Brevet FR2122520A1 — publié le 19720901

i 2122520 Cette invention concerne un appareil permettant d'analyser à distance une matière gazeuse. La détection- des gaz à distance dans un effluent gazeux libéré dans l'atmosphère s'est faite jusqu'à présent à l'aide 5 d'un appareil qui dirige sur l'effluent gazeux des impulsions de rayonnement laser intense depuis un émetteur éloigné, on détecte et on analyse à distance le rayonnement rediffusé par le gaz pour identifier au moins quelques uns des constituants gazeux de l'effluent. Cette rediffusion est une diffusion Raman 10 et fait ainsi apparaître des longueurs d'onde décalées par effet Raman qui sont caractéristiques des différents gaz. Le choix du rayonnement diffusé en fonction de la longueur d'onde à l'emplacement d'un récepteur et la mesure de l'intensité du rayonnement choisi permettent - l'identification des gaz considérés 15 et fournit une indication de la concentration relative de chaque gaz dans l'effluent. Dans cet appareil, le rayonnement réfléchi par le laser qui pénètre dans le récepteur a tendance à masquer le rayonnement de diffusion Raman qui pénètre dans le récepteur. On compense cet effet, dans l'appareil de l'invention, en 20 choisissant à dessein le rayonnement laser réfléchi au niveau du récepteur et en soustrayant un signal pondéré, représentant son intensité, des mesures d'intensité du rayonnement de diffusion Raman choisi, au niveau du récepteur. On détermine empiriquement cette pondération. Ainsi l'étalonnage et la détermina-25 tion de la pondération pour .chaque gaz constituant sont sujets à des erreurs et des approximations. D'autre part, on ne peut étalonner avec certitude chaque gaz constituant qu'en procédant à des essais avec chaque constituant particulier à concentration connue et à distance connue de l'émetteur et du récepteur. 30 C'est un objectif de la présente invention de fournir un appareil perfectionné pour analyser à distance une matière gazeuse, appareil dans lequel on évite le masquage du rayonnement de diffusion Raman par une radiation monochromatique intense réfléchie au niveau du récepteur. 35 Selon cette invention, il est fourni un appareil permettant l'analyse à distance d'une matière gazeuse, appareil qui comprend une source de radiation monochromatique intense qui doit être dirigée sur une cible comportant la matière gazeuse, un organe de détection servant à détecter le rayonnement de diffusion 40 Raman d'au moins une première longueur d'onde spécifique 72 01738 2 2122520 diffusée par ladite cible grâce au rayonnement monochromatique intense incident, et un filtre à rayonnement sur le trajet qui sépare la cible et l'organe détecteur, ce filtre étant tel qu'il transmet ledit rayonnement de diffusion Raman à 5 l'organe détecteur et empêche la radiation qui a la même longueur d'onde que la radiation source, d'atteindre l'organe détecteur. Le contrôle à distrance d'un ^rfluent gazeux et en particulier d'un effluent polluant a, en autres buts, l'identification 10 des constituants polluants du gaz et de leur concentration dans l'effluent, et aussi la détermination de l'endroit où se trouve l'effluent. A cette fin, l'altitude, l'azimut et la distance à laquelle se trouve l'effluent de 1'emplacement connu de l'émetteur, permettent d'identifier le site de la pollution. 15 L'altitude et l'azimut définissent sans ambigtiité la direction du faisceau laser à impulsions. La détermination de la distance est moins évidente. Par conséquent, l'appareil de l'invention est également équipé de moyens qui fournissent les paramètres de base nécessaires pour déterminer la distance à laquelle se 20 trouvent les gaz qui produisent le rayonnement de diffusion Raman pénétrant dans le récepteur. Dans la mise en oeuvre de la présente invention, des impulsions intenses de rayonnement laser sont dirigées sur une cible gazeuse, telle que par exemple des produits de combustion, 25 de la vapeur d'eau qui se trouve dans l'atmosphère, l'effluent d'un procédé industriel, et similaires, donnant en retour un rayonnement Raman rediffusé qui est intercepté par un récepteur se trouvant de préférence au même endroit que la source des impulsions du laser. Dans le récepteur, le rayonnement est filtré 30 pour que soit arrêté, et donc séparé, le rayonnement laser réfléchi issu du rayonnement de rediffusion Raman qui est séparé .. . intervalles séparés en fonction de la longueur