WO2020240138A1 - Dispositif de prelevement d'aerosols et/ou de particules et procede d'analyse de la qualite de l'air mettant en œuvre ce dispositif - Google Patents

Dispositif de prelevement d'aerosols et/ou de particules et procede d'analyse de la qualite de l'air mettant en œuvre ce dispositif Download PDF

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WO2020240138A1
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WO
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filter
filters
sampling device
air
removable part
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PCT/FR2020/050896
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Frédéric GRIFFE
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Covarians
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    • G01N2001/2288—Filter arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a device for extracting aerosols and / or particles of the pre-veur cassette type suitable for continuous monitoring of the air quality in airplanes, and more generally inside air transport systems. or terrestrial. It also relates to a method for analyzing the quality of the air using this device.
  • the objective of this innovation is to make the continuous monitoring of the air quality in all airplanes possible from an economic point of view while being the least intrusive possible from the point of view of passengers, crews, aircrafts. flight operations and crews maintenance.
  • the innovation relates to the device but also to the implementation, use and maintenance process that it makes possible in environments with high operational constraints in which maintenance interventions are reduced to the strict minimum.
  • the Covid 19 pandemic has generated an unprecedented global health and economic crisis, but also within air transport, which has been one of the industries most affected by this crisis.
  • the speed of emergence from the crisis is strongly linked to the ability to demonstrate the absence of viruses in the premises and means of transport in order to regain the confidence of users.
  • the continuous analysis of particles, pollution and viruses present in the air will become a fundamental issue in accelerating the recovery of activity worldwide.
  • the present invention by its autonomy and its ability to be easily installed in public places, should strongly contribute to this objective.
  • An automatic device comprising a pollution detection sensor and various sampling means, including at least one adsorption tube, is the subject of a patent US Pat. No. 7,824,479.
  • This device is equipped with solenoid valves, pumps and sampling means by stainless steel adsorption tubes, which makes it a fairly large equipment and requires large batteries to be self-sufficient in energy. It is therefore an expensive and complex system to certify and install in all aircraft. In addition, it requires spending time on site to calibrate the sensors or retrieve the measurement records.
  • a simpler device is disclosed in document US2008 / 0281528.
  • This device comprises a removable cassette which contains a filter, as well as a device for sucking air through this filter. It is possible to connect sensors to this device suction and a memory is associated with the removable cassette to store the data.
  • the suction device also has a keypad and a display allowing a user to program it. It can be left in a given location and works autonomously. However, its size, appearance and especially the quantity of pipes and electric cables make it unsuitable for use in a public place, whether it is a store-type room or a means of transport and even less than a plane.
  • these cables and electric wires and keyboard screen interface mean that its use can only be carried out by someone specially trained and sufficiently careful, which is not always the case when many maintenance teams can intervene.
  • This device does not have the ability to take several samples or to have a witness without having to add a second device.
  • document US2010 / 0163761 has a barrel system with an automatic positioning device for the filters on this barrel, allowing it to take several samples in succession and have witnesses available.
  • This system is very bulky and requires fairly complex maintenance operations. There does not appear to be a device that protects the samples when they are removed from the device.
  • the proposed invention makes it possible to have an intelligent, discreet, light, compact and very simple to maintain sampling device in the field while offering the possibility of taking several samples, having a witness and protecting the samples during the process. transport.
  • an aerosol and / or particle sampling device comprising:
  • this fixed part intended to be placed in an enclosure for which it is desired to control the air quality
  • this fixed part comprising suction means
  • a removable part comprising in a housing, one or more sensors arranged to measure parameters related to the quality of the air, and a plurality of filters provided to capture each of the aerosols / particles, means for moving a filter among the plurality of filters so as to bring said filter into contact with the ambient air, this filter then capturing aerosols or particles set in motion by the suction means
  • said housing being arranged to isolate said filters from the ambient environment when they are not in use, and electrical and mechanical coupling means between the fixed and removable parts.
  • the aerosol extractor device can also advantageously comprise means for controlling an air sample in response to a detection of an event by one or more of the sensors, said sample control means being arranged to selectively controlling the suction means and the filter displacement device.
  • the filter displacement means comprise a driving part located in the fixed part and a movable filter support part arranged in the removable part and designed to be driven by said driving part.
  • the filter displacement means are arranged in the removable part.
  • the housing is preferably arranged to protect and preserve pollution samples trapped in one or more of the filters.
  • the filter moving means are arranged to place a filter selected from among the plurality of filters in front of an opening in the housing.
  • the removable part further comprises a movable support provided to receive the plurality of filters and driven by the filter displacement means and the movable support can be arranged so that each filter is removable.
  • the mobile support may be of substantially discoid shape and movable in rotation, or else of substantially rectangular shape and movable in translation.
  • the housing may advantageously include a slot provided to connect the sensor or sensors with the air outside said enclosure.
  • the sampling device may also have means for issuing an order for the forced removal of an air sample, comprising for example a push button accessible from the removable part and connected to the sampling control means.
  • It can also include a microcontroller cooperating with the sensor (s), the suction means and the filter displacement means, to selectively control an air sample in response to a detection of a “Smoke or Odor” event by or several sensors.
  • the suction means may for example comprise a diaphragm pump or a piezoelectric diaphragm pump or a fan.
  • the sampling device according to the invention can also comprise means for locally alerting of the detection of an event [smoke or odor] and / or of an air sample. These alert means can be visual or audible.
  • a method for analyzing the quality of the air in an enclosure comprising the steps of:
  • the analysis method according to the invention can also comprise a series of steps for periodic sampling of aerosols and / or particles carried out on a filter determined from among the plurality of filters, at the end of which the removable part containing said filter is transmitted to a remote site for analysis and diagnosis of air quality.
  • It can also include a step of automatically sampling a filter determined from among the plurality of filters, in response to detection of an event [Smoke or Odor] by a sensor from among a plurality of sensors arranged in the sampling device, at the from which the removable part containing said filter is transmitted to a remote site for analysis and diagnosis of air quality.
  • the sampler device according to the invention can be implemented inside a passenger transport system, for example in an airplane cabin, or inside a home or a professional room or public.
  • the sampling device offers two functions: control of the quality of the air and the sampling of aerosols and particles in suspension during pollution. It is intended to be installed in an enclosure whose air quality is to be monitored continuously and to be able to take a sample in the event of accidental pollution.
  • the sampler according to the invention is particularly suitable for use in the cabin or in the cockpit of aircraft.
  • aeronautical certification, discretion, energy autonomy, automation as well as ease of installation and maintenance are essential essential aspects to allow continuous and widespread use in a large fleet of devices.
  • Air quality control is provided by a set of sensors such as gas sensors, smoke and aerosol detectors connected to a controller.
  • the controller associates a date and time with each measurement and records each measurement in a non-volatile memory.
  • the controller processes the measurements to identify possible pollution and, if necessary, triggers a sample.
  • a button is also available to allow crews to manually trigger a sample.
  • the collection of aerosols and particles carried out by means of a plurality of filters positioned in a store, a device for exposing the filters and a suction device.
  • the exposure device puts one of the filters in contact with the ambient air and the suction device passes a controlled volume of air through the filter in order to trap the particles and aerosols in suspension .
