FR2907551A1 - Systeme d'analyse optique multifonctions - Google Patents
Systeme d'analyse optique multifonctions Download PDFInfo
- Publication number
- FR2907551A1 FR2907551A1 FR0609258A FR0609258A FR2907551A1 FR 2907551 A1 FR2907551 A1 FR 2907551A1 FR 0609258 A FR0609258 A FR 0609258A FR 0609258 A FR0609258 A FR 0609258A FR 2907551 A1 FR2907551 A1 FR 2907551A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- analysis
- liquid
- analysis system
- spectrophotometer
- bowl
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- 230000009182 swimming Effects 0.000 title description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 101
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 31
- 238000004848 nephelometry Methods 0.000 description 15
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 2
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 2
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 2
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 2
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 2
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000004879 turbidimetry Methods 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 238000011514 vinification Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
- G01N21/532—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
Abstract
Système d'analyse optique multifonctions permettant de mesurer des paramètres physiques , chimiques ou physico chimiques, de liquides , immobiles ou en mouvement.L'invention consiste principalement en un bloc optique rigide (1) sur lequel sont fixés différents composants dont un réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photosensibles (7) commun aux différentes fonctions d'analyse et disposés suivant un arrangement qui permet de réaliser ces dites fonctions d'analyse . La configuration de base comprend un spectrophotomètre et un néphélométre permettant de réaliser de manière quasi simultanée des analyses spectrophotométriques et néphélométrique d'un liquide sans manipulation de la cuvette (5) contenant le dit liquide entre les 2 dites analyses. Différents ajouts de composants et arrangements permettent d'effectuer des analyses d'absorbance , de refractométrie et d'analyser des bandelettes de test
Description
1 L'invention est du domaine des systèmes d'analyses permettant de mesurer
des parametres physiques , chimiques eu physico chimiques, de liquides , immobiles ou en mouvement , à l'aide de moyens optiques . Il existe de nombreux systèmes d'analyses basés sur des moyens de mesures optiques telle que les colorimétres, les spectrophotométres , les réfractométres , les turbidimétres ou les néphélométres qui permettent de fournir des informations sur les constituants d'un liquide ou sur les caractéristiques physiques , chimiques ou physico chimiques du dit liquide . 10 Dans la suite du document nous adopterons les définitions suivantes, illustrées FIG.1: • La turbidimétrie ou analyse de la turbidité caractérise l'opacité d'un liquide vis-à-vis d'un rayon lumineux • la turbidité d'un liquide est le resultat d'une analyse de turbidité ou d'une analyse 15 néphélométrique réalisée respectivement soit avec un turbidimètre soit avec un néphélométre ( par abus de langage beaucoup de turbidimétres du commerce sont des néphélometres ) • L'absorbance est la valeur caractérisant l'absorption d'un faisceau lumineux (20) , issu d'une source lumineuse (10) , par un liquide contenu dans une cuvette (5) suivant un angle 20 nul par rapport au dit faisceau lumineux (20) • La néphélométree ou analyse néphélométrique est la mesure de l'intensité des rayons diffusés (43) par des particules , présentes dans le dit liquide en analyse, sous un angle a (50) par rapport au dit: faisceau (20) , a différent de 0 , a est en général égal ou proche de 90 , tel que par exemple défini dans la norme ISO 7027 .Nous considérerons, dans la 25 suite du document, que l'angle a peut prendre toute valeur comprise entre 0 et 180 , 0 et 180 étant exclus .L'angle cx est représenté par raison de commodité par sa valeur égale à 90 dans lets schémas ou explications contenues dans la présente demande de brevet d'invention . • Un néphélomètre est un appareil permettant de réaliser des analyses néphélométriques 30 De nombreuses façons de réaliser des spectrophotomètres , des colorimètres , des néphélomètres ,des turbidimètres et des réfractomètres ont déjà été décrites et ces appareils sont disponibles commercialement . 35 Ces appareils sont en général des appareils de laboratoire encombrants et mono tache . 2907551 2 L'analyse complète cf un liquide nécessite la disponibilité de plusieurs de ces appareils et impose d'amener ce liquide au laboratoire et de faire passer le dit liquide ou une partie du dit liquide sur chacun des appareils de manière séquentielle . Le fractionnement du liquide pour des analyses successives peut être préjudiciable aux analyses car 5 à chaque fractionnement existe le risque d'introduction d'éléments ou corps étrangers ou le risque de modifier tout ou partie des caractéristiques du liquide . La quantité nécessaire pour les analyses sera plus importante dans le cas d'analyses sur plusieurs équipements différents chacun. ayant ses propres contenant, souvent de dimensions et de volume différents.
