Brevet FR2135161A1 — publié le 19721215

i 2135161 L'objet de l'invention est un dispositif pour la signalisation automatique au moyen d'un signal lumineux et acoustique ainsi que par impulsion électrique du taux de méthane CH^ dilué dans l'air ambiant. 5 Dans les dispositifs connus de mesure automatique du méthane CH^ comprenant des systèmes électroniques composés d'éléments détecteurs où s'effectuent des cnangements électriques, lesdits éléments présentent une stabilité électrique variable en fonction du temps, de sorte qu'il faut trop souvent les remplacer 10 et réétalonner les dispositifs. Les dispositifs de mesure automatique du méthane CH^ par variation de caractéristique électrique, présentent des inconvénients tels qu'une grande sensibilité à l'action des facteurs extérieurs, plus particulièrement tels que la température, l'humidité et les pollutions solides du mi-15 lieu gazeux examiné, et en outre, ils exigent une grande stabilité de la source d'alimentation. Ces ÎEonvénients entraînent la nécessité d'utiliser de manière complémentaire des systèmes de compensation qui agrandissent excessivement le dispositif, ce qui est particulièrement désavantageux, notamment dans les conditions 2D difficiles d'exploitation des mines. Les dispositifs interférentiels pour la détection et la mesure du taux de méthane CH^ ne sont pas adaptés pour effectuer des mesures automatiques et pour la signalisation automatique du résultat des mesures par des signaux acoustiques et lumi-25 neux. Ils sont adaptés seulement pour une utilisation manuelle et pour la lecture des résultats au moyen d'un oculaire. L'invention apour objet un dispositif permettant la signalisation automatique du taux de méthane CH^ dilué dans l'air. Ce dispositif met à profit les phénomènes d'interférences, ce qui 33 lui permet d'éviter les inconvénients des procédés connus, et d'effectuer en conséquence des mesures fiables répétées et précises. Le dispositif, selon l'invention, comprend un photoélément qui réagit aux variations et aux manques de luminosité 35 dans le spectre des franges d'interférence apparaissant dans la zone active d'une fente déplaçable au moyen d'un mécanisme de réglage et de mise à zéro. Le photo-élément commande le fonctionnement indirect d'un ensemble à haut-parleur acoustique et d'un voyant électrique ou transfère une impulsion électrique. Le débit 40 constant de gaz dans la chambre de mesure du dispositif est assu- 72 12930 2 2135161 ré par une pompe. La distance des franges d'interférence correspond à une valeur non inférieure à 2,2 % du taux réel de méthane CH^ dans l'atmosphère. Le dispositif selon l'invention assure une grande précision et stabilité de transfert du résultat de la mesure. Il est durable et commode en exploitation industrielle dans le cas d'une mise en service individuelle. On va maintenant décrire un exemple de réalisation et un dispositif selon l'invention en se référant au dessin annexé qui représente m schéma du dispositif pour la signalisation automatique du taux de méthane CH^ dilué dans l'air. Ce dispositif comprend un haut-parleur 20,un voyant de signalisation, un photo-élément 14 fixé devant une fente mobile 13 et monté sur un mécanisme de réglage 15 ainsi qu'une plaque 4 de partage de la lumière disposée entre, d'un côté, des chambres étalon 5 et 11 et une chambre de mesure 8; et de l'autre côté une source lumineuse 3. Une source d'énergie 1 alimente en énergie à travers un feeder basse tension 2 la source 3 lumineuse.Le faisceau lumineux de ladite source 3 traverse la plaque 4 de partage de la lumière et atteint la chambre étalon 5. Une partie du faisceau lumineux est réfléchie par le plan 6 et par le miroir plan 7, et pénétre dans la chambre de mesure 8.Ensuite, après réflexion sur les miroirs plans 9 et 10, le faisceau