Brevet FR2227528A1 — publié le 19741122

L'invention concerne un pH-metre. Un appareil de ce type, destiné à la mesure du pH de solutions, est en principe un millivoltmètre. Les pH-mètres connus ont plusieurs inconvénients essentiels dont l'un est la sensibilité extrême du circuit d'entrée aux parasites électrostatiques extérieurs. Le blindage du cible est en général connecté à un potentiel déterminé ou à la masse. Lorsque le potentiel conducteur du câble varie (lors de la mesure du pH de la solution), la charge entre le conducteur et le blindage varie aussi ; le cible se comporte comme un condensateur dont la différence de potentiel entre son conducteur et le blindage provoque la charge et la décharge. Les résistances d'entrée étant très fortes lors de la mesure du pH (plusieurs centaines de megohms), cette charge est très lente.Donc, l'instrument n'indique pas initialement une mesure exacte et il faut attendre que l'appareil arrive au repos (c'est-à-dire qus le cible se soit chargé). Le circuit entrée est pour cette raison même très sensible aux parasites extérieurs électrostatiques, par exemple à la proximité ou au contact d'une main. Tout parasite de ce type a pour conséquence un affichage inexact de l'instrument et celui-ci peut même en subir une surcharge. La longueur du cible étant réduite au minimum pour cette raison, l'utilisateur de l'instrument se trouve à proximité immédiate du lieu de mesure et donc il provoque et amplifie les difficultés et inexactitudes mentionnées de la mesure. Les accessoires du pH-mètre influent aussi sur l'exactitude de la mesure, lesquels comprennent le support du récipient qui contient le liquide faisant l'objet de la mesure, support sur lequel se fixe le montant auquel l'électrode de l'extrémité du câble est assujettie. Toute charge statique des accessoires élève l'inexactitude de la mesure. Il faut aussi compter parmi les accessoires l'électrode composée de mesure qui est connectée à l'extrémité extérieure du cabale. La connexion de ltélectrode et du câble représente fréquemment une source de différentes perturbations. L'invention a pour objet un pH-mètre et ses accessoires qui éliminent les inconvénients des instruments de l'art antérieur, dont la construction est simplifiée, qui sont insensibles aux parasites extérieurs et à ce a provenant de la charge statique et qui ntexigent aucune attente gênante pour la stabilisation de 1 'instrument en raison de la charge elu cible. Selon une particularité essentielle de l'invention, le câble comporte deux gaines de blindage et la gaine intérieure est connectée soit directement, soit par l'intermédiaire d'un diviseur à la sortie de l'amplificateur, tandis que la gaine extérieur de blindage est à un potentiel réglable et constitue le conducteur d'arrivée à la partie en chlorure mercureux de l'électrode composée. Par ailleurs, la connexion de l'électrode composée est enveloppée d'une isolation spéciale destinée à éliminer les parasites extérieurs et les accessoires du pH-mètre sont à la masse. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur les quels la figure 1 est un schéma de montage du câble et de l'amplificateur du pH-mètre selon l'invention ; et la figure 2 est une coupe axiale de la -connxion de l'électrode composée et du câble. Le conducteur 1 du cible aboutit à l'électrode non représentée de verre ou à la partie en verre de l'électrode composée qui plonge directement dans le liquide faisant l'objet de la mesure du pH, ce conducteur 1 étant connecté à l'entrée positive de l'amplificateur 2. Un interrupteur 4 relie la gaine intérieure 3 de blindage du câble à la sortie de l'amplificateur 2. L'amplification est simple sur la plage totale de mesure du pH comprise entre zéro et quatorze et donc la tension de sortie de l'amplificateur ? est toujours égale à sa tension positive d'entrée. Aucune variation de tension n'apparat donc entre le conducteur 1 et la gaine intérieure 3 de blindage du câble. Il peut toutefois être avantageux dans certains cas qu'une partie déterminée de la plage de mesure soit étalée sur la graduation totale de l'instrument. Un diviseur de tension est interposé dans ce but dans le circuit de réaction. Le diviseur représenté sur la figure 1 et branché sur l'interrupteur 4 se compose de deux résistances 13 et 14. Dans ce cas également, la gaine intérieure 3 de blindage est au même potentiel que le conducteur 1 du cible. La gaine extérieure 5 de blindage, qui est mise à la masse par un condensateur 7 à forte capacité, est connectée au curseur du potentiomètre 6 destiné classiquement à compenser l'asymétrie du potentiel. La sensibilit du cible aux parasites extérieurs est ainsi presque complètement éliminée. Toutefois, la personne qui utilise l'appareil pour la mesure peut toucher l'électrode elle-mame en risquant de parasiter fortement l'instrument ou le câble. P-Jur éliminer ce parasitage, la connexion 8 de l'électrode comporte une broche 9 qui s'introduit dans la cavité 10 du connecteur 11 de l'extrémité du cabale. Ainsi, ltensemble de ce contact que la broche 9 et le connecteur il forment est suffisamment protégé contre les parasitages extérieurs. Des isolateurs 12 et 12' enveloppent extérieurement les deux connexions 8 et 11. Les deux parties constituées par les isolateurs 12 et 12' sont comprimées ltune contre l'autre à l'assemblage des deux connexions 8 et il. Il est ainsi impossible de toucher la gaine extérieure 5 de blindage du cible, ce facteur étant important lorsque l'électrode se fixe sur le montant. Il est même possible de tenir l'électrode par sa connexion pendant la mesure sans influer aucunement sur cette dernière. Une autre précaution permettant dtéliminer le parasitage extérieur consiste à relier le support de l'électrode à la masse du pli-mètre. Le support est souvent utilisé pour les mesures en laboratoire. S'il a une charge statique déterminée, les mesures peuvent en être faussées. Cet inconvénient s'élimine simplement par une connexion qui met le pH-mètre à la masse et à laquelle le support est relié. La condition permettant l'élimination optimale des parasites est toutefois la liaison électrique de toutes les pièces de métal. Toutes ces précautions. éliminent tous les inconvénients des pE-mètres connus. Le pE-mètre de ltinvention est donc utilisable immédiatement pour les mesures et le câble peut avoir une longueur quelconque ; les parasites extérieurs, ceux qui proviennent du fait que l'électrode est tenue à la main et ceux qui proviennent de la charge statique du support sont éliminés. Il va de soi-que le pH-mètre décrit et représenté peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. RF,VEIDICATIOITS 1. pH-mètre et ses accessoires, caractérisés en ce que le conducteur du cible est relié à l'entrée positive de l'amplificateur et ce cible comprenc deux gaines de blindage, la gaine intérieure étant reliée h l'entrée négative de l'amplificateur et étant connectée par un interrupteur soit directement, soit par l'intermédiaire d'un diviseur à la sortie de l'amplificateur, tandis que la gaine extérieure du câble est reliée au curseur d'un potentiomètre et mise à la masse par un condensateur. 2. pH-mètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la connexion à l'électrode comporte une broche qui s'enfiche dans la cavité du connecteur du câble et des isolateurs recouvrent entièrement les surfaces extérieures de ces deux éléments de connexion. 5. pE-mètre selon l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce que le support de l'électrode est relié à la connexion de l'appareil à la masse.