  • the quality and representativeness of the sample is ensured by a device for measuring the suction depression during the sample.
  • This device makes it possible to detect a leak or an abnormal deterioration of the filter or a failure of the suction device making the sample unrepresentative.
  • the measurements can also be saved in the memory associated with the controller.
  • one of the filters is never exposed and can be used as a witness to ensure that no pollution has occurred during transport or analysis of the filters.
  • the contents of the filters are extracted and then analyzed in the laboratory using equipment such as gas chromatographs and mass spectrometers in order to know precisely the nature of the pollution and to deduce the causes.
  • An internal energy source allows the device to operate in complete autonomy.
  • the device is divided into a fixed part or 'base' and a reusable removable part or 'store'.
  • the base includes the exposure device, the suction device, and an interchangeable power source.
  • the store includes filters, sensors, controller with its memory as well as the housing and a removable cover.
  • FIG. 1 is a perspective view of a prele veur according to the invention, showing the base and the removable magazine in position or separated from the base.
  • Fig .2 is an exploded view of the removable magazine shown in Fig.l;
  • FIG. 3 is a perspective view of the filter holder and a means for fixing the filters, arranged within the magazine shown in Fig. 2;
  • FIG. 4 is a block diagram of a controller for a prele veur according to the invention.
  • Fig.5 is an exploded view of the base of the sampler shown in Fig.l;
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the sampling method according to the invention.
  • Fig.7 is an exploded view of a suction chamber fitted to the sampler shown in Fig.l;
  • Fig.8 is a perspective view of the sampler of Fig.l in which sensors are shown.
  • Figure 9 illustrates an implementation of a sampler according to the invention in the cabin of an airplane.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described or illustrated below isolated from the other characteristics described or illustrated (even if this selection is isolated within a phase comprising these other characteristics), if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one characteristic preferably functional without structural details, and / or with only part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the art. earlier.
  • a veur 1 of aerosols and particles in the air ensures continuous control of the air quality.
  • This prele veur works on the principle of sucking a controlled volume of air through a filter, the material of which is capable of allowing air to pass while retaining aerosols and particles.
  • the sampler 1 is composed of a fixed part 2 called the base and a removable and interchangeable part 3 called the magazine.
  • Store 3 contains at least all of the elements that must return to the laboratory for analysis or maintenance, i.e. filters 10 located on locations 50, 51, 52 and 53 of filter holder 5 and sensors 104 connected to a microcontroller 7 provided with a non-volatile memory 101 containing data from sensors 104 as well as operating information from sampler 1.
  • Base 2 consists of a filter exposure device, a suction device and a power source.
  • the shape of the sampler 1 in a flat parallelepiped gives it great compactness and discretion in places frequented by the public.
  • the dimensions do not exceed 160mm x 160mm x 60mm.
  • it is fixed to a vertical partition, - for example a wall of an aircraft cabin as illustrated in Fig. 9 - or tilted using a system which neither damages nor does modifies the support partition.
  • the possible fixing methods are double-sided adhesives (repositionable or not), velcro or fixing collars, as well as magnetic fixings.
  • it is fixed to a support from which it can be dismantled, this support itself being screwed or glued to the support partition.
  • it is glued or screwed directly to the support partition.
  • Electrical and mechanical coupling means make it possible to hold the magazine 3 in position and to ensure the communications of information and orders and the transfer of energy between the two parts.
  • the magazine 3 is fixed to the base 2 by flexible fixing lugs not visible from the outside of the apparatus.
  • a latch is located on the upper face of the outlet 18 of the sucked air located on one of the faces of the base 2. The latch then deforms and displace the fixing pastes for free the store.
  • a MILL-MAX series 825 or 827 type electrical piston connector is used to convey information, commands and energy between magazine 3 and base 2.
  • Tray 3 has a flat shape with a maximum thickness of 20mm, which allows it to be mailed in an international standard format envelope, thus avoiding the need to use a parcel.
  • the store 3 protects the filters 10 and the sensors 104 against mechanical stresses, shocks and possible pollution.
  • the boxes of the base 2 and of the magazine 3 can be made of plastic material by injection, plastic sheet metal or 3D printing. In an embodiment dedicated to aeronautical applications, flame-retardant ABS or PEEK can be used.
  • the magazine 3 is composed of a housing 4, a cover 6, a filter holder 5, a controller 7 and a set of sensors 104.
  • the controller 7 and the sensors 104 are located on the same printed circuit.
  • the sensors 104 are in contact with the outside air via an opening 40 in the housing 4 located to the right of these sensors 104.
  • the filter holder 5 is rotated about its axis of symmetry in the housing 4 in cooperation with a central opening 60 formed in the cover 6.
  • Two circular openings 41,61, one in the housing 4, the other in cover 6, allow one of the filters 10 to be brought into contact with the ambient air and the suction device 13 (Fig. 7.
  • each filter 10 can be placed opposite the openings 41, 61 to take a sample.
  • the opening 60 in the cover 6 located opposite the axis of the filter holder 5 allows the drive axis of the exposure device to pass through. filters located in base 2.
  • the filter holder 5 is circular and comprises several circular openings 30, 31, 32, 33 each constituting a filter location and each capable of receiving a filter arranged on a holding grid 50-53.
  • Filters 10 are commercial filters such as the Whatman TM QMA 37mm diameter filters. Each filter 10 is then held by means of a ring 9 which locks into the filter location 30-33 of the filter support by means of wedges. To remove the filter 10, it suffices to remove the ring 9.
  • a grid 50-53 located on the suction side allows the filter to be mechanically held in order to withstand the forces associated with the suction of the filter. 'air.
  • the filter holder 5 comprises four locations 30-33 located at 90 ° angles to each other and whose centers are equidistant from the axis of the filter holder.
  • One of the filters is never exposed to serve as a control for laboratory analyzes, two filters are used for samples and a last filter is permanently exposed which makes it possible to have a measurement of the aerosol depositions on the enclosure surfaces. It is possible to take samples at regular intervals on this same filter in order to have an average particle concentration over the entire period. of use.
  • This function can be configured by software at the level of a configuration application.
  • a controller 7, arranged to control a sampling controller 15 located in the base 2 and intended to control the active components of the base 2, comprises a microcontroller 100 as well as its non-volatile memory 101, for example. a flash memory, for storing the measurements of the sensors 104 and of the operating parameters of the prele veur device 1.
  • the microcontroller 100 has a real-time clock which enables it to trigger measurements periodically to time stamp each measurement and each event.
  • the sensors 104 measure temperature, relative humidity, atmospheric pressure, concentration of carbon dioxide, concentration of carbon monoxide, concentration of ozone, and concentration of Volatile Organic Compounds VOCs.
  • An optical smoke detector can also be used.
  • Other sensors can be added such as additional gas sensors or airborne particle sensors.
  • An acceleration sensor can also be added to make it possible, by coupling with the pressure data, to identify that the aircraft is not in flight and to avoid supplying the sensors or the sampling device on the ground, in order to 'save the energy source.
  • a voltage converter 103 converts the voltage of an electrical energy source into a voltage compatible with all the components of the controller 7.
