Brevet FR2422161A1 — publié le 19791102

La présente invention concerne un nouveau procédé de détection d'une phase étrangère dans un fluide circulant dans une tubulure ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre dudit procédé. Plus précisément, le fluide susmentionné circule dans une tubulure en matière plastique, naturelle ou synthétique, telle que caoutchouc, élastomère, utilisée en médecine pour les perfusions notamment. Le fluide peut être soit un liquide, la phase étrangère consistant par exemple en une bulle d'air, soit un gaz, la phase étrangère étant alors un liquide. Les systèmes de détection de bulles d'air connus à ce jour sont essentiellement de type optique, et présentent le grave inconvénient de dépendre de certains paramètres comme l'opacité du liquide ; ces systèmes ne permettent donc pas d'éviter tout passage de bulles d'air, d'où certains accidents qui sont intervenus lors de perfusion. Le procédé et le dispositif selon la présente invention pallient cet inconvénient majeur et aboutissent à un degré de fiabilité au niveau de la détection de bulle d'air jamais atteint à ce jour. De façon plus précise, le procédé de détection d'une phase étrangère dans un fluide circulant dans une tubulure en matière plastique naturelle ou synthétique est notamment remarquable en ce qu'il consiste à mesurer la capacité d'un condensateur entre les armatures duquel est située ladite tubulure, puis à comparer la valeur de cette capacité avec la valeur d'une capacité dite de seuil, un franchissement de cette valeur de seuil provoquant une alarme sonore et/ou visuelle, le circuit résonnant comprenant ledit condensateur n'étant plus à la résonnance. Le dispositif selon la présente invention est notamment remarquable en ce qu'il comprend un générateur, un couplage par selfs, un condensateur entre les armatures duquel est disposé la tubulure où circule le fluide, et un comparateur relié à une alarme sonore etlou visuelle. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la iecture de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif, parmi lesquelles - la figure 1 est une vue schématique du dispositif selon l'invention, et - la figure 2 est une courbe représentant les variations de la surtension en fonction de la capacité dans un circuit oscillant. Le procédé faisant l'objet de la présente invention repose en fait sur deux principes physiques qui se combinent de façon à aboutir au résultat souhaité, à savoir la détection de bulles d'air dans un liquide par exemple. Le premier de ces principes est la constante diélectrique du fluide circulant dans la tubulure. Cette constante diélectrique k = - presente des écarts considérables suivant le type du fluide ; ctest ainsi que pour l'air sec k = 1, alors que pour l'eau k = 87. Pour les fluides tels que ie sang, le sérum ou autres solutions utilisées en médecine, la valeur de la constante diélectrique est très supérieure à 1 Dans le dispositif illustré à la figure I, cette constante diélectrique est mesurée grâce aux deux armatures planes I entre lesquelles se trouve la tubulure 2 où circule le fluide, lesdites armatures constituant de cette façon un condensateur plan dont la capacité est donnée par la formule (1) où S représente la surface des armatures en regard, et où e désigne la distance séparant lesdites armatures Pour des valeurs de S et de e données et fixes, la capacité C dépendra donc directement de k, une brusque variation de k entraînant une brusque variation de C. Un tel condensateur se trouve incorporé dans un circuit oscillant comprenant notamment un générateur 3, un transformateur 4 avec couplage par selfs, un amplificateur 5 et un comparateur 6. Lorsque ce circuit est accordé, la relation de Thomson (II) s'écrit I1 ressort de cette formule Il, que pour une pulsation tv et un coefficient de self L déterminés, le circuit oscillant ne sera à la résonnance que pour une seule valeur de la capacité C, laquelle dépend directement, selon la formule I, de la constante diélectrique k du milieu. La figure 2 illustre la courbe d'un circuit oscillant avec en ordonnée, la surtension développée E = e x Q où e est la force électromotrice induite et Q un coefficient de qualité, et en abcisse la capacité C, fonction de k comme cela vient d'entre indiqué. En prenant l'exemple où le fluide circulant dans la tubulure est un liquide tel que du sérum ou du sang, avec une constante diélectrique k très supérieure à 1, de l'ordre de 50, la capacité C sera elle-meme élevée et on sera en un point A de la courbe illustrée à la figure 2. Dans l'hypothèse où une bulle d'air passerait dans la tubulure entre les armatures du condensateur, il s'ensuivrait une brusque chute de la valeur de C, et on se situerait par exemple en un point B de la courbe. Le compara teur précité étant reglé pour basculer pour une valeur de C correspondant à un point S de la courbe de la figure 2, un brusque changement de k provoquera donc le basculement du comparateur, et une bulle d'air pourra facilement être détectée par une alarme visuelle et/ou sonore liée audit comparateur. Divers aménagements sont prévus pour fiabiliser au maximum ce dispositif. C'est ainsi qu'au niveau du générateur, il est préférable d'utiliser un générateur ou oscillateur piloté quartz de façon à avoir une stabilité en fréquence ; de même, en ce qui concerne la stabilité de la puissance transmise par ledit générateur, il faudra veiller à ce que le couplage par selfs se fasse avec un coefficient bien défini et constant, notamment quelle que soit la température de l'endroit où se trouve le dispositif et/ou quelle que soit la température du fluide circulant dans la tubulure ; pratiquement, dans les applications médicales, la fourchette de températures utilisables est de O SOC C. En revanche, il convient que le couplage précité ne soit pas trop réduit, et en particulier il faudra veiller à ce que ledit couplage soit inférieur au couplage critique ; dans ces conditions on a une grande stabilité au niveau dudit couplage. Par ailleurs, comme cela apparaît à la figure I, on peut prévoir une vis micrométrique 7 permettant de régler la distance e séparant les armatures 1 et par la mème la capacité C ; il sera donc possible d'effectuer un réglage manuel LI C, ce qui permettra de se placer au début des opérations en un point A', les points A',S et B étant sensiblement alignés d'où une meilleure sensibilité. De même, les divers éléments du dispositif, et notamment le générateur et les couplages seront choisis de façon à aboutir à une courbe de résonnance telle que celle illustrée à la figure 2 ; il ne faut pas en effet que la courbe soit trop aplatie ou bien présente un pic trop étroit. Autrement dit, la pente de la droiteA'SB ne doit être ni trop faible (courbe aplatie), ni trop grande (pic étroit). REVENDICATIONS 1) Procédé pour la détection d'une phase étrangère dans un fluide circulant dans une tubulure, ladite phase et ledit fluide présentant des constantes diélectriques distinctes, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la capacité d'un condensateur entre les armatures duquel est située ladite tubulure, puis à comparer la valeur de cette capacité avec la valeur d'une capacité dite de seuil, un franchissement de cette valeur de seuil provoquant une alarme sonore et/ou visuelle, le circuit résonnant comprenant ledit condensateur n'étant plus à la résonnance. 2) Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' il comprend un générateur, un couplage par selfs, un condensateur entre les armatures duquel est disposée la tubulure où circule le fluide, et un comparateur relié à une alarme sonore et/ou visuelle. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit couplage est inférieur au couplage critique. 4) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit générateur est piloté quartz. 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit condensateur est plan. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une vis micrométrique permettant de faire varier la distance séparant les armatures dudit condensateur.