Brevet FR2298793A1 — publié le 19760820

La présente invention concerne une cellule de conductibilité utilisée dans un dispositif d'étude de particules. Dans le domaine des dispositifs d'étude de particules, il est courant qu'un électrolyte liquide contenant des particules se déplace dans une zone de détection. Chaque particule traversant la zone de détection produit un signal électrique. Cependant, des changements de la conductibilité de l'électrolyte modifient les signaux. Dans un dispositif bien connu d'étude de particules, la zone de détection comprend une ouverture placée dans la paroi d'un récipient situé dans un autre récipient, des électrodes de détection sont situées de chaque cbté de 1'ouverture et des mécanismes sont prévus pour produire un écoulement de fluide dans l'ouverture et en contrôler la quantité, Quand une particule passe par l'ouverture, elle produit un changement du champ électrique et du courant électrique entre les électrodes de détection.Ce changement est capté par un circuit de détection de signaux et le signal ainsi produit est amplifié et considéré comme une impulsion de particule. Jusqu'à maintenant, on a proposé d'insérer une autre électrode dans l'un des corps de lbélectrolyte liquide, pour former une résistance entre cette électrode ét l'une des électrodes de détection ou avec une quatrième électrode insérée dans l'un des corps de l'électrolyte. ta résistance entre la troisième électrode et l'une des électrodes de détection ou la quatrième électrode est alors reliée au circuit de détection électrique du dispositif d'analyse de particules, de façon à compenser des changements de la conductihilité électrolytique. Selon la présente invention, on prévoit dans un dispositif d'étude de particules où un électrolyte liquide contenant des particules est forcé à traverser une zone de détection électrique de petites dimensions et où le dispositif a une cellule de conductibilité comprenant deux électrodes dans l'électrolyte, pour établir une résistance variable qui est fonction de la conductibilité de l'électrolyte, et qui est reliée au circuit de détection électrique comprenant la zone de détection pour compenser des changements de la conductibilité de l'électrolyte, une cellule de conductibilité qui comprend une colonne longue et étroite d'électrolyte entre les électrodes, chaque électrode étant en contact avec l'électrolyte à une extrémité de la colonne. La cellule de conductibilité comprend de préférence un long tube qui peut être droit ou en serpentin, et la longue et étroite colonne d'électrolyte est située dans le tube. Une cellule de conductibilité comportant une telle colonne longue et étroite d'électrolyte crée une bien plus importante résistance dans la cellule de conductibilité, ce qui compense mieux les changements de la conductibilité de l'électrolyte. La présente invention concerne un dispositif d'étude de particules comportant une cellule de conductibilité, et où un électrolyte liquide contenant des particules est forcé à traverser une zone de détection électrique, de faibles dimensions, la cellule de conductibilité comprend deux électrodes dans l'électrolyte pour établir une résistance variable fonction de la conductibilité de l'électrolyte, et qui est reliée à un circuit de détection électrique comportant la zone de détection, pour compenser des changements de la conductibilité de l'électrolyte, et selon l'invention, la cellule comprend une colonne longue et étroite d'électrolyte entre les électrodes, chaque électrode étant en contact avec l'électrolyte aux extrémités opposées de la colonne. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels :: - la figure 1 est un schéma partiellement en section d'une partie d'un dispositif étude de particules comportant une cellule de conductibilité construite selon un mode de réalisation de la présente invention , - la figure 2 est un schéma semblable à la figure 1 montrant une construction modifiée du dispositif qui y est illustré , et - la figure 3 est un schéma partiellement en coupe d'un circuit de détection électrique et de la verrerie pour un dispositif étude de particules utilisant une cellule de conductibilite construite selon un autre mode de réalisation de la présente invention, et comportant une section de tube en serpentin. En se reportant maintenant à la figure 1, le repère 10 design généralement la structure de détection diun dispositif d'étude de particules et une partie de son circuit de détection électrique associé. Cette structure comprend un premier récipient ou tube allongé 11, qui est situé dans un second récipient plus important 12, chaque récipient 11 et 12, contenant un électrolyte liquide. L'électrolyte liquide dans le second récipient 12 contient également des particules à étudier. Le premier récipient 11 est agencé en position généralement verticale. Une ouverture 