Brevet FR2315722A1 — publié le 19770121

La présente invention concerne un dispositif de couplage entre un appareil d'analyse et une calculatrice. On sait que pour de nombreuses analyses physicochimiques, il est avantageux de commander le dispositif d'introduction d'échantillons dans l'appareil d'analyse en fonction des résultats d'analyse sur un échantillon, obtenus par exemple dans une calculatrice : il est souvent nécessaire d'interrompre une mesure lorsque la précision de l'analyse est mauvaise ou qu'un résultat est aberrant. Enfin, il est souhaitable de n'envoyer sur la calculatrice, des fins d 'interprétation numérique, des résultats provenant de l'appareil d'analyse, que lorsque l'échantillon est en position acceptable dans ledit appareil d'analyse. Le dispositif selon l'invention réalise les objectifs énoncés précédemment De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif de traitement logique permettant d'une part de commander de façon automatique ou semi-automatique 1 'intro- duction d'échantillons dans un appareil d'analyse à l'aide d'un passeur d'échantillons, et d'autre part de prélever automatiquement dans une calculatrice les résultats d'analyse pour les exploiter et éventuellement agir en réaction, en fonction de ces résultats d'analyse, pour modifier l'introduction des échantillons. L'invention se rapporte notamment au cas ou l'analyse d'échantillon est faite a partir d'échantillons dilués se présentant sous la forme d'une solution contenue dans une éprouvette. Cette éprouvette est introduite dans un dispositif d'analyse où l'on mesure l'absorption atomique de la lumiere par les différents composants de la solution diluée, ce qui permet de déterminer la nature chimique de l'echantil- lon et de réaliser un dosage tant qualitatif que quantitatif. Toutefois, il va de soi que le fonctionnement de l'appareil d'analyse selon l'invention n'est pas un aspect crucial du dispositif de couplage et que la présente invention s'applique également a tout appareil d'analyse physico-chimique. La calculatrice sert à traiter numériquement les résultats d'analyses correspondant à plusieurs mesures effectuées sur un même échantillon et également à traiter les résultats provenant de plusieurs échantillons, sans qu'il soit nécessaire qu'intervienne un opérateur. Le dispositif selon I'invention permet une utilisation tres souple de l'installation d'analyse dans la mesure ou il permet de fixer le nombre de mesures faites par l'appareil d'analyse et prises en compte par la calculatrice, ainsi que le nombre d'échantillons qui sont à traiter successivement. Essentiellement, l'invention consiste en un dispositif de couplage entre, d'une part un appareil d'analyse apte à mesurer en permanence une caractéristique physicachimique d'échantillons susceptibles d'etre introduits dans ledit appareil d'analyse par un organe mécanique ou passeur actionné par un moteur et d'autre part une calculatrice apte à recevoir lesdites mesures pour les traiter en fonction d'un programme interne préétabli, ladite calculatrice émettant des signaux Dt de demande de transfert desdites mesures sous forme d'impulsions et recevant lesdites mesures apres avoir reçu des signaux A' d'autorisation de- transfert.Selon l'invention, le dispositif de couplage comprend - un organe de commande et d'alimentation du moteur dudit passeur, - un capteur apte à délivrer en sortie un signal binaire logique d'une première valeur lorsque le passeur a mis un échantillon en position d'analyse et d'une seconde valeur lorsque le passeur nla pas mis d 'échantillon en position d'analyse, un premier monostable de période T1 dont I'entrée est reliée à la sortie dudit capteur et dont la sortie est branchée sur une première entrée d'un circuit à coincidence, l'autre entrée dudit circuit à coincidence étant branchée sur une sortie de la calculatrice délivrant les signaux D' de demande de transfert, la sortie du circuit à coïncidence délivrant les signaux A' d'autorisation de transfert envoyés dans la calculatrice, --un compteur dont l'entrée est reliée à la sortie du circuit à colncidence, ledit compteur étant incrémenté pendant la période T1 par les signaux A'. Pour chaque cycle d'analyse, c 'est-à-dire pour chaque position d'un échantillon donné dans I 'appareil d'analyse, le transfert des résultats de l'analyse délivrés en permanence par l'appareil d'analyse se fait par un dialogue avec le dispositif de couplage sous forme dlimpul- sions envoyées du circuit à coincidence vers la calculatrice et de la calculatrice vers le circuit à coïncidence ; le circuit à coincidence permet l'acceptation des mesures d'analyse lorsqu'il reçoit des signaux du capteur par I 'intermédiaire du monostable assurant que l'échantillon est bien en position d'analyse. D'autres caractéristiques et avantages de Iinvention apparateront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limite tif en référence aux figures annexees sur lesquelles on a représenté sur la figure 1, un schéma synoptique des diffé- rents organes du dispositif de couplage selon l'invention, - sur la figure 2, un schéma bloc des différents organes du circuit de couplage selon l'invention, - sur la figure 3, les formes d'ondes électriques apparaissant en divers points du dispositif de couplage selon l'invention, en fonctionnement automatique, sur la figure 4, les formes d'ondes du dispositif de couplage, en fonctionneeent semi-auto""atique. Sur la figure 1, on a représenté un schéma synoptique de l'ensemble du dispositif de couplage. L'appareil d'analyse représenté en 2 envoie par la voie 3 les résultats d'analyse vers la calculatrice 4 sous le contrôle du dispositif de cou- plage 6 lui-même relié à un organe de commande 8 dont la sortie envoie les instructions sur le passeur d'échantillons 10. L'appareil d'analyse 2 est par exemple un analyseur à absorption atomique qui mesure en permanence la teneur en un corps donné d'un échantillon introduit à l'intérieur de l'analyseur. Les résultats des mesures faites par l'appareil d'analyse 2 sont transmises par la voie 3 à la calculatrice 4 qui les traite nuiï'ériquement. La transmission de ces mesures par la voie 3 ne s'effectue qu'à certains moments déterminés par la commande du dispositif de couplage 6 objet de l'invention. Ce dispositif 6 peut envoyer des signaux dans la calculatrice interrompant l'acquisition des mesures provenant de l'appareil d'analyse 2 dans cette même calculatrice 4. Le dispositif de couplage 6 est également relié dans les deux sens à un organe de commande 8 du passeur d'échantillons 10. le passeur 10 met les échantillons en position d'analyse dans 1 'appareil d'analyse 2.La calculatrice 4 comporte un programme qui définit d'une part le nombre d'échantillons qui devront être analysés au cours de plusieurs cycles de mesure et le nombre de mesures qui devront etre prises en compte pour chaque échan- tiglon Dans la calculatrice 4 un certain nombre de calculs et de traitements des mesures sont réalisés, par exemple la moyenne des mesures sur un même échantillon, le calcul de écart type sur un certain nombre de mesures, le traçage d'une droite d'étalonnage de l'appareil de mesure à partir des échantillons étalons, et le tracé d'une droite par la méthode des moindres carrés à partir d'un certain nombre de points de mesure variant en fonction d'un paramètre.Le dispositif de couplage 6 n'autorise la transmission des mesures vers la calculatrice que lorsqu'un échantillon est en position dans I'appareil d'analyse. Le dispositif 6 est également relié au circuit de commande 8 du passeur d'échantillons 10 pour transmettre le programme des mesures à effectuer et pour éventuellement interrompre un cycle de mesure sur ordre de la calculatrice 4. Comme on l'a déià indiqué, la calculatrice peut être programmée pour calculer l'écart type entre différentes mesures faites sur un même échantillon. Si cet écart type est trop important, la transmission des résultats de mesures suivants peut être interrompue par une injonction provenant de la calculatrice vers le dispositif de couplage qui réagit alors sur le passeur d'échantillons. La transmission des mesures entre l'analyseur et la calculatrice se fait de la manière suivante : à des instants pré-établis la calculatrice émet un signal de demande de transfert D' qui se présente sous forme d'une impul sion Ce signal va vers le dispositif de couplage et le transfert des mesures vers la calculatrice ne se fait qu'après que la calculatrice ait reçu du dispositif de couplage un signal d'accord de transfert A'. On a représenté sur la figure 2 un schéma illustrant un mode de réalisation du dispositif de couplage. Sur cette figure 2, les organes représentés par les mêmes références, indiquent des appareils remplissant les mêmes fonctions que sur la figure 1. L'organe mécanique passeur d'échantillons 10 comporte essentiellement un moteur 12 commandant par exemple l'introduction d'échantillons qui sont saisis, transportés et introduits dans l'appareil d'analyse 2, par un bras 14 jouant également le rôle de capteur de position de l'échantillon. La commande du moteur 12, et plus généralement de 1 'organe 10 est réalisée a l'aide d'un bistable de commande 40. Ce bistable de commande envoie des signaux logiques de niveau O ou 1 dans un circuit d'alimentation 46 alimentant l'organe 10 (ou le moteur 12) par l'intermédiaire du relais de couplage 48. La lampe témoin 113 indique l'activation du circuit 46. Ces organes de type connu ne seront pas décrits plus avant. Le bistable 40 peut être enclenché, soit en fonctionnement