lumineux sortant de la chambre étalon 5 est dirigé vers la chambre étalon 11,tandis que le faisceau lumineux sortant de la chambre de mesure 8 y est retourné. Le faisceau lumineux sortant de la chambre étalon 11 traverse la plaque de partage de la lumière 4, et est réfLéchi une première fois par le miroir-plan 18, et une seconde fois à l'intérieur de la plaque 4 de partage de la lumière par le plan 6.Ce faisceau lumineux en sortant de la surface 12 interfère avec le faisceau lumineux sortant de la chambre de mesure 8 et traversant la plaque de partage 4. Les franges d'interférence parallèles ainsi crées se forment sur une fente déplaçable 13 qui laisse passer une partie du spectre d'interférence. Cette partie du spectre est analysée par le photo-élément 14. La fente 13 mobile est accouplée à un mécanisme de réglage 15 et a une bague 16 de mise à zéro pour le positionnement à zéro de ladite fente déplaçable, quand les gaz contenus dans les chambres étalons 5 et 11 72 12980 3 2135161 et dans la chambre de mesure 8 ont le même coefficient (indice) de réfraction. Lorsque l'indice de réfraction dans la chambre de mesure est modifié par l'introduction du mélange d'air et de méthane CH^, les franges d'interférence glissent, le photo-élé-5 ment 14 réagit et l'énergie électrique est transmise à un amplificateur 17. Le signal amplifié met en marcne le vibrateur 1g du naut-parleur 20, créant des signaux acoustiques ou met en marche un voyant à ampoule 21 par l'intermédiaire d'un interrupteur 22 et est dirigé vers un jack de branchement 23, où il sera possi-10 ble de brancher un récepteur quelconque ou un circuit de télémesure. La source d'énergie 1 alimente aussi l'amplificateur 17, les voyants et l'électroaimant 24. L'écoulement continu du gaz dans la chambre de mesure 8 est assuré par l'action d'une pompe 25 à soupapes 26 et 27 à action inverse comprenant un orifice 28 15 d'aspiration et un orifice d'évacuation 29. La pompe 25 comporte une membrane actioiBée au moyen d'un électroaimant 24. Un mécanisme de réglage 31 permet de régler le débit de la pompe en contrôlant l'amplitude des vibrations d'un élément élastique 32. Le gaz à analyser est introduit à la chambre de mesure par un 20 conduit 33 sur lequel sont insérés un micro-filtre 34 retenant les pollutions solides et un absorbeur 35 pour absorber le bioxy-de de carbone C02 contenu dans l'air ambiant à analyser, a l'extrémité du conduit 33 est disposé un filtre de protection 36. Le dispositif selon l'invention fonctionne automatiquement,il réagit 25 à la présence du métnane dans l'air au tax correspondant à la gamme de mesure du dispositif. L'appareillage de signalisation est mis en marcne automatiquement au moment où la concentration du métnane dans le gaz à analyser atteint la valeur consignée au moyen du mécanisme de réglage 15. Ce mécanisme comporte line gra-30 duation correspondant au taux en pourcent du méthane contenu dans l'air. La mise à zéro du dispositif se fait en remplissant la cnambre de mesure 8 avec le même gaz que celui qui se trouve dans les chambres étalons 5 et 11. Le dispositif est arrêté lorsqu'on interrompt l'alimentation en énergie de la source 1 au moyen 35 d'un interrupteur 38. 72 12980 4 2135161 REVENDICATION 1. - Dispositif de signalisation automatique du taux de méthane CH^ dans l'air comprenant un système optique d'interférence caractérisé en ce qu'il comporte un photo-élément 14 sensible aux variations et aux manques de luminosité dans le spectre des franges d'interférence, la distance entre les franges correspondant au taux réel du méthane dans l'air; le photoélément 14 étant fixé devant une fente mobile 13 et transformant l'énergie lumineuse en impulsions électriques qui mettort en marche un ensemble de haut-parleurs acoustiques et de voyants de signalisation.