Ceci est, par exemple, le cas pour l'analyse d'un liquide ou chaque prélèvement nécessite une cuvette , ou une pipette qui sont peut être mal lavées. Le temps nécessaire aux différentes manipulations peut aussi être préjudiciable aux résultats des analyses. C'est, par exemple, le cas au cours de l'analyse d'échantillons de vin ou de moût de raisin , 15 sensibles à l'oxygène de l'air par des mécanismes d'oxydation complexes qui transforment certains constituants des échantillons de vin ou de moût de raisin en cours d'analyse . Un brevet français FR2.852694 ,du présent demandeur, proposait une solution modulaire qui permettait la réutilisation de modules communs entre différentes fonctions d' analyses optiques .
20 Cette solution modulaire présente l'avantage de réduire l'encombrement d'un système de mesures multitaches grâce à l'utilisation d'un module électronique et informatique commun à plusieurs applications de mesures . Cette solution modulaire présentait la contrainte d'avoir à changer de modules entre chaque 25 application de mesures. L'objectif de la présente invention est d'apporter une solution à ces contraintes ci-dessus exposées et consiste en un système d'analyse composé d'un boitier dans lequel sont réunis, de façon robuste, des composants permettant la réalisation d'une pluralité de fonctions d'analyse .
30 L'utilisation de manière judicieuse de certains composants pour plusieurs fonctions et leur positionnement judicieux permet de rendre le système miniature , portable et utilisable de façon particulièrement aisée et: rapide avec un minimum de manipulations du liquide en analyse. Description de l'invention La description de l'invention et les dessins qui suivent permettront de mieux comprendre les buts et les avantages de l'invention ,Il est clair que cette description et les dessins qui suivent ont valeur d'exemples et n'ont pas de caractère limitatif.
35 2907551 3 La figure 1 schématise les trajets des rayons lumineux lors d'analyse de néphélométrie ou de turbidimétrie ou d'absorbance La figure 2 schématise les trajets des rayons lumineux lors d'analyse de néphélométrie ou de 5 spectrophotométrie avec le système d'analyse selon la présente invention La figure 3 schématise le système d'analyse selon la présente invention La figure 4. schématise une vue de dessus un couvercle (47) adapté au bloc optique (1) , une cuvette (5) étant positionnée en mode analyse La figure 5 schématise un bloc optique (1) muni d'un couvercle (47) vu de face 10 La figure 6 schématise un bloc optique (1) muni des composants de la fonction spectrophotometre de type à prisme equi lateral et des composants pour la fonction néphélométre et dans lequelle est positionnée en mode analyse une cuvette (5) de section rectangulaire apte à recevoir le ou les liquides à analyser La figure 7 schématise un bloc optique (1) muni des composants de la fonction spectrophotometre de type czerny turner à réseau de diffraction (40) et des composants pour la fonction néphélométre et dans lequelle est positionnée en mode analyse une cuvette (5) de section rectangulaire apte à recevoir le ou les liquides à analyser La figure 8 schématise un bloc optique (1) muni des composants de la fonction spectrophotometre de type à prisme equilateral et des composants pour la fonction néphélométre et dans lequelle est positionnée en mode analyse une cuvette (5) de section rectangulaire apte à recevoir le ou les liquides à analyser, la dite cuvette se trouvant à l'intersection des rayons issus de la source (4) et de la source (10) La figure 9 schématise une cuvette (5) de section carrée La figure 10 schématise une cuvette (5) de section rectangulaire La figure 11 schématise un bloc optique (1) muni de la fonction mesure d'absorbance, en plus des fonctions de spectrophotométrie et de néphélométrie La figure 12 schématise une cuvette (5) permettant l'analyse de fluides en mouvement La figure 13 schématise un bloc optique (l) muni de la fonction de réfractométrie , en plus des fonctions de spectrophotométrie et de néphélométrie La figure 14 schématise un bloc optique (1) dans la configuration de la figure 6 muni d'un support (62) permettant l'analyse de bandelettes de test (63) La figure 15 schématise un bloc optique (1) dans la configuration de la figure 8 muni d'un support (62) permettant l'analyse de bandelettes de test (63) La figure 16 schématise un bloc optique (1) muni des composants (70,71 ,72, 75,76) rendant le 35 système d'analyse apte à des analyses colorimétriques 2907551 4 Le système d'analyse selon la présente invention , schématisé FIG.3, est constitué , dans sa version de base , par: • un ou plusieurs blocs de matière rigide, réalisés par exemple par usinage ou moulage de 5 métal ou de matière p(astique , de formes prédéterminées de type évidements et surfaces planes et constituant un ensemble rigide que l'on appellera par la suite bloc optique sur lequel sont réalisés ou fixés de manière permanente : les constituants d'un spectrophotomètre , par exemple de type à fente o soit de type czerny turner , schématisé FIG.5, c'est-à-dire un couple de miroirs sphériques (13) , un canal d'amenée de lumière (16) réalisé de manière préférentielle sous la forme d'un trou évidé de faible diamètre ,une fente d'entrée (12) et un système dispersif (3) de type réseau de diffraction (40) o soit de type à prisme dispersif, schématisé FIG.6, c'est-à-dire, un canal d'amenée de lumière (16) , réalisé de manière préférentielle sous la forme d'un trou. évidé de faible diamètre (16) , une fente d'entrée (12) et un système dispersif (2) de type prisme