FR2982026A1

FR2982026A1 - Cuvette for fluid analysis device e.g. colorimeter, has line passing through point and forming angle with another line, where bisector of angle is perpendicular to tangent of inner wall in point and passes through focal zone

Info

Publication number: FR2982026A1
Application number: FR1159920A
Authority: FR
Inventors: Eric Cauffet
Original assignee: ETHYLO
Current assignee: Alcohol Countermeasure Systems International Inc
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-03
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: FR2982026B1

Abstract

The cuvette (100) has a cavity (105) comprising a partially reflective inner wall (106) and a longitudinal axis (Lo). The cavity is formed such that a main part of the inner wall defines two focal zones (110a, 110b) of the cavity. A line (D1) passes through one of the focal zones and intercepts the main part of the inner wall at a point (P). Another line (D2) passes through the point and forms an angle with the former line. A bisector (B) of the angle is perpendicular to a tangent (T) of the inner wall in the point, and passes through another focal zone.

Description

CUVE D'ANALYSE ET DISPOSITIF D'ANALYSE D'UN FLUIDE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de l'analyse de fluide par mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique et des dispositifs permettant de telles analyses. De nombreuses techniques d'analyse utilisent le principe de l'absorption d'un rayonnement électromagnétique par un fluide pour identifier la nature du fluide. On peut ainsi citer des techniques telles que la spectroscopie par absorption, la chromatographie et la colorimétrie. TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of fluid analysis by absorption measurement of electromagnetic radiation and devices for such analyzes. Many analytical techniques use the principle of absorption of electromagnetic radiation by a fluid to identify the nature of the fluid. Techniques such as absorption spectroscopy, chromatography and colorimetry can be cited.

L'ensemble de ces techniques fait appel, pour la mesure d'absorption, à une cuve d'analyse dans laquelle le fluide à analyser est disposé pour en faire la mesure d'absorption, cette dernière contenant à la fois l'émetteur et le détecteur effectuant la mesure d'absorption en tant que telle. L'invention concerne plus précisément une cuve d'analyse et un dispositif d'analyse de fluide par mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique comportant une telle cuve d'analyse. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Pour l'ensemble des techniques d'analyse basées sur une mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique par un fluide, il est nécessaire de connaître la distance parcouru par le rayonnement électromagnétique dans le fluide entre le moment où il est émis par l'émetteur et le moment où il est détecté par le détecteur. En effet, l'absorption mesurée par le dispositif d'analyse est reliée au coefficient d'absorption du fluide analysé par la relation empirique de la loi de Beer-Lambert. Cette loi peut être formulée comme suit : /(X, X) = /0(X)x e-ax avec IO et I les intensités respectives du rayonnement émis par l'émetteur et du rayonnement reçu par le récepteur, À la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique, X la longueur de la trajectoire du rayonnement électromagnétique et a le coefficient d'absorption. Le calcul du coefficient d'absorption demande donc la connaissance de la distance X parcourue par l'ensemble du rayonnement électromagnétique. Il est ainsi connu de l'art antérieur, pour parfaitement contrôler la trajectoire, et donc la distance parcourue, du rayonnement, d'utiliser une cuve d'analyse dont la paroi absorbe le rayonnement émis. Ainsi le rayonnement reçu par le détecteur est uniquement le rayonnement présentant une trajectoire directe, le rayonnement émis selon une autre direction étant absorbé par la paroi absorbante de la cuve. La trajectoire du rayonnement étant parfaitement connue, le coefficient d'absorption peut facilement être mesuré et analysé afin de déterminer la nature du fluide analysé. All of these techniques use, for the absorption measurement, an analysis vessel in which the fluid to be analyzed is arranged to make the absorption measurement, the latter containing both the emitter and the detector performing the measurement of absorption as such. The invention more specifically relates to an analysis vessel and a fluid analysis device for measuring absorption of electromagnetic radiation comprising such an analysis vessel. STATE OF THE PRIOR ART For all the analysis techniques based on a measurement of absorption of electromagnetic radiation by a fluid, it is necessary to know the distance traveled by the electromagnetic radiation in the fluid between the moment it is emitted by the transmitter and when it is detected by the detector. Indeed, the absorption measured by the analysis device is related to the absorption coefficient of the fluid analyzed by the empirical relationship of the Beer-Lambert law. This law can be formulated as follows: / (X, X) = / 0 (X) x e-ax with I0 and I the respective intensities of the radiation emitted by the emitter and the radiation received by the receiver, at the length of wave of electromagnetic radiation, X the length of the path of the electromagnetic radiation and has the absorption coefficient. Calculation of the absorption coefficient therefore requires knowledge of the distance X traveled by all the electromagnetic radiation. It is thus known from the prior art, to perfectly control the trajectory, and therefore the distance traveled, of the radiation, to use an analysis vessel whose wall absorbs the emitted radiation. Thus the radiation received by the detector is only the radiation having a direct trajectory, the radiation emitted in another direction being absorbed by the absorbent wall of the tank. Since the path of the radiation is well known, the absorption coefficient can easily be measured and analyzed in order to determine the nature of the fluid analyzed.

