Brevet FR2459461A1 — publié le 19810109

L'invention concerne un récepteur de rayonnement pour un analyseur de gaz, non dispersif, à rayons iTfra- rouges, comprenant un dispositif pour interrompre périodi- quement le rayonnement, constitué par des premières et des secondes chambres à gaz qui se suivent et auxquelles est an- nexé un ensemble pneumatique - électrique pour transformer la différence de pression gazeuse dans les chambres en un signal électrique. Des récepteurs de rayonnement de ce type sont connus par exemple par les analyseurs de gaz, non dis- persifs, à rayons infra-rouges décrits dans les brevets des Etats Unis nOs 2 951 939, 3 162 761, 3 725 702 et 4 156 812. Leur principe de fonctionnement est décrit en particulier dans le brevet n0 2 951 939. On sait qu'est défectueuse la mesure de la concentra- tion d'un élément gazeux à l'aide d'appareils d'analyse ga- zeuse qui reposent sur l'absorption du rayonnement du compo- sant à doser par les bandes d'absorption de celui-ci, quand le mélange gazeux à analyser contient aussi des composants dont les bandes d'absorption interfèrent avec celle du com- posant à doser. Pour éliminer ou tout au moins réduire à un degré supportable l'influence de tels gaz nuisibles sur la mesure, on a proposé dans le brevet des Etats Unis n0 2 951 939 précité d'introduire des couches gazeuses consti- tuées par les gaz gênants entre la première et la seconde chambre du récepteur de rayonnement. Une autre possibilité, particulièrement simple, d'obtenir un effet correspondant consiste, suivant l'inven- tion, à disposer dans les premières ou dans les secondes chambres des éléments minces ayant une faible inertie ther- mique qui recouvrent en partie la section de ces chambres et qui n'absorbent pas de façon sélective le rayonnement qui les frappe. En ce qui concerne la question de savoir quand les éléments constitués par des fils doivent être placés dans les premières ou dans les secondes chambres, on a constaté que cela dépend du type et du degré d'interférence spectra- le des composants à doser et des composants gênants. Par exemple, dans la mesure de la concentration de S02 en pré- sence de H20 comme composant gênant, les éléments doivent être placés dans les secondes chambres, mais dans la mesure de la concentration en CO en présence de C02 genant, ils doi- vent être placés dans les premières chambres. On va maintenant décrire l'invention plus en détail, avec référence aux exemples représentés sur les dessins an- nexés. La figure 1 est un exemple de réalisation d'un dispo- sitif récepteur de rayonnement suivant l'invention pour un analyseur n'ayant qu'un seul trajet de rayonnement. La figure 2 est un dispositif récepteur de rayonne- ment pour un analyseur ayant un trajet de rayonnement de me- sure et un trajet de rayonnement de comparaison. La figure 3 est un autre récepteur de rayonnement pour un analyseur ayant un trajet de rayonnement de mesure et un trajet de rayonnement de comparaison. Le dispositif récepteur de rayonnement de la figure 1 est constitué par des chambres 1 et 2 qui se suivent sur le trajet de rayonnement représenté par des flèches, qui contiennent les composants gazeux à doser et auxquelles est- associé un condensateur à membrane 3 au moyen duquel la dif- férence de pression dans les chambres est transformée en un signal électrique. Avant que le rayonnement infrarouge,in- terrompu périodiquement, entre dans les deux chambres par des fenêtres 4, 5 et 6, il traverse une cuvette de mesure 7 remplie du mélange gazeux à analyser et faisant partie de l'analyseur non représenté en détail. Dans la seconde chambre 2, le rayonnement tombe sur un fil mince noirci 8 disposé transversalement à la chambre et de faible inertie thermique. Ce fil, que l'on doit consi- dérer comme un corps noir, absorbe le rayonnement incident, contrairement au gaz de remplissage, de façon pratiquement indépendante de la longueur d'onde. Son échauffement se com- munique périodiquement au gaz de remplissage. Comme indiqué précédemment, la présence du fil a pour conséquence que l'influence de H20 sur la mesure de SQ2 est réduite. Au moyen d'un écran 9 réglable placé en avant de la seconde chambre et qui permet avantageusement d'affaiblir de façnn définie le