manuel par l'interrupteur 44 à deux positions : une position marche M et une position arrêt A, soit par un dispositif semiautomatique ou automatique enclenché par l'interrupteur 42 dans les positions I ou Il détaillées plus loin. La position du bras 14 jouant le rôle de capteur de position de l'échantillon dans l'appareil d'analyse est quantifiée par un circuit 16 adaptant à deux niveaux de référence O et 1 le signal délivré par le bras ou capteur 14, signal d'une certaine valeur lorsqu'un échantillon est en position de mesure et d'une autre valeur lorsque l'échantillon est en dehors de toute position de mesure. L'utilité de ce circuit est de ne permettre l'envoi de résultats de mesure vers la calculatrice que lorsqu'il y a réellement un échantillon dans l'appareil d'analyse 2. Le branchement entre l'appareil d'analyse 2 et la calculatrice 4, en ce qui concerne le transfert des mesures, quand ce transfert est autorisé, est réalisé par l'intermédiaire de la voie 101. Le circuit 16 attaque deux monostables 19 et 20. La sortie du monostable 19 attaque l'entrée du circuit à coinci- dence 36, la sortie du monostable 20, l'entrée de remise à zéro du compteur 22 à deux décades 24 et 26. La sortie de chacune des décades telles que 24 et 26 du compteur 22 est reliée à l'entree de décodeurs 28 et 30 qui permettent d'afficher I'état du compteur 22 sur les afficheurs 32 et 34. Le monostable 20 remet à zéro les deux décades du compteur 22 lors de l'introduction de chaque échantillon. Le circuit à coïncidence 36 est attaqué sur sa première entrée par le signal de sortie du monostable 19 et sur sa seconde entrée par le signal D' de demande de transfert provenant de la calculatrice 4. Le circuit à coïncidence 36 comporte deux sorties dont l'une délivre le signal A' d'accord de transfert envoyé vers la calculatrice 4, signal qui n'est envoyé que lorsque le monostable 19 a une sortie logique correspondant à un échantillon introduit dans l'appareil d'analyse 2 ;; l'autre sortie du circuit à coïncidence 36 va vers les deux décades 24 et 26 du compteur 22 pour incrémenter ledit compteur chaque fois qu'il y a coïncidence entre le signal délivré par le monostable 19 et le signal de demande de transfert D', clest-a-dire à chaque fois qu'une mesure est envoyée par la voie 101 de l'appareil d'analyse 2 vers la calculatrice 4. L t interruption de la transmission de la mesure sur la voie 101 est réalisée dans un organe interne de la calculatrice 4 non représenté. L'organe 38 a ses entrées reliées par les voies 103 et 105 aux deux décades 24 et 26 du compteur 22. Cet organe a pour roule d'interrompre par la voie 107 la commande 40 du passeur d'échantillons 10 lorsque les nombres inscrits sur le compteur 22 dépassent une certaine valeur. Tout comme l'organe 46, l'organe 38 est muni d'un indicateur lumineux 111 de façon à ce que le voyant lumineux 111 indique à l'opérateur son activation qui détecte une erreur de mesure. En effet, lorsque la calculatrice 4 observe et calcule un écart type-aberrant pour un certain nombre de mesures sur un échantillon, elle envoie par le circuit 36 une série d'impulsions incrémentant le compteur 22 au-delà d'une certaine limite ; tout nombre au delà de cette limite est codé de façon à indiquer un type de fonctionnement défectueux. Par exemple, tout nombre au-dessus de 80 sur le compteur 22 indiquera- un mauvais fonctionnement, 81 représentant un écart type trop important, 82- une valeur de la moyenne trop faible, 83 une valeur de la moyenne trop importante etc... Le dispositif sur la figure 2 fonctionne en semiautomatique, c 'est-à-dire commande le passage d'un échantil- lon avec plusieurs mesures sur ce même échantillon lorsque l'interrupteur 42 est en position I et commande le passage de plusieurs échantillons en marche automatique lorsque l'interrupteur 42 est sur la position Il. L'interrupteur 44 permet l'interruption de la mesure à tout moment. En position I semi-automatique, à la fin d'un cycle de mesure sur un échantillon, le signal envoyé par le monostable 20 désactive le bistable 40. Sur la figure 3, on a représenté les formes d'ondes dans le dispositif de couplage en position automatique, c1est-à-dire l'interrupteur 42 en position Il. Dans ce cas, 5'impulsion émise par le monostable 20 à la fin d'un cycle ne désactive pas le bistable 40. Le signal délivré par le bistable 40-est représenté en 201, ceci correspondant sur l'adaptateur de niveau 16 au signal 203. La durée h est la durée dlun cycle de mesure correspondant à l'examen d'un échantillon. La position O du signal 203 issu de l'adaptateur 16 correspond à une mesure et la position 1 à l'interruption de la mesure et au changement d'échantillon.Le monostable 19 envoie un signal de duree T1, sur le circuit à coïncidence 36 et autorisant (sur le niveau zéro) le-transiert des mesures entre l'appareil d'analyse 2 et la calculatrice 4. Le signal émis par le monostable 19 est représenté sur la courbe 204. Le signal sur la voie D1 est représenté en 206 et les demandes de transfert correspondent aux impulsions 207. De même le signal d'accord de transfert sur la voie A' est représenté en 208. Le premier signal d'accord de transfert coïncide avec le basculement du monostable 19 sur la partie descendante de la courbe 204. Le signal de remise à zéro du compteur 22 est représente sur la courbe 210. Ce signal est délivré par le monostable 20. De plus, les impulsions prises en compte par le compteur 22 et envoyées par la calculatrice 4 par l'intermé- diaire de l'organe à coïncidence 36 par la voie 107, sont représentées sur la courbe-212. Dans un exemple de réalisation, T1 20,4 secondes et T = 30 secondes. Sur la figure 4, on a représenté la forme d'ondes sur différents étages du coup leur en fonctionnement semiautomatique, c'est-a-dire l'interrupteur 42 en position I. Dans ce fonctionnement, on ne réalise qu'un cycle de mesure puisque le signal envoyé par le monostable 20 désactive le bisteble 40. La courbe 301 représente le niveau logique du bistable 40, la courbe 303 le signal délivré par l'adaptateur 16, signal de durée T2, le monostable 19 délivrant alors le signal représentes par la courbe 305, la durée réelle d'analyse correspondant au temps T1 . Sur la courbe 307 on a représenté le signal de remise à zéro du compteur et de dés activation du bistable 40, signal délivré par le monostable 20. REVENDICATIONS 1. Dispositif de couplage entre, d'une part un appareil d'analyse apte à mesurer en permanence une caractéristique d'échantillons susceptibles d'être introduits dans ledit appareil d'analyse par un organe mécanique ou passeur actionné par un moteur, et d'autre part une calculatrice apte à recevoir lesdites mesures pour les traiter en fonction d'un programme interne préétabli, ladite calculatrice émettant des signaux D' de demande de transfert desdites mesures sous forme d'impulsions et recevant lesdites mesures après avoir reçu des signaux A' d'autorisation de transfert, caractérisé en ce qu'il comprend - un organe de commande et d'alimentation du moteur dudit passeur, - un capteur apte à délivrer en sortie un signal binaire logique d'une premiere valeur lorsque le passeur a mis un échantillon en position d'analyse et d'une seconde valeur lorsque le passeur n'a pas mis d'échantillon en position d'analyse, - un premier monostable de période T1 dont l'entrée est reliée à à la sortie dudit capteur et dont la sortie est branchée sur une première entrée d'un circuit à coïncidence, I'autre entrée dudit circuit à coïncidence étant branchée sur une sortie de la calculatrice délivrant les signaux de demande de transfert D', la sortie du circuit à colncidence délivrant les signaux A' d'autorisation de transfert envoyés dans la calculatrice - un compteur dont I'entrée est reliée à la sortie du circuit à coïncidence, ledit compteur étant incrémenté pendant la durée T1 par les signaux A'. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un second monostable dont l'entrée est reliée à la sortie dudit capteur et recevant ledit signal binaire logique, la sortie dudit monostable attaquant l'entrée de remise à zéro du compteur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande et d'alimentation du moteur dudit passeur comprend des moyens pour commander le moteur de façon à ce qu'il mette un échantillon en position d'analyse pendant un temps T2 > T1. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens pour commander le moteur de façon à ce qu'il mette successivement plusieurs échantillons en position d'analyse. 5. Dispositif selon les revendication 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend un bistable dont la sortie est reliée à un circuit d'alimentation, alimentant le moteur dudit passeur à travers un relais de commande, ledit bistable délivrant sur commande manuelle ou automatique un signal d'une valeur logique correspondant à la mise de l'échantillon en position d 1analyse. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un circuit logique de décodage dont l'entrée est reliée à la sortie dudit compteur et dont la sortie est reliée à une entrée dudit bistable dudit circuit d'alimentation, ledit circuit étant apte à interrompre la commande de mise en position d'analyse dudit bistable pour une valeur prédéterminée du compteur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une liaison entre ladite calculatrice et ledit compteur pour afficher, sur instructions de la calculatrice, et selon un code préétabli, des valeurs sur le compteur correspondant à différents types de résultats d'analyse défectueux.