d'onde,detecté et intégré sur des/ dans le temps,de l'impulsion laser qui produit la rediffusion. Chaque intégrale est représentative de la concentration d'un 35 constituant donné du gaz, et la séparation chronologique est représentative de la distance à laquelle se trouve l'effluent. Pour permettre une compréhension complète de l'invention, on va maintenant en décrire des formes d'exécution spécifiques en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 72 01738 3 2122520 La Figure 1 est un schéma simplifié d'une forme de réalisation d'un appareil d'analyse à distance permettant de déterminer la concentration d'un constituant gazeux spécifique à une distance spécifique; 5 La Figure 2 est une courbe représentant le pourcentage de transmission d'un filtre à rayonnement reçu,en fonction de la longueur d'onde, qui met en évidence la transmission négligeable de la longueur d'onde du rayonnement laser réfléchi; La Figure 3 est un schéma simplifié d'une autre forme de 10 réalisation permettant de déterminer rapidement les concentrations d'un constituant gazeux spécifique à plusieurs distances différentes; La Figure 4 est un schéma simplifié d'une forme de réalisation permettant de déterminer rapidement les concentrations de 15 plusieurs constituants gazeux à plusieurs distances différentes; La Figure 5 est une échelle représentant les longueurs d'onde de diffusion Raman pour les corps gazeux intéressants en pollution de l'air, quand le rayonnement laser incident provient d'un laser à azote à impulsions de longueur d'onde 20 3371A; La Figure 6 est une courbe représentant la sortie (en coups par minute) du détecteur de rediffusion O de la longueur d'onde (en A) pour un mélange SO2-CO2 expoçé au rayonnement du laser à azote à 3371A, et représentant la 25 mesure de SO2 en présence de CO2; La Figure 7 est une courbe représentant la valeur du signal de sortie du détecteur de rediffusion du récepteur (photomultipli- O cateur) en fonction de la longueur d'onde (en A) pour de l'air O exposé au rayonnement du laser à azote à 3371A, et représentant 30 le rayonnement de diffusion Raman de l'oxygène et de l'azote pour leur longueur d'onde caractéristique décalée par effet Raman; et La Figure 8 est un schéma montrant l'émetteur-récepteur à laser placé de façon à contrôler un effluent polluant éloigné. 35 Quand, par exemple, on irradie par un rayonnement laser des corps gazeux atmosphériques, il se produit un décalage des longueurs d'onde par effet Raman et les raies spectrales résultantes sont spécifiques des corps moléculaires qui interceptent le faisceau 72 01738 • 2122520 gazeux, et on peut distinguer les longueurs d'onde décalées du faisceau laser plus intense qui est réfléchi,et du faisceau de diffusion Rayleigh qui ne décale pas les longueurs d'onde. La technique de diffusion Raman, appliquée ici au contrôle de gaz 5 à distance permet une mesure, résolue en distance, des constituants atmosphériques aussi bien quant à leur nature que quant à leur concentration, depuis un emplacement éloigné. Bien que l'on puisse utiliser d'autres lasers, le laser 10 que l'on utilise dans les formes de réalisation de la présente invention est un laser à azote et à impulsions ultraviolettes O de 3371A, appelé ici amplificateur de puissance-oscillateur-pilote (MOPA). Dans ce MOPA, un petit laser à azote et à impulsions sert d'oscillateur en donnant des impulsions à puissance de 15 crête relativement faibles, soit environ 10 kW. On fait passer le faisceau issu de l'oscillateur dans un filtre spatial de commande de mode produisant un faisceau très peu divergent. Ce faisceau est amplifié dans un second laser élémentaire plus grand qui est "pompé" en synchronisme avec l'oscillateur, à une 20 nanoseconde près. On fait passer la sortie du MOPA dans un filtre d'interférence O conçu pour laisser passer une raie étroite, la raie 3371A, et pour arrêter les raies d'émission spontanée de la décharge d'azote. Le laser MOPA est représenté sur la Figure 1 et est désigné 25 dans son ensemble par le numéro 10. Ce laser comporte l'oscillateur-amplificateur 11, une source d'énergie 12 et un circuit 13 de déclenchement du laser. Ce circuit de déclenchement déclenche des impulsions de laser à une cadence de répétition de 100 impulsions par seconde, durant chacune 10 nanosecondes. Le faisceau 16 du 30 laser est filtré par un filtre d'interférence 14 qui laisse ^asser O la raie étroite 3371A. Des miroirs directeurs 15 assurent le réglage directionnel fin des impulsions 16 qui sortent du laser,et servent à diriger le faisceau et à le positionner dans le champ de vision du télescope 20 à la distance intéressante. 35 Le télescope 20 fournit l'entrée du système récepteur désigné dans son ensemble par le numéro 21. Le télescope est un télescope newtonien qui comporte ion miroir 22 d'environ 25 cm ayant une distance focale d'environ 1,50 m. Le miroir directeur de focale 23 qui est placé dans le télescope dirige le rayonnement 40 d'entrée sur l'oculaire 24 ou sur le mcnochromateur 25. L'oculaire 72 01738 s 2122520 sert à faire viser la cible c par le télescope. Le .monochromateur peut être un monochromateur de 25 cm jarrel-Ash ayant un pouvoir O séparateur de 17A par millimètre. Il transmet environ 20% dans le domaine ultraviolet et rejette la lumière parasite dans la —3 5 proportion d'environ 10 Une lentille 2S placée au niveau de la fente de sortie du monochromateur concentre la lumière qui sort de la fente sur l'ouverture du diaphragme du photomultiplicateur 27. Entre le monochromateur 25 et le photomultiplicateur 27 se trouve un O 10 filtre 28 qui arrête le reste de la radiation 3371A transmise par le monochromateur 25, mais laisse passer la radiation décalée par effet Raman qui est caractéristique du corps gazeux en observation. Le filtre 28 peut être disposé pratiquement n'importe où sur le trajet optique du récepteur. Un filtre 15 convenable pour cela est un filtre à liquide constitué par une cellule à paroi.3 de quartz contenant une solution aqueuse de perchlorate de 2,7-diméthyl-3,6-diazacyclohepta-l,6-diène. Cette solution possède la propriété d'absorber globalement le O volune- isotrope essentiellement total de la radiation 3371A, 2o mais est presque ccmplètement transparente aux longueurs d'onde O de 3500ft et plus. Le rôle du filtre est d'arrêter la radiation O 3371A du laser qui est réfléchie par le gaz -cible (ce peut être un panache de fumée) et que le monochromateur ne peut rejeter totalement. 25 La Figure 2 représente les ^caractéristiques du filtre, en pourcentage de transmission en fonction de la longueur d'onde P (en A). Comme on peut le voir, la transmission est supérieure O O à 80% au-delà de 3500A, tandis qu'au-dessous de 3400A elle est théoriquement nulle. Cette solution aqueuse particulière telle 30 qu'elle est définie ci-dessus est un simple colorant cyclique de cyanine. Des filtres semblables et leurs formules sont rapportés dans un article intitulé "Transmission Filters for the ultraviolet" de M. Kasha, Journal qf the Qptical Society of America, Vol. 38, N° 11. On préfère les filtres de ce genre car leurs caractéristiques 35 de transmission sont bien meilleures que celles des filtres d'interférence que l'on trouve dans le commerce. On peut comprendre plus complètement l'efficacité du filtre ayant les caractéristiques représentées sur là Figure 2, en considérant le spectre du rayonnement de diffusion Raman fourni 40 par le corps gazeux probablement présent dans un panache d'effluent 72 01738 6 2122520 gazeux polluant. La Figure 5 représente le spectre du rayonnement décalé par effet Raman pour un certain nombre de corps gazeux O éclairés par une radiation laser de 3371A . Ce spectre inclut l'oxygène et l'azote qui sont naturellement présents dans toutes 5 les décharges atmosphériques. Les intensités relatives de la O radiation 3371A rediffusée et du faisceau de diffusion Raman de l'oxygène et de l'azote dans l'atmosphère, sont représentées par la courbe tracée sur la Figure 7- Cette courbe est tracée de façon à représenter la sortie du photomultiplicateur en fonction 10 de la longueur-d'onde. L*ordre de grandeur de la diffusion de O O l'oxygène et de l'azote à 3557A et 3658A, respectivement, est 0 plus de trois fois plus petit que pour la radiation 3371A rediffusée. Ceci illustre l'intérêt d'arrêter sélectivement O la radiation 3371A au niveau du récepteur. 15 Le pouvoir séparateur du monochromateur détermine le pouvoir séparateur des diverses raies de diffusion Raman provenant de différents corps gazeux, et détermine ainsi le pouvoir de discrimination entre les corps gazeux. L'utilisation de filtres du type aqueux qui est décrit ici et ayant des caractéristiques 20 telles que celles qui apparaissent sur la Figure 2, permet d'utiliser des monochromateurs peu coûteux qui ont seulement besoin d' être capables d'établir une discrimination entre les diverses raies Raman. Un taux de comptage type de courant d'obscurité est de 200 coups par seconde. Cependant, quand la 25 sortie du photomultiplicateur est déclenchée périodiquement avec des créneaux de loo nanosecondes à la cadence de 100 impulsions par seconde, le taux de comptage de courant d'obscurité -3 est inférieur à 2 x 10 par seconde. ceci met en evidence la réduction importante du taux de comptage du courant d'obscurité 30 à laquelle on peut parvenir en déclenchant périodiquement la sortie du photomultiplicateur de telle sorte que la sortie ne représente que le rayonnement de diffusion Raman d'un corps gazeux donné à une distance donnée du laser. Le repérage est intrinsèque dans un tel processus de déclenchement périodique 35 car, en fait, on observe la sortie du récepteur à un intervalle qui doit être lié à 1'intervalle séparant les impulsions du laser en tant qu'intervalle de distance. Si l'intervalle entre les créneaux coïncide avec l'intervalle entre les impulsions du laser, alors la distance est égale à zéro. S'il a un retard de 100 nano-40 secondes sur l'impulsion du laser, alors la distance est de 72 01738 7 2122520 15 mètres, et ainsi de suite. Ainsi, l'effet du déclenchement périodique de la sortie du photomultiplicateur 27 est double r il réduit notablement les impulsions de courant d'obscurité du photomultiplicateur et il limite la sortie à une distance 5 spécifique. Pour cela, la sortie du photomultiplicateur, qui se compose d'impulsions électriques représentant les photons incidents du rayonnement de diffusion Raman, est déclenchée périodiquement et comptée ;par le circuit électronique repéré dans son ensemble par le numéro 30. Ce circuit réagit à un 10 signal de déclenchement du circuit 13 de déclenchement du laser. Les signaux de déclenchement sont retardés par un dispositif à retard 31 qui détermine la distance et l'alimentation du générateur 32 de créneaux, lequel co.nforme les signaux de déclenchement, par exemple, en créneaux de 100 nanosecondes de 15 longueur. Ces créneaux sont appliqués, avec la sortie du photomultiplicateur 27, à un circuit ET 33, dont la sortie déclenche le compteur 34. Ainsi le compteur produit, pendant l'intervalle d'un créneau, un compte numérique qui est indicatif de la concentration relative d'un corps gazeux particulier de la cible, la 20 cible étant repérée par la direction du faisceau laser et par la distance déterminée par le dispositif à retard 31. Le même système optique qui est représenté sur la Figure 1 et décrit ci-dessus peut être équipé électroniquement de façon à donner un récepteur à voies multiples qui produit des signaux 25 de sortie représentant la concentration d1un corps gazeux particulier à une série de distances du laser. Un tel système électronique est représenté sur la Figure 3. Ici, le signal de sortie du circuit 13 de déclenchement est injecté dans chacun de dix canaux désignés 40 à 49, et est retardé entre les canaux 30 successifs par, par exemple, des dispositifs à retard 39 à retardement égal pouvant être de 50 nanosecondes. Ainsi, le signal de déclenchement du circuit 13 de déclenchement du laser est injecté dans les canaux 40 à 49, à intervalles de 50 nanose-c ondes sur un intervalle total de 500 nanosecondes pour dix 35 de ces canaux. Chacun des canaux, le canal 40 par exemple, comporte un générateur 51 de créneaux qui réagit au signal de déclenchement en produisant, par exemple, un créneau large de 30 nanosecondes. Ce créneau est appLiqué à un circuit ET 52 placé dans le canal, et la sortie du photomultiplicateur 2 7 est également 40 injectée dans le circuit ET 52. Ainsi, la sortie du cireuit ET 52 72 01738 8 2122520 se compose d'impulsions d'amplitude et de durée égales, représentant chacune des impulsions de sortie du photomultiplicateur pendant l'intervalle du créneau de 30 nanosecondes, ces impulsions sont comptées ou sommées par un circuit intégrateur 53 qui peut être 5 un intégrateur analogique ou un compteur. L'intégrateur 53 donne un signal de sortie dont la valeur représente la concentration du corps gazeux particulier identifié par le monochromateur,à la distance indiqué par le dispositif à retard 31. De même, les sorties des canaux 41 à 49 sont des signaux dont les valeurs 10 représentent les concentrations du même corps gazeux à des distances échelonnées de 7,50 mètres en 7,50 mètres.ces signaux de sortie sont injectés dans un enregistreur 54 pour comparaison à des normes d'étalonnage et pour analyse. L'enregistrement résultant sert notamment à déterminer le profil du panache de fumée 15 quant à un corps gazeux spécifique. Il est évident que l'on peut augmenter ou réduire la largeur de la fente de sortie du monochromateur de façon à réduire ou augmenter d'autant le pouvoir séparateur des raies du rayonnement de diffusion Raman. Si on augmente cette largeur, la sortie du 20 photomultiplicateur est plus importante, et si on la réduit , la sortie du photomultiplicateur diminue. L'étude et la mise en oeuvre soignées du système permettent d'obtenir un pouvoir séparateur des raies de diffusion Raman inférieur à 1A. Comme on peut le voir d'après le spectre du rayonnement décalé par 25 effet Raman pour un choix de corps gazeux types, représenté sur la Figure 5, la raie décalée par effet Raman du SO2 est distincte de celles du CO2 et du NO, et toutes ces raies sont distinctes des raies de l'oxygène et de l'azote. Un cas type est la détection de 1% d'anhydride sulfureux en présence de 99% de gaz carbonique, 30 ce qui représente un rapport soufre-carbone type dans un combustible brûlé. La Figure 6 représenté les données Raman obtenues avec un appareil tel que celui représenté, par exemple, sur la Figure 1. Comme le montre clairement la Figure 6, l'anhydride sulfureux est clairement décelable pour une concentration de l'ordre de 1%. Donc, 35 le système de la Figure 1 ou celui de la Figure 3 peuvent servir à identifier un corps gazeux spécifique, ou tout au moins à distinguer la concentration totale d'un certain nombre de corps gazeux d'intérêt particulier en pollution de l*air, sans inclure l'azote et l'oxygène qui sont toujours présents. En outre, le 40 système électronique de la Figure 3 permet au système de déterminer 72 01738 9 2122520 des profils de panaches de fumée avec un temps d'intégration bien moindre que celui nécessité par un système à voie unique comportant un dispositif de retard à entrée variable. Avec le système de la Figure 3, toutes les distances intéressantes sont examinées 5 simultanément, et toutes les impulsions de laser produisent un signal reçu qui est indicatif de la concentration des corps choisis pour toutes les distances intéressées. 72 01738 2122520 On pourrait utiliser une série de monochromateurs alimentant une série de photomultiplicateurs dans les systèmes représentés sur les Figures 1 et 3,. pour obtenir un rayonnement de rediffusion Raman d'un certain nombre de corps gazeux différents 5 tels que SO2» N02 et CO, ceux-ci étant les polluants atmosphériques les plus nocifs. On pourrait examiner tous ces corps quant à la concentration et la distance à laquelle ils se trouvent. Il faudrait pour chaque corps gazeux un canal distinct réagissant à la sortie des différents photomultiplicateurs tels que celui 10 de la Figure 1, ou bien il faudrait employer un groupe séparé de canaux réagissant à la sortie de chaque photomultiplicateur tel que celui représenté sur la Figure 3. Ce serait un avantage ici d'examiner le corpsgazeux oxygène ou azote qui se trouve dans les effluents gazeux atmosphériques à des con-15 centrations connues. La sortie du canal pour le gaz connu, oxygène ou azote, servirait d'étalon avec lequel on comparerait les sorties des canaux pour les autres corps gazeux. Cette comparaison fournirait une mesure des concentrations relatives des corps gazeux inconnus par rapport aux corps gazeux connus. 20 Un système de contrôle à distance incorporant un tel étalon auquel on comparerait les lectures obtenues pour des corps gazeux désignés, à des concentrations inconnues, est représenté sur la Figure 4. Ici, le système émetteur comportant le laser 11 à impulsions, la commande 12 de puissance du laser, le filtre 14 25 d'interférence et les miroirs directeurs 15 du faisceau laser, peut être le même que celui qui est décrit ci-dessus avec référence aux systèmes des Figures 1 et 3. Dans le système récepteur 21, un télescope newtonien 22 intercepte le rayonnement diffusé,qui est dirigé par le miroir directeur sur un spectro-30 mètre 53. Un filtre 54 à liquide, interposé entre le spectromètre et le télescope, remplit la même fonction que le filtre 26 à liquide dans les formes de réalisation des Figures 1 et 3, et peut ainsi avoir les mêmes caractéristiques que celles qui sont représentées sur la Figure 2. Le spectromètre 53 35 sépare le rayonnement de diffusion Raman en fonction de la longueur d'onde et peut utiliser pour ce faire un prisme ou un réseau de diffraction. Le spectromètre à prisme comporte une entrée et une sortie de système optique qui rendent parallèle le faisceau diffusé avant qu'il atteigne le prisme ,et qui concentrent 40 le rayonnement du prisme sur des fentes espacées identifiées 72 01738 2122520 chacune à une longueur d'onde différente et ainsi identifiées à un corps gazeux différent. Un rayonnement sortant de chacune des fentes est détecté par un photomultiplicateur distinct. Dans un spectromètre à réseau de diffraction, le faisceau lumineux 5 sortant du télescope est rendu parallèle et dirigé sur un réseau de diffraction courbe qui sépare la lumière en fonction de la longueur d'onde en la dirigeant sur des fentes espacées qui sont identifiées à la longueur d'onde et qui permettent ainsi d'identifier les corps gazeux. Le spectromètre 53 qui 10 est schématisé sur la Figure 4 représente l'un ou l'autre de ces types fondamentaux et dirige ainsi le rayonnement suivant trois trajets distincts 54, 55 et 56 sur les ouvertures de diaphragme 57', 58' et 59' des photomultiplicateurs respectifs 57, 58 et 59. Ainsi, chacun des photomultiplicateurs 15 détecte une longueur d1 onde différente du rayonnement de diffusion Raman, et détecté ainsi le rayonnement diffusé par un corps gazeux différent. Par exemple, le système optique peut être conçu de telle sorte que les photomultiplicateurs 57 à 59 détectent respectivement le rayonnement diffusé par les corps 20 gazeux SONOj et Les sorties des photomultiplicateurs sont intégrées sur des intervalles d'impulsions qui sont liés à l'intervalle d'une impulsion du laser. Pour chaque sortie, une série de canaux sont prévus, chaque canal produisant un signal indicatif de la concentration du corps gazeux particulier 25 à une distance particulière. Ainsi, la sortie de chaque photomultiplicateur est traitée par une série de canaux de distance tels que ceux qui sont représentés sur la Figure 3 et on peut ainsi obtenir les profils de panache d'un gaz particulier quelconque ou bien de chacun des corps gazeux à partir 30 d'une seule impulsion du laser. Pour cela, là sortie du photomultiplicateur 57, qui représente la concentration de l'anhydride sulfureux à la distance à laquelle se trouve la cible, est injectée dans chacun des canaux 60 à 69. Le dispositif à retard 31 qui se trouve à l'entrée du canal 60, et les dispos 35 tifs à retard 71 qui se trouvent à l'entrée de chacun des autres canaux, servent à retarder le signal de déclenchement du circuit 13 de déclenchement du laser, qui est injecté dans le générateur de créneauxde chaque canal, et ainsi les créneaux produits dans les canaux successifs 60 à 69 définissent les 40 distances successives, exactement comme dans le système 72 01738 12 2122520 de la Figure 3. Par exemple, si tous les retards sont de 100 nanosecondes, alors les distances sont espacées de 15 mètres. Les canaux 60 à 69 peuvent être identiques aux canaux 40 à 49 qui sont représentés sur la Figure 3, et injectent dans 5 l'enregistreur 72 à anhydride sulfureux des signaux qui révèlent le profil de panache pour l'anhydride sulfureux sur un espace indiqué. De même, la sortie du photomultiplicateur 58, qui représente la concentration de NO^, est injectée dans les canaux 80 à 89 10 qui injectent des signaux dans l'enregistreur 102 à ^O^. La sortie du photomultiplicateur 59, qui représente la concentration de l'azote dans certaines limites de distance, est injectée dans les canaux 90 à 99 qui commandent l'enregistreur 112 à N^. Les concentrations d'azote enregistrées peuvent servir d'étalon 15 car on les connaît généralement dans toute décharge atmosphérique de gaz de combustion. Etant donné que les rayonnements de diffusion Raman des trois corps gazeux sont captées simultanément sur pratiquement les mêmes trajets optiques (sauf pour les photomultiplicateurs) , les signaux qui sont enregistrés pour le gaz 20 étalon par l'enregistreur 112 peuvent servir à l'étalonnage de tous les signaux enregistrés. On peut utiliser la mesure simultanée de CO2» S02 et NO pour obtenir sans ambigtiité le rapport de S02 à C02 et de NO à C02 indépendamment de la puissance de l'émetteur, des caractéristiques 25 de transmission optique du trajet optique, et du panache ou de la quantité d'air diluant en excès,Ainsi, en utilisant l'appareil décrit, on peut aisément mesurer et utiliser les rapports SO /C0„ et N0/C02 pour obtenir une norme d'entrée en vigueur de mesures anti-pollution, norme qui serait, comme indiqué ci-dessus, 30 indépendante de la dilution de l'effluent, des pertes de transmission du trajet optique, ou de la puissance de l'émetteur. Chacun des canaux 80 à 89 et chacun des canaux 90 à 99 comprend le générateur de créneaux de l'un des canaux correspondants 60 à 69. Ainsi, le générateur 113 de créneaux du 35 canal 60, qui constitue l'entrée du canal 60, constitue également l'entrée du canal 80 et du canal 90. Par conséquent, les canaux 60, 80 et 90 réagissent tous au même créneau de distance, et leurs sorties sont indicatives de la concentration des corps gazeux qui leur sont associés, à la même distance donnée. 40 L'appareil qui est représenté sur le Figure 4 comporte 72 01738 13 un certain nombre de caractéristiques significatives qui sont liées entre elles et quelque peu interdépendantes. Par exemple, le rayonnement diffusé par chaque corps gazeux n'est détecté et intégré que pendant le bref intervalle d'un créneau faisant 5 suite à une impulsion de laser. Ceci réduit le taux de comptage de courant d'obscurité dans l'appareil et assure également la détection du rayonnement de diffusion Raman d'un domaine choisi. Les avantages de l'appareil qui est représenté sur la Figure 4, comme déjà mentionné, sont que l'on peut identifier 10 des corps gazeux distincts à chacune des distances successives du laser, et que l'on peut déterminer la concentration de ces corps gazeux à chaque distance par comparaison avec des signaux équivalents reçus pour l'azote ou d'autres corps gazeux à concentration connue. Ainsi, l'appareil qui est représenté sur 15 la Figure 4 permet d'obtenir simultanément le profil d'un effluent gazeux polluant pour un certain nombre de corps gazeux différents en irradiant l'effluent avec une seule impulsion de laser. Mais en pratique, des signaux de sortie plus significatifs sont produits par les canaux quand l'intégration se poursuit dans 20 chaque canal sur un certain nombre d'impulsions venant du laser. Le nombre d'impulsions nécessaires pour produire une lecture dépendra, entre autres, de la puissance du laser, de la sensibilité du système (tant optique qu'électrique), et des concentrations des gaz que l'on veut détecter. 25 La Figure 8 est un schéma montrant l'émetteur-récepteur à laser 120 placé à distance sur un socle 121 et dirigeant le rayonnement laser transmis 122 sur un panache de fumée 123 émis par une cheminée 124. Le rayonnement diffusé 125 revient en totalité du panache sur le récepteur, et est analysé par 30 les systèmes tels queœuxqui sont représentés sur les Figures 1, 3 ou 4, pour qu'on puisse déterminer les constituants, les concentrations et la distance à laquelle se trouve le panache. Les diverses formes de réalisation de la présente invention, telles qu'elles sont représentées et décrites ici, sont destinées 35 à illustrer les meilleuresapplications de l'invention. Ces formes de réalisation comprennent diverses caractéristiques en combinaisons différentes pour l'examen du rayonnement diffusé par une cible gazeuse éloignée. L'appreil qui est décrit dans ces formes de réalisation aide à déterminer les corps gazeux de la cible, 40 les concentrations relatives de différents corps gazeux de 72 01738 14 2122520 la cible, et la distance à laquelle se trouve la cible. Ces modes de réalisation peuvent également servir à déterminer le profil de concentration d'un corps gazeux donné dans un panache de fumée et à déterminer ce profil simultanément pour un certain 5 nombre de corps gazeux différents, pour qu'on puisse déterminer le profil de qualité dans le panache de gaz. L'information de distance permet de déterminer l'emplacement d'une source de pollution de 1'air. 72 01738 i5 2122520 REVENDICATIONS 1. Appareil permettant d'analyser à distance une matière gazeuse, dans lequel une source de radiation monochromatique intense est dirigée sur une cible comportant la matière gazeuse, et 5 le rayonnement de diffusion Raman d'au moins une première longueur d'onde spécifique diffusé par la cible grâce à la radiation monochromatique intense incidente est détecté par un organe détecteur, l'appareil étant caractérisé par le fait qu'un filtre à rayonnement est prévu sur le trajet entre la cible 10 et l'organe détecteur, ce filtre étant tel qu'il transmet ledit rayonnement de diffusion Raman à l'organe détecteur et empêche la radiation de même longueur d'onde que la radiation source, d'atteindre l'organe détecteur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait 15 que la longueur d'onde spécifique du rayonnement de diffusion Raman est la plus grande que la longueur d'onde du rayonnement issu de la source. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la longueur d'onde spécifique est la longueur d'onde 20 du rayonnement de diffusion Raman d'un corps gazeux particulier de la cible, résultant de l'incidence de la radiation monochromatique intense de la source sur la cible. 4. Appareil selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que des moyens séparateurs de rayonnement sont prévus 25 sur le trajet du rayonnement entre la cible et l'organe détecteur, et qu'un second organe détecteur est prévu pour détecter le rayonnement de diffusion Raman d'une seconde longueur d'onde spécifique qui est diffusé par la cible, les sorties du premier organe détecteur et du second organe détecteur étant représenta-30 tives des concentrations relatives de différents gaz de la cible. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le second organe détecteur détecte le rayonnement de diffusion Raman d'un gaz qui existe en concentration relative connue dans la cible. 35 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il est prévu une série d'autres organes détecteurs du rayonnement diffusé, dont les sorties représentent les concentrations relatives de gaz différents dans la cible. 7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé 40 par le fait qu'il est prévu un organe de détermination de rapports 72 01738 16 2122520 qui réagit à la sortie de chaque organe détecteur en déterminant le rapport de chaque sortie à la sortie représentative du gaz de concentration relative connue dans la cible. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait 5 que l'organe détecteur comporte un organe destiné à produire un signal en réponse à un rayonnement incident, un organe d'intégration audit signal, et un organe de réglage de l'intervalle de l'intégration. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le 10 fait que la radiation intense de la source est à impulsions, l'intervalle réglé d'intégration étant séparé, dans le temps, d'une impulsion de la radiation source, par un intervalle indicatif de la distance séparant la source et la cible. 10. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le 15 fait que chaque organe détecteur comporte un moyen pour produire des signaux en réponse à un rayonnement incident, un moyen d'intégration desdits signaux, et un moyen de réglage de l'intervalle de ladite intégration. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le 20 fait que le rayonnement intense de la source est à impulsions, l'intervalle réglé d'intégration étan-^ séparé, dans le temps, d'une impulsion du rayonnement source, par un intervalle indicatif de la distance séparant la source et la cible, si bien que les sorties des organes d'intégration réprésentent les concentrations 25 relatives de corps gazeux différents dans la cible, à des distances spécifiques de la source. 12. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le moyen qui produit un signal en réponse à un rayonnement incident est un photomultiplicateur, et que l'organe 30 d'intégration somme les signaux du photomultiplicateur sur des intervalles retardés par rapport à une impulsion de la source, l'importance du retard étant indicative de la distance séparant la source et la cible. 13. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le 35 fait que la cible est un émetteur éloigné de gaz polluant dans l'atmosphère, la longueur d'onde spécifique étant la longueur d'onde du rayonnement de diffusion Raman d'un corps gazeux spécifique dans l'émission de gaz, résultant de l'incidence de la radiation monochromatique intense de la source sur la cible. 40 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé par le 72 01738 17 2122520 fait que le rayonnement source se trouve dans le domaine ultraviolet, et que le filtre à rayonnement est un absorbeur global de volume isotrope. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait 5 que l'absorbeur contient du perchlorate de diméthyl-diazacyc3.o-heptadiène.