14 est placée dans la paroi du premier récipient 11, près de son extrémité inférieure, et tour cette raison il est couramment appelé un tube à ouverture.L'ouverture 14 est de dimensions microscopiqueset des particules la traversent quand l'électrolyte liquide est forcé à s'écouler du second récipient au premier tube à ouverture. Sur les dessins, l'ouverture 14 est agrandie. Pour forcer du liquide à s'écouler du second récipient 12 au tube ll, l'extrémité supérieure du tube à ouverture il peut être connectée à une source de dépression par une vanne 16. Dans les modes de réalisation illustrés, le tube à ouverture 11 se compose de deux sections séparables 21 et 22. La section inférieure 21 est munie de l'ouverture 14, et la section supérieure 22 est connectée à la vanne 16. Une conduite A24 s'étend de la section supérieure 22 et est connectée par une vanne 26, à une source d'électrolyte liquide Dans le mode de réalisation particulier illustré sur la figure 1, cette conduite 24 a une partie élargie ou chambre 27 qui traverse la section supérieure 22 à l'intérieur du tube 11. Cette conduite 24 se rétrécit alors pour former un tube allonqé 28 qui s'étend vers le bas, généralement coaxial à l'axe vertical du tube 11. Comme cela est illustré sur la figure 1, le circuit de détection électrique comprend une alimentation en courant 30, une première électrode 31 placée dans la chambre 27, une seconde électrode 32 placée dans le second récipient 12, une troisième électrode 33 placée dans une chambre supérieure 34, à l'intérieur de la section supérieure 22 et un amplificateur 36 de détection sensible à la tension. La première électrode est connectée à un côté de l'alimentation en courant 30, et la seconde électrode est connectée à un-conducteur commun qui, à son tour, est connecté à l'autre côté de l'alimentation en courant 30. La troisième électrode est reliée à travers un condensateur 40, à l'amplificateur 36. En étudiant les connexions de circuit sur la figure 1, on notera qu'une cellule de conductibilité est formée par les électrodes 31 et 33 et l'électrolyte entre elles comportant une colonne longue et étroite d'électrolyte dans le tube 28. Une résistance, qui est principalement la résistance à travers l'ouverture 14, est établie dans l'électrolyte entre les electrodes 32 et 33. En conséquence, entre les électrodes 31 et 32 et l'électrode 33 inclue, il y a deux résistances, la première résistance étant la résistance de la cellule de conductibilité entre les électrodes 31 et 33, la seconde résistance étant la résistance de détection ou d'ouverture entre les électrodes 33 et 32. Cette seconde résistance varie tandis que des particules traversent l'ouverture. Les électrodes 32 et 33 constituent des électrodes de détection et les électrodes 31 et 33 constituent des electrodes de la cellule de conductibilité. L'électrode 33 remplit le double but d'électrode de cellule de conductibilité et d'électrode de détection. Il sera également apparent que les résistances entre les électrodes 31, 33 et 33, 32 servent de diviseur de tension et que la tension à la jonction entre elles, c'est-à-dire à l'électrode 33, est appliquée par le condensateur 40, a l'amplificateur 36.A chaque fois qu'une particule passe par l'ouverture-14, la résistance entre les électrodes 32 et 95 varie, et ce changement de résistance produit un changement de tension qùi passe par le conden sateur 'accouplement en courant alternatif 40 vers l'ampliflca- teur 36, ou le changement est amplifié pour produire une impulsion de particule à la sortie 42 de l'amplificateur 36. Avec l'agencement d'électrodes et les connexions décrits cidessus, tandis que la conductibilité de l'électrolyte change, les résistances entre les électrodes 31, 33 et 73, 32 changent. Cependant, dans le circuit révélé, la tension imprimée sur l'amplificateur 36 reste essentiellement constante pour des changements lents de la conductibilité électrolytique. R étant la résistance en série de la cellule de conductibili s té, c'est-à-dire la résistance entre les électrodes 31 et 33, R ap représentant la résistance de l'ouverture, et E représentant la tension de l'alimentation en courant, le courant d'ouverture I ap est alors On a montré que le changement de résistance LER dû au passage d'une particule était oU p est la résistivité électrolytique, Aap est l'aire en section transversale de l'ouverture et v est le volume de particule. Mais en négligeant les effets extrêmes et quand c et ACc sont la longueur et l'aire en section transversale équivalentes de la cellule de conductibilité. La tension de signal imprimée sur l'amplificateur 36 due à un passage de particule est En remplaçant les valeurs de # R, Iap, R5 et Rap, on a : qui se réduit à qui est indépendante de jP. Par suite, les signaux produits par des particules traversant l'ouverture 14, et détectés par l'amplificateur 36, seront sensiblement indépendants de la conductibilité de l'électrolyte. Une résistance importante est obtenue entre les électrodes 31 et 33 par le tube 28. La cellule de conductibilité a une résistance élevée en raison de la colonne longue et étroite d'électrolyte confinée dans le tube 28. La figure 2 illustre un dispositif de détection électrique 110 qui est sensiblement identique au dispositif 10 illustré sur la figure 1 T,e dispositif 110 comprend un premier récipient ou tube a' ouverture 111, un second récipient 112, une ouverture 114, une vanne 116, une section inférieure 121 et une section supérieure 122 formant le tube 111, un tube ou conduit 124 relié à une source d'électrolyte par une vanne 126, un tube 128 généralement coaxial au tube 111, une alimentation en courant 130, une première électrode 131, une seconde électrode 132, une troisième électrode 133, un amplificateur de détection 136, un condensateur d'accouplement 140, et une sortie d'amplificateur 142. Ces éléments correspondent sensiblement aux éléments ayant les memes noms sur la figure 1. La différence majeure entre le dispositif 110 illustré sur la figure 2 et le dispositif 10 illustré sur la figure 1 est que l'extrémité supérieure du tube 128 n'est pas connectée à la conduite 124 conduisant à la source d'électrolyte comme sur la figure 1. Par contre, l'extrémité supérieure du tube 128 est connectée à l'extrémité supérieure de la section supérieure 122. Comme illustré,l'extrémité supérieure du tube 128 s'évase vers l'extérieur, et elle est fixée aux parois internes de la section supérieure 122, pour former ainsi une chambre 143 à l'extrémité supérieure de la section supérieure 12? du tube 111.On notera que l'électrode 131 est placée dans cette chambre t43 d'une façon semblable à la position de l'électrode 31 dans la chambre 27, à l'ex trémie supérieure du tube 28 sur la figure 1. Bien entendu, le tube 128 a la meme fonction que le tube 28 illustré sur la figure 1, c'est-à-dire de confiner une colonne longue et étroite d'électrolyte qui crée une résistance relativement élevée pour la cellule de conductibilité qui comprend l'électrolyte dans le tube 128 et les électrodes 131 et 133. Pour tous les autres points de vue, le dispositif 110 est construit et fonctionne sensiblement de la même façon que le dispositif 10 illustré sur la figure I. On comprendra que les tubes 28 et 128 servent non seule ment à confiner une certaine quantité d t électrolyte dans une colonne longue et étroite pour donner ainsi à une cellule de conductibilité, une forte résistance, mais sont également situés de façon à être utiles pour extraire ou retirer du liquide du tube à ouverture il ou lll, soit par siphonnement à travers la vanne 26 ou par dépression à travers la vanne 116. En se reportant à la figure 3, une autre forme d'un dispositif de détection 210 est semblable dans de nombreux points de vue, au dispositif 10 de la figure 1, et il comprend un premier récipient ou tube 211, un second récipient 212, une ouverture 214 dans la paroi du premier récipient 211, lequel comprend également une section inférieure 221 et une section supérieure 222, une alimentation en courant 230 et trois électrodes 231, 232 et 233 qui servent d'électrodes de détection et de cellule de conductibilité de la même façon que les électrodes 31, 32 et 33. Dans ce mode de réalisation, une partie majeure de la cellule de conductibilité est extérieure au tube à ouverture 211.Comme illustré, une conduite 248 est fixée et s'étend à travers la partie supérieure 222 et a une partie qui pend 249, qui s'étend vers le bas dans la section inférieure 221. La conduite 248 est connectée à une vanne à trois voies 250 qui est connectée à une conduite 251 menant à une source d'électrolyte. Une conduite 252 est connectee à la chambre supérieure 254 d'un système à manomètre qui peut être d'un type bien connu. Une certaine quantité de mercure, généralement identifié par le repère 255, est reçue dans la chambre 254. Un tube 256 en verre en forme de T a une jambe inférieure connectée à l'extrémité supérieure de la chambre 254. Une jambe ou branche latérale est connectée à un tube flexible détachable 258 qui est également connecté à la conduite 252. La jambe ou branche supérieure du tube 256 est évasée pour recevoir un raccord en verre 260. Un tube en serpentin s'étend du raccord 260 jusqu'à un raccord en verre supérieur 262 dans lequel est reçu un autre raccord en verre 264 à l'extrémité d > un tube ou conduite 266. La conduite 966 communique avec un tube 268 qui s'étend vers le haut et est connectée à la section supérieure 222. Au-dessus de la connexion de la conduite 266 et de la conduite 268, la conduite 268 est connectée à une vanne 270 qui èst également connectée à une source, de vide non représentée. Comme illustré, l'électrode 232 est placée dans l'électrolyte au-dessus du mercure 255 dans la chambre ou réservoir 254. On comprendra à la lecture de la description qui précède de la figure 3, que la cellule de conductibilité est située entre les électrodes 233 et 232, et que la résistance de l'ouverture est entre les électrodes 231 et 233. Cela est l'opposé des circuits illustrés sur les figures l et 2. En d'autres termes, la position des deux résistances du circuit diviseur de tension formé dans l'électrolyte est inversée. Comme illustré, l'électrode 233 connectée à la jonction est reliée à travers un condensateur 240, à un amplificateur de détection 236. L'emplacement des résistances en série entre les électrodes 233 et 232 à travers la colonne longue et étroite de 1' électrolyte dans le tube en serpentin 261 et entre la section supérieure 222 et la chambre 254 du système à manomètre, simplifie la construction de la section supérieure 222 couramment appelée pièce de contrôle. Cela permet également d'utiliser une dimension différente de tube à ouverture et cela facilite le changement de la résistance liquide, c'esta-dire la longueur du tube 261 pour maintenir la meilleure relation avec la résistance dans l'ouverture 214 du tube 211. De même, le tube 211 peut être facilement remplacé an accomplissant la séquence suivante d'retapes : 1.Déconnecter le vide de la vanne 270 et ouvrir la vanne 270. Ensuite, interrompre la connexion de la conduite 251 à la source d'électrolyte et entraîner la vanne 250 pour connecter la conduite 251 à la conduite 248 de façon que l'électrolyte se trouvant dans le tube 211 puisse être siphonné vers l'extérieur à travers la conduite 251. 2. Ee placer la section inférieure 221 du tube à ouverture 211. 3. Reconnecter la conduite 251 à la source d'électrolyte et manoeuvrer la vanne 270 pour appliquer une dépression à la conduite 268. Manoeuvrer ensuite la vanne 250 pour connecter la conduite 251 à la conduite 252 de façon que la résistance liquide de la cellule de conductibilité puisse être remplie d'électrolyte, c'esta'-dire que le tube 261 puisse être rempli d'électrolyte. 4. Placer la vanne 250 pour relier les tubes 248 et 251. L'électrolyte est aspirée à travers la vanne 270, par le tube 249, remplissant rapidement le tube 211. La longueur du tube 249 facilite le lavage des particules qui ont déjà été mesurées et qui se sont accumulées au fond du tube 211. 5. Ensuite, mettre la vanne 250 en position neutre de façon qu'aucune des conduites 248, 251 et 252 ne soit en communication avec les autres conduites. La vanne 270 est toujours ouverte et est connectée à la source de dépression dans le but d'établir des niveaux de seuil. De ce point de vue, l'électrode 232 remplit le double but d'une des électrodes du système à manomètre en plus de servir d'une des électrodes de la cellule de conductibilité. Alors, la vanne 270 est fermée, déconnectant ainsi la dépression de la conduite 268 et le mercure 255 peut descendre dans le système à manomètre, pour débuter ainsi une étude de particules dans l'électrolyte liquide se trouvant dans le récipient 212. Il sera apparent, à la lecture de la description qui précède, que la structure selon la présente invention donne un grand nombre d'avantages et principalement elle permet d'obtenir une cellule de conductibilité qui a une résistance élevée définie par une colonne longue et étroite d'électrolyte confiné dans un tube long et étroit. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENLIICATIOPS 1. Dispositif d'étude de particules comportant une cellule de conductibilité du type où un électrolyte liquide contenant des particules est forcé à traverser une zone de détection électrique de petites dimensions, ladite cellule de conductibilité comprenant deux électrodes dans ledit électrolyte, pour établir une résistance variable qui est fonction de la conductibilité dudit électrolyte, et qui est reliée à un circuit de détection électrique comportant ladite zone de detection, pour compenser des changements de la conductibilité dudit électrolyte, caractérisé en ce que ladite cellule de conductibilité comprend une colonne longue et étroite d'électrolyte (28 ; 128 ; 261) entre lesdites électrodes (31, 33 ; 131, 133 ; 232, Q33), chacune desdites électrodes étant en contact avec ledit électrolyte à des extrémités opposées de ladite colonne. 2. Dispositif selon la revendication l, du type où la zone de détection précitée est définie par une ouverture dans la paroi d'un premier récipient allongé situé dans un second récipient plus grand, chacun desdits récipients contenant un électrolyte liquide, la colonne longue et étroite précitée d'électrolyte étant caractérisée par un long tube étroit (28 ; 128) qui est situé dans ledit premier récipient allongé et est rempli d'électrolyte. 3. Dispositif selon la revendication 2, du type où le circuit électrique de détection précité comprend des première et seconde électrodes, ladite première électrode étant située dans le premier récipient précité, ladite seconde électrode étant située dans le second récipient précité, caractérisé en ce que ladite première électrode (33 ; 133) constitue egalement l'une des électrodes de la cellule de conductibilité précitée, l'électrolyte à une extrémité (27 ; 143) dudit tube allongé et communiquant avec l'intérieur dudit tube (28 t 128) étant isolé de l'électrolyte restant dans ledit second récipient ; l'autre desdites électrodes de la cellule de conductibilité (31 ; 131) étant située dans ledit électrolyte isolé communiquant avec 1 'intérieur dudit tube. 4, Dispositif selon la revendication- 3,- caractérisé en ce que 1 électrolyte isolé précité communiquant avec l'intérieur du tube (28) précité est dans une chambre (27) dans le premier récipient (11) précité, ladite chambre étant connectée par une vanne ( > 6) à une source d'électrolyte. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrolyte isolé précité dans le premier récipient précité est placé dans une chambre (143) dans ledit premier récipient (111) ladite chambre étant connectée par une vanne (116) à une source de dépression. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 5 du type où le circuit de détection électrique précité comprend une alimentation en courant, la seconde électrode précitée dans le second récipient précité est connectée à un côté de ladite alimentation en courant et constitue une électrode de détection, caractérisé en ce que l'autre électrode (31 ; 131) est connectée à l'autre côté de ladite alimentation en courant, ladite première électrode (33 ; 133), étant à l'autre extrémité du tube (28 ; 128) précité est reliée à un amplificateur sensible à la tension (36 , 136), la résistance entre l'autre (31 ; 131) et la première (33 ; 133) électrode constituant la résistance de la cellule de- conductibilité et la résistance entre la première (33 ; 133) et la seconde (32 ; 132) électrode constituant essentiellement la résistance dans l'ouverture de détection précitée, lesdites deux résistances formant essentiellement un diviseur de tension, ledit amplificateur étant relié à une jonction dudit diviseur de façon que, quand la conductibilité dudit électrolyte change, la tension en curant continu à la jonction dudit diviseur formé par lesdites deux résistances soit essentiellement constante. 7. Dispositif selon la revendication 1, comprenant un premier récipient allongé ayant une ouverture dans sa paroi et placé dans un récipient plus grand, ladite ouverture faisant partie de la zone de détection précitée, chacun desdits récipients contenant un électrolyte liquide, une chambre à l'extrémité supérieure dudit premier récipient, ledit premier récipient et ladite chambre étant connectés à une vanne qui est également connectée à une source de dépression, caractérisé en ce que ladite chambre est connectée à un côté (233) de ladite cellule de conductibilité, l'autre côté (632) de ladite cellule de conductibilité étant connecté à un système à manomètre (254) et à une vanne (250) reliée à une source d'électrolyte et à une conduite (248, 249) s'étendant dans ledit premier récipient. 8. Dispositif selon la revendication 7, du type où le circuit de détection électrique précité comprend une alimentation en courant, une électrode étant connectée à un côté de ladite alimentation en courant et placée dans l'électrolyte dans le second récipient précité, une autre électrode étant dans la chambre supérieure précitée du premier récipient précité et étant reliée à un amplificateur- de détection de signaux, caractérisé par une troisième électrode (232) placée dans une chambre (254) à l'm~trémité inférieure de ladite cellule de conductibilité, et reliée à un conducteur commun connecté de l'autre côté de l'alimentation en courant, la résistance entre ladite première (231) et une autre (233) électrode formant essentiellement la résistance à travers l'ouverture précitée, qui varie quand une particule traverse ladite ouverture, et la résistance entre ladite troisième (232) et une autre (233) électrode étant la résistance de ladite cellule de conductibilité, ledit amplificateur (236) étant relié à la jonction entre lesdites deux résistances qui servent ensemble de diviseur de tension; chacune desdites résistances étant fonction de la conductibilité de l'électrolyte et changeant quand ladite conductibilité change de façon que la tension en courant continu à la jonction entre elles reste essentiellement constante et que les signaux détectés par ledit amplificateur soient sensiblement indépendants de la conductibilité dudit électrolyte. 9. Dispositif selon lune quelconque des revendications 1, 7 ou 8, caractérisé en ce que la colonne longue et étroite précitée est définie par une certaine longueur de tube en serpentin (261).