Brevet FR2116513A1 — publié le 19720713

La présente invention a pour objet une cellule détectrice de mesure servant à déterminer la conductibilité thermique de gaz et comportant une sonde thermique logée dans un alésage. Dans divers procédés d'examen faisant usage de la concuc-5 tibilité thermique de gaz et de mélanges gazeux pour déterminer la composition de ces gaz ou de ces mélanges, par.exemple en chromato-graphie en phase gazeuse, les gaz à étudier sont conduits sur une sonde thermique chauffée qui se trouve plus ou moins refroidie en fonction de la composition des gaz et qui, du fait de ce refroidis-10 sement, assume une température et une résistance différentes. Cette variation de résistance électrique représente la mesure de sa variation de température et par conséquent de la variation de la composition des gaz. Dans certains cas les gaz sont conduits directement sur la 15 sonde thermique chauffée, comme représenté à la fig.4 qui montre une cellule connue traversée par un courant de gaz. Ce genre de cellule dit à courant total a pour avantage de répondre très rapidement et avec une sensibilité particulièrement grande à toute variation de la composition des gaz, mais il a le grand inconvénient de réagir 20 à la plus petite variation de la vitesse du courant gazeux (indiqué par les flèches 7 et 8 au dessin), ce qui fausse les mesures. On a cherché à pallier cet inconvénient par une disposition analogue à celle qui est représentée à la fig.5 et dans laquelle on raccorde le courant gazeux 7-8, par l'intermédiaire d'un canal de liaison 25 transversal 13, à une chambre 2 fermée par ailleurs et dans laquelle les gaz issus du courant 7-8 ne parviennent que par diffusion. Une cellule à diffusion ainsi conçue est certes insensible à une variation de la vitesse du courant, mais elle a une inertie telle qu'elle est impropre à être utilisée pour la mesure de compositions gazeu-30 ses variant rapidement. On a cherché à remédier à cet inconvénient au moyen de la disposition selon la fig.6 qui montre -une cellule à courant partiel dans laquelle une partie seulement du courant gazeux est conduite, par l'intermédiaire des canaux 14 et 15, dans la cellule de mesure 35 proprement dite 2. Il est clair que plus le courant partiel 14,15 est grand, plus les inconvénients d'une cellule de mesure à courant total (fig.4) se manifestent, et que plus ce courant partiel est petit, plus on se rapproche des conditions de la cellule à diffusion 71 43369 2 2116513 (£ig.5), c'est-à-dire que la cellule devient insensible et présente une certaine inertie. La présente invention se propose d'éviter les inconvénients, exposés ci-dessus, des cellules détectrices de mesure con-5 nues jusqu'à présent. Pour parvenir à cette fin, l'invention prévoit essentiellement que les gaz à étudier sont conduits par des canaux de petit diamètre dont les axes sont perpendiculaires à celui de l'alésage dans lequel se trouve la sonde thermique et qui inter-sectent tangentiellement la paroi de cet alésage. 10 Un exemple d'exécution de l'invention est décrit ci-après avec référence au dessin sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'une cellule détectrice de mesure selon l'invention, - la figure 2 est une vue en plan correspondant à la fig. 15 1, et - la figure 3 est une vue en coupe d'une cellule selon l'invention, dans un plan passant par l'axe de l'alésage dans lequel est contenue la sonde. La forme d'exécution représentée aux fig.l à 3 assure des 20 conditions de mesure particulièrement favorables par le fait que les gaz à étudier passent par de petits canaux perpendiculaires 3 qui sont disposés tangentiellement par rapport à l'alésage 2 qui contient la sonde de mesure 1, de sorte qu'ils forment avec cet alésage des orifices spatialement incurvés 4. Grâce à cette disposition 25 il se forme au sein de la chambre de mesure 2 en quelque sorte un courant tourbillonnaire qui engendre le long de la paroi de cette chambre un courant à grande vélocité alors que dans la zone intérieure dans laquelle se trouve la sonde 1 il n'y a pratiquement aucun courant gazeux. Il en résulte des conditions idéales pour une telle 30 cellule, car la composition gazeuse variable se trouve pour ainsi dire en mouvement d'échange constant et rapide et occupe une surface maximale, tandis que la zone dans laquelle se trouve la sonde est rèlativement calme et petite. Le courant, par exemple de gaz vecteur, peut, dans une 35 celluie ainsi conçue, être maintenu à grande vélocité sans que de ce fait la sonde de mesure soit refroidie. Cette sonde est très sensible à une variation de la composition gazeuse et répond presque aussi rapidement et avec presque autant de sensibilité qu'une cel- 71 43369 3 2116513 Iule dite à courant entier. Deux exemples de dimensionnement d'une cellule conçue selon les fig.l à 3 sont donnés ci-après. Exemple 1 5 L'alésage 2 a un diamètre de 5 à 6mm et une longueur de 18, à 30mm. Les canaux transversaux 3 dont le diamètre est compris entre 1,2 et 2,2mm sont disposés à raison de trois (fig.3) dans la moitié supérieure de l'alésage 2, dans la zone 9 de ce dernier, et à raison de trois dans la moitié inférieure, ou zone 10, de cet 10 alésage. Le courant de gaz 7 parvient dans un conduit transversal 5 (fig.l et 2) dont le diamètre est par exemple de 2 à 4mm et d'où il passe dans les canaux 3. Les axes des canaux 3 traversent la chambre 2 tangentiellement, en formant les orifices 4, et se réunissent dans la chambre de captation 6 dont le diamètre, de préfé-15 rence plus grand que celui du conduit 5, est par exemple compris entre 3 et 6mm. La conduite d'amenée 7 et la conduite d'évacuation 8 sont disposées le long de l'axe 11 symétriquement entre les zones 9 et 10. 20 Exemple 2 La chambre 2 a un diamètre de 8 à 15mm, une longueur de 10 à 20mm. Les canaux transversaux 3 dont le diamètre est compris entre 1,8 et 3mm sont disposés à raison de deux dans la zone 9 et de deux dans la zone 10 de la chambre 2 (fig.l). 25 Dans cet exemple, la conduite 7 d'amenée des gaz débouche dans le conduit transversal 5 dont dérivent par paires, symétriquement par rapport à la conduite 7, les canaux transversaux 3 qui débouchent dans la chambre de captation 6. L'axe de symétrie entre les zones 9 et 10 est repéré 11. 30 La sonde thermique 1 et les divers conduits, canaux et chambres sont ménagés dans un bloc de métal 12. 71 43569 4 2116513 REVENDICATIONS 1.- Cellule détectrice de mesure servant à déterminer la conductibilité thermique de gaz et comportant une sonde thermique logée dans un alésage, cette-cellule étant remarquable en ce que 5 les gaz à étudier sont conduits par des canaux de petit diamètre dont les axes sont perpendiculaires à celui de l'alésage dans lequel se trouve la sonde thermique et qui intersectent tangentiellement la paroi de cet alésage. 2.- Cellule détectrice de mesure selon la revendication 1, 10 remarquable en ce que les canaux de petit diamètre qui intersectent tangentiellement la paroi de l'alésage dans lequel se trouve la sonde sont disposés par paire dans la moitié supérieure et dans la moitié inférieure dudit alésage, et en ce que la conduite d'amenée et la conduite d'évacuation des gaz à étudier sont disposées symé-15 triquement par rapport aux canaux tangentiels appariés.