équilatéral o soit de tout autre type 20 - Une ou plusieurs sources lumineuses (4) pour les mesures de spectrophotométrie ou de colorimétrie de type diode électroluminescentes , diodes laser , lampe halogène , lampe tungstène , lampe tungstène halogène, lampe flash xénon -les constituants d'un néphélomètre comprenant au moins une ou plusieurs sources lumineuses (1(1), de type diode électroluminescentes ou diodes laser 25 - Un réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques sensibles aux rayons lumineux qui constitue la partie détecteur d'une part du spectrophotométre et d'autre part du néphélomètre • D'un couvercle (47) , schématisé FIG.4 et FIG.5 muni d'un ou plusieurs orifices (27) de forme prédéterminée aptes à laisser passer la ou les cuvettes contenant le ou les liquides à analyser et rendu solidaire du dit bloc optique (1) par des vis de fixation ou un collage • Une ou plusieurs cuvettes (5) de formes prédéterminées , schématisées FIG.9 et FIG.10 aptes à recevoir le ou les liquides à analyser et aptes à etre positionnées de manière fixe et prédéterminée dans k dit bloc optique (1) pendant le temps nécessaire à une analyse ou 10 15 30 2907551 une pluralité d'analyses • Un dispositif support de cuvette (28) fixé soit sur le bloc optique (1) soit sur le couvercle (47) et apte à recevoir une dite cuvette (5) contenant un liquide à analyser et apte à la 5 maintenir dans une position prédéterminée pendant la durée de la ou des analyses , le dit dispositif support de cuvette (28) pouvant ,par exemple, être constitué par une forme réalisée dans le bloc optique , par exemple de type cavité , schématisé FIG.7 • un ensemble x[45) de cartes électroniques aptes à traiter les signaux issu du ou des 10 dispositifs photosensibles et aptes à gérer les signaux envoyés à la ou les sources lumineuses du système de mesure et d'analyse et relié de manière filaire ou sans fil à un ordinateur (46) attaché au système de mesure et d'analyse • un boîtier (48) recevant le bloc optique (1) muni de l'ensemble de des composants ci- 15 dessus décrits et le dit ensemble de cartes électroniques (45) 20 Le système d'analyse selon la présente invention est tel que le réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques est commun aux fonctions de spectrophotométrie et de néphélométrie et aux fonctions supplémentaires qui peuvent etre ajoutées sur le bloc optique (1). 25 le système d'analyse selon la présente invention consiste à placer dans le bloc optique (1) les composants de la fonction de spectrophotometrie et les composants de la fonction de néphélométrie de manière judicieuse et prédéterminée d'une manière telle que les analyses soit de type spectrophotometrique ou soit de type néphélométrique puissent se faire de manière quasi simultanée ou de manière différée , dans un ordre prédéterminé ou indifférent , pour une même 30 position de la cuvette (5) contenant un liquide en analyse et la dite cuvette (5) étant placée de manière temporaire ou définitive dans un dispositif de positionnement (28) fixe par rapport au dit bloc optique (1). Le système d'analyse selon la présente invention peut etre réalisé de manière définitive et 35 permanente de 2 manières differentes , chacune correspondant à une configuration géométrique différente .
5 2907551 6 Une première manière , schématisée FIG .2 ,FIG.6 et FIG.7, de réaliser le système d'analyse selon la présente invention consiste d'une part à concevoir le dispositif de positionnement (28) de manière telle que une cuvette (5) étant placée dans le dit dispositif de positionnement (28) la dite cuvette (5) se trouve à l'intersection des rayons lumineux (Il) issus du système dispersif (2) ou 5 (3) au cours d'une analyse de type spectrophotometrique et des rayons lumineux (20) issus de la ou des sources de lumiere (10) au cours d'une analyse de type néphélométrique et d'autre part à positionner la ou les dites sources de lumieres (10 ) et le réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques de manière telle que les rayons (44) issus d'une analyse de type spectrophotometrique et les rayons issus de la diffusion sous un angle cx (50) sur les particules 10 présentes dans le liquide en analyse irradié par le faisceau de lumiere (20) issus de la ou des dites sources de lumieres (i0) atteignent tout ou partie du réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques lors des analyses respectivement de spectrophotometrie et de néphélométrie. Les conditions décrites ci-dessus peuvent être réalisées de plusieurs façons, par exemple et sans caractere limitatif ,en plaçant les sources lumineuses (10) destinées à la néphélométrie d'une 15 manière telle que les rayons issus de ces sources de lumiere (10) forment un angle (55) d'environ 90 par rapport aux rayons (11) issus du système dispersif (2) ou (3) et en plaçant le réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques de manière quasi orthogonal aux dit rayons (11) . Cette disposition géométrique , associée à l'utilisation d'une cuvette (5) de section restangulaire placée dans le dispositif de positionnement (28) qui oriente 2 faces de la dite cuvette (5) de 20 manière parallele au réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques , permet aux rayons (43) , issus de la diffusion à 90 sur des particules en suspension dans le liquide en cours d'analyse de néphélométrie d' angle cx (50) égal à 90 ,d'arriver sur le réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoélectriques sous une incidence quasiment equivalente à celle des rayons (44) issus de la cuvette lors d'une mesure de spectrophotometrie .