  • An output of the microcontroller 100 makes it possible to control the power supply and the activity of the sensors 104 in order to to limit their electricity consumption outside the measurement periods.
  • a link 106 between the microcontroller 100 and the sampler controller 15 allows the controller to control the filter exposure and suction device during a sampling phase as well as to recover the measurements from additional sensors 104 'located in the sampler unit. .
  • a wired high-speed serial link 105 allows data and other operating parameters to be quickly downloaded from a PC, tablet or smartphone equipped with the control software for the sampling device 1. This link also allows communication with the microcontroller 100 to ensure the correct operation of the sampling device 1 and to modify certain operating parameters.
  • a wireless communication link via the transmitter 102 is also available to communicate with a computer, tablet or smartphone in order to perform the same functions as those permitted by the wired link 105.
  • the wireless link also makes it possible to transmit data or alarms to an external system or makes it possible to transmit a sampling order to another sample which is the subject of the present application.
  • a device prevents the sampling device 1 from transmitting when the airplane is in flight.
  • the microcontroller 100 calculates whether there is pollution and if so, transmits a command to the controller 15 of the sampler 1 which triggers a sample.
  • an LED light-emitting diode located on the controller 7 and visible from the outside, can flash at regular intervals to indicate that a sample has been taken. It flashes twice quickly if two samples have been taken.
  • the controller 7 receives electrical energy from a power source 16 ( Figure 5 located in the base 2 of the sampling device 1.
  • the base 2 of the sampler 1 comprises a frame 11, a cover 12, a suction device 13, an exposure device 14, the sample controller 15 and a power source 16.
  • the cover 12 protects the devices inside the frame 11.
  • This cover 12 comprises a tubular shape 120 with O-rings at its upper and lower ends to ensure the airtight seal between the suction device 13 and the suction device.
  • filter holder 5 (figures 2 and 5).
  • the space inside the tubular form 120 and between the suction device 13 and the filter 5 is called the vacuum chamber (Figure 7).
  • the suction device 13 When supplied, the suction device 13 creates a vacuum in the vacuum chamber, which causes a forced circulation of air through the filter 10, with reference to FIG. 7. The particles present in the air above a given diameter remain blocked in the filter 10. The filtered air is expelled outside the sampler box 2 through a duct 18 built inside the sampler box 2.
  • a differential pressure sensor measures the pressure. vacuum inside the vacuum chamber with respect to the outside to check the absence of leaks and guarantee the quality of the sample. The pressure measurements are recorded in the non-volatile memory 101 and associated with this sample.
  • the exposure device 14 consists of an electric motor which allows the rotation of the filter holder 5 so that the appropriate filter is positioned in front of the vacuum chamber and the store openings.
  • the motor is a stepping motor equipped with a reduction gear.
  • a power source 16 contains removable batteries to power all the electrical devices within the body of the sampler and the magazine.
  • the cells are two 3.6 V primary non-rechargeable AA form lithium cells, mounted in series.
  • a door in the cover 12 protects the batteries from the external environment. The door can be opened to replace the batteries.
  • the sampling controller 15 communicates with the controller 7 and controls the exposure device 14 and the suction device 13. It also supplies and supports the differential pressure sensor.
  • the pressure sensor is mounted on the controller and a flexible hose connects one of the pressure sensor inputs to the vacuum chamber via port 17 ( Figure 7).
  • a second filter n ° 2 is dedicated to an automatic withdrawal in the event of a detection of a "Smoke or odor" event, while a third filter n ° 3 is dedicated to an automatic withdrawal in the event of detection of a second event.
  • a fourth filter n ° 4 known as the control filter, is never exposed.
  • the store is replaced as well as, if necessary, the energy source placed in the base, and a new cycle of periodic withdrawals is undertaken.
  • the existing samplers mostly require trained personnel to perform their maintenance and in particular to replace the filters. Some samplers even have to be brought back to the laboratory for maintenance and reconditioning.
  • the sampling device which is the subject of the invention only requires simple and rapid operations which can be carried out by non-technical personnel and which have very strong time constraints.
  • an automatic sample has been taken in response to an odor or smoke detection, it is sufficient to replace the removable magazine and the power source (if necessary).
  • the store is then sent by post to a laboratory provided for the analysis of the samples taken. In this laboratory, the filters extracted from the magazine are analyzed and the analysis results are compared with those of the control filter No. 4 arranged with the other three filters on the filter holder integrated in the magazine.
  • This analysis makes it possible to finely determine the chemical nature of the particles retained in the filters.
  • the measurements made by the sensors and stored in the memory of the controller are also retrieved and analyzed. The whole makes it possible to make a diagnosis on the nature and type of the event.
  • the sensors 104 integrated in the magazine are then calibrated, which is cleaned and provided with a new set of filters. Stores recycled in this way are sent back to the user company, which uses them to replace new stores to be replaced.
  • the base 2 ′ of a sampler 1 ′ can incorporate a set of sensors 104 ′ comprising, in one embodiment, a sensor for particles in the air, arranged in a screw connection. -à -vis an opening 107 formed in a side wall of the base 2 ', so as to be in contact with the ambient air.
  • This sensor must be powered by the same energy source as the 1 'sampler.
  • Samples 1.1, 1.2 according to the invention can be implemented in the cabin of an airplane, as shown in Figure 9.
  • the bases of these samples are in practice fixed to the walls of the cabin. Cabin crew can easily remove the removable sample stores and forward them to a remote laboratory for analysis.

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Abstract

Dispositif préleveur d'aérosols et/ou de particules (1) comprenant : une partie fixe (2) prévue pour être disposée dans une enceinte dont on souhaite contrôler la qualité de l'air, cette partie fixe comprenant des moyens d'aspiration, une partie amovible (3) comprenant dans un boîtier un ou plusieurs capteurs agencés pour détecter des événements [Fumée ou Odeur], une pluralité de filtres prévus pour capter chacun des aérosols/particules, et des moyens pour déplacer un filtre parmi la pluralité de filtres de façon à mettre en contact ce filtre avec l'air ambiant, ce filtre captant alors des aérosols ou particules mis en mouvement par les moyens d'aspiration, et ce boîtier isolant les filtres de l'environnement ambiant lorsqu'ils ne sont pas utilisés et - des moyens de couplage électrique et mécanique entre les parties fixe (2) et amovible (3).

Description

DISPOSITIF DE PRELEVEMENT D’AEROSOLS ET/OU DE PARTICULES ET PROCEDE D’ANALYSE DE LA QUALITE DE L’AIR METTANT EN ŒUVRE CE
DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif préleveur d’aérosols et/ou de particules du type prèle veur par cassette adapté à la surveillance en continu de la qualité de l’air dans les avions, et plus généralement à l’intérieur de systèmes de transport aériens ou terrestres. Elle vise également un procédé d’analyse de la qualité de l’air mettant en œuvre ce dispositif.
