BD du pont diviseur de tension comporte un potentiomètre P3 possédant un noeud E variable et ledit module d'affichage (9) comporte un afficheur (15) voltaïque ou ampérométrique branché, soit en parallèle entre le noeud B et le noeud variable E du potentiomètre P3, soit en série avec ledit potentiomètre P3 afin de mesurer soit la In a simple version of the digital display version, the BD branch of the voltage divider bridge comprises a potentiometer P3 having a variable node E and said display module (9) comprises a connected voltaic or amperometric display (15), either by parallel between node B and variable node E of potentiometer P3, or in series with said potentiometer P3 in order to measure either the
tension, soit l'intensité.voltage or intensity.
Le potentiomètre P3 est facultatif car il a pour but de permettre le préréglage The potentiometer P3 is optional as it is intended to allow presetting
de l'afficheur (15). Il peut, par exemple, être actionné avec la vis V2. of the display (15). It can, for example, be operated with the V2 screw.
La branche FG comporte au moins une résistance variable Rv, disposée sur la branche FG, qui a pour but d'augmenter ou de diminuer l'ampleur des valeurs entre les noeuds B et D et qui permet ainsi de faire coïncider l'unité affichée avec The branch FG comprises at least one variable resistance Rv, disposed on the branch FG, which has the purpose of increasing or decreasing the magnitude of the values between the nodes B and D and which thus makes it possible to make the displayed unit coincide with
l'unité de concentration.the unit of concentration.
Le réglage des résistances variables Rv est opéré grâce aux vis V3. The variable resistors Rv are adjusted using the V3 screws.
Lorsque l'on choisit de mesurer la tension, le voltmètre peut, par exemple être réglé de telle sorte que 1 V = 100 unités pour interpréter la variation de tension UBE. Dans une variante de cette version, illustrée figure 10, ledit module de mesure (8) comporte une pluralité de résistance variable Rv, une pluralité de résistance interne Rp de référence prédéterminée, et une pluralité de potentiomètre When you choose to measure the voltage, the voltmeter can, for example, be adjusted so that 1 V = 100 units to interpret the variation in voltage UBE. In a variant of this version, illustrated in FIG. 10, said measurement module (8) comprises a plurality of variable resistance Rv, a plurality of internal resistance Rp of predetermined reference, and a plurality of potentiometer
o0 P1 préréglé de réglage de l'intensité de la source lumineuse (4). o0 P1 preset light source intensity adjustment (4).
Ledit module de mesure (8) comporte en outre un bouton sélecteur (14) qui permet de sélectionner simultanément une résistance variable Rv, une résistance interne Rp de référence prédéterminée et un potentiomètre P1 préréglé de réglage de l'intensité de la source lumineuse (4), afin de permettre de sélectionner un type Said measurement module (8) further comprises a selector button (14) which makes it possible to simultaneously select a variable resistance Rv, an internal resistance Rp of predetermined reference and a potentiometer P1 preset for adjusting the intensity of the light source (4 ), in order to select a type
de mesure particulier.particular measure.
La couleur de l'échantillon étant fonction du réactif chimique introduit et du soluté dont on veut mesurer la concentration, il est préférable de prévoir, en série avec chaque potentiomètre P1, une source lumineuse (4) particulière dont la The color of the sample being a function of the chemical reagent introduced and the solute whose concentration is to be measured, it is preferable to provide, in series with each potentiometer P1, a particular light source (4) whose
couleur est fonction de la couleur de réaction de l'échantillon. color is a function of the reaction color of the sample.
En effet, chaque ensemble (Rv, Rp, P1, source lumineuse (4)) correspond à Indeed, each set (Rv, Rp, P1, light source (4)) corresponds to
un soluté particulier.a particular solute.
Les résistances variables Rv, les résistances internes Rp de référence prédéterminée et les potentiomètres P1 sont bien sûr toujours positionnés en parallèles. Les résistances Ri présentent, dans notre exemple une résistance de 10 k ., The variable resistors Rv, the internal resistors Rp of predetermined reference and the potentiometers P1 are of course always positioned in parallel. The resistors Ri have, in our example a resistance of 10 k.,
et le potentiomètre P3 présente une résistance maximum de 1 MQ. and potentiometer P3 has a maximum resistance of 1 MQ.
Ainsi, lorsque Uc = Up, alors UBE = 0, ce qui correspond à une concentration de la solution égale à zéro et lorsque Uc > Up, alors UBE > 0 et le voltmètre affiche la valeur correspondant à la tension UBE, c'est à dire la valeur de la concentration en Thus, when Uc = Up, then UBE = 0, which corresponds to a concentration of the solution equal to zero and when Uc> Up, then UBE> 0 and the voltmeter displays the value corresponding to the voltage UBE, it is say the value of the concentration in
soluté.solute.
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Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 172 (P - 862) 24 April 1989 (1989-04-24) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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