25 L'analyse spectrophoto,métriique et l'analyse de néphélométrie peuvent être réalisées dans un ordre prédéterminé de façon séquentielle et rapprochée dans le temps de manière telle que le réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) ne recoive pas simultanément les rayons issus des sources lumineuses (4) et les rayons issus des sources lumineuses (10) .
30 Une deuxième manière ,schématisé FIG.8, de réaliser le système d'analyse selon la présente invention consiste à positionner la cuvette à l'intersection des rayons lumineux issus de la source 35 lumineuse (4) de la fonction de spectrophotométrie et des rayons lumineux (20) issus de la source lumineuse (10) de la fonction de néphélométrie .
2907551 7 L' exemple , schématisé FIl3 .8 d'une telle configuration consiste à positionner le dispositif de positionnement (28) de manière telle que la cuvette (5) , étant placée dans le dit dispositif de positionnement (28) pour l'analyse d'un liquide se trouve entre le canal d'amenée de lumiere (16) et la source (4) et que la source (10) soit positionnée de telle manière que le faisceau lumineux 5 (20) issu de la dite source (10) forme un angle d'environ 90 avec les rayons issus de la dite source (4). L'intérêt d'une telle configuration réside dans le fait que la cuvette dite (5) est située dans une partie (21) du bloc optique (1) qui peut etre rendue etanche , hormis le canal d'amenée de lumiere 10 (16), vis-à-vis de la partie contenant le spectrophotometre et le réseau lineaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) ,sensibles aux souillures liquides ou solides . Un exemple de deroulement d'une utilisation du système d'analyse selon la présente invention est le suivant : 15 L'operateur rempli une cuvette (5) de liquide à analyser . Il met en place la dite cuvette (5) remplie de liquide dans l'orifice prévu dans le couvercle (47) du système .I1 choisit sur l'ordinateur lié au système d'analyse une fonction d'analyse par exemple spectrophotometrie et enclenche la fonction test .
20 Un faisceau lumineux issu de la source de lumière (4) , passe à travers le système dispersif (2) ou(3). Les rayons dispersés (Il ) passent ensuite à travers le liquide et arrivent sur le réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photosensibles (7) ,par exemple de type CCD ou CMOS bien connus de l'homme de l'art . tout ou partie des détecteurs photosensibles délivrent alors à la carte electronique 25 de traitement (45) leur signal proportionnel à l'intensité lumineuse du rayonnement incident .Les signaux résultant sont envoyés à l'ordinateur lié au système d'analyse selon l'invention. La correspondance entre la longueur d'onde d'un rayon incident sur un detecteur du réseau linéaire ou matriciel (7) de détecteurs photoelectriques et la position de ce dit detecteur sur le dit réseau linéaire ou matriciel (7') de détecteurs photoelectriques a été déterminée de manière préalable par 30 des calculs ou des essais et la dite correspondance a été rendue disponible de manière permanente au système d'analyse selon la présente invention , par exemple sous forme d'équation ou de tableau de correspondance stockés dans l'ordinateur lié au système d'analyse selon l'invention. Une façon de réaliser avec précision la dite correspondance a été decrite dans un brevet français FR 2853068 du présent demandeur .
35 L'absorbance du liquide à analyser en fonction des longueurs d'onde des rayons lumineux est calculée et un spectrogramme est fourni à l'opérateur .D'autres résultats , exploitant les données issus de l'analyse spectrophotometrique , peuvent être fournis de manière ultérieure à l'opérateur 2907551 8 en fonction des choix effectués par l'opérateur de manière préalable à l'analyse grace à l'enregistrement des données issus de l'analyse spectrophotometrique . Par exemple , le liquide en analyse peut résulter du mélange d'un échantillon de vin et d'une substance chimique apte à modifier la couleur du vin en fonction de la proportion d'une espece 5 chimique particulière présente dans le vin , par exemple le dioxyde de soufre , ajouté pendant le procédé de vinification . Le résultat fourni à l'opérateur peut consister en un chiffre significatif du taux de la dite espèce chimique recherché dans le vin . Sans avoir à bouger la dite cuvette (5) contenant le liquide en analyse l'operateur peut ensuite 10 choisir d'effectuer une analyse de néphélométrie du liquide présent dans la cuvette dite (5) en selectionnant la dite analyse de néphélométrie sur l'ordinateur. La ou les sources de lumiere (10) de la fonction néphélométrie eclairent la cuvette dite (5) . Les rayons du faisceaux lumineux (20) diffusent sur les particules en suspension dans le liquide dans des directions a suivant des intensités qui dépendent de la nature des rayons lumineux et de 15 la nature des particules. Une partie de ce rayonnement (43) atteint le réseau lineaire ou matriciel de détecteurs photosensibles (7) .Les signaux issus du dit réseau lineaire ou matriciel de détecteurs photosensibles (7) sont transmis au programme d'analyse lié au système d'analyse selon l'invention , qui fournit ensuite à l'opérateur les résultat de l'analyse néphélométrique .