CONTEXTE DE L’INVENTION
Il y a eu, au cours des trente dernières années, un certain nombre de membres d’équipages d’avions et de pilotes victimes de nausées, maux de tête ou vertiges durant ou après un vol, au point d’être parfois incapables de mener à bien leur mission. Certains de ces symptômes ont été attribués à des contaminations de l’air de la cabine de l’avion car ils ont été observés de manière concomitante à des événements tels que l’apparition de fumée ou d’odeurs très fortes. Ces pollutions peuvent avoir des origines très diverses et complexes telles que fuites de liquide hydraulique, ingestion de liquide antigivrage dans des entrées d’air ou bien fuites d’huile réacteur dans le système de renou vêlement en continu l’air de la cabine et du poste de pilotage. Dans ce dernier cas l’huile peut être élevée à une température supérieure à 300°C ce qui conduit à sa décomposition par pyrolyse et à la formation de particules potentiellement nocives.
Malgré les requêtes des associations de pilotes et d’équipages et les nombreuses campagnes de mesure de pollution de l’air dans les avions au cours des 20 dernières années il n’a jamais été possible d’établir un lieu de causalité clair entre ces événements et les symptômes observés sur les personnels navigants. La raison principale est que les campagnes de mesure n’ont pas pu capturer ces événements du fait de leur très faible probabilité estimée à 2 à 8 événements pour 10000 vols. L’absence de lien de causalité établi, a empêché les autorités de certifications aériennes d’adapter la réglementation ainsi que les règles de certification des avions pour limiter ces événements. Certains articles scientifiques indiquent que pour obtenir des données indiscutables permettant de connaître les polluants dans l’air lors d’un événement « Fumée ou Odeurs » il faudrait surveiller pas moins de 30 000 vols. L’objectif de la présente innovation est de rendre la surveillance en continu de la qualité de l’air dans tous les avions, possible du point de vue économique tout en étant la moins intrusive possible du point de vue des passagers, des équipages, des opérations aériennes et des équipes de maintenance. L’innovation porte sur l’appareil mais également sur le processus de mise en œuvre, d’utilisation et de maintenance qu’il rend possible dans des environnements à fortes contraintes opérationnelles dans lesquelles les interventions pour maintenance sont réduites au strict minimum.
Plus récemment la pandémie de Covid 19 a engendré une crise sans précédent au niveau sanitaire et économique global mais également au sein du transport aérien qui a été l’une des industries les plus touchées par cette crise. La vitesse de sortie de crise est fortement liée à la capacité de démontrer l’absence de virus dans les locaux et moyens de transport afin de regagner la confiance des usagers. L’analyse en continu des particules, pollutions, virus présents dans l’air va devenir un enjeu fondamental pour accélérer la reprise de l’activité au niveau mondial. La présente invention par son autonomie et sa capacité à être installée facilement dans les lieux publics doit contribuer fortement à cet objectif.
ETAT DE L’ART
Le prélèvement d’aérosols et de particules par aspiration au travers d’un filtre est utilisé depuis de nombreuses années dans le cadre de la surveillance des environnements de travail. Le principe de cet appareil a fait l’objet du brevet US4675034A. Cet appareil nécessite une pompe séparée de la cassette contenant le filtre, cette dernière devant être portée au plus près de la bouche du personnel équipé de ce prèle veur. Pour les applications de surveillance de la qualité de l’air dans les avions, un préleveur fondé sur le même principe a fait l’objet des brevets US 6,945,127B2 et EP1327133. Il s’agit d’un préleveur compact intégrant un dispositif d’aspiration et une source d’énergie. Il doit être activé manuellement par un membre d’équipage, il ne comprend qu’un seul filtre et ne dispose pas de dispositif de contrôlé du volume d’air aspiré. Un dispositif automatique comprenant un capteur de détection des pollutions et différents moyens de prélèvement dont au moins un tube d’adsorption a fait l’objet d’un brevet US7,824,479. Ce dispositif est équipé de vannes solénoïdes, de pompes et de moyens de prélèvement par tubes d’adsorption en acier inoxydable, ce qui en fait un équipement assez volumineux et nécessitant d’importantes batteries pour être autonome en énergie. C’est donc un système coûteux et complexe à certifier et à installer dans tous les avions. De plus il nécessite de passer du temps sur place pour calibrer les capteurs ou récupérer les enregistrements des mesures.
Un dispositif plus simple est divulgué dans le document US2008/0281528. Ce dispositif comporte une cassette amovible qui contient un filtre, ainsi qu’un dispositif d’aspiration de l’air au travers de ce filtre. Il est possible de connecter des capteurs sur ce dispositif d’aspiration et une mémoire est associée à la cassette amovible pour stocker les données. Le dispositif d’aspiration dispose également d’un clavier et d’un afficheur permettant à un utilisateur de le programmer. Il peut être laissé à un endroit donné et fonctionne de manière autonome. Cependant sa taille, son aspect et surtout la quantité de tuyaux et de câbles électriques le rendent peu adapté à un usage dans un lieu public, qu’il s’agisse d’un local de type magasin ou d’un moyen de transport et encore moins d’un avion.
D’autre part ces câbles et fils électriques et interface clavier écran font que son utilisation ne peut être réalisée que par quelqu’un spécialement formé et suffisamment soigneux, ce qui n’est pas toujours le cas quand de nombreuses équipes de maintenance peuvent intervenir. Cet appareil ne dispose pas de la possibilité de prendre plusieurs prélèvements ni de disposer d’un témoin sans avoir à rajouter un second appareil.
A cet effet le document US2010/0163761 dispose d’un système de barillet avec un dispositif de positionnement automatique des filtres sur ce barillet lui permettant d’effectuer plusieurs prélèvements à la suite et disposer de témoins. Ce système est très volumineux et nécessite des opérations de maintenance assez complexes. Il ne semble pas y avoir de dispositif qui protège les échantillons quand on les retire de l’appareil.
L’invention proposée permet d’avoir un dispositif de prélèvement intelligent, discret, léger, compact et très simple à maintenir sur le terrain tout en offrant la possibilité de faire plusieurs prélèvements, de disposer d’un témoin et de protéger les échantillons pendant le transport.
RESUME DE L’INVENTION
L’objectif de l’innovation est atteint avec un dispositif préleveur d’aérosol et/ou de particule comprenant :
une partie fixe prévue pour être disposée dans une enceinte dont on souhaite contrôler la qualité de l’air, cette partie fixe comprenant des moyens d’aspiration, une partie amovible comprenant dans un boîtier, un ou plusieurs capteurs agencés pour mesurer des paramètres liés à la qualité de l’air, et une pluralité de filtres prévus pour capter chacun des aérosols/particules, des moyens pour déplacer un filtre parmi la pluralité de filtres de façon à mettre en contact ledit filtre avec l’air ambiant, ce filtre captant alors des aérosols ou particules mis en mouvement par les moyens d’aspiration, ledit boîtier étant agencé pour isoler lesdits filtres de l’environnement ambiant lorsqu’ils ne sont pas utilisés, et des moyens de couplage électrique et mécanique entre les parties fixe et amovible.
Le dispositif prèle veur d’aérosol selon l’invention peut en outre avantageusement comprendre des moyens pour commander un prélèvement d’air en réponse à une détection d’un événement par un ou plusieurs des capteurs, lesdits moyens de commande de prélèvement étant agencés pour commander sélectivement les moyens d’aspiration et le dispositif de déplacement de filtre.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens de déplacement de filtre comprennent une partie motrice située dans la partie fixe et une pièce mobile de support des filtres disposée dans la partie amovible et prévue pour être entraînée par ladite partie motrice.