rayonnement qui frappe le fil, la surface d'absorption la plus favorable de fil peut être réglée pour une suppreseicL optimale de l'influence nuisible de H2C. Ia figure 2 montre le même dispositif récepteur de rayonnement que la figure 1 mais appliqué à un an alyseur dans lequel une partie du raonie. ement qui arrive dans les chambres 1' et 2' a traversé un chemin de rayonnement de comparaison dans lequel se trouve une cuvette 10 pleine d' un gaz de comparaison. Sur les deux trajets de rayonn.ement, ce rayonnement est interrompu périodiquement de façon connue. Il n'est certes pas indispensable que l'élémen t en 1G fil 11 soit aussi alimenté en rayonnement de comparaison, mais pour des raisons de symétrie, il est avanxtaeeux de dis- poser l'élément à la façon représentée et de prévoir éEale- ment pour le cbté de comparaison un écran 12 réglable ayant une conformation correspondante. le dispositif récepteur de la figure 3, destiné à un analyseur à deux faisceaux, présente, en plus d'une cuvet- te d'analyse 13 sur le trajet du raol.r.ement de mesure et d' une cuvette de comparaison 14 sur le trajet du rayornnement de comparaison, deux chambres successives, respectivement 15, 16 et 17, 18; les chambres 15 et 17 d'une part et les cham- bres 16 et 18 d'autre part sont reliées l'une à l'autre pneu- matiquement et raccordées à un condern sateur à membrane com- mun 19. Dans les premières chambres se trouvent des éléments en fil correspondants 2C, 21, et des écrans réglables 22, 23 sont placés en avant des chambres pour arrêter le rabcn- nement qui vient frapper les éléments en fil. Sur le trajet du rayonnement de ccoparaison se réalisent les mmes rdflex- ions que dans le cas du dispositif de la figure 2. Avec ce dispositif récepteur de rayonnement, on peut, par exemple, dans un analyseur de gaz à deux iaisceaux infrarouges, réduire dar.ns une large mesure l'influence de CC2 gênant lors de la mesure de la có- ncerntratio. e. C(. En ce qui concerne la ccnstruction des dispositifs des fieures 2 et 3, les premières et les secondes chambres peuvent aus- si être raccordées l'une à l'autre par une fenêtre commune. RVE VDICAT IbNS 1 - Récepteur de rayonnement pour un analyseur de gaz, noi. dispersif, à rayons infrarouges, comprenant un disposi- tif poir interrompre périodiquement le rayonnement, consti- tué par des premières (1 ou 15, 17) et des secondes (2 ou 16, 18) chambres à gaz qui se suivent et auxquelles est an- nexé un ensemble pneumatique - électrique (3 ou 19) pour transformer la différence de pression gazeuse dans les cham- bres en un signal électrique, et caractérisé en ce que, pour réduire l'influence gênante de composants gazeux existant dans le mélange à analyser et qui interfèrent avec les ban- des d'absorpticn du composant à doser, on dispose dans les premières chambres (1' ou 15, 17) ou dans les secondes (2 ou 16, 18) des éléments minces (ô ou 11 ou 20, 21) ayant une faible inertie thermique, qui recouvrent en partie la section de ces chambres et qui n'absorbent pas de façon sé- lective le rayonnement qui les frappe. 2 - Récepteur de rayonnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (8, 11, 20, 21) sont des fils peints en noir. 3 - Récepteur de rayonnement suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un seul élément en forme de fil est utilisé. 4 - Récepteur de rayonnement suivant l'une des reveri- dications 1 à 3, dans lequel les él1ments (11 ou 20 et 21) sont disposés dans les premières chambres (1' ou 15 et 17), et caractérisé en ce qu'en avant des premières chambres sont prévus des moyens (7 ou 10 ou 13 et 14) pour affaiblir de fa- çon réglable le rayonnement qui vient frapper les éléments précités. - Récepteur de rayonnement suivant l'une des reven- dications 1 à 3, dans lequel les éléments (8) sont disposés dans les secondes chambres (2), et caractérisé en ce qu'en avant des secondes chambres sont prévus des moyens (7) pour affaiblir de façon réglable le rayonnement qui vient frapper les éléments précités. 6 - Récepteur de rayonnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments en fil (8 ou 11 ou 20 et 21) situés dans les chambres (2 ou 1' ou 15 et 17) sont réglables depuis I'extérieur, au moyen d'un dispositif ap- proprié, sur la section.