20 Une configuration optionnelle du système d'analyse selon la présente invention , schématisée FIG.11 , consiste à rajouter la fonction de mesure d'absorbance d'un liquide . L'ajout de la dite fonction de mesure d'absorbance d'un liquide est fait de manière avantageuse en fixant sur le bloc optique, (l) . par exemple par collage , un miroir (8) positionné de telle manière 25 que les rayons (6) issus du faisceau lumineux (20) apres leur passage , sans deviation , à travers le liquide contenu dans la cuvette (5) qui est placée dans le dispositif de positionnement (28) soient réfléchis sur le dit miroir (8) de manière telle que tout ou parti des rayons réfléchis atteignent une partie du réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) . Pour eviter que les düts rayons (6) refléchis par le miroir n'atteignent une partie du réseau linéaire 30 ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) déjà irradiée par les rayons (43) issus de la diffusion particulaire , un écran opaque (51) pourra être fixé de manière rigide . L'ajout de la fonction de mesure d'absorbance d'un liquide permet d'affiner l'analyse du dit liquide puisqu'on peut réaliser simultanément une analyse d'absorbance et néphélométrique , les rayons étant analysés par le même réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photosensibles (7) et 35 étant issus du même faisceau lumineux (20) . 2907551 9 dans une autre configuration optionnelle du système d'analyse selon l'invention , schématisé FIG.12 , une cuvette (5) est placée de manière fixe dans le bloc optique (1) et permet le passage d'un liquide (61) en mouvement , appelé ci dessous fluide , grâce à 2 orifices réalisés dans la dite cuvette (5) et à 2 raccordements étanches (68) réalisés sur ces orifices à d'une part un conduit (69) 5 d'amenée d'un fluide à analyser et d'autre part à un conduit (60) de retour du fluide . Le dispositif de positionnement (28) de la dite cuvette (5) est conçu pour permettre le passage d'un des conduits Cette configuration permet l'analyse en continu par exemple de l'eau d'une rivière ou de l'eau destinée à la consomraa4ion , ou du sang humain lors d'une dialyse 10 Une alternative ,schématisée FIG.10 , à une cuvette ( 5) de type à section carrée consiste à utiliser une cuvette conçue de telle manière que le trajet optique des rayons venant du système dispersif (2) ou (3) soit de l'ordre ou inférieur au millimètre et que le trajet optique des rayons issus de la source lumineuse (10) pour la fonction de mesure de néphélomètrie soit supérieur à plusieurs 15 millimètres Une autre configuration optionnelle du système d'analyse selon la présente invention , schématisé FIG.13 , et pouvant cire mise en application pour toutes les configurations du dit système d'analyse consiste à rajouter au dit système d'analyse selon la présente invention la fonction de mesure 20 d'indice de réfraction d'un liquide en utilisant le principe, bien connu de l'homme de l'art, du réfractomètre à lecture par barrette de photodiodes , le dit refractometre étant constitué d'un prisme de fort indice de réfraction (15) ,d'une source lumineuse (14 ) de type diode electroluminescente et d'une barrette ou matrice de photodiodes . La barrette ou matrice de photodiodes étant constituée par le réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) ,commun aux autres 25 applications de mesure du système d'analyse selon la présente invention , à savoir la spectrophotométrie et lei turbidimétrie . Le dit prisme (15) est positionné et fixé de manière permanente dans le bloc optique (1) de manière telle que les rayons issus de la source de lumière (14) , réfléchis sur l'interface prisme / 30 liquide atteignent le réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) sous un angle compris entre 30 et 90 . Une forme creuse (30) est réalisée dans le boitier du système d'analyse selon la présente invention pour permettre le dépôt sur le prisme (15) d'une petite quantité de liquide à analyser . Un joint (31) de type torique assure l'étanchéité de l'ensemble boitier-prisme et évite 35 l'introduction de matière solide ou liquide dans le dit bloc optique (1) . Lorsque l'opérateur veut utiliser la fonction de mesure de réfractométrie du système de mesure selon l'invention , il positionne le boitier lié au bloc optique de manière telle que la surface du 2907551 10 prisme (15) de la fonction refractometre destinée à recevoir une goutte de liquide dont on veut mesurer l'indice de réfraction soit horizontale . Différents supports peuvent être inclus dans le système de mesure permettant d'ajouter au système 5 d'analyse selon l'invention d'autres fonctions d'analyse sans avoir à utiliser un autre équipement Par exemple, dans une configuration alternative du système d'analyse selon l'invention , schématisée FIG.14 ,le dit système d'analyse selon l'invention , peut , en plus des différentes analyses décrites ci-dessus ., analyser des bandelettes de test : 10 Le principe de l'analyse d'une bandelette de test repose sur l'analyse du changement de couleur ou d'absorbance d'une matière chimique de type enzyme ou colorant sous l'action d'une substance dont on veut déterminer la proportion dans un liquide ou un gaz , cette matière chimique étant déposée sur un substrat de taille proche de quelques centimetres en longueur , quelques millimetres en largeur et de quelques dixiemes de millimetre d'epaisseur .
15 Ce type de bandelette de test est bien connu du public et peut servir à analyser l'urine des patients chez les médecins ou analyser le pH de l'eau des piscines Le mode opératoire d'une analyse à l'aide d'une bandelette de test est classiquement le suivant : L'opérateur se conforme au, mode opératoire du fournisseur de la bandelette de test qui consiste , en général à mettre en contact pendant un temps prédéterminé la bandelette de test avec le liquide 20 à analyser ,dans lequel on a éventuellement ajouté une ou plusieurs substances chimiques liquides ou solides , à retirer la bandelette de test du liquide puis à évaluer la variation de coloration ou d'absorbance à certaines longueurs d'onde de la partie active de la bandelette de test . Pour évaluer ou quantifier la dite variation de coloration ou la dite absorbance l'opérateur peut utiliser soit un nuancier fournit avec les bandelettes de test: soit un appareil apte à déterminer la 25 variation de coloration ou la variation d'absorbance en général disponibles auprès du fabricant de bandelette de test. L'opérateur peut aussi avantageusement utiliser le système d'analyse selon la présente invention pour déterminer une variation de coloration ou une variation d'absorbance de la partie active d'une 30 bandelette de test (63) grâce à un ou des supports (62) de forme prédéterminée qui s'insèrent dans un dispositif de positionnement (28). La configuration schématisée FIG.14 du système d'analyse selon la présente invention ,correspondant à la version de base schématisée FIG.6 ou FIG.7 ,est rendue apte à analyser une variation d'absorbance grâce à l'utilisation d'un support (62) placé dans le dispositif de 35 positionnement (28) et conçu de tel manière que le faisceau lumineux (20) issu de la ou des sources lumineuses (10) pénètre le support (62) par un trou (64) ou une fenêtre transparente, que le dit faisceau lumineux (20) se réfléchisse sur la partie active de la bandelette de test en analyse et que le dit faisceau lumineux. réfléchi ressorte du dit support (62) par un trou (64) ou une fenêtre 2907551 11 transparente pour atteindre tout ou partie du réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) . La configuration , schématisée FIG.15 du système d'analyse selon la présente invention , correspondant à la version de lbase schématisée FIG.8, est rendue apte à analyser une variation de 5 couleur ou d'absorbance de la partie active d'une bandelette de test (63) grâce à l'utilisation d'un support (62) placé dans le dispositif de positionnement (28) . Un exemple de mode opératoire pour analyser la variation de coloration ou la variation d'absorbance d'une bandelette de test à-l'aide du système d'analyse selon la présente invention est 10 le suivant : L'opérateur après ,avoir effectué les opérations préconisées par lefournisseur de bandelette de test pour faire varier soit la coloration soit l'absorbance de la bandelette de test place la dite bandelette de test dans le dit support (52) après avoir sélectionné le mode analyse de bandelette sur l'ordinateur lié au système selon la présente invention . Il lance l'analyse de la bandelette en 15 cliquant sur une icône analyse de l'écran du dit ordinateur .Le dit ordinateur récupère les données issus de la ou des cartes électroniques liées au bloc optique (1) et fournit à l'opérateur le résultat de l'analyse qui peut consister en un taux de composant chimique présent dans le liquide en analyse .La correspondance entre la variation de coloration ou d'absorbance des bandelettes de test et la teneur d'un composant chimique recherché dans le liquide a été déterminée auparavant par des 20 essais avec , par exemple , cles liquides de référence ou fournit par le fabricant de bandelettes de test et rendue disponible dans l'ordinateur lié au système d'analyse selon la présente invention sous forme d'équation ou de tableaux de correspondance .
25 Dans une autre configuration alternative , schématisé FIG.16, du système d'analyse selon l'invention , le bloc optique (1) peut aussi comprendre , en plus du spectrophotometre et du néphélométre ci-dessus mentionnés , les composants destinés aux analyses colorimétriques .