Dans un second mode de réalisation, les moyens de déplacement de filtre sont disposés dans la partie amovible.
Le boîtier est de préférence agencé pour protéger et préserver des échantillons de pollution piégés dans un ou plusieurs des filtres.
Les moyens de déplacement de filtre sont agencés pour placer un filtre sélectionné parmi la pluralité de filtres devant une ouverture ménagée dans le boîtier.
La partie amovible comprend en outre un support mobile prévu pour recevoir la pluralité de filtres et entraîné par les moyens de déplacement de filtre et le support mobile peut être agencé se sorte que chaque filtre soit amovible.
Le support mobile peut être de forme sensiblement discoïde et mobile en rotation, ou bien de forme sensiblement rectangulaire et mobile en translation.
Le boîtier peut avantageusement comporter une fente prévue pour mettre en relation le ou les capteurs avec l’air extérieur à ladite enceinte.
Le dispositif prèle veur selon l’invention peut en outre disposer de moyens pour émettre un ordre de prélèvement forcé d’un échantillon d’air, comprenant par exemple un bouton poussoir accessible depuis la partie amovible et relié aux moyens de commande de prélèvement.
Il peut aussi comprendre un microcontrôleur coopérant avec le ou les capteurs, les moyens d’aspiration et les moyens de déplacement de filtre, pour commander sélectivement un prélèvement d’air en réponse à une détection d’un événement « Fumée ou Odeur » par ou plusieurs capteurs.
Les moyens d’aspiration peuvent par exemple comprendre une pompe à diaphragme ou une pompe à membrane piézoélectrique ou un ventilateur. Le dispositif prèle veur selon l’invention peut en outre comprendre des moyens pour alerter localement d’une détection d’un événement [Fumée ou odeur] et/ou d’un prélèvement d’air. Ces moyens d’alerte peuvent être visuels ou sonores.
Suivant un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé d’analyse de la qualité de l’air dans une enceinte, mettant en œuvre un dispositif prèle veur selon l’invention, comprenant les étapes de :
- prélèvement d’aérosol et/ou de particules sur une pluralité de filtres disposés à l’intérieur d’une partie amovible dudit préleveur,
- transmission de cette partie amovible à un site distant pour analyse,
- extraction desdits filtres hors de ladite partie amovible,
- analyse desdits filtres et génération de données d’analyse, et
- traitement de données d’analyse de façon à générer un diagnostic de qualité de l’air dans ladite enceinte.
Le procédé d’analyse selon l’invention peut en outre comprendre une suite d’étapes de prélèvement périodique d’aérosols et/ou de particules réalisée sur un filtre déterminé parmi la pluralité de filtres, à l’issue de laquelle la partie amovible contenant ledit filtre est transmise à un site distant pour analyse et diagnostic de qualité de l’air.
Il peut aussi comprendre une étape de prélèvement automatique sur un filtre déterminé parmi la pluralité de filtres, en réponse à une détection d’un événement [Fumée ou Odeur] par un capteur parmi une pluralité de capteurs disposés dans le dispositif préleveur, à l’issue de laquelle la partie amovible contenant ledit filtre est transmise à un site distant pour analyse et diagnostic de qualité de l’air.
Le dispositif préleveur selon l’invention peut être mis en œuvre à l’intérieur d’un système de transport de passagers, par exemple dans une cabine d’avion, ou à l’intérieur d’une habitation ou d’un local professionnel ou public.
L’appareil préleveur selon l’invention offre deux fonctions : Le contrôle de la qualité de l’air et le prélèvement d’aérosols et de particules en suspension lors d’une pollution. Il est destiné à être installé dans une enceinte dont on veut contrôler la qualité de l’air en continu et pouvoir effectuer un prélèvement en cas de pollution accidentelle.
Bien que pouvant être utilisé dans plusieurs environnements, le préleveur selon l’invention est particulièrement adapté à une utilisation dans la cabine ou dans le poste de pilotage d’avions. Dans ces environnements, la certification aéronautique, la discrétion, l’autonomie énergétique, l’automatisation ainsi que la simplicité d’installation et de maintenance sont des aspects essentiels pour permettre une utilisation en continu et généralisée à une large flotte d’appareils.
Le contrôle de la qualité de l’air est assuré par un ensemble de capteurs tels que des capteurs de gaz et détecteurs de fumée et d’aérosols reliés à un contrôleur. Le contrôleur associe une date et une heure à chaque mesure et enregistre chaque mesure dans une mémoire non volatile. En parallèle le contrôleur traite les mesures pour identifier une éventuelle pollution et le cas échéant déclenche un prélèvement. Un bouton est également disponible pour permettre aux équipages de déclencher manuellement un prélèvement.
Le prélèvement d’aérosols et de particules effectué au moyen d’une pluralité de filtres positionnés dans un magasin, d’un dispositif d’exposition des filtres et d’un dispositif d’aspiration. Lors d’un prélèvement le dispositif d’exposition mets l’un des filtres en contact avec l’air ambiant et le dispositif d’aspiration fait passer un volume contrôlé d’air au travers du filtre afin de piéger les particules et aérosols en suspension.
La qualité et la représentativité du prélèvement est assuré par un dispositif de mesure de la dépression d’aspiration durant le prélèvement. Ce dispositif permet de détecter une fuite ou une dégradation anormale du filtre ou une panne du dispositif d’aspiration rendant le prélèvement non représentatif. Les mesures peuvent également être enregistrées dans la mémoire associée au contrôleur. De plus l’un des filtres n’est jamais exposé et peut être utilisé comme témoin pour s’assurer qu’aucune pollution n’est intervenue pendant le transport ou l’analyse des filtres.
Le contenu des filtres est extrait puis analysé en laboratoire à l’aide d’équipements tels que des chromatographes en phase gazeuse et spectromètre de masse afin de connaître précisément la nature de la pollution et d’en déduire les causes.
Une source d’énergie interne permet à l’appareil de fonctionner en complète autonomie. Pour faciliter la maintenance et la récupération des filtres et des données après un événement de pollution, l’appareil est divisé en une partie installée à poste fixe ou‘base’ et une partie amovible réutilisable ou‘magasin’ . La base comprend le dispositif d’exposition, le dispositif d’aspiration et une source d’énergie interchangeable. Le magasin comprend les filtres, les capteurs, le contrôleur avec sa mémoire ainsi que le boîtier et un couvercle amovible. Lorsqu’un prélèvement a été déclenché les équipes de maintenance effectuent un échange standard et transmettent par voie postale l’ancienne partie amovible au laboratoire d’analyse et de reconditionnement en parallèle ils remplacent la source d’énergie. Le reconditionnement consiste en un nettoyage du magasin, un remplacement des filtres et un recalibrage des capteurs. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[Fig.l] la Fig. 1 est une vue en perspective d’un prèle veur selon invention, montrant la base et le magasin amovible en position ou séparé de la base.
