Brevet FR2148457A1 — publié le 19730323

L'invention concerne un dispositif de mesure photométrique, en particulier de l'opacité de liquides troubles, par extinctien et/ou dispersion d'un flux lumineux émis par une source et traversant le liquide. Lorsqu'un liquide contient des matieres non dissoutes et finement reparties, c'est-à-dire des matières dites de décantation et en suspension, il est plus ou moins fortement troublé. Dans les dispositifs fonctiornant en continu, le liquide est dirigé dans un photo mètre et la mesure porte soit sur l'affaiblissement de l'intensité du rayon lumineux traversant le liquide, soit sur l'intensité de la lumière dispersée latéralement.On parle dans le premier cas d'une mesure par extinction et la mesure porte sur les rayons lumineux qui n'ont pas été déviés de leur voie, par rencontre avec les particules solides, sur leur trajet de la source lumineuse au récepteur.Dans le second cas, la mesure porte sur les rayons lumineux qui ont été dispersés la- téralement par les particules solides. Dans les appareils modernes de mesure d'opacités appe les parfois néphélomètres, l'e:zactitude des mesures portant sur la dispersion de la lumière est augmentée par une mesure d'extinction, dont le résultat constitue une grandeur de référence. n est ainsi pos sigle d'éliminer pratiquement les erreurs dues au vieillissement de la source lumineuse, à l'encrassement de la fenêtre de la cuvette ou à la coloration du liquide. Le type de source lumineuse a une importance très grande pour la réalisation et la qualité du dispositif de mesure photométrique. Les lampes à incandescence et à filament de tungstène sont les plus fréquentes et celles qui viennent immédiatement à l'esprit. Elles donnent certos une intensité lumineuse relativement forte, mais leur grande consommation d'énergie représente un inconvénient majeur. Ainsi, une lampe à incandescence prend par elle-même beaucoup de place, mais de plus l'ensemble du dispositif a un fort encombrement, car les composants électriques nécessaires à l'alimentation en courant de la lampe doivent avoir une grande surface de rayonnement de chaleur en fonction de l'énergie consommée.La lampe à incandescence a, par ailleurs, d'au- tres inconvénients tels que sa sensibilité aux trépidations, son fort dégagement de chaleur, sa faible durée de vie et de plus le fait qu'il faut lui adjoinare une lentille pour qu'elle constitue une source lumineuse ponctuelle. L'inertie de la lampe à incandescence ne lui permet pas non plus d'émettre une lumière à pulsations rapides et il est done difficile d'éli@@@er @@@@f@uence des lumières parasites qu@ faussert les mesures. Dans un dis@o@@ti@ connu, un système optique é@imine la l@@@ière parasite g@nante en @@@ige@@@ sur le trajet du rayon de co@pa- r@@ on un fl@@@ lu@ineux qui @@@@ @@se le flux de lumière p@r@ @@@ @@@@- raissan@ sur le trajet de rayon @@ @eeure. D@ns un autre dispe @@if connu,un diaphragme rotatif à trou en reco@pe le flux lumineux con i@u de l@ l@@pe à @@@@@@@@@@@@@@@@ @@ @@ @@@@@@forme ai@si en u@ @l@@ lumineux alternatif qui est indépendant des l@@@@éres parasites.Les composants accessoires optiques et mécaniqus@ au@@@@tsn@ non seulement le pri@, mais aussi le risque de panne de l'cnsemble du dispositif. Les lampes à effluves ou à tube lumines@@@t peuvent éliminer partiellement les inconvénients mentionnés, mais on @e les utilise pas volontiers, car ces sources lumineuses nécessit@@@@@@ @@ très forte tension d'alimeutation. Donc, l'ensen.ble du diŏsitif n'est pas immédiatement utilisable partout, car cette forte tension n'est pas toujours disponible, et de plus, il nécessite des me-ures importantes d'isolation et de protection du personnel. Les critères de sécurité personnelle soulèvent des difficultés considérables. L'invention a poi' objet an appareil de mesure photométrique, dont la source lumineuse élimine les inconvénients des dispo sitifs de l'art antérieur. Selon une particularité essentielle de l'invention, la source lumineuse est une diode photoémettrices émettant un flux lumineux pulsatoire. Le flux lumineux pulsatoire élimine par lui-meme l'in~ fluence des sources lumineuses parasites et, par ailleurs, l'invention permet de réduire considérablement l'énergie dissipée par l'ensemble du dispositif. En effet, un signal électrique pulsatoire commande la diode photoémettrice de manière que le temps pendant lequel cette diode -emet de la lumière soit beaucoup plus court que celui pendant lequel elle reste sombre. la source lumineuse de l'invention non seulement élimine les inconvénients des sources lumineuses des appareils connus de mesure d'opacité, mais de plus, elle offre l'avantage notable que la mesure est notablement moins fonction de la substance dont sont constituées les particules en suspension dans le liquide, et de plus, l'influence de la couleur de ce dernier est notablement réduite. Ce facteur est facilement compréhensible, car 3a lumière des diodes photoémettrices est presque monochromatique dans la plage des proches infrarouges. Les infrarouges sont d'ailleurs préférés pour les appareils connus de mesure d'opacité, mais les lampes à incandescence ne permettent de les obtenir qutà l'aide de filtres. Les filtres sont cependant non seulement coûteux, mais ils diminuent considérablement le rendement de la source lumineuse. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple et sur lequel : la figure unique est une vue schématique en plan d'un appareil de mesure selon l'invention. Le dessin représente une cuvette I dans laquelle passe un liquide trouble analysé à l'aide d'un dispositif optique placé sur les trois fenêtres ia à le de la cuvette. Trois lentilles 2 à 4 dispos ses devant ces fenêtres concentrent les rayons lumineux traversant le liquide. Les rayons lumineux pulsatoires partent d'une diode photo émettrice 5 commandée par un générateur 6 d'impulsions alimenté en courant par une source 7. Une photodiode 8 placée en face de la source lumineuse reçoit les rayons lumineux subissant l'extinction. Une photodiode g,disposés à angle droit par rapport au trajet des rayons émis par la source lumineuse,mesure la dispersion de la lumière. Le faible eneombrement de la diode photoémettrice et sa faible consommation d'éner- gie permettent à l'ensemble du dispositif d're très petit. Il va de soi que le dispositif décrit et représenté peut subir diverses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure photométriques en particulier de l'opacité de liquides, au moyen de l'extinction et/ou de la dis-pers ion d'un flux lumineux émis par une source et traversant ce li- quide, caractérisé en ce que la source lumineuse est une diode photo~ émettrice, émettant un flux lumineux pulsatoire. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'un signal électrique pulsatoire commande la diode photo-émet- trice de manière que le temps pendant lequel celle-ci émet de la lumière soit beaucoup plus court que le temps pendant lequel elle reste sombre.