Brevet FR2037136A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne un appareil de chromatographie gazeuse pour la détection de concentrations gazeuses. Plus particulièrement, cette invention a pour objet un tel appareil constituant un détecteur d'ionisation de flamme utilisant un catalyseur pour réaliser l'ignition de l'hydrogène gazeux. Ainsi qu'il est bien connu, le détecteur d'ionisation de flamme est utilisé pour la détection et l'analyse des composés organiques et il comprend un dispositif d'ignition, tel qu'un enroulement de chauffage, logé près d'un bouchon à travers lequel s'écoule un mélange gazeux comprenant un véhicule ou porteur gazeux et d'autres substances, l'ignition et la combustion du mélange gazeux se faisant sous l'action de la chaleur dégagée par ledit enroulement de chauffage. Cependant, selon ce procédé, certains des électrons d'ignition sont recueillis sur l'enroulement de chauffage qui nuit à la sensibilité de détection de l'électrode collectrice. Un autre inconvénient consiste en ce que le courant d'ionisation subit des fluctuations puisque les bruits externes sont amenés dans le système par l'intermédiaire du conducteur reliant la source de courant à l'enroulement de chauffage. De plus, l'enroulement de chauffage se détériore en raison de la chaleur dégagée par la flamme d'hydrogène. La présente invention remédie à ces inconvénients en prévoyant un détecteur d'ionisation de flamme amélioré. L'un des buts de cette invention consiste à prévoir un détecteur d'ionisation de flamme utilisant une substance catalytique pour l'ignition de l'hydrogène gazeux. Une autre caractéristique de la présente invention consiste en ce que ledit détecteur d'ionisation de flamme comprend un dispositif pour rendre plus sûre l'ignition de l'hydrogène gazeux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à l'examen de la description suivante, en référence à la figure unique des dessins annexés qui représente un détecteur d'ionisation de flamme conforme à la présente invention. te détecteur d'ionisation de flamme représenté sur la figure comprend un boîtier (1 en laiton) ou en quelque autre alliage similaire, lequel boîtier est de préférence de forme cylindrique. L'une des extrémités de ce boîtier comporte un tube capillaire 2 s'étendant à l'intérieur dudit boîtier, le bouchon 3 dudit tube 2 étant constitué en une substance électriquement isolante appropriée, telle qu'une matière céramique afin d'empêcher les perturbations du champ électrique produit par les électrodes. Un porteur gazeux s'écoule dans le détecteur par l'intermédiaire d'un conduit d'admission 4. D'une façon similaire, de I'hydrogène gazeux s'écoule dans le détecteur par l'intermédiaire d'un conduit d'entrée 5. Ces deux conduits se rejoignent à la base du tube capillaire 2 de façon à former un trajet commun d'écoulement pour ledit gaz porteur et ledit hydrogène gazeux, lesquels pénètrent dans le boîtier sous la forme d'un mélange gazeux. La conduite d'entrée 6 assure un écoulement uniforme d'air et d'hydrogène, de sorte qu'un courant constant de mélange gazeux est introduit dans le boîtier et s'échappe de celui-ci par le conduit de sortie 7, le mélange gazeux sortant par ce dernier conduit contenant les molécules des substances détectées. Une électrode collectrice 8 est disposée dans le boîtier 1, tandis qu'une seconde électrode 9 est placée entre l'électrode collectrice 8 et le bouchon 3, une différence de potentiel d'environ 250 volts étant maintenue entre lesdites deux électrodes. Les conducteurs reliés à l'électrode collectrice 8 et à l'électrode 9 traversent la paroi latérale du boîtier 1 par l'intermédiaire d'éléments d'isolation 10 et il et sont respectivement reliés aux sources de puissance 14 et 15. Un dispositif 12 assurant l'ignition de l'hydrogène gazeux est disposé, de façon appropriée, dans la paroi du boîtier 1, ledit dispositif étant constitué par une substance catalytique tel que le platine, le noir de platine, le nickel, le fer ou un oxyde métallique quelconque tel que par exemple l'oxyde de vanadium. Une fenêtre 13 est managée dans la paroi du boîtier 1 qui est oppose à la paroi portant le dispositif 12, à même hauteur que celui-ci, de façon à pouvoir s'assurer visuellement s'il y a eu ou non ignition du catalyseur. Grâce à cette disposition, qui prévoit un courant constant d'air et d'hydrogène pénétrant dans le boîtier par l'intermédiaire de la conduite d'entrée 6, ainsi qu'un catalyseur ou substance catalytique, l'énergie d'activation de la réaction de combustion de l'hydrogène décroit, ce qui permet à la réaction de combustion de s'effectuer doucement, de telle sorte que le catalyseur est porté au rouge. En conséquence, les substances à analyser qui pénètrent dans le boitier par 1-' intermédiaire du bouchon 3 se trouvent brûlées. Dès que ces substances sont à l'ignition, le mélange d'hydrogène et d'air amené par la conduite d'entrée est incapable d'atteindre le catalyseur du dispositif 12, de sorte que la réaction de combustion (au niveau du catalyseur) cesse. En conséquence, il est possible de s'assurer si le détecteur d'ignition de flamme est ou non en ignition, en observant le catalyseur par la fenêtre 13. le courant d'ionisation résultant de la combustion des substances à analyser est presque entièrement détecté par l'électrode collectrice. En utilisant la méthode mentionnée ci-dessus, la sensibilité de la détection est améliorée et le bruit est réduit de façon appréciable, par le fait que l'on se dispense d'enroulement de chauffage. De plus, l'ignition de l'hydrogène gazeux est automatique et, en prévoyant une fenêtre d'observation, on peut s'assurer facilement de l'ignition de flamme de l'hydrogène. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode d'exécution décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVEND I CAT IONS 1. Appareil pour la détection des concentrations gazeuses de substances, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier métallique, un premier conduit d'admission d'un porteur gazeux et desdites substances, une électrode collectrice, un second conduit d'admission pour l'introduction d'un mélange d'hydrogène et d'air, un conduit de sortie pour l'évacuation des gaz brûlés, ledit conduit de sortie étant placé à distance dudit second conduit d'admission, et une substance catalytique pour l'ignition desdites substances. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance catalytique est un oxyde métallique. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance catalytique est le platine. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance catalytique est le noir de platine. 5. Appareil selon la revendication 1, caracterisé en ce que la substance catalytique est le nickel. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité dudit premier conduit d'admission est en un matériau isolant électriquement. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une fenêtre d'observation de la substance catalytique.