Brevet FR2382690A1 — publié le 19780929

La présente invention a pour objet un appareil simple de détec tion de divers gaz - plus particulièrement de gaz nocifs - dans l'atmosphère des locaux due travail, des locaux d'habitation et des locaux de réunion. Gn sait que de nombreux appareils - plus ou moins complexes - ont été conçus pour déceler1 mesurer et/ou signaler, à un moment précis ou d'une manière constante, la présence ou la teneur d'un gaz donné dans une atmosDhère. D'autres appareils avertissent, sur place ou à distance, que la teneur limite d'un gaz donné est dépassée dans une atmosphère sous con tôle. La plupart des appareils valables sont basés sur l'action qu'exercent certaines variations subtiles de paramètres physiques sur des montages très élaborés contenant des composants délicats. Il résulte de tout cela des prix forcément élevés. La présente invention propose, au contraire, un appareil de montage simple, sans composants coûteux, circonstances qui conduisent à un prix modéré dit "grand- public", c'est-à-dire mettant l'appareil à la portée de tout le monde. Le principe de l'invention se résume comme suit a) au travers d'une membrane transparente ou, à la limite, translucide, recouverte d'une pellicule infiniment mince d'un composé chimique incolore - qui constitue l'organe de détection - on envoie un flux lumineux intermittent sur une cellule photoclectrique, disposée face à la membrane; b) le courant électrique que délivre la cellule dans ces conditions place sous tension un dispositif-relais approprié, qui sera défini plus loin, avec lequel elle est connectée; c) à partir d'une certaine teneur du gaz â détecter dans une atmosphère sous contrôle, la pellicule chimique prend une coloration qui lui est propre et qui devient de plus en plus prononcée, en fonction de la durée de l'exposition et du taux en gaz de l'atmosphère; la membrane acquiert ainsi une certaine opacité qui réduit l'éclairement de la cellule, laquelle, par conséquent, délivre un courant de plus faible intensité; d) en dessous d'un certain minimum d'intensité, le relais libère un avertisseur sonore ou lumineux ou, tout ensemble, sonore et lumineux, qui entre aussitôt en service. De ce qui précède se dégagent certains faits importants qui mettent en évidence que 1.- Il est aisé de maitriser les caractéristiques du courant issu de la cellule en faisant varier : la surface de la cellule au moyen d'un diaphragme, son éclairement, le rythme des impulsions lumineuses ou encore plusieurs de ces facteurs ensemble: 2.- si l'on fait varier la proportion du composé chimique recouvrant la membrane, la coloration provoquée par le gaz recherché montrera une opacité elle aussi variable, d'où la possibilité de conférer à l'appareil une relative graduation de sa sensibilité; 3.- dans l'esprit de l'invention, une membrane est recouverte, dans chaque cas, d'un composé chimique d'une certaine spécificité qui ne lui permet de déceler que le seul gaz suspect; toutefois, il existe un grand nombre de composés, caractérisés chacun par une spécificité différente, ce qui ouvre à l'appareil un large champ d'investigation, du fait de sa capacité à détecter séparément de nombreux gaz (en réservant une membrane à chaque composé). Rien n'empêche d'ailleurs la juxtaposition, sur une meme membrane, de plusieurs plages, constituées chacune d'un composé qui décèle tel gaz en dehors de tous autres. Ainsi serait connue la présence des divers gaz étrangers à une atmosphère naturelle, Ces quelques considérations font ressortir la souplesse et l'universalité de l'appareil. La planche unique jointe montre schématiquement la disposition de chacun des organes de l'appareil. Les chiffres du dessin correspondent à la légende ci-dessous 1 - Bloc d'alimentation : secteur + batterie ou pile 2 - Emetteur électronique d'impulsions avec source excitatrice 3 - Détecteur chimique sur membrane-support 4 - Cellule photoélectrique 5 - Relai amplificateur temporisé 6 - Avertisseur sonore et lumineux 7 - Conducteurs. La source lumineuse et le dispositif qui en règle les impulsions seront, bien entendu, alimentés électriquemept; une batterie rechargeable conviendra parfaitement à cet effet. Cependant, il est recommandé de réserver l'emplacement d'une pile sèche pour le cas où l'appareil devrait fonctionner en totale autonomie pendant une longue durée. A l'inverse, l'appareil peut être branché sur le secteur, avec un transformateur interposé. Afin de définir davantage l'appareil décrit ci-dessus, on détaillera ci-après un exemple, qui ne sera qu'énonciatif mais non limitatif de la sorte de la présente invention. L'exemple choisi concerne un appareil domestique destiné notamment à une chambre de malade chauffée par un poêle à mazout a) la membrane support portant la couche détectrice aura une surface carrée utile dont la longueur du c8té sera comprise entre 15 et 50 mm;elle pourra être un papier filtre blanc assez épais ou une lame de quartz (utilisée en microscopie) ou une lamelle couvre-objet en verre ou encore une mince pellicule de plastique incolore èt transpare.nte (analogue aux films cinématographiques) en acétate de cellulose entre autres;; b) dans le cas considéré, le composé chimique détecteur sera spécifiquement sensible à l'oxyde de carbone et la coloration commencera à être effective à partir d'une teneur de 10 ppm, soit un taux en grammes de 0,0225 par m3 (le seuil de toxicité pour l'homme commence avec un taux de 0,2 milligramme par litre). Le composé finement pulvérisé sera dispers de manière homogène dans de la gélatine fondue, étale à à raison d'une épaisseur de 1 à 5 microns, conformément à la technique usuelle de fabrication des films cinématographiques. Le composé pourra être ici du chlorure de palladium et du chlorure d'or associés ou encore des compositions telles la solution chlorhydrique de de benzoquinone, etc... c) la cellule photoélectrique aura aussi une surface carrée utile dont la longueur du côté sera comprise entre et 25 mm. Il ne pourra évidemment, exister le moindre obstacle entre la membrane et la cellule ni entre la membrane et l'air; d) la source lumineuse la plus satisfaisante dans l'exemple détaillé ici sera l'ampoule à incandescence (à filament spiralé en atmosphère de gaz rares) d'une intensité lumineuse d'à peine quelques lumens, donc de très faible conssmmation, L'éclairement, compté en lux, qui activera la cellule ne correspondra pas à l'intensité lumineuse de l'ampoule mais sera seulement la résultante de la déduction des pertes dues à l'opacité propre de la membrane support, à celle de la couche chimique encore incolore ainsi qu'à celles de la dispersion du rayonnement n'atteinant pas la cellule. Une ampoule de lampe de poche, judicieusement disposée au foyer d'un réflecteur parabolique soigneusement poli est déjà capable de faire fonctionner 1 Tensemble. il est essentiel et, par conséquent, de la plus haute importance, que la cellule ne reçoive d'autre éclairement que celui de la source lu mineuse de l'appareil. A cet effet, il es recommandé d'adopter la disposition suivante des organes de l'anpareil En Alévation, on aura de bas en haut - la source lumineuse (dont le rayonnement sera dirigé vers le haut) - la membrane support (de niveau sur un plan horizontal) - la cellule, bien abritée au fond d'un étui de section carrée, d'une hauteur d'environ 60 mm, disposé verticalement, l'ouverture dirigée vers le bas. Ainsi, la cellule ne sera accessible qu'à la seule fraction de l'éclairement ayant~traversé la membrane, qui pénétrera dans l'étui. e) le relais. il peut résulter de diverse conceptions. Par exemple, il pourra reproduire le dispositif qui rythme les impulsions lumineuses sauf que - d'une part, l'ampoule émettrice sera remplacée par une diode-témoin subminiaturisée, disposée pour atre bien visible de l'extérieur (de facon à être informé à tout instant que l'appareil est en service), - d'autre part, une bi-lame, connectée à un rupteur à mercure, commandera l'avertisseur d'alerte. Cn comprend, sans autre commentaire, que la bi-lame ne recevant plus de courant ou ne recevant qu'un courant de trop faible intensité fera basculer le rupteur en se rétractant. Le basculement libèrera l'avertisseur d'alerte relié au rupteur de diverses manières, soit par un simple levier, soit par un minuscule électro-aimant, soit par un ressort à boudin ou autrement. Dos que le niveau d'intensité du courant sera de nouveau atteint (ce qui se produira par le remplacement de la membrane-support) le rupteur reprendra automatiquement sa position première, armant ainsi ipso facto l'avertisseur jusqu'à la prochaine alerte. Les quelques organes composant l'appareil décrit en détail à titre d'exemple ne sont ni compliquas, ni couteux. on peut constater qu'ils peuvent être disposés de bien des mani- res, pourvu que les positions respectives décrites avec précision et illusres par la planche unique soient maintenues. On peut ajouter que plusieurs membranes-spports peuvent garnir un disque à fenêtre ou un tambour à claire-voie ou une sorte de barillet, de manière à réarmer l'appareil oresqu'instantanment et que l'on peut aussi férir en réserve des membranes-supports vierges montées sur cadre, manipulables aussi aisémert que les diapositives de projection. rais l'atmosphère de bien des locaux peut être polluée par d'autres -az que l'oxyde de carbcne. Parmi les gaz nocifs susceptibles de polluer une atmosphère, il en est qui se révèlent d'eux-mêmes grâce à notre sens olfactif. Sont dans ce cas le gaz ammoniac, l'hydrogène sulfuré (odeur d'oeuf pourri), l'acide butyrique (odeur rance), l'anhydride acrylique (odeur nauséabonde), de nombreux solvants (éther, benzène, trichloréthylène, etc...) et un grand nombre de composts sulfurés de la nature des mercaptans et des complexes thioniques. D'autres gaz nocifs sont agressifs pour notre système respiratoire; ils -manifestent en déclenchant la toux, par exemple l'anhydride carbonique, les anhydrides sulfureux et sulfurique, les anhydrides azoteux et azotique et divers autres se caractérisant par cette réaction physiologique. Enfin, on peut trouver dans certaines atmosphères des composés gazeux du carbone tels que le méthane, l'éthane, le propane, le butane, l'éthylènes l'acétylène etc..., que des détecteurs chimiques sont capables de déceler et de révéler par des changements de coloration, que l'appareil décrit ici peut mettre à profit pour avertir ....., et prémunir. On peut habiller le dispositif de mille façons, lui donner extérieurement des formes sobres ou élégantes ou décoratives. On peut le jumeler avec un appareil de radio ou de télévision, avec une lampe de table ou de chevet, avec un réveille-matin. On peut lu corner l'aspect d'un baromètre pour les cuisines, celui d'un interphone pour les bureaux, d'un haut-parleur pour les locaux de travail et tous autres aspects que l'imagination de chacun se plairait à créer, sans cependant in roduire, de ce fait, une novation à la présente invention. X g lS J D I C A T X o N S 1.- Dispositif de détection des gaz, selon lequel une cellule photo électri que, connectée à un relais convenable, commande la mise en service ou l'inertie d'un avertisseur d'alarme suivant qu'elle ne reçoit pas à suf fisance ou qu'elle reçoit au niveau requis une énergie lumineuse trans mise, à partir d'une source intermittente, au travers d'une membrane sup port plus ou moins transparente, recouverte d'un composé chimique zénéra- lement incolore. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trois organes principaux doivent se trouver dans l'ordre immuable qui interpose la membrane-support entre la source lumineuse et la cellule photo élec trique. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la source lumineuse est une lampe alimentée à l'électricité, que celle-ci provienne du secteur, d'une batterie rechargeable ou d'une pile sèche longue durée. 4.-Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que la source lumineuse, régie par un dispositif électronique connu en soi, émet des impulsions à une cadence et d'une durée que l'on peut faire varier à volonté. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mem brane-support peut, au gré du constructeur, être une plaque de papier filtre épais, une lame de quartz, une lamelle de verre ou de plastique transparent, 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il existe pour chacun des gaz à détecter un composé, connu en soi par la littéra ture classique, spécifique de ce gaz et se teintant ou changeant de colo ration à son contact, même lorsque sa teneur dans une atmosphère est faible. 7.- Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes principaux peuvent, dans l'ordre qui leur est prescrit, être incorporés à n'importe quel objet : lampe de chevet, réveille-matin, baromètre, interphone, haut-parleur, etc... ou être caré né de n'imDorte quelle façon suivant la fantaisie ou l'imagination de chacun. 8.- Dispositif selon les revendications 1, 5 et 6, caractérisé par le fait que plusieurs plages de CoFoOSés spécifiques différents peuvent être juxtapo sss sur une même mernbrane pour détecter en même temps la présence de plu sieurs gaz étrangers dans une atmosphère. 9.- Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un disque à fenêtre, un tambour creux, un barillet ou tous autres supports peuvent être garnis de plusieurs membranes en même temps, une seule étant active à la fois, de manière que l'appareil ayant fonctionné puisse être réarmé instantanément.