Brevet FR2439401A1 — publié le 19800516

L'objet de l'invention concerne un dispositif d'alcoolmètre. I1 est destiné à permettre, appliqué à la vapeur d'éthanol l'utilisation de mesure ampérométrique, par mesure de la variation du courant, à tension constante qui résulte au niveau de l'anode, des réactions d'oxydation d'un gaz ou d'une vapeur réductrice, favorisées par un revetement catalytique des électrodes. Dans les dispositifs connus pour les analyseurs électrochimiques des vapeurs d'alcool, on utilisait généralement soit une cellule à trois électrodes, c'est à dire, électrode de mesure, contre électrode, et electrode de référence, soit encore une véritable pile a combustible dans laquelle, grace aux propriétés catalytiques des électrodes on obtient un courant résultant de l'oxydation de la vapeur ou du gaz par oxydation catalytique. Au contact de l'une des électrodes qui devient l'anode de la pile, dans cas, l'electrode de référence ne doit pas être en contact avec le produit à détecter. Ces appareillages étaient complexes, d'un fonctionnement délicat. Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients et permet un traitement original du signal électrique, fourni par la cellule de mesure, qui consiste à prendre comme valeur celle qui correspond au maximum de pente de la courbe de réponse et permet d'obtenir un résultat de très grande précision partant d'un matériel simplifié. I1 est constitué par une cellule formée par un disque en chlorure de vinyle poreux dont une face a reçu un dépôt de palladium, et de Noir de palladium, constituant après séparation et découpe de la métallisation, sur le diamètre, les électrodes de la cellule. L'électrolyte, solution d'acide phosphorique imprègne les pores du substrat. Suivant un mode de réalisation de l'objet de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention Les figures 1 et 2 montrent l'électrode et son support. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement les réseaux de mesure et le système de traitement du signal. Le dispositif est destiné à mesurer la vapeur d'éthénol, partant d'une réaction en présence d'un catalyseur déposé sur l'électrode. Cette réaction produit une diminution de la résistance apparente de la cellule et comme dans le cas de l'oxygène à la cathode, il se produit une variation du courant , qui la traverse pour une tension donnée le tout afin de réaliser une mesure ampéro-métrique à tension constante. I1 en résulte qu'en présence d'air on obtient une courbe intensité, tensiôn .quasinulle, mais la présence de vapeurs d' éthanol, contenus dans l'air à mesurer produit une croissance de courant, c'est une tension d'oxydation de l'éthanol. Un disque en chlorure de vinyle poreux de 20 mm de diamètre et 5 mm d'épaiCseur a reçu sur une face par précipita- tion chimique un dépôt de palladium pailadié. L'électrode ainsi formée est divisée en deux parties égales 1, 2 diamètralement opposées, disposées sur un même plan par découpe de la métallisation 3, fig 1. Après lavage et séchage le disque est placé dans un support en matière synthétique 4 avec disque poreux S rassurant à la fois la contention et le contact aux fils de connexion en platine. Le disque est ensuite imbibé d'électrolyte dont l'excés s'écoule dans le collecteur 5 placé sous le disque poreux. La polarisation est assurée par un élément de pile 1,5 V. Le réseau de mesure est représente fig 3; sa lecture est faite en 6, 7, 8 sur un enregistreur servo-potentiométrique, bi-courbe. D'autres montages sont également utilisables pourremplir les mêmes fonctions. Dans l'application destinée à l'analyse de l'haleine, la cellule utilisée de même nature est placée dans une pièce tenue à la main qui renferme également un détecteur de débit expiratoire, et une thermistance de correction de températures. ette thermistance étant nécessaire que dans le cas où on souhaite mesurer effectivement sans erreur appréciable, la teneur d'alcool contenue dans l'haleine. Pour mesurer un effet d'alcool sur l'organisme cet effet étant à concentration constante proporitionnelle à la température et le coefficient de correction étant du même ordre de grandeur que la variation de la sensibilité de la cellule, la thermistance doit'être suppriméeOet dans laquelle le sujet expire brusquement à travers un embout amovible jetable. L'electronique associée est placée soit dans un boitier annexé, soit dans le corps du porte cellule. Elle comporte un système de traitement du signal en utilisant un aplificateur à très faible impédance d'entrée 9 fig 4, qui alimente à travers un circuit à liaison capacitive, un dispositif de mise en mémoire et d'affichage digital. Divers dispositifs de controle de bon fonctionnement sont également incorporés (état des piles, test électroniques, etc...). On utilise ainsi une polarisation par une source externe combinée avec une mesure du courant de dépolarisation au niveau anodique, la cathode restant en contact avec le gaz à détecter. La polarisation anodique externe,base de l'invention et le procédé de traitement par liaison capacitive, qui lui est associé dans la réalisation décrite, peuvent être employés séparement pour d'autres applications. Enfin la configuration des électrodes disposées sur un même plan et en contact simultané avec le produit à détecter ainsi que l'absence de l'électrode auxiliaire font que l'homogénéité thermique de la cellule la rend insensible aux variations brutales de températures, ainsi qu'aux variations du RH. Toutefois les formes, dimensions et dispositions des différents éléments, comme d'ailleurs les circuits et les maties utilisées pourront variés dans la limite des équivalents, sas changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite. Cest ainsi que suivant la nature de l'électrolyte et les tensions de polarisations différentes on effectue les détection des gaz tels que U.D.M.H. - H2 S - NH3 - CO - H2 - al déhydes et esters. Dans les conditions revendiquées, la sélectivité est bonne par rapport aux cétones, H2 - CO - C02 REVENDICATIONS 10 Dispositif d'alcoolmètre, permettant 1' utilisation de mesure ampérométrique par mesure de la variation du courant qui résulte au niveau de l'anode, des réactions d'oxydation du gaz ou d'une vapeur appliqué plus particulièrement à la mesure de la vapeur d'éthanol contenu dans l'haleine se caractérisant par l'utilisation d'une électrode ayant reçu sur une face un dépôt de palladium palladié. 20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que l'électrode est divisée en deux parties égales diamétralement opposées, disposées sur un même plan par découpe de la métallisation. 3 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait qu'après lavage et séchage, le disque est placé dans un support en résine synthétique et imbibé d'électrolyte. 40 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que électrode est reliée à un réseau de mesure, relié à un système de traitement du signal utilisant un amplifi- cateur d'entrée alimentant à traversin circuit, à liaison capacitive, un dispositif de mise en mémoire et d'affichage digi tal.