[Fig .2] la Fig .2 est une vue éclatée du magasin amovible représenté en Fig.l ;
[Fig .3] la Fig .3 est une vue en perspective du support de filtres et d’un moyen de fixation des filtres, disposés au sein du magasin représenté en Fig .2 ;
[Fig .4] la Fig .4 est un schéma de principe d’un contrôleur pour un prèle veur selon l’invention ;
[Fig.5] la Fig.5 est une vue éclatée de la base du préleveur représenté en Fig.l ;
[Fig .6] la Fig .6 est un organigramme illustrant le procédé de prélèvement selon l’invention ; [Fig.7] la Fig.7 est une vue éclatée d’une chambre d’aspiration équipant le préleveur représenté en Fig.l ;
[Fig.8] la Fig.8 est une vue en perspective du préleveur de la Fig.l sur laquelle des capteurs sont représentés ; et
[Fig.9] la figure 9 illustre une mise en œuvre d’un préleveur selon l’invention dans la cabine d’un avion.
DESCRIPTION DETAILLEE
Les modes de réalisation qui vont être décrits ci-dessous étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites ou illustrées par la suite isolées des autres caractéristiques décrites ou illustrées (même si cette sélection est isolée au sein d’une phase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, et/ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.
En référence aux figures 1 à 3, un prèle veur 1 d’aérosols et particules dans l’air assure un contrôle en continu de la qualité de l’air. Ce prèle veur fonctionne sur le principe d’aspiration d’un volume contrôlé d’air au travers d’un filtre dont le matériau est capable de laisser passer l’air tout en retenant les aérosols et particules. Le préleveur 1 est composé d’une partie fixe 2 appelée base et d’une partie amovible et interchangeable 3 appelée magasin.
Le magasin 3 contient à minima l’ensemble des éléments qui doivent retourner au laboratoire pour analyse ou pour maintenance c’est-à-dire des filtres 10 situés sur des emplacement 50,51 ,52 et 53 du porte filtre 5 et des capteurs 104 connectés à un microcontrôleur 7 pourvu d’une mémoire non volatile 101 contenant des données issues des capteurs 104 ainsi que des informations de fonctionnement du préleveur 1.
La base 2 comprend un dispositif d’exposition des filtres, un dispositif d’aspiration et une source d’énergie.
La forme du préleveur 1 en parallélépipède plat lui confère une grande compacité et discrétion dans des endroits fréquentés par le public. Les dimensions n’excèdent pas 160mm x 160mm x 60mm. Dans le mode de réalisation préféré, il est fixé sur une cloison verticale, - par exemple une paroi d’une cabine d’avion comme illustré en Fig.9 - ou inclinée à l’aide d’un système qui n’endommage ni ne modifie la cloison support. Les modes de fixation possibles sont des adhésifs double face (repositionnable ou non), le velcro ou les colliers de fixation, ainsi que des fixations magnétiques. Dans un autre mode de réalisation, il est fixé à un support duquel il peut être démonté, ce support étant lui-même vissé ou collé à la cloison support. Dans un autre mode de réalisation, il est collé ou vissé directement sur la cloison support.
Des moyens de couplage électriques et mécaniques permettent de maintenir le magasin 3 en position et d’assurer les communications d’information et de commandes et le transfert d’énergie entre les deux parties.
Dans le mode de réalisation préféré, le magasin 3 est fixé à la base 2 par des pattes de fixation flexibles non visibles depuis l’extérieur de l’appareil. Pour démonter le magasin 3, un loquet est situé sur la face supérieure de la bouche d’évacuation 18 de l’air aspiré située sur l’une des faces de la base 2. Le loquet vient ensuite déformer et déplacer les pâtes de fixation pour libérer le magasin. Dans le mode de réalisation préféré un connecteur électrique à piston de type MILL-MAX série 825 ou 827 permet de véhiculer les informations, les commandes et l’énergie entre le magasin 3 et la base 2.
Le magasin 3 a une forme plate d’épaisseur maximale 20 mm, ce qui lui permet d’être posté dans une enveloppe au format standard international, évitant ainsi d’avoir à utiliser un colis. Durant le transport, le magasin 3 protège les filtres 10 et les capteurs 104 contre les contraintes mécaniques, les chocs et les pollutions éventuelles. Les boîtiers de la base 2 et du magasin 3 peuvent être réalisés en matériau plastique par injection, tôlerie plastique ou impression 3D. Dans un mode de réalisation dédié aux applications aéronautiques, de l’ABS ignifugé ou du PEEK peuvent être utilisés.
En référence à la figure 2, le magasin 3 est composé d’un boîtier 4, d’un couvercle 6, d’un porte-filtres 5, d’un contrôleur 7 et d’un ensemble de capteurs 104. Dans un mode de réalisation préféré, le contrôleur 7 et les capteurs 104 sont implantés sur un même circuit imprimé. Les capteurs 104 sont en contact avec l’air extérieur via une ouverture 40 dans le boîtier 4 située au droit de ces capteurs 104.
Dans un mode de réalisation préféré, le porte-filtres 5 est en rotation autour de son axe de symétrie dans le boîtier 4 en coopération avec une ouverture centrale 60 ménagée dans le couvercle 6. Deux ouvertures circulaires 41,61 , l’une dans le boîtier 4, l’autre dans le couvercle 6, permettent de mettre en contact l’un des filtres 10, avec l’air ambiant et le dispositif d’aspiration 13 (Fig .7. Par rotation du porte filtre 5, chaque filtre 10 peut être mis en face des ouvertures 41,61 pour effectuer un prélèvement. L’ouverture 60 dans le couvercle 6 située en face de l’axe du porte filtres 5 permet de laisser passer l’axe d’entrainement du dispositif d’exposition des filtres situé dans la base 2.
En référence à la figure 3 , le porte filtre 5 est circulaire et comprend plusieurs ouvertures circulaires 30,31,32,33 constituant chacune un emplacement filtre et pouvant recevoir chacune un filtre disposé sur une grille de maintien 50-53. Les filtres 10 sont des filtres du commerce tels que les filtres Whatman™ QMA de 37mm de diamètre. Chaque filtre 10 est ensuite maintenu au moyen d’un anneau 9 qui vient se bloquer dans l’emplacement filtre 30- 33 du support de filtre grâce à des coins. Pour retirer le filtre 10, il suffit de retirer l’anneau 9. An niveau de chaque emplacement filtre 30-33, une grille 50-53 située côté aspiration permet de maintenir mécaniquement le filtre pour résister aux efforts liés à l’aspiration de l’air.
Dans un mode particulier de réalisation, le porte filtre 5 comprend quatre emplacements 30- 33 situés à 90° d’angles les uns des autres et dont les centres sont équidistants de l’axe du porte-filtre.
L’un des filtres n’est jamais exposé pour servir de témoin pour les analyses en laboratoire, deux filtres sont utilisés pour les prélèvements et un dernier filtre est exposé en permanence ce qui permet d’avoir une mesure des dépositions d’aérosols sur les surfaces de l’enceinte. Il est possible d’effectuer des prises d’échantillons à intervalles régulier sur ce même filtre afin d’avoir une moyenne de concentration de particules sur l’ensemble de la période d’utilisation. Cette fonction est paramétrable logiciellement au niveau d’une application de configuration.