30 Pour réaliser une ou plusieurs analyses colorimétriques d'un objet (74), l'opérateur insère dans le dispositif de positionnement (28) un support (70) de forme prédéterminé et apte à dévier un faisceau lumineux de manière spéculaire suivant un angle permettant à tout ou partie des rayons issus du dispositif (71) de pénétrer la partie spectrophotométrique du système d'analyse selon la présente invention . Les dits rayons sont analysés dans la dite partie spectrophotométrique et le 35 résultat fourni à l'opérateur . Les rayons nécessaires à l'analyse colorimétrique proviennent d'une source lumineuse (73) fixée dans le bloc optique (1) et par exemple envoyés sur l'objet par l'intermédiaire d'une connecteur pour fibre optique (72) et d"une fibre optique (75).
2907551 12 Les rayons issus de la réflexion sur le dit objet (74) sont collectés par un dispositif optique non représenté mais connu de l'homme de l'art et pouvant être , par exemple , une sphère d'intégration , et sont transmis ,par exemple , par une fibre optique (76) et un connecteur pour fibre optique pour analyse colorimétrique dans la. partie spectrophotometrique . La correspondance entre le 5 spectrogramme d'un objet , déterminée par la partie spectrophotométrique du système d'analyse selon la présente invention et les données colorimétriques recherchées du dit objet est bien connue de l'homme de l'art et peut etre intégrée dans l'ordinateur lié au dit système d'analyse selon la présente invention . Il est clair que le dit objet (74), peut etre liquide , solide ou gazeux . 10
Claims (8)
1) système d'analyse permettant de mesurer des parametres physiques , chimiques ou physico chimiques, de liquides . immobiles ou en mouvement , à l'aide de moyens optiques , constitué d'un spectrophotomètre , d'une ou plusieurs sources de lumiere (4) , d'un néphélomètre , d'un ensemble de cartes electroniques (45) , d'un ordinateur (46) et d'une ou plusieurs cuvettes (5) de formes prédéterminées , caractérisé en ce que le dit spectrophotometre et le dit néphélomètre sont réalisés sur un même bloc optique (1) et en ce que le réseau linéaire ou matriciel de détecteurs photoelectriques (7) est commun au dit spectrophotomètre et au dit néphélométre
2) système d'analyse selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'analyse spectrophotometrique d'un liquide contenu dans une dite cuvette (5) et l'analyse nephelometrique de ce dit liquide dans la dite cuvette (5) sont réalisées sans avoir à changer de position ni d'emplacement la dite cuvette (5) contenant le dit liquide en analyse et en ce que les dites analyses spectrophotométriques et nephelometrique peuvent être faites de manière quasi simultanée
3 ) système d'analyse selon la revendication 2 , caractérisé en ce que une dite cuvette (5) contenant un liquide à analyser et placée lors de l'analyse du dit liquide dans le dispositif de positionnement (28) se trouve à l'intersection d'une part du faisceau lumineux (11) issu du système dispersif (2 ) ou (3) du spectrophotometre et d'autre part du faisceau lumineux (20) issu des sources lumineuses (10) , les dits faisceaux lumineux (11,20) n'étant pas émis simultanément
4) système d'analyse selon la revendication 2 , caractérisé en ce que une dite cuvette (5) contenant un liquide à analyser et positionnée lors de l'analyse du dit liquide dans le dispositif de positionnement (28 ) se trouve à l'intersection d'une part du faisceau lumineux issu de la source (4) du spectrophotometre et d'autre part du faisceau lumineux (20) issu des sources lumineuses (10), les dits faisceaux lumineux (11,20) n'étant pas émis simultanément
5) système d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc optique (1) est muni d'un miroir (8) rendant le dit système d'analyse apte à fournir des mesures d'absorbance
6) système d'analyse selon les revendications 3 ou 4 , caractérisé en ce que le bloc optique (1) est 35 muni d'un prisme (15) et d'une source lumineuse (14) le rendant apte à des analyses réfractometriques 2907551 14
7) système d'analyse selon les revendications 3 , 4 ou 5 , caractérisé en ce que le dit système d'analyse est muni d'un support (62) de bandelettes de test (63) le rendant apte à l'analyse des dites bandelettes de test 5
8) système d'analyse selon les revendication 4 , 5 , 6 ou 7 , caractérisé en ce que le dit système d'analyse est muni d'un support (70) , d'une source de lumiere (73) , de composants optiques de type connecteurs à fibres optiques (71,72) et de fibres optiques (76,75) le rendant apte à d'effectuer des analyses colorimetriqu'es d'un objet (74) pouvant être liquide solide ou gazeux 10
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0609258A FR2907551A1 (fr) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Systeme d'analyse optique multifonctions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0609258A FR2907551A1 (fr) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Systeme d'analyse optique multifonctions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2907551A1 true FR2907551A1 (fr) | 2008-04-25 |
Family
ID=39272244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0609258A Pending FR2907551A1 (fr) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Systeme d'analyse optique multifonctions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2907551A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017046808A1 (fr) * | 2015-09-20 | 2017-03-23 | Maytronics Ltd. | Procédé et dispositif de régulation et d'analyse de liquide de piscine multi-paramètres |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0201824A2 (fr) * | 1985-05-08 | 1986-11-20 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Photomètre d'absorption, turbidimétrique, de fluorescence et néphélométrique |
| US5946431A (en) * | 1993-07-30 | 1999-08-31 | Molecular Dynamics | Multi-functional photometer with movable linkage for routing light-transmitting paths using reflective surfaces |
| FR2823306A1 (fr) * | 2001-04-10 | 2002-10-11 | Proengin | Procede et dispositif pour l'analyse d'un gaz susceptible de contenir des particules ou d'aerosols en suspension |
| US6791676B1 (en) * | 1999-10-08 | 2004-09-14 | Dade Behring Marburg Gmbh | Spectrophotometric and nephelometric detection unit |
| FR2852694A1 (fr) * | 2003-03-19 | 2004-09-24 | Bernard Pierre Andre Genot | Appareil de mesure optoelectronique a composition modulaire multiple |
-
2006
- 2006-10-23 FR FR0609258A patent/FR2907551A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0201824A2 (fr) * | 1985-05-08 | 1986-11-20 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Photomètre d'absorption, turbidimétrique, de fluorescence et néphélométrique |
| US5946431A (en) * | 1993-07-30 | 1999-08-31 | Molecular Dynamics | Multi-functional photometer with movable linkage for routing light-transmitting paths using reflective surfaces |
| US6791676B1 (en) * | 1999-10-08 | 2004-09-14 | Dade Behring Marburg Gmbh | Spectrophotometric and nephelometric detection unit |
| FR2823306A1 (fr) * | 2001-04-10 | 2002-10-11 | Proengin | Procede et dispositif pour l'analyse d'un gaz susceptible de contenir des particules ou d'aerosols en suspension |
| FR2852694A1 (fr) * | 2003-03-19 | 2004-09-24 | Bernard Pierre Andre Genot | Appareil de mesure optoelectronique a composition modulaire multiple |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017046808A1 (fr) * | 2015-09-20 | 2017-03-23 | Maytronics Ltd. | Procédé et dispositif de régulation et d'analyse de liquide de piscine multi-paramètres |
| US11619059B2 (en) | 2015-09-20 | 2023-04-04 | Maytronics Ltd. | Multi parameter swimming pool fluid analysis and regulating method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109642868B (zh) | 光学特性测定装置和光学特性测定方法 | |
| US6124937A (en) | Method and device for combined absorption and reflectance spectroscopy | |
| US7920252B2 (en) | Method and apparatus for spectrophotometric characterization of turbid materials | |
| US20030086823A1 (en) | Fiber-optic dissolution systems, devices, and methods | |
| US7817277B2 (en) | Fiber optic probe and related apparatus, systems and methods for making optics-based measurements of liquid samples | |
| JP2007501415A5 (fr) | ||
| FR2642524A1 (fr) | Dispositif pour mesurer la concentration de composants gazeux et/ou a l'etat de vapeur d'un melange gazeux | |
| US10156520B2 (en) | Array based sample characterization | |
| FR2549224A1 (fr) | Mesure par des moyens optiques de parametres d'un fluide | |
| CA2638060A1 (fr) | Methode consistant a utiliser une fibre a cristal photonique comme biocapteur raman | |
| Zhu et al. | Development of a new method for turbidity measurement using two NIR digital cameras | |
| EP0282505A1 (fr) | Procede et dispositif permettant de determiner le niveau d'un analyte dans un echantillon de sang total | |
| US9366662B2 (en) | Serum sample quality determination | |
| FR2907551A1 (fr) | Systeme d'analyse optique multifonctions | |
| JP6710535B2 (ja) | 自動分析装置 | |
| FR2503369A1 (fr) | Spectrophotometre a fluorescence | |
| FR2792725A1 (fr) | Procede et dispositif pour la detection de variations de proprietes optiques d'un echantillon liquide dans un processus d'analyse | |
| KR19990029895A (ko) | 특정성분의 농도측정장치 및 농도측정방법 | |
| Bello et al. | Near Infrared Absorption Spectroscopy in Microfluidic Devices with Selectable Pathlength | |
| JPH07294519A (ja) | 尿中成分の測定方法 | |
| JP2007170984A (ja) | 試料セル及び該試料セルを用いた分光光度計 | |
| US20020131897A1 (en) | Apparatus of handling fluids | |
| JP6991436B2 (ja) | 流体中の検体を検出するための多孔質光ファイバ | |
| RU2408908C1 (ru) | Устройство для измерения концентрации светопоглощающих веществ | |
| RU172097U1 (ru) | Фотометрическое устройство распознавания многокомпонентных примесей нефтепродуктов в воде |