Brevet FR2384255A1 — publié le 19781013

L'invention concerte un néphelomètre opto-électronique permet tant de déterminer de façon continue la fraction de lumière diffusée par des particules qui sont contenues dans un milieu, en particulier liquide, avec une cuve tubulaire de mesure dans laquelle ce milieu est envoyé et qui est munie d'ouvertures pour le passage de la lumière transmise, issue d'une source lumineuse et passant à travers la cuve, ainsi que pour le passage de la lumière qui est diffusée par le milieu selon un angle déterminé à partir du centre de diffusion par rapport au trajet de la lumière transmise et qui est captée par le détecteur de lumière diffusée de l'appareil de mesure. Dans un appareil de mesure connu de ce genre, la turbidité dlun milieu, par exemple d'un liquide, c'est-à-dire l'intensité de la lumière diffusée est mesurée, ce qui permet de déterminer la concentration de particules dont on connait la distribution granulométrique et qui sont contenues dans le liquide. Avec cet appareil, la mesure est effectuée d'après le principe de la mesure de la lumière diffusée à 900. Une diode luminescente projettewdes impulsions de lumière dans une cuve tubulaire de mesure et l'intensité de la fraction directement transmise de la lumière est mesurée au moyen d'un détecteur de comparaison.Par contre, l'intensité de la fraction diffusée de la lumière est déterminée au niveau d'un détecteur d lumière diffusée, disposé à angle droit par rapport au trajet de la lumière transmise : l'intensité de rayonnement de la diode luminescente est réglée de sorte que l'intensité de la lumière qui traverse directenent le liquide soit toujours la mêne au niveau du détecteur de comparaison. La fraction diffusée de la lumière, ainsi mesurée au niveau du détecteur de lumière diffusée, constitue une mesure de la turbidité du liquide examiné. Mais cet appareil connu a pour inconvénient qu'on n' utilise pour la mesure que la lumière diffusée à 900.Or, il est souvent souhaitable ou nécessaire de mesurer la lumière dite de diffusion en avant et en arrière, car ces mesures sont les seules à avoir une valeur suffisante d'indication pour différents problèmes de mesure. A cela ss'ajoute, en tant qu'autre inconvénient de cet appareil connu, le fait que ses composants électroniques sont placés directement autour de la cuve de mesure et en rapport intime avec celle-ci.Or, étant donné que l'appareil est essentiellement fait d'une matière synthétique dont la résistance aux solvants organiques est faible sinon nulle et qui est à uns température assez élevée, on ne peut procéder à une mesure, avec cette disposition de 11 électronique, que pour certaines températures du liquide, sinon lrélectronique pourrait être facilement endomrnagée par la température du liquide à mesurer. Sn outre, on ne peut effectuer avec cet appareil aucune mesure sur un liquide situé en dehors de l'appareil, c'est-3-dire qu'il n1 est pas possible d'utiliser l'appareil, par exemple comme sonde immergée pour la mesure de liquides qui se trouvent dans un bac. l'invention a pour but de fournir, par des moyens simples, un appareil du genre défini dans le préa-nbule, avec lequel les inconvénients évoqués soient éliminés, qui se prête en particulier à une mesure de la lumière dite de diffusion en arrière et en avant et qui soit utilisable en outre pour mesurer la turbidité de liquides qui se trouvent en un endroit éloigné de l'appareil de mesure. D'après l'invention, ce but est atteint par le fait que la cuve est équipée d'une garniture conduisant la lumière dans laquelle sont disposés au moins trois conducteurs lumineux dont deux sont prévus pour la lumière transmise et au moins un pour la lumière diffusée, l'extrémité d'entrée du ou des conducteurs de la lumière diffusée étant disposée de manière à former un angle eC de 5 à 175Q à partir du centre de diffusion par rapport au trajet de la lumière transmise, et par le fait que la fenêtre de sortie du ou des conducteurs de lumière diffusée est en communication lumineuse avec le détecteur de l'appareil de mesure. De la sorte, selon la disposition de l'extrémité d'entrée de la lumière diffusée dans la garniture annulaire, la lumière diffusée peut être captée de manière simple pratiquement en tout point et être acheminée vers le détecteur de lumière diffusée qui se trouve sur l'appareil. D'après des modes de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, la garniture conduisant la lumière peut être réalisée sous forme d'anneau cylindrique et montée à poste fixe; il peut être prévu, pour la lumière diffusée, un conducteur de lumière dont I1 extrémité d'entrée est située dans la zone de diffusion en avant, entre 135s et 1752 environ par rapport au trajet de la lumière transmise, et la cuve peut être placée directement dans l'appareil; la cuve avec la garniture annulaire et les conducteurs de lumière peut être réalisée sous forme de sonde immergée ou sous forme de cellule de mesure parcourue par le courant, sonde ou cellule qui est raccordée à l'appareil de mesure par un câble de conducteurs lumineux; et les trois fenêtres de passage de la lumière peuvent etre toutes situées dans un plan dianètral. Grâce à ces dispositions, 11 appareil de l'invention est d1un emploi universel. L'invention pourra de toute façon entre bien comprise à l'aide du complément de dzscription qui suit ainsi que des dessins ciannexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La fig. 1 représente en une vue schématique l'appareil avec les composants électroniques pour le traitement des signaux de mesure. La fig. 2 représente l'appareil réalisé sous forme de sonde immergée. La fig. 3 représente l'appareil réalisé sous forme de cellule de mesure parcourue par le courant. la fig. 1 représente schématiquement le néphélomètre avec la cuve de mesure 3 et les composants opto-électroniques raccordés à l'appareil, à savoir une commande de diode luminescente 1, une source lumineuse 2 (diode luminescente), un détecteur 4 pour la lumière diffusée, un amplificateur 5, un détecteur 6 pour la lumière transmise, un amplificateur 7 et des composants 8, 9, 10 pour le traitement des signaux. Dans la cuve 3 est montée à poste fixe une garniture annulaire 12 conduisant la lumière. Dans cette garniture sont pratiqués des orifices de passage qui sont équipés de conducteurs lumineux 13, 14 qui sont en communication lumineuse, d'une part avec la source de lumière 2 et, d'autre part, avec le détecteur 6 pour la lumière transmise. UE troisième conducteur lumineux 15 est en outre monté sur la garniture annulaire 12 conduisant la lumière, de telle manière que sa fenêtre d'entrée 17 reçoive la lumière diffusée provenant du centre de diffusion 16, c'est-à-dire des particules responsables de la turbidité, sous un angle ot de 5 à 1750 environ par rapport au trajet 2, 18, 19, 6 de la lumière transmise. Dans le cas de l'exemple ici représenté, l'angle oL mesure approximativement 452 dans la zone de la lumière diffusée en arrière.Ainsi, une mesure de la lumière diffusée en avant ou en arrière est rendue possible selon les besoins. Toutefois, la mesure appliquée de préférence concerne la lumière diffusée en avant sous un angle de 135 à 1752 environ par rapport au trajet de la lumière transmise. Pour l'exécution de l'une ou l'autre de ces mesures, ctest-a-dire de la lumière diffusée en avant ou de la lumière diffusée en arrière, il suffit de placer la garniture conduisant la lumière 12 dans une autre position angulaire, de sorte que la fenêtre 17 d'entrée de la lumière se trouve dans la zone de la lumière diffusée, opposée symétriquement. La fenêtre de sortie 20 du conducteur lumineux 15 pour la lumière diffusée est dirigée vers le détecteur de lumière diffusée 4, monté sur le néphélomètre proprement dit qui peut se trouver en un endroit situé à distance de la cuve 3. Tel est le cas des modes de réalisation ou d'utilisation du néphélomètre, illustrés par les fig. 2 et 3. Sur la fig. 2, l'nappa reil est équipé d'une sonde plongeante 30 qui est i-.mergée dans un récipient 31, les conducteurs lumineux 34 pour la lumière transmise et pour la lumière diffusée, la sonde 30 et le néphélomètre 38 étant réunis en un ensenble. Sur la fig. 3, la cuve de mesure est réalisée sous forme de cellule 32 parcourue par le courant et elle est raecordée au néphélomètre 38 par des conducteurs lumineux flexibles 36. De la sorte, l'appareil peut même mesurer la turbidité de liquides très chauds ou corrosifs qui coulent dans une canalisation 33 située à distance, car la cellule 32 est faite d'une matière résistante à la corrosion et à la température. Comme il va de soi et comme il résulte tailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. RBV3NDICATIOtIS 1. Néphélomètre opto-électronique pour déterminer de façon continue la fraction de lumière dilfusée par des particules contenues dans un fluide, en particulier un liquide, avec une cuve tubulaire de mesure dans laquelle ce fluide est envoyé et qui est munie d'ouvertures pour le passage de la lumière transmise, issue d'une source lumineuse et passant à travers la cuve, ainsi que pour le passage de la lumière qui est diffusée par le fluide selon un angle déterminé à partir du centre de diffusion par rapport au trajet de la lumière transmise et qui est captée par le détecteur de lumière diffusée de l'appareil de mesure, caractérisé en ce que la cuve (3) est équipée d'une garniture (12) conduisant la lumière dans laquelle sont montés au moins trois conducteurs lumineux (13, 14, 15) dont deux (13, 14) sont prévus pour la lumière transmise et au moins un (15) pour la lumière diffusée, l'extrémité d'entrée (17) du ou des conducteurs de la lumière diffusée (15) étant disposée de manière à former un angle et de 5 à 175Q à partir du centre de diffusion (16) par rapport au trajet (2, 13, 18) de la lumière transmise, et en ce que la fenêtre de sortie (20) du ou des conducteurs de lumière diffusée (15) est en communication lumineuse avec le détecteur (4) de l'appareil de mesure. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture (12) conduisant la lumière est réalisée sous forme d'anneau cylindrique et est montée à poste fixe. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, pour la lumière diffusée, un conducteur lumineux (15) dont l'extrémité d'entrée (17) est située dans la zone de diffusion en avant, comprise entre 155 et 175Q environ par rapport au trajet (2, 13, 18, 19, 14, 6) de la lumière transmise. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la clive est montée directement dans l'appareil (fig. 1). 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve avec la garniture annulaire et les conducteurs lumineux est réalisée sous forme de sonde plongeante (30) ou sous forme de cellule de mesure (32) parcourue par le courant, sonde ou cellule qui est raccordée à l'appareil de mesure (38) par un câble de conducteurs lumineux (34, 36) (fig. 2 et 3). 6. Appareil selon la revendication~l, caractérisé en ce que les trois fenêtres de passage de la lumière (17, 18, 19) sont toutes situées dans un plan diamètral.