En référence à la figure 4, un contrôleur 7, agencé pour commander un contrôleur de prélèvement 15 situé dans la base 2 et prévu pour contrôler les composants actifs de la base 2, comprend un microcontrôleur 100 ainsi que sa mémoire non volatile 101 , par exemple une mémoire flash, pour stocker les mesures des capteurs 104 et des paramètres de fonctionnement de l’appareil prèle veur 1.
Le microcontrôleur 100 dispose d’une horloge temps-réel qui lui permet de déclencher les mesures périodiquement d’horodater chaque mesure et chaque événement.
Les capteurs 104 mesurent la température, l’humidité relative, la pression atmosphérique, la concentration de dioxyde de carbone, la concentration de monoxyde de carbone, la concentration d’ozone, et la concentration en Composés Organiques Volatiles COV. Un détecteur de fumée optique peut également être utilisé. D’autres capteurs peuvent être ajoutés tels que des capteurs de gaz supplémentaires ou des capteurs de particules en suspension dans l’air. Un capteur d’accélération peut également être ajouté pour permettre, par couplage avec les données de pression, d’identifier que l’avion n’est pas en vol et éviter d’alimenter les capteurs ou le dispositif de prélèvement au sol, afin d’économiser la source d’énergie.
Un convertisseur de tension 103 convertit la tension d’une source d’énergie électrique en une tension compatible avec l’ensemble des composants du contrôleur 7. Une sortie du microcontrôleur 100 permet de contrôler l’alimentation électrique et l’activité des capteurs 104 afin de limiter leur consommation électrique en dehors des périodes de mesure.
Un lien 106 entre le microcontrôleur 100 et le contrôleur du préleveur 15 permet au contrôleur de piloter le dispositif d’exposition des filtres et d’aspiration durant une phase de prélèvement ainsi que de récupérer les mesures de capteurs supplémentaires 104’ situés dans le boîtier préleveur.
Un lien filaire série haut débit 105 permet de télécharger rapidement les données et autres paramètres de fonctionnement depuis un ordinateur PC, une tablette ou un smartphone équipé du logiciel de pilotage de l’appareil préleveur 1. Ce lien permet également de communiquer avec le microcontrôleur 100 pour s’assurer du bon fonctionnement de l’appareil préleveur 1 et de modifier certains paramètres de fonctionnement.
Une liaison de communication sans fil via le transmetteur 102 est également disponible pour communiquer avec un ordinateur, tablette ou smartphone afin de réaliser les mêmes fonctions que celles permises par la liaison filaire 105. Dans l’un des modes de fonctionnement, la liaison sans fil permet en plus de transmettre des données ou des alarmes à un système extérieur ou permet de transmettre un ordre de prélèvement à un autre prèle veur objet de la présente demande. Dans un des modes de réalisation pour les applications aéronautiques, un dispositif évite à l’appareil préleveur 1 de transmettre quand l’avion est en vol.
A la suite de chaque mesure, le microcontrôleur 100 calcule s’il y a une pollution et si c’est le cas, transmet une commande au contrôleur 15 du préleveur 1 qui déclenche un prélèvement.
En option, une diode électroluminescente LED, située sur le contrôleur 7 et visible de l’extérieur, peut clignoter à intervalles régulier pour signaler qu’un prélèvement a été effectué. Il clignote deux fois rapidement si deux prélèvements ont été effectués.
Le contrôleur 7 reçoit de l'énergie électrique d’une source d’énergie 16 (Figure 5 située dans la base 2 de l’appareil préleveur 1.
En référence à la figure 5 , la base 2 du préleveur 1 comprend un châssis 11 , un couvercle 12, un dispositif d'aspiration 13, un dispositif de d'exposition 14, le contrôleur de prélèvement 15 et une source d'énergie 16.
Le couvercle 12 protège les dispositifs à l'intérieur du châssis 11. Ce couvercle 12 comprend une forme tubulaire 120 avec des joints toriques à ses extrémités supérieure et inférieure pour assurer l'étanchéité à l'air entre le dispositif d’aspiration 13 et le porte filtre 5 (figures 2 et5). L'espace à l'intérieur de la forme tubulaire 120 et entre le dispositif d’aspiration 13 et le filtre 5 est appelé chambre de dépression (figure 7).
Lorsqu'il est alimenté, le dispositif d’aspiration 13 crée une dépression dans la chambre de dépression, ce qui entraîne une circulation forcée d'air à travers le filtre 10, en référence à la figure 7. Les particules présentes dans l'air au-dessus d'un diamètre donné restent bloquées dans le filtre 10. L'air filtré est expulsé à l'extérieur du boîtier préleveur 2 par un conduit 18 construit à l'intérieur du boîtier préleveur 2. Un capteur de pression différentielle mesure la dépression à l'intérieur de la chambre de dépression par rapport à l'extérieur pour vérifier l'absence de fuite et garantir la qualité du prélèvement. Les mesures de pression sont enregistrées dans la mémoire non volatile 101 et associées à ce prélèvement.
Le dispositif d’exposition 14 est constitué d’un moteur électrique qui permet la rotation du porte filtre 5 de sorte que le filtre approprié soit positionné devant la chambre à dépression et les ouvertures du magasin. Dans le mode de réalisation préféré, le moteur est un moteur pas à pas équipé d'un réducteur. Une source d’énergie 16 contient des piles amovibles pour alimenter tous les appareils électriques à l'intérieur du corps de l'échantillonneur et du magasin. Dans le mode de réalisation préféré, les piles sont deux piles au lithium de forme AA primaires non rechargeables de 3.6 V, montées en série. Une porte dans le couvercle 12 protège les piles de l’environnement extérieur. La porte peut être ouverte pour remplacer les piles.
Le contrôleur de prélèvement 15 communique avec le contrôleur 7 et commande le dispositif d’exposition 14 et le dispositif d’aspiration 13. Il alimente et supporte également le capteur de pression différentielle. Dans le mode de réalisation préféré, le capteur de pression est monté sur le contrôleur et un tuyau flexible connecte l'une des entrées du capteur de pression à la chambre de dépression via l’orifice 17 (Figure 7).
On va maintenant décrire, en référence à la figure 6, un procédé d’analyse de la qualité de l’air dans une cabine d’avion équipée d’un ou plusieurs dispositifs préleveurs selon l’invention.
Un premier filtre n°l disposé sur un porte-filtre mobile inclus dans le magasin du préleveur, est laissé en permanence en contact avec l’air extérieur pour collecter les particules qui se déposent sur les surfaces de la cabine. Dans un mode d’utilisation des prélèvements périodiques sont effectués sur ce premier filtre n°l . Un second filtre n°2 est dédié à un prélèvement automatique en cas d’une détection d’un événement « Fumée ou odeur » tandis qu’un troisième filtre n°3 est dédié à un prélèvement automatique en cas de détection d’un second événement. Un quatrième filtre n°4, dit filtre témoin, n’est jamais exposé.
