Brevet FR2470963A1 — publié le 19810612

L'invention concerne une cellule de mesure optique pour des é- chantillons de substances liquides Les appareils d'analyse par méthode optique des substances liquides, en particulier des liquides biologiques, utilisent très souvent une mesure d'absorption de la lumière par le liquide à analyser pour de- terminer, par exemple la concentration d'un élément sur lequel on fait porter l'analyse, présent dans la substance liquide.En effet, lgabsorp- tion d'un rayonnement lumineux, ou inversement la lumière transmise par la substance à analyser mulon fait traverser par un faisceau lumineux, dépend généralement de la concentration de l'élément dont on veut réaliser le dosage. On détermine,pour effectuer le dosage, la densité optique de la substance qui est égale au logarithme du rapport de l'intensité lumineuse de reference de la source à ltintensité de la lumière transmise après traversée de la substance. La concentration de ltélément à è doser est pro- portionnelle à cette densité optique Lorsqu'on effectue un très grand nombre dianalyses sur des é- chantillons de substances liquides differents, il est utile de disposer d'appareils d'analyse automatiques comportant un support mobile sur lequel on vient disposer des cellules de mesure renfermant les échantillons de substance liquide.Le support mobile, génélralement réalisé sous forme d'un plateau horizontal tournant autour d'un axe vertical passant par son cen tre, amène successivement les parties des cellules de mesure renfermant les échantillons sur le trajet d'un faisceau lumineux issu d'une source en position fixe par rapport au plateau, si bien que le faisceau lumineux traverse ltéchantillon de substance liquide, la paroi de la cellule étant en materiau transparent. Un moyen de mesure dSintensité lumineuse tel qutun photodétec- teur est place' sur le trajet du faisceau lumineux transmis par la substance ce pour la mesure de l'intensité lumineuse de ce faisceau transmis Le support mobile porte un certain nombre d'ouvertures dans chacune desquelles on peut venir placer une cellule de mesure de façon que la partie inférieure de cette cellule dans laquelle on depose 15échantillon puisse venir, lors du déplacement du support, sur le trajet du rayon lumi neux Dans le cas où le support mobile est un plateau rotatif, les ouvertures sont prévues sur la périphérie de ce plateau de façon à recevoir des cellules de mesure comportant une partie supérieure qui vient se centrer sur l'ouverture du plateau et une partie inférieure destinée à recevoir ltéchantillon qui est saillante sous le plateau. Le plateau comporte par exemple 32 ouvertures destinees à recevoir chacune une cellule de mesure individuelle dans laquelle il est possible de déposer un échantillon de substance. Lorsqu'on effectue un grand nombre d'analyses successivement, il est nécessaire de regarnir le plateau avec un nouveau jeu de cellules lorsqu'une série de mesures a e' été faite et ces manipulations sont généralement longues et délicates, si bien quin perd, lors de ces manipulations, une partie des avantages apportés par une méthode d'analyse automatique. On connaît également des dispositifs où le plateau est constitué par une pièce en matière transparente et rigide à ltintérieur de laquelle sont ménagés les divers receptacles pour le recueil des substances à analyser. A la fin d'un cycle d'analyses, il suffit de changer ltintégra- lité du plateau pour effectuer une nouvelle série d'analyses. Un tel dispositif est cependant complexe et coûteux. Le but de l'invention est donc de proposer une cellule optique pour des échantillons de substances liquides, constituée en un matériau transparent et utilisée sur un appareil de mesure comportant un support mobile dans un plan horizontal portant un ensemble de cellules en position verticale, les parties inférieures de chacune de ces cellules destinées à recueillir les échantillons étant amenées successivement, au cours du deplacement du support, sur le trajet d'un faisceau lumineux, pour la mesure optique d'une caractéristique de la substance, cette cellule devant permettre une manipulation aisée dans le cas dtanalyse sur un très grand nombre d'échantillons et devant être d'une forme simple et d'un prix de revient peu elevé. Dans ce but, la cellule de mesure optique suivant l'invention comporte - une partie inErieure constituée par au moins deux réceptacles d'échantillon séparés par une certaine distance dans une direction horizontale, - et une partie supérieure creuse à laquelle sont fixes les receptacles d'echantillon qui débouchent à leur extrémite supérieure dans cette par tie supérieure, de forme evasée vers le haut, limitée par des faces de centrage et de mise en position destines à venir s'engager sur des faces correspondantes ménagées dans le support mobile et ouverte vers le haut pour l'introduction des échantillons dans les réceptacles. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant de- crire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation de la cellule de mesure suivant l'invention, dans le cas où cette cellule de mesure est utilisée avec un appareil de mesure automatique comportant un plateau horizontal rotatif La figure 1 représente une cellule de mesure suivant llinvention dans une vue de dessus. La figure 2 représente une vue en coupe suivant A-A de la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe suivant B-B de la figure 1. La figure 4 represente une variante de realisation de la cellule dans une vue analogue à celle de la figure 2. Sur la figure 1, on voit que la cellule qui est supposée en position sur un plateau rotatif 1 est vue dans son ensemble depuis la trace 0 de l'axe de rotation du plateau sur le plan de figure sous un angle deà peu près 450 et que cette cellule comporte quatre réceptacles pour des échantillons de substances liquides 2a, 2b, 2c et 2d. Ainsi qutil est visible sur les figures 2 et 3, ces réceptacles 2 constituent la partie inférieure de la cellule reliée par lintermédiai- re de parties tronconiques 4 à la partie supérieure 5 de la cellule, de forme évasée vers le haut Les réceptacles 2 ont une section de forme rectangulaire allongée, la plus grande longueur de cette section étant placée dans la direction radiale, ainsi qutil est visible sur la figure 19 lorsque la cellule est en position sur le plateau rotatif. Le rayonnement étant luiXmême de direction radiale, la substance est ainsi traversée dans la plus grande longueur du réceptacle par ce faisceau lumineux ce qui accrolt la sensibilité de la mesure. Lensemble de la cellule de mesure est realisé sous la forme dune pièce moulée en matière synthètique transparente. Les parois latérales des réceptacles 2 sont légèrement inclinées par rapport à la verticale ce qui permet un meilleur écoulement du liquide des échantillons à l?intérieur de ces receptacles et une meilleure élimination de l'air sty trouvant avant remplissage. La partie supérieure 5 de la cellule de mesure est constituée par deux parties tronconiques 6 et 7 symétriques de revolution par rapport à un même axe qui est confondu avec l'axe de rotation du plateau, lorsque la cellule est en position sur ce plateau. La partie supérieure 5 de la cellule comporte également deux faces laterales de fermeture 8 et 9 de forme arrondie. L'ensemble des faces 6, 7, 8 et 9 permet le centrage de la cellule sur le plateau en position parfaitement définie, le plateau étant usiné de façon à presenter des ouvertures dont les parois latérales correspondent aux faces 6, 7, 8 et 9. Ces ouvertures traversent entièrement le plateau pour le passage des receptacles 2 qui se trouvent en saillie sous le plateau 1. Les réceptacles sont, de plus, disposés de façon que les centres 10 de leur section par un plan horizontal quelconque se trouvent sur une surface cylindrique 11 ayant pour axe l'axe de rotation du plateau lorsque la cellule de mesure est en position sur le plateau. De cette façon, la distance dans la direction radiale entre la source lumineuse qui a une position fixe par rapport au plateau 1 et les réceptacles des cellules et dtautre part la distance entre les réceptacles et le centre du plateau restent constantes pour chacun des réceptacles venant en position sur le trajet du faisceau lumineux de direction radiale. Cette symetrie de révolution de l'ensemble de la cellule permet ainsi d'éviter des déviations de la mesure, les differents réceptacles étant dans des positions se déduisant les unes des autres, par une rotation autour de l'axe vertical du plateau. Sur la figure 4, on voit une variante de realisation de la cellule de mesure où les receptacles 12 comportent une partie inferieure 13 à section constante et une partie supérieure/dont les parois sont inclinées de façon à permettre un écoulement de la substance liquide le long des parois pour venir remplir la partie inférieure à section constante, tout en permettant de chasser l'air se trouvant dans le réceptacle avant remplissage. De cette façon on évite toute difficulté au moment où l'on introduit les échantillons dans chacun des receptacles de la cellule de mesure. I1 suffirait d'ailleurs qu'unie seule paroi soit inclinée sur une partie de la hauteur du receptacle pour permettre un écoulement facilité du liquide. On voit que les principaux avantages du dispositif suivant l'in- vent ion sont de permettre une mise en place des echantillons sur le plateau de l'appareil de mesure plus rapide et plus facile, les receptacles étant groupes sous forme d'ensembles permettant la mise en place d'un certain nombre dtéchantillons avec chaque cellule de mesure. De plus, la cellule de mesure selon ltinvention est d'une dimension qui permet des manutentions plus faciles D'autre part, la fabrication en série de la cellule suivant l'invention permet d'obtenir un-fai- ble prix de revient. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit ; elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que la cellule de mesure qui a été décrite comporte quatre réceptacles pour les échantillons mais qu'il est possible dti- maginer des cellules de mesure comportant un nombre plus élevé ou, au contraire un nombre plus faