Brevet FR2142799A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne plus spécialement les spectrocolorimètres utilises en analyse sélective par la méthode dite de photométrie hétérochrome en bande etroite. Cette méthode d'analyse est utilisée pour la mesure du taux de carboxy-hémoglobi ne du sang, pour l'identification des produits de dégradation de la vitamine A et la différenciation des éluats de chromatographie en phase liquide, soit directement lorsqu'il s'agit de produits colorés, soit après coloration sélective. Elle permet notamment, dans cette dernière application, la différenciation des composants des protéines, en particulier des acides aminés, dans les éluats obtenus par chromatographie en phase liquide, après coloration de ceux-ci à la ninhydrine. Cette méthode d'identification est basée sur la mesure des densités optiques pour deux longueurs d'ondes définies.A l'heure actuelle, pour mettre en oeuvre cette méthode, on est obligé d'utiliser deux colorimètres exploités chacun avec l'une des longueurs d'onde ces deux coloriceètres étant placés en série. L'élut traverse successivement les cuves des deux colorimètres et les mesures correspondant aux deux longueurs d'ondes sont effectuées avec un décalage notable dans le temps, ce qui oblige à mettre en mémoire les informations avant de faire les calculs. Le prix de revient d'un tel appareillage est élevé en raison de la nécessité de prévoir deux colorimètres et une mémoire. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet un colorimètre multispectral, notamment un colorimètre bispectral, caractérisé en ce qu'il comporte une seule cuve en combinaison avec des dispositifs optiques créant une pluralité de trajets de mesure entre des sources de longueurs d'ondes définies et une ou des cellules de mesure, permettant de faire traverser successivement la dite cuve par une pluralité de faisceaux-monochromatiques. Les dispositifs optiques permettant d'amener les faisceaux monochromatiques issus de différentes sources à traverser successivement la même cuve,peuvent etre constitués par un modulateur a' disques perforés et à miroirs tournants ou par des fibres optiques correspondant chacune à un trajet de mesure et comportant sur leur longueur un dispositif d'occultation à disque perforé tournant. Le colorimètre multispectral conforme 3 l'invention comporte également des trajets de référence connus en eux-mêmes et il est caractérisé en ce qu'il comporte autant de trajets de référence que de trajets de mesure avec des dispositifs optiques de types connus transmettant chacun des faisceaux de référence sur la ou les cellules en alternance avec le ou les faisceaux de mesure. Le colorimètre multispectral conforme à l'invention peut comporter une seule cellule si celle-ci présente une sensibilité spectrale suffisante pour toutes les longueurs d'ondes mises en oeuvre. Dans le cas contraire, il comporte une cellule pour chaque longueur d'onde. Pour la mise en oeuvre de la méthode de photométrie hétérochrome, le colorimétke bispectral conforme à l'invention est associé à une calculatrice logique effectuant le rapport des valeurs de référence et de mesure pour chaque longueur d'onde et calculant le logarithme du rapport, oe qii donne la densité optique pour chaque longueur d'onde et il comporte dans ce cas un commutateur envoyant, en synchronisme avec la permutation des trajets de référence et de mesure, les signaux de la ou des cellules sur les bornes d'entrée correspondantes de la calculatrice logique. On décrira ci-après divers exemples de réalisation d'un colorimètre bispectral conforme à l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue schématique en plan d'un colorimètre bispectral avec modulateur par disques perforés et miroirs tournants; Fig. 2 est une vue en élévation des disques du modulateur; Fig. 3 est une vue schématique en plan d'un colorimètre bispectral avec trajets constitués par des fibres optiques; Fig. 4 est une variante de réalisation du colorimètre de figure 3. Le colorimètre bispectral de figure 1 comporte une cuve C de type connu dans laquelle circule l'éluat soumis à l'analyse, deux sources lumineuses L1 L2 avec leurs lentilles de focalisation 8 2 ?2 et leurs filtres interférentiels f1 , f2 donnant des fais- ceaux monoc h romatiques r1 , r2. Il comporte en outre une cellule photo-électrique 1 et éventuellement une seconde cellule photoélectrique 1' si la première cellule ne présente pas une sensibilité spectrale suffisante pour les deux longueurs d'ondes.Les trajets de mesure et de référence des deux faisceaux r1 et r2 entre les sources lumineuses et la cellule photo-électrique 1 sont réalisés par deux miroirs fixes m1 et m2 et un modulateur constitué par un arbre 2 entraîné par un moteur 3 et portant deux petits disques dl , d2 et un grand disque D. Le disque dl est parallèle au miroir ~ Il et il occulte Ou Lisse passa vers la cuve de mesure C le faisceau rl cons tituant le premier faisceau de mesure réfléchi par le miroir ml et réfléchit le faisceau r2 constituant le second faisceau de mesure vers la cuve C.Le disque d2 est parallèle au miroir m2 et il agit d'une façon analogue au disque dl pour les faisceaux de référence r'1 et r'2. Le disque D réfléchit les faisceaux r1 et r2 pour donner naissance aux faisceaux de référence r'1 > r'2 et il fléchit, vers la cellule 1, les faisceaux de mesure sortant de la cuve C et laisse passer vers la cellule 1 les faisceaux de référence réIlé- chis par le miroir m2 ou le disque d2.qui ont traversé la cuve C'. On détaillera ci-après avec référence à la figure 2 la forme des disques en désignant par p1 l'axe du faisceau rl, par P2 l' axe du faisceau r2 et par p3 le point où les axes des faisceaux recoupent le plan du disque D pour aller ou être réfléchis vers la cellule photo-électrique 1. Mécaniquement l'arbre 2 est placé audessus du plan P défini par les axes des faisceaux. Le fonctionne~ ment du modulateur comporte quatre phases, correspondant respectivement à 10 r faisceau de mesure; 20 r2 faisceau de mesure; 30 r1 faisceau de référence; 40 r4 faisceau de référence, Sur la figure la position des points p1 , p2 et p3 correspondant à chacune de ces phases est indiquée par un exposant correspondant à l'ordre de cette phase.Les faisceaux devant de préférence avoir des trajets égaux ,les points p2 et p3 ont le même lieu. Du fait du décalage entre le plan P et l'axe 2,11 ntest pas possible de donner aux fenêtres un développement de 90q c'est-à-dire d'utiliser pour chaque phase un quart de la période de rotation du modulateur, Dans la figure 2, les disques étant supposés vus selon la flèche A de la figure 1, les parties de la surface frontale formant miroir sont hachurées en tiretés et celles de la surface arrière formant miroir sont hachurées en traits continus. Au cours de la première phase les disques sont dans une position voisine de la position représentée à la figure 2. Le faisceau lumineux r1 traverse le disque D par la fenêtre 4, est réfléchi par le miroir ml, traverse le disque d1 par la fenêtre 5 puis la cuve C et est réfléchi par la surface frontale réfléchis sante 6 du disque D vers la cellule photo-électrique 1. Pendant le début de cette phase le faisceau r2 traverse la entre 7 du disque D dont il sera parlé ci-après mais il traverse également la fenêtre 5 de dl et il n'est pas réfléchi vers la cuve C de sorte qu'il ne peut perturber la mesure.Pendant la deuxième phase le 2 2 disque D est dans une position telle que les points p2 et p3 sont au voisinage du plan P, les disques tournant dans le sens des flèches F. Le faisceau lumineux rl est occulté par le disque D mais le faisceau r2 traverse ce disque par la entre 8 entourant le point P2 , il est réfléchi par la surface 9 du disque d1 , traverse la cuve C et est réfléchi, par la surface réfléchissante 7 du 2 disque D qui entoure le point p3 , vers la cellule photo-électrique 1. Pendant la troisième phase, le faisceau lumineux rl est tréflé~ chi, par la surface dorsale réfléchissante 10 du disque D, vers le miroir m1 et, le faisceau réfléchi rl traverse le disque d2 par la fenêtre ll,la la cuve C' et le disque D par la fenêtre 7 entourant 3 le point p3 pour exciter la cellule photo-électrique 1. Pendant la quatrième phase, le faisceau r2 est réfléchi par la surface dorsale 12 du disque D puis par la surface réfléchissante 13 du disque d2 et traverse la cuve C'et le disque D par la fenêtre 8 entourant le 4 point p3 pour atteindre la cellule cl. La cellule photo-électrique 1 reçoit donc successivement les deux faisceaux de mesure et les deux faisceaux de référence et fournit quatre signaux.Ces signaux sont amplifiés dans l'amplificateur 14 et envoyés au contacteur 15 à quatre sorties monté sur l'arbre 2 pour être répartis entre les quatre conducteurs 16 branchés sur les entrées de la machine à calculer. Les modes de réalisation des figures 3 et 4 utilisent des fibres optiques pour réaliser les trajets lumineux des deux faisceaux de mesure et des deux faisceaux de référence; Comme dans le mode de réalisation précédent, les faisceaux lumineux émis par deux lampes L1 et L2 sont focalisés par des lentilles 1 et t2 et filtrés 2 1 par des filtres interférentiels f1 et f2 pour donner deux faisceaux monochromatiques r1 et r2. Chacun de ces faisceaux est réparti entre deux optiques à fibres t t1 , t1 , t2 X t2 X qui déterminent respecti- vement les trajets des faisceaux de mesure t1 pour le faisceau r1 et pour le faisceau r2 et 1 et t2 pour les faisceaux de référence t2 le faisceau r et t' et correspondants.Ces trajets optiques sont tout d'abord séparés spatialement pour coopérer avec un disque perforé D1 en rainé par un moteur 3' de façon à laisser passer successivement les faisceaux selon chacun des quatre trajets. Les trajets t1 et t2 sont ensuite réunis pour traverser la cuve C et tl-t2 pour traverser la cuve C'. Dans la figure 3, les quatre trajets t1t2 > t11 t21 sont réunis pour amener les quatre faisceaux sur la cellule. photo-électri que 1, cette cellule émettant ainsi successivement quatre signaux qui sont amplifiés par un amplificateur 14 et répartis par un con tacteur 15 à quatre sorties analogue ; celui de la figure 3, entraîné par le moteur 3', entre les quatre conducteurs 16 branchés sur les entrées de la machine à calculer. Dans la figure 4 et comme exposé avec référence à la figure 1, on utilise deux cellules 1 et 1t présentant une sensibilité spectrale adaptée à la longueur d'onde des faisceaux r1 et r2 respectivement. Dans ce cas les trajets tl et ti , d'une part, t2 et t2, d'autre part, sont réunis pour envoyer leurs faisceaux sur chacune des cellules 1 et 1'. Les signaux émis par ces cellules photoélectriques sont amplifiés par les amplificateurs 14 et 14' et r6- partis par un contacteur 15' entre les conducteurs de sortie 16. On peut dans ce cas sortir simultanément un signal de sortie de mesure et un signal de sortie de référence correspondant à chacun des faisceaux r1 et r2. Les modes de réalisation ci-dessus décrits à titre d1exem- ples sont susceptibles de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention ctest ainsi notamment oue les commutateurs mécaniques peuvent être remplacés par des commutateurs opto-électroninues. p EVENDICATIONS 1.- Un colorimètre multispectral, notamment un colorimètre bispectral, caractérisé en ce qu'il con porte une seule cuve en combinaison avec des dispositifs optiques créant une pluralité de trajets de mesure entre des sources de longueurs d'ondes définies et une ou des cellules de mesure permettant de faire traverser successivement la dite cuve par une pluralité de faisceaux-monochromatiques. 2.- Un colorimètre multispectral selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dispositifs optiques permettant d'amener les faisceaux monochronatiques issus de différentes sources à traverser successivement la même cuve sont constitués par un modulateur à disques perforés et à miroirs tournants. 3.- Un colorimètre multispectral selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dispositifs optiques permettant d'amener les faisceaux monochromatiques issus de différentes sources à traverser successivement la même cuve sont constitués par des fibres optiques correspondant chacune à un trajet de mesure et comportant sur leur longueur un dispositif d'occultation à disque perforé tournant. 4.- Un colorimètre multispectral selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qutil comporte autant de trajets de référence que de trajets de mesure avec des dispositifs optiques de types connus transmettant chacun des faisceaux de référence sur la ou les cellules en alternance avec le ou les faisceaux de mesure. 5,- Un colorimètre multispectral selon l'une quelconque des revendications l à 4 caractérisé en ce qutil comporte un commutateur envoyant, en synchronisme avec la permutation des trajets de référence et de mesure les signaux de la ou des cellules sur les bornes d'entrée correspondantes d'une calculatrice logique.