A la fin d’une période déterminée d’utilisation en mode de prélèvement automatique, le magasin est remplacé ainsi que, si nécessaire, la source d’énergie disposée dans la base, et un nouveau cycle de prélèvements périodiques est entrepris.
Les préleveurs existants nécessitent pour la plupart un personnel formé pour effectuer leur maintenance et en particulier remplacer les filtres. Certains préleveurs doivent même être ramenés au laboratoire pour leur maintenance et reconditionnement. Le dispositif préleveur objet de l’invention, ne nécessite que des opérations simples et rapides pouvant être effectuées par des personnels non techniques et ayant des contraintes de temps très fortes. Lorsqu’un prélèvement automatique a été effectué en réponse à une détection d’odeur ou de fumée, il suffit de remplacer le magasin amovible et de la source d’énergie (si nécessaire). Dans les deux cas, le magasin est alors expédié par voie postale dans un laboratoire prévu pour l’analyse des échantillons prélevés. Dans ce laboratoire, les filtres extraits du magasin sont analysés et les résultats d’analyse sont comparés avec ceux du filtre témoin n°4 disposé avec les trois autres filtres sur le support de filtres intégré dans le magasin. Cette analyse permet de déterminer finement la nature chimique des particules retenues dans les filtres. Les mesures effectuées par les capteurs et stockées dans la mémoire du contrôleur sont également récupérées et analysées. L’ensemble permet d’effectuer un diagnostic sur la nature et le type de l’événement. On réalise ensuite un étalonnage des capteurs 104 intégrés dans le magasin qui est nettoyé et pourvu d’un nouvel ensemble de filtres. Les magasins ainsi recyclés sont réexpédiés à la compagnie utilisatrice qui les utilise pour remplacer de nouveaux magasins devant être remplacés.
En option, en référence à la figure 8, la base 2’ d’un préleveur 1’ selon l’invention peut incorporer un ensemble de capteurs 104’ comprenant dans un mode de réalisation un capteur de particules dans l'air, disposé en vis-à-vis d’une ouverture 107 ménagée dans une paroi latérale de la base 2’, de façon d’être au contact avec l’air ambiant. Ce capteur doit être alimenté par la même source d’énergie que le préleveur 1’ .
Des prèle veurs 1.1 , 1.2 selon l’invention peuvent être mis en œuvre dans la cabine d’un avion, comme l’illustre la figure 9. Les bases de ces prèle veurs sont en pratique fixées sur des parois de la cabine. Le personnel de cabine peut aisément retirer les magasins amovibles des prèle veurs et les transmettre à un laboratoire distant à des fins d’analyse.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif préleveur d’aérosol et/ou de particule (1) comprenant :
une partie fixe (2) prévue pour être disposée dans une enceinte dont on souhaite contrôler la qualité de l’air, cette partie fixe (2) comprenant des moyens d’aspiration (13),
une partie amovible (3) comprenant dans un boîtier, un ou plusieurs capteurs (104) agencés pour mesurer des paramètres liés à la qualité de l’air, et une pluralité de filtres (10) prévus pour capter chacun des aérosols/particules, des moyens (14,5) pour déplacer un filtre (10) parmi la pluralité de filtres de façon à mettre en contact ledit filtre (10) avec l’air ambiant, ce filtre (10) captant alors des aérosols ou particules mis en mouvement par les moyens d’aspiration (13) ledit boîtier étant agencé pour isoler lesdits filtres de l’environnement ambiant lorsqu’ils ne sont pas utilisés, et
des moyens de couplage électrique et mécanique entre les parties fixe (2) et amovible (3).
2. Dispositif préleveur d’aérosol (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens (7) pour détecter un événement [Fumée ou Odeur] à partir des mesures des capteurs (104) et commander un prélèvement d’air en réponse à cet événement, les moyens de commande de prélèvement (15) étant agencés pour commander sélectivement les moyens d’aspiration (13) et le dispositif (14,5) de déplacement de filtre.
3. Dispositif préleveur (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens pour contrôler un différentiel de pression entre l’extérieur du préleveur (1) et un espace entre le filtre en action (10) et les moyens d’aspiration (13).
4. Dispositif préleveur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est alimenté électriquement par une source d’énergie (16) qui est située dans la partie amovible (3).
5. Dispositif préleveur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (4,6) est agencé pour protéger et préserver des échantillons de pollution piégés dans un ou plusieurs des filtres.
6. Dispositif préleveur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de filtre (5) sont agencés pour placer un filtre (10) sélectionné parmi la pluralité de filtres devant une ouverture (41) ménagée dans le boîtier (4,6) de la partie amovible (3).
7. Dispositif préleveur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie amovible (3) comprend en outre un support mobile (5) prévu pour recevoir la pluralité de filtres et entraîné par les moyens de déplacement de filtre.
8. Dispositif préleveur (1) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le support mobile (5) est agencé se sorte que chaque filtre est amovible.
9. Dispositif préleveur (1) selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le support mobile (5) est de forme sensiblement discoïde et mobile en rotation.
10. Dispositif préleveur (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le boîtier comporte une fente (40) prévue pour mettre en relation le ou les capteurs (70) avec l’air extérieur audit boîtier.
11. Dispositif préleveur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens pour déclencher manuellement un prélèvement forcé d’un échantillon d’air.
12. Dispositif préleveur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pluralité de filtres comprend un filtre témoin.
13. Dispositif préleveur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens pour alerter localement d’une détection d’un événement [Fumée ou Odeur] et/ou d’un prélèvement d’air.
14. Dispositif préleveur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif d’enregistrement des mesures des capteurs (104) comprenant une mémoire non volatile située dans la partie amovible (3).
15. Procédé d’analyse de la qualité de l’air dans une enceinte, mettant en œuvre un dispositif prèle veur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes de :
- prélèvement d’aérosol et/ou de particules sur une pluralité de filtres disposés à l’intérieur d’une partie amovible (3) dudit préleveur (1), cette partie amovible comportant un boîtier dans laquelle ces filtres sont protégés,
- transmission de cette partie amovible (3) à un site distant pour analyse,
- extraction desdits filtres hors de ladite partie amovible (3),
- analyse desdits filtres et génération de données d’analyse,
- exploitation des mesures effectuées par les capteurs, et
- élaboration d’un diagnostic dans ladite enceinte.
16. Procédé d’analyse selon la revendication 15, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une suite d’étapes de prélèvement périodique d’aérosols et/ou de particules réalisée sur un filtre déterminé (10) parmi la pluralité de filtres, à l’issue de laquelle la partie amovible (3) contenant ledit filtre est transmise à un site distant pour analyse et diagnostic de qualité de l’air.
17. Procédé d’analyse selon l’une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de prélèvement automatique sur un filtre déterminé (10) parmi la pluralité de filtres, en réponse à une détection d’un événement [Fumée ou Odeur] par un capteur parmi une pluralité de capteurs (104) disposés dans le dispositif préleveur (1), à l’issue de laquelle la partie amovible (3) contenant ledit filtre est transmise à un site distant pour analyse et diagnostic de qualité de l’air.
18. Procédé d’analyse selon l’une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu’après analyse des filtres, la partie amovible (3) est reconditionnée pour une nouvelle utilisation.
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