Néanmoins, si une telle configuration de la cuve d'analyse permet une détermination aisée de la trajectoire du rayonnement, elle présente l'inconvénient que, pour un émetteur émettant selon un cône d'émission large, une grande proportion du rayonnement émis est absorbée par la paroi de la cuve et n'est donc pas utilisée pour la mesure. Il en résulte donc que l'intensité du rayonnement mesurée est faible vis-à-vis de celle de celui émis par l'émetteur et ne permet donc pas d'obtenir un rapport signal sur bruit important. Pour augmenter le rapport signal sur bruit il est connu de l'art antérieur d'utiliser une cuve d'analyse dont la paroi est réfléchissante aux longueurs d'onde émises par l'émetteur. Selon une telle configuration, la partie du rayonnement, dont la trajectoire n'est pas directe entre l'émetteur et le détecteur, présente donc au moins une réflexion, et plus généralement une multitude de réflexions, avant d'être mesurée par le détecteur. Il résulte donc d'une telle configuration que la trajectoire de l'ensemble du rayonnement reste difficile à définir. A cette problématique, s'ajoute, pour un rayonnement électromagnétique présent dans l'infrarouge ou dans les UV, que les surfaces réfléchissantes sont imparfaites et présentent un coefficient d'absorption non négligeable. Si une telle configuration permet d'augmenter, par l'utilisation de la partie du rayonnement dont la trajectoire n'est pas directe entre l'émetteur et le capteur, le signal reçu et donc le rapport signal sur bruit, elle présente néanmoins l'inconvénient de ne pas permettre une détermination aisée de la trajectoire de l'ensemble du rayonnement électromagnétique et de pouvoir présenter une absorption supplémentaire liée aux multiples réflexions d'une partie du rayonnement électromagnétique. Un dispositif d'analyse présentant une cuve d'analyse selon cette configuration nécessite donc, pour offrir une analyse de qualité, une longue étape de calibration. Selon cette configuration, il est également connu de l'art antérieur de ménager, sur deux côtés opposés l'un à l'autre de la cavité, deux miroirs paraboliques dont le foyer est présent à la surface de l'autre miroir, le reste de la cuve étant en matériau absorbant. En positionnant l'émetteur et le détecteur chacun sur l'un des foyers respectif des miroirs, une forte proportion du rayonnement ne présentant pas une trajectoire directe entre l'émetteur et le détecteur, est focalisée sur le détecteur après deux réflexions. Si une partie du rayonnement reste absorbée par la partie de la paroi qui est absorbante, la partie du rayonnement réfléchie présente une trajectoire connue et un nombre de réflexions limité à deux. Cette 25 solution permet donc de présenter une trajectoire connue avec une bonne partie du rayonnement utilisée pour la mesure de l'absorption du fluide. Néanmoins, en raison de la présence de deux réflexions, avec une telle configuration, pour un 30 rayonnement électromagnétique présent dans l'infrarouge ou dans les UV, une proportion non négligeable du rayonnement est absorbée lors des multiples réflexions. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier à cet 5 inconvénient. Le problème à la base de l'invention est de fournir une cuve d'analyse dont la majeure partie de sa paroi interne soit adaptée pour que la portion du rayonnement électromagnétique issue de l'émetteur et 10 arrivant sur ladite majeure partie présente une trajectoire entre l'émetteur et détecteur avec un nombre de réflexions réduit vis-à-vis des dispositifs de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne une cuve 15 d'analyse pour un dispositif d'analyse de fluide par mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique, ladite cuve d'analyse comportant : une cavité, la cavité présentant une paroi interne au moins partiellement réfléchissante et 20 un axe longitudinal, la cavité étant conformée de manière qu'une majeure partie de la paroi interne définit une première et une seconde zone focale de la cavité telles que pour toute première droite passant par la première zone 25 focale et interceptant la majeure partie de la paroi interne en un point, une deuxième droite, passant par ce même point et faisant un angle avec la première droite, la bissectrice dudit angle étant perpendiculaire à la tangente de la paroi interne en ce 30 même point, passe par la seconde zone focale. Nevertheless, if such a configuration of the analysis vessel allows an easy determination of the path of the radiation, it has the disadvantage that, for a transmitter emitting in a broad emission cone, a large proportion of the radiation emitted is absorbed by the wall of the tank and is therefore not used for measurement. It follows therefore that the intensity of the measured radiation is low vis-à-vis that of that emitted by the transmitter and therefore does not provide a significant signal-to-noise ratio. To increase the signal-to-noise ratio, it is known from the prior art to use an analysis vessel whose wall is reflective at the wavelengths emitted by the transmitter. According to such a configuration, the part of the radiation, whose path is not direct between the emitter and the detector, therefore has at least one reflection, and more generally a multitude of reflections, before being measured by the detector. It follows therefore from such a configuration that the trajectory of the whole radiation remains difficult to define. To this problem, it is added, for an electromagnetic radiation present in the infrared or in the UV, that the reflective surfaces are imperfect and have a non-negligible absorption coefficient. If such a configuration makes it possible to increase, by the use of the part of the radiation whose trajectory is not direct between the emitter and the sensor, the received signal and thus the signal-to-noise ratio, it nevertheless presents the disadvantage of not allowing an easy determination of the trajectory of the whole of the electromagnetic radiation and of being able to present an additional absorption linked to the multiple reflections of a part of the electromagnetic radiation. An analysis device presenting an analysis vessel according to this configuration therefore requires, to offer a quality analysis, a long calibration step. According to this configuration, it is also known from the prior art to arrange, on two opposite sides of the cavity, two parabolic mirrors whose focus is present on the surface of the other mirror, the rest the vessel being of absorbent material. By positioning the emitter and the detector each on one of the respective focal points of the mirrors, a large proportion of the radiation that does not have a direct path between the emitter and the detector is focused on the detector after two reflections. If a part of the radiation remains absorbed by the part of the wall which is absorbent, the part of the reflected radiation has a known trajectory and a number of reflections limited to two. This solution therefore makes it possible to present a known trajectory with a good part of the radiation used for measuring the absorption of the fluid. Nevertheless, because of the presence of two reflections, with such a configuration, for an electromagnetic radiation present in the infrared or in the UV, a non-negligible proportion of the radiation is absorbed during the multiple reflections. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to remedy this drawback. The problem underlying the invention is to provide an analysis vessel whose major part of its inner wall is adapted so that the portion of the electromagnetic radiation from the emitter and arriving on said major part has a trajectory between the emitter and detector with a reduced number of reflections vis-a-vis the devices of the prior art. To this end, the invention relates to an analysis vessel 15 for a fluid analysis device for measuring the absorption of electromagnetic radiation, said analysis vessel comprising: a cavity, the cavity having an internal wall at less partially reflective and longitudinal axis, the cavity being shaped so that a major part of the inner wall defines a first and a second focal area of the cavity such that for any first straight line passing through the first focal area and intercepting most of the inner wall at a point, a second straight line, passing through the same point and making an angle with the first straight line, the bisector of said angle being perpendicular to the tangent of the inner wall at the same point, passes through the second focal zone.

Une telle cuve d'analyse présente deux emplacements, que sont la première et la seconde zone focale, à partir desquels, si un émetteur et un détecteur y sont respectivement positionnés, la partie du rayonnement issue de l'émetteur qui est réfléchie par la majeure partie de la paroi interne, l'est en direction du détecteur. En effet, un rayon émis par la zone d'émission selon une première droite venant intercepter en un point de la majeure partie sera réfléchi en suivant la deuxième droite en direction de la deuxième zone et donc du détecteur. Au moins une partie des sections longitudinales de la paroi interne peuvent présenter une conformation telle que la majeure partie de la section forme au moins partiellement une ellipse, la première et la seconde zone focale de la cavité comportant le premier et le second foyer de ladite ellipse. Chaque section longitudinale de la paroi 20 interne peut présenter une conformation telle que la majeure partie de la section longitudinale forme au moins partiellement une ellipse. Avec une telle conformation la partie du rayonnement issue de l'émetteur arrivant en un point de 25 la surface faisant partie de la majeure partie d'une section en forme d'ellipse présente une longueur de trajectoire bien définie liée uniquement au paramètre géométrique de l'ellipse. Une telle définition de la trajectoire facilite la mise en oeuvre de la loi de 30 Beer-Lambert pour le calcul de l'absorption lors de l'utilisation d'une telle cuve d'analyse dans un dispositif d'analyse. Au moins une majeure partie des sections longitudinales de la paroi interne peut présenter une conformation telle que les points d'au moins une partie de la section sont agencés sensiblement suivant l'égalité suivante : y = ±Rx sin(ArcCos(-x)) , avec x la coordonnée du point selon l'axe longitudinal, y la coordonnée du point selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal présent dans le plan de section et R et L des dimensions caractéristiques de la forme de la section. La cavité peut être sensiblement de révolution autour de l'axe longitudinal. Such an analysis vessel has two locations, which are the first and the second focal zone, from which, if a transmitter and a detector are respectively positioned there, the part of the radiation coming from the transmitter which is reflected by the major part of the inner wall, is towards the detector. Indeed, a ray emitted by the transmission zone according to a first straight line intercepting at a point of the major part will be reflected along the second straight line towards the second zone and therefore the detector. At least a portion of the longitudinal sections of the inner wall may have a conformation such that most of the section at least partially forms an ellipse, the first and second focal areas of the cavity comprising the first and the second focus of said ellipse . Each longitudinal section of the inner wall may have a conformation such that most of the longitudinal section at least partially forms an ellipse. With such a conformation the portion of the radiation from the emitter arriving at a point on the surface forming part of most of an elliptical section has a well-defined path length related solely to the geometric parameter of the emitter. 'ellipse. Such a definition of the trajectory facilitates the implementation of the Beer-Lambert law for calculating the absorption when using such an analysis vessel in an analysis device. At least a majority of the longitudinal sections of the inner wall may have a conformation such that the points of at least a portion of the section are arranged substantially in the following equation: y = ± Rx sin (ArcCos (-x)) , with x the coordinate of the point along the longitudinal axis, y the coordinate of the point along an axis perpendicular to the longitudinal axis present in the section plane and R and L of the characteristic dimensions of the shape of the section. The cavity may be substantially of revolution about the longitudinal axis.

On entend par sensiblement de révolution, que la forme de l'ensemble des majeures parties des sections longitudinales de la paroi interne présente une conformation sensiblement identique. De cette manière il est possible de déterminer les trajectoires d'une partie du rayonnement émis arrivant sur une seule section longitudinale et de faire une intégration à partir d'une simple rotation selon l'axe longitudinal pour intégrer l'ensemble des trajectoires du rayonnement émis sur la majeure partie de la paroi. Une telle connaissance permet, après avoir pris en compte les pertes liées à une réflexion sur la paroi interne de la cavité, d'appliquer simplement la loi de Beer-Lambert. Chacune des sections longitudinales de la 30 paroi interne peut présenter une distance latérale et longitudinale, la distance latérale et la distance longitudinale correspondant à la distance maximum entre deux points de la section selon respectivement un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal et l'axe longitudinal, le rapport de la distance latérale sur la distance longitudinale étant inférieure à 0,2 et préférentiellement inférieur à 0,1. Une telle forme permet, pour des zones focales, au niveau desquelles sont destinés à être positionnés l'émetteur et le détecteur, présents au niveau d'une intersection respective entre l'axe longitudinal et la paroi interne de la cavité, une faible interaction entre le détecteur et la chaleur émise par l'émetteur lorsque la cuve d'analyse est mise en oeuvre pour une analyse d'un fluide dans un dispositif d'analyse. Il peut en outre être prévu un orifice d'entrée pour l'introduction du fluide à analyser et un orifice de sortie pour l'extraction du fluide analysé, lesdits orifices étant positionnés chacun sur la paroi interne de la cavité à proximité d'une intersection respective entre ladite paroi interne et l'axe longitudinal. De tels orifices d'entrée et de sortie, par leurs positionnements respectifs, permettent, lors de l'utilisation de la cuve d'analyse dans un dispositif d'analyse pour effectuer une analyse d'un fluide, d'obtenir un « effet piston », c'est-à-dire que le fluide introduit par l'orifice d'entrée pousse le fluide déjà analysé encore présent dans la cavité dans l'orifice de sortie avec une faible proportion du fluide introduit qui se mélange avec le fluide déjà analysé. L'invention se rapporte également à un dispositif d'analyse de fluide par mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique comportant une cuve d'analyse, un émetteur et un détecteur de rayonnement électromagnétique, la cuve d'analyse étant une cuve d'analyse selon l'invention, l'émetteur étant positionné de manière que le rayonnement électromagnétique émis par l'émetteur soit émis au niveau de la première zone focale, le détecteur étant positionné de manière que le rayonnement électromagnétique reçu par le détecteur soit reçu au niveau de la seconde zone focale. The term substantially revolution, that the shape of all major parts of the longitudinal sections of the inner wall has a substantially identical conformation. In this way it is possible to determine the trajectories of a portion of the emitted radiation arriving on a single longitudinal section and to integrate from a simple rotation along the longitudinal axis to integrate all the trajectories of the emitted radiation. on most of the wall. Such knowledge allows, after taking into account the losses due to a reflection on the inner wall of the cavity, to simply apply the law of Beer-Lambert. Each of the longitudinal sections of the inner wall may have a lateral and longitudinal distance, the lateral distance and the longitudinal distance corresponding to the maximum distance between two points of the section respectively along an axis perpendicular to the longitudinal axis and the longitudinal axis. , the ratio of the lateral distance over the longitudinal distance being less than 0.2 and preferably less than 0.1. Such a shape makes it possible, for focal areas, at which the transmitter and the detector are intended to be positioned, at a respective intersection between the longitudinal axis and the inner wall of the cavity, a weak interaction between the detector and the heat emitted by the transmitter when the analysis vessel is used for analyzing a fluid in an analysis device. It may further be provided an inlet for introducing the fluid to be analyzed and an outlet for the extraction of the analyzed fluid, said orifices being each positioned on the inner wall of the cavity near an intersection between said inner wall and the longitudinal axis. Such inlet and outlet ports, by their respective positions, allow, when using the analysis vessel in an analysis device to perform a fluid analysis, to obtain a "piston effect" , That is to say that the fluid introduced by the inlet port pushes the already analyzed fluid still present in the cavity in the outlet orifice with a small proportion of the introduced fluid that mixes with the fluid already analysis. The invention also relates to a fluid analysis device for measuring the absorption of electromagnetic radiation comprising an analysis vessel, a transmitter and an electromagnetic radiation detector, the analysis vessel being a vessel of according to the invention, the transmitter being positioned so that the electromagnetic radiation emitted by the transmitter is emitted at the first focal zone, the detector being positioned so that the electromagnetic radiation received by the detector is received at the of the second focal zone.

Un tel dispositif, en utilisant une cuve d'analyse selon l'invention, l'émetteur et le détecteur étant positionnés respectivement à l'emplacement de la première et de la seconde zone focale de ladite cuve d'analyse, permet une mesure avec un bon rapport signal sur bruit, une proportion du rayonnement émis présentant une trajectoire entre l'émetteur et le détecteur ne présentant qu'une seule réflexion. Le dispositif peut être un dispositif d'analyse sélectionné dans le groupe comportant les spectroscopes, les colorimètres, les chromatographes et les turbidimètres. Le détecteur et le récepteur peuvent être adaptés pour analyser dans le fluide la quantité de molécules comportant une fonction alcool. Such a device, by using an analysis vessel according to the invention, the emitter and the detector being positioned respectively at the location of the first and the second focal zone of said analysis vessel, allows measurement with a good signal-to-noise ratio, a proportion of emitted radiation having a trajectory between the emitter and the detector having only one reflection. The device may be an analysis device selected from the group consisting of spectroscopes, colorimeters, chromatographs and turbidimeters. The detector and the receiver can be adapted to analyze in the fluid the quantity of molecules comprising an alcohol function.

Un tel dispositif permet de réaliser une analyse de la présence d'éléments chimiques comportant une fonction alcool dans un fluide ceci avec un bon rapport signal sur bruit, une partie de la paroi interne étant conformée pour que le rayonnement émis ne subisse qu'une seule réflexion sur la paroi interne avant sa détection. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre partiellement un dispositif d'analyse de fluide par mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique comportant une cuve selon l'invention, - la figure 2 illustre un exemple de forme de cuve d'analyse selon un premier mode de réalisation dans lequel la cuve présente une section longitudinale en ellipse, - la figure 3 illustre une cuve selon la figure 1 dans laquelle un émetteur et un détecteur de rayonnement électromagnétique ont été positionnés aux zones focales de la cuve d'analyse, - la figure 4 illustre une cuve d'analyse 25 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel chaque section de la cuve d'analyse présente une forme suivant l'égalité suivante : y =±Rxsin(ArcCos(-x)) . Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une 5 échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La figure 1 illustre schématiquement la partie active d'un dispositif d'analyse de fluide par 10 mesure d'absorption d'un rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204. Une telle partie active comporte : - une cuve d'analyse 100 présentant une entrée du fluide à analyser formée par un orifice 15 d'entrée 121 et une sortie du fluide analysé formée par un orifice de sortie 122, un émetteur 20 de rayonnement électromagnétique adapté pour émettre un rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204, 20 - un détecteur 30 de rayonnement électromagnétique adapté pour mesurer l'intensité d'un rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204. La cuve d'analyse 100 délimite une cavité 105 longitudinale présentant un axe longitudinal Lo. La 25 cavité 105 présente une paroi interne 106. Au moins une partie de la paroi interne 106 est adaptée pour réfléchir le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 aux longueurs d'onde émises par l'émetteur 20. Chacune des sections longitudinales de la 30 paroi interne 106 présente, comme illustré sur la figure 2, une forme d'ellipse. Ainsi, chacune des sections présente un premier et un second point caractéristique, qui sont le premier et le second foyer de l'ellipse. Le premier et le second foyer forment respectivement une première et seconde zone focale 110a, 110b. Ainsi, de par la définition de l'ellipse, pour une première droite Dl passant par la première zone focale 110a et interceptant la paroi interne 106 en un point P, il existe une deuxième droite D2 qui, passant par ce même point P en formant avec la première droite Dl un angle dont la bissectrice B est perpendiculaire à la tangente T de la paroi interne 106 en ce même point P, passe par la seconde zone focale 110b. De même la trajectoire entre la première et la seconde zone focale 110a, 110b par réflexion sur un point quelconque de la section présente une dimension caractéristique de l'ellipse identique pour l'ensemble des points de l'ellipse. Le premier et le second foyer, formant la première et la seconde zone focale 110a, 110b, de chacune des sections longitudinales sont communs à l'ensemble des sections longitudinales. On entend par section longitudinale, une section de la paroi interne 106 dont le plan de section comporte l'axe longitudinal Lo. Such a device makes it possible to perform an analysis of the presence of chemical elements comprising an alcohol function in a fluid this with a good signal-to-noise ratio, a part of the internal wall being shaped so that the emitted radiation undergoes only one reflection on the inner wall before detection. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments, given purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 partially illustrates a device for fluid analysis by absorption measurement of electromagnetic radiation comprising a tank according to the invention; - FIG. 2 illustrates an example of an analysis vessel shape according to a first embodiment in which the tank has a longitudinal section in FIG. 3 illustrates a tank according to FIG. 1 in which a transmitter and an electromagnetic radiation detector have been positioned at the focal zones of the analysis vessel; FIG. 4 illustrates an analysis vessel 25 according to a second embodiment in which each section of the analysis vessel has a shape with the following equality: y = ± Rxsin (ArcCos (-x)). Identical, similar or equivalent parts of the different figures bear the same numerical references so as to facilitate the passage from one figure to another. The different parts shown in the figures are not necessarily in a uniform scale, to make the figures more readable. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS FIG. 1 schematically illustrates the active part of a fluid analysis device for measuring the absorption of electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204. Such an active part comprises: an analysis vessel 100 having an inlet of the fluid to be analyzed formed by an inlet port 121 and an outlet of the analyzed fluid formed by an outlet port 122, an electromagnetic radiation emitter 20 adapted to emit electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204, 20 - an electromagnetic radiation detector 30 adapted to measure the intensity of electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204. The analysis vessel 100 delimits a longitudinal cavity 105 having a longitudinal axis Lo. The cavity 105 has an inner wall 106. At least a portion of the inner wall 106 is adapted to reflect the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 at the wavelengths emitted by the emitter 20. Each of the longitudinal sections of the inner wall 106 has, as illustrated in FIG. 2, an elliptical shape. Thus, each of the sections has a first and a second characteristic point, which are the first and the second focus of the ellipse. The first and second focus respectively form first and second focal areas 110a, 110b. Thus, by the definition of the ellipse, for a first line D1 passing through the first focal zone 110a and intercepting the inner wall 106 at a point P, there is a second straight line D2 which, passing through this same point P forming with the first line D1 an angle whose bisector B is perpendicular to the tangent T of the inner wall 106 at the same point P, passes through the second focal zone 110b. Similarly, the path between the first and the second focal zone 110a, 110b by reflection on any point of the section has a characteristic dimension of the identical ellipse for all the points of the ellipse. The first and the second focus, forming the first and second focal areas 110a, 110b, of each of the longitudinal sections are common to all of the longitudinal sections. The term longitudinal section, a section of the inner wall 106 whose sectional plane comprises the longitudinal axis Lo.

Selon une possibilité préférée de l'invention, la cavité 105 est une cavité 105 sensiblement de révolution selon l'axe longitudinal Lo. Ainsi l'ensemble des sections longitudinales présentent une même forme en ellipse, la dimension caractéristique de chacune des sections longitudinales étant donc identique à celle des autres sections longitudinales. According to a preferred possibility of the invention, the cavity 105 is a cavity 105 substantially of revolution along the longitudinal axis Lo. Thus the set of longitudinal sections have the same shape in ellipse, the characteristic dimension of each of the longitudinal sections being identical to that of the other longitudinal sections.

Chacune des sections longitudinales présente, comme illustré sur la figure 2, deux sommets principaux 151, 152, c'est-à-dire les points d'intersection entre l'axe longitudinal Lo et ladite section, un axe latéral La correspondant à l'axe de symétrie secondaire de l'ellipse perpendiculaire à l'axe longitudinal Lo, et deux sommets secondaires 153, 154, c'est-à-dire les points d'intersection entre l'axe latéral La et ladite section. Each of the longitudinal sections has, as illustrated in FIG. 2, two main peaks 151, 152, that is to say the points of intersection between the longitudinal axis Lo and said section, a lateral axis La corresponding to the secondary axis of symmetry of the ellipse perpendicular to the longitudinal axis Lo, and two secondary peaks 153, 154, that is to say the points of intersection between the lateral axis La and said section.

Chacune des sections longitudinales présente une distance longitudinale entre les deux sommets principaux 151, 152, cette distance longitudinale correspondant à la distance maximum entre deux points de ladite section selon l'axe longitudinal Lo. Les mêmes sections longitudinales présentent également chacune une distance latérale entre ses deux sommets secondaires 153, 154, cette distance latérale correspondant à la distance maximum entre deux points de ladite section selon l'axe latérale La. Le rapport de la distance latérale sur la distance longitudinale de chacune des sections longitudinales est inférieur à 0,2 et préférentiellement inférieure à 0,1. La cavité 105 comporte en outre l'orifice d'entrée 121 destiné à l'introduction du fluide à analyser. L'orifice d'entrée 121 est ménagé dans la paroi interne 106 au niveau d'un premier sommet principal 151 d'une section longitudinale. On entend par « au niveau d'un premier sommet principal 151 » que la distance entre l'orifice 30 d'entrée 121 et le premier sommet principal 151 de ladite section est inférieure à la distance longitudinale divisée par 5. La cavité 105 présente également l'orifice de sortie 122 pour l'extraction du fluide analysé. Each of the longitudinal sections has a longitudinal distance between the two main peaks 151, 152, this longitudinal distance corresponding to the maximum distance between two points of said section along the longitudinal axis Lo. The same longitudinal sections also each have a lateral distance between its two secondary tops 153, 154, this lateral distance corresponding to the maximum distance between two points of said section along the lateral axis La. The ratio of the lateral distance over the longitudinal distance each of the longitudinal sections is less than 0.2 and preferably less than 0.1. The cavity 105 further comprises the inlet orifice 121 for introducing the fluid to be analyzed. The inlet orifice 121 is formed in the inner wall 106 at a first main peak 151 of a longitudinal section. The term "at a first main peak 151" is understood to mean that the distance between the inlet port 121 and the first main peak 151 of said section is less than the longitudinal distance divided by 5. The cavity 105 also presents the outlet orifice 122 for extracting the analyzed fluid.

L'orifice de sortie 122 est ménagé dans la paroi interne 106 au niveau du deuxième sommet principal 152 d'une section longitudinale L'émetteur 20 de rayonnement électromagnétique est un émetteur dont la, ou les, longueur(s) d'onde d'émission est, ou sont, adaptée(s) pour les mesures d'absorption nécessaires pour l'analyse du fluide. Ainsi pour une mesure de colorimétrie, l'émetteur 20 sera un émetteur polychromatique émettant sur une large gamme de longueur d'onde. Pour une mesure d'absorption simple, permettant de doser un seul composé, par exemple, l'émetteur pourra être choisi comme monochromatique, c'est-à-dire émettant principalement selon une seule longueur d'onde. The outlet orifice 122 is formed in the inner wall 106 at the second main vertex 152 of a longitudinal section. The emitter 20 of electromagnetic radiation is a transmitter whose or the wavelength (s) of emission is, or is, suitable for the absorption measurements necessary for fluid analysis. Thus for a colorimetric measurement, the emitter 20 will be a polychromatic emitter emitting over a wide range of wavelengths. For a simple absorption measurement, for assaying a single compound, for example, the emitter may be chosen as monochromatic, that is to say emitting mainly at a single wavelength.

L'émetteur 20 est positionné dans la cavité 105 de manière que, comme illustré sur la figure 3, le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 émis par l'émetteur 20 soit émis au niveau de la première zone focale 110a de la cavité 105. The transmitter 20 is positioned in the cavity 105 so that, as illustrated in FIG. 3, the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 emitted by the emitter 20 is emitted at the level of the first focal zone 110a of the cavity 105.

Ce qui signifie, que l'émetteur 20 comporte au moins une sortie du rayonnement électromagnétique dans la cavité 105 telle que par exemple la sortie d'une fibre optique. L'émetteur 20 présente, selon une conformation plus générale de l'invention, une zone émettrice, adaptée pour émettre le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204, dans la cavité 105 sensiblement à l'emplacement de la première zone focale 110a de la cavité 105. Le détecteur 30 est un détecteur de rayonnement électromagnétique dont la, ou les, longueur(s) d'onde détectée(s) est, ou sont, adaptée(s) pour les mesures d'absorption nécessaires pour l'analyse du fluide. Ainsi le détecteur 30 peut être un simple photodétecteur dont l'entrée présente un filtre passe- bande adapté pour laisser passer une ou plusieurs longueurs d'onde données, ou un monochromateur adapté pour faire varier la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique qui est détectée. Le détecteur 30 est positionné dans la cavité 105 de manière que, comme illustré sur la figure 3, le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 reçu par le détecteur 30 soit reçu au niveau de la seconde zone focale 110b. Ce qui signifie, que le détecteur 30 20 comporte au moins une entrée pour le rayonnement électromagnétique dans la cavité 105 telle que par exemple une entrée d'un système optique. Le détecteur 30 présente, selon une conformation plus générale de l'invention, une zone de réception adaptée pour 25 recevoir le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 lors de sa détection, ladite zone de réception étant positionnée dans la cavité 105 sensiblement à l'emplacement de la seconde zone focale 110b de la cavité 105. 30 Un dispositif d'analyse de fluide par mesure d'absorption présentant une partie active selon le mode de réalisation décrit ci-dessus est mis en oeuvre selon un procédé comportant les étapes consistant à : introduire le fluide à analyser par l'orifice d'entrée 121, ce fluide à analyser repoussant par effet piston le fluide déjà analysé au travers de l'orifice de sortie 122, mettre en oeuvre l'émetteur 20 de manière que l'émetteur 20 émette un rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204, ce rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 étant émis à partir de la première zone focale 110a de la cavité 105, ainsi l'ensemble du rayonnement électromagnétique qui n'est pas émis directement en direction du détecteur 30, est réfléchi par la paroi interne 106 de la cavité 105 en direction du détecteur 30 avec une trajectoire ne comportant qu'une seule réflexion, - détecter le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 qui a transité dans la cavité 105 et dont une partie a été absorbée par le fluide à analyser. Une fois le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 détecté, les trajectoires du rayonnement étant bien définies, puisque les caractéristiques des ellipses formées par chacune des sections longitudinales de la paroi interne 106, l'intensité du rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 détecté peut être analysée à partir d'une ou plusieurs formules, tels que celle définie par la loi de Beer-Lambert. This means that the transmitter 20 comprises at least one output of the electromagnetic radiation in the cavity 105 such as for example the output of an optical fiber. The transmitter 20 has, according to a more general conformation of the invention, an emitter zone, adapted to emit the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204, in the cavity 105 substantially at the location of the first focal zone 110a of the cavity 105. The detector 30 is an electromagnetic radiation detector whose or the detected wavelength (s) is, or is, adapted for the absorption measurements necessary for the analysis. fluid. Thus the detector 30 may be a simple photodetector whose input has a band-pass filter adapted to pass one or more given wavelengths, or a monochromator adapted to vary the wavelength of the electromagnetic radiation that is detected. . The detector 30 is positioned in the cavity 105 so that, as shown in FIG. 3, the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 received by the detector 30 is received at the second focal zone 110b. This means that the detector 30 has at least one input for the electromagnetic radiation in the cavity 105 such as for example an input of an optical system. The detector 30 has, according to a more general conformation of the invention, a receiving zone adapted to receive the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 during its detection, said receiving zone being positioned in the cavity 105 substantially at the location of the second focal zone 110b of the cavity 105. An absorption measurement fluid analysis device having an active portion according to the embodiment described above is implemented according to a method comprising the steps comprising: introducing the fluid to be analyzed through the inlet orifice 121, this fluid to be analyzed by pistoning the fluid already analyzed through the outlet orifice 122, using the emitter 20 so that the emitter 20 emits electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204, this electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 being emitted from the first focal zone 110a of the cavity 105 , thus the whole of the electromagnetic radiation which is not emitted directly in the direction of the detector 30, is reflected by the internal wall 106 of the cavity 105 in the direction of the detector 30 with a trajectory comprising only one reflection, - detect the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 which has passed through the cavity 105 and a part of which has been absorbed by the fluid to be analyzed. Once the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 detected, the radiation trajectories being well defined, since the characteristics of the ellipses formed by each of the longitudinal sections of the inner wall 106, the intensity of the electromagnetic radiation 201, 202, 203 , 204 detected can be analyzed from one or more formulas, such as that defined by the Beer-Lambert law.

La figure 4 illustre une cuve d'analyse 100 selon un second mode de réalisation de l'invention. Une cuve d'analyse 100 selon le second mode de réalisation se différencie d'une cuve d'analyse 100 selon le premier mode de réalisation en ce qu'elle présente des sections longitudinales dont la forme est différente de celle d'une ellipse. Chacune des sections longitudinales de la paroi interne 106 présente une forme suivant l'équation 10 mathématique suivante : y = ±R x sin(ArcCos(IL)) avec x une coordonnée d'un point de la section selon l'axe longitudinal, y une coordonnée du même point selon l'axe latéral, et R et L des 15 dimensions caractéristiques de la forme de la section. Les dimensions R et L d'une section longitudinale correspondent respectivement à la distance longitudinale, qui est la distance maximum entre deux points de ladite section selon l'axe 20 longitudinal Lo, et à la distance latérale, qui est la distance maximum entre deux points de ladite section selon l'axe latérale La. Selon un principe similaire à celui de l'ellipse, une telle forme des sections longitudinales 25 définit un premier et un second foyer. Ces foyers sont positionnés, comme illustré sur la figure 4, le long de l'axe longitudinal de la section et leur positionnement est régi par la formule suivante : d=VL2-R2, avec d la distance par rapport au point 0 correspondant à l'intersection entre l'axe longitudinal Lo et l'axe latéral La. Un dispositif d'analyse, comportant une partie active dont la cuve d'analyse est selon ce second mode de réalisation, est mis en oeuvre de façon identique à un dispositif d'analyse selon le premier mode de réalisation. Une application préférée de l'invention est l'éthylométrie. Un dispositif d'analyse adapté selon cette application est un dispositif adapté pour détecter des molécules présentant une fonction alcool dans un gaz, tel que l'air expiré par un utilisateur du dispositif, ceci par une mesure d'absorption dans l'infrarouge. FIG. 4 illustrates an analysis vessel 100 according to a second embodiment of the invention. An analysis vessel 100 according to the second embodiment differs from an analysis vessel 100 according to the first embodiment in that it has longitudinal sections whose shape is different from that of an ellipse. Each of the longitudinal sections of the inner wall 106 has a shape according to the following mathematical equation: y = ± R x sin (ArcCos (IL)) with x a coordinate of a point of the section along the longitudinal axis, y a coordinate of the same point along the lateral axis, and R and L of the characteristic dimensions of the shape of the section. The dimensions R and L of a longitudinal section respectively correspond to the longitudinal distance, which is the maximum distance between two points of said section along the longitudinal axis Lo, and to the lateral distance, which is the maximum distance between two points. of said section along the lateral axis La. According to a principle similar to that of the ellipse, such a shape of the longitudinal sections 25 defines a first and a second focus. These foci are positioned, as illustrated in Figure 4, along the longitudinal axis of the section and their positioning is governed by the following formula: d = VL2-R2, with d the distance from the point 0 corresponding to the intersection between the longitudinal axis Lo and the lateral axis La. An analysis device, comprising an active part whose analysis cell is according to this second embodiment, is implemented in a manner identical to a device of the invention. analysis according to the first embodiment. A preferred application of the invention is ethylometry. A suitable analysis device according to this application is a device adapted to detect molecules having an alcohol function in a gas, such as the air exhaled by a user of the device, by an infrared absorption measurement.

Un tel dispositif comporte une cuve d'analyse 100 selon l'invention dans laquelle sont disposés respectivement sur la première et la seconde zone focale un émetteur 20 et un détecteur 30 adaptés pour détecter la présence d'une fonction alcool sur les molécules composant le gaz à analyser. Selon cette application, la paroi interne 106 de la cavité 105 est rendue réfléchissante au moyen d'un revêtement métallique tel que de l'or. Ainsi, l'émetteur 20 peut être un émetteur infrarouge adapté pour émettre sur une gamme de longueur d'onde comportant soit la gamme de longueur d'onde de 3 à 4 pm, soit la gamme de 9 à 10 pm, ceci en fonction que le dispositif détecte la fonction hydrocarbure ou la liaison C-H de la fonction alcool. Such a device comprises an analysis vessel 100 according to the invention in which are respectively disposed on the first and the second focal zone a transmitter 20 and a detector 30 adapted to detect the presence of an alcohol function on the molecules making up the gas to analyze. According to this application, the inner wall 106 of the cavity 105 is made reflective by means of a metal coating such as gold. Thus, the transmitter 20 may be an infrared transmitter adapted to transmit over a wavelength range comprising either the wavelength range of 3 to 4 pm, or the range of 9 to 10 pm, depending on whether the device detects the hydrocarbon function or the CH bond of the alcohol function.

Le détecteur 30 est un photodétecteur présentant une bonne sensibilité dans la gamme des infrarouges et comportant, au niveau de sa zone d'entrée un filtre infrarouge adapté pour laisser passer la ou les longueurs d'ondes caractéristiques de la fonction alcool, cette caractéristique pouvant être présente dans la gamme de longueurs d'onde de 3 à 4 pm ou dans la gamme de 9 à 10 pm. Si dans les modes de réalisation décrits ci-dessus la cuve d'analyse 100 présente paroi interne 106 complètement réfléchissante au rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 émis par l'émetteur, il est également possible, sans que l'on sorte du cadre de l'invention, que la paroi interne 106 ne soit que partiellement réfléchissante, c'est-à-dire que la paroi interne 106 présente une partie minoritaire non réfléchissante et/ou que la paroi interne 106 soit en partie absorbante au longueur d'onde auxquelles le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 est émis par l'émetteur 20. De même, si dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, la cavité 105 est entièrement conformées de manière à ce que sa paroi interne 106 définisse la première et la seconde zone focale 110a, 110b de la cavité 105. Il est envisageable, sans que l'on sorte de l'invention, qu'une partie minoritaire de la paroi interne 106 ne présente pas une telle conformation, cette partie minoritaire de la paroi interne étant préférentiellement une partie adaptée pour absorber le rayonnement électromagnétique 201, 202, 203, 204 émis par l'émetteur 20.30 The detector 30 is a photodetector having a good sensitivity in the infrared range and comprising, at its input zone, an infrared filter adapted to allow the characteristic wavelength (s) of the alcohol function to pass, this characteristic being able to be present in the wavelength range of 3 to 4 μm or in the range of 9 to 10 μm. If in the embodiments described above, the analysis tank 100 has an internal wall 106 that is completely reflective of the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 emitted by the emitter, it is also possible, without going out of the of the invention, that the inner wall 106 is only partially reflective, that is to say that the inner wall 106 has a non-reflecting minority portion and / or that the inner wall 106 is partly absorbent to the length of wave to which the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 is emitted by the emitter 20. Similarly, if in the embodiments described above, the cavity 105 is completely shaped so that its inner wall 106 define the first and the second focal zone 110a, 110b of the cavity 105. It is conceivable, without departing from the invention, that a minor portion of the inner wall 106 does not have such a conformation, that the minority part of the inner wall preferably being a part adapted to absorb the electromagnetic radiation 201, 202, 203, 204 emitted by the emitter 20.30

Claims

REVENDICATIONS1. Analysis vessel (100) for a fluid analysis device for electromagnetic radiation absorption measurement (201, 202, 203, 204), said analysis vessel (100) comprising: - a cavity ( 105), the cavity having an at least partially reflective inner wall (106) and a longitudinal axis (Lo), the analysis vessel (100) being characterized in that the cavity (105) is shaped such that most of the inner wall (106) defines a first and a second focal area (110a, 110b) of the cavity (105) such that for any first straight line (D1) passing through the first focal area (110a) and intercepting the most of the inner wall (106) at a point (P), a second straight line (D2), passing through the same point (P) and making an angle with the first straight line (D1), the bisector (B) of the said angle 20 being perpendicular to the tangent (T) of the inner wall at the same point (P), passes through the second focal zone (110b).

An analysis vessel (100) according to claim 1, wherein at least a portion of the longitudinal sections of the inner wall (106) have a conformation such that most of the section at least partially forms an ellipse, the first and second focal areas (110a, 110b) of the cavity having the first and second focus of said ellipse.

3. Analysis vessel (100) according to claim 2, wherein each longitudinal section of the inner wall (106) has a conformation such that most of the longitudinal section at least partially forms an ellipse.

4. Analysis vessel (100) according to claim 1 or 2, wherein at least a major part of the longitudinal sections of the inner wall (106) has a conformation such that the points of at least part of the section are arranged substantially along the following equality: y = ± Rxsin (ArcCos (-x)), where x is the coordinate of the point along the longitudinal axis, y is the coordinate of the point along an axis perpendicular to the longitudinal axis present in the plane of section and R and L are characteristic dimensions of the shape of the section.

5. Analysis vessel (100) according to any one of the preceding claims, wherein the cavity (105) is substantially of revolution about the longitudinal axis.

6. Analysis vessel (100) according to any one of the preceding claims, wherein each of the longitudinal sections of the inner wall (106) has a lateral and longitudinal distance, the lateral distance and the longitudinal distance corresponding to the maximum distance. between two points of the section respectively along an axis perpendicular to the longitudinal axis (Lo) and the longitudinal axis (Lo), the ratio of the lateral distance over the longitudinal distance being less than 0.2 and preferentially less than 0.1. .

An analysis vessel (100) according to any one of the preceding claims, wherein there is further provided an inlet (121) for introducing the fluid to be analyzed and an outlet (122) for extracting the analyzed fluid, said orifices (121, 122) being each positioned on the inner wall (106) of the cavity (105) near a respective intersection between said inner wall (106) and the longitudinal axis ( Lo).

A fluid analysis device for measuring electromagnetic radiation absorption (201, 202, 203, 204) comprising an analysis vessel (100), a transmitter (20) and a detector (30). electromagnetic radiation, characterized in that the analysis vessel (100) is an analysis vessel according to any one of the preceding claims, the emitter (20) being positioned so that the electromagnetic radiation (201, 202, 203, 204) emitted by the emitter (20) is emitted at the first focal area (110a), the detector (30) being positioned so that the electromagnetic radiation (201, 202, 203, 204) received by the detector (30) is received at the second focal area (110b).

9. Analysis device according to claim 8, wherein the device is an analysis device selected from the group comprising spectroscopes, colorimeters, chromatographs and turbidimeters.

10. Analysis device according to claim 8 or 9, wherein the detector (20) and the receiver (30) are adapted to analyze in the fluid the quantity of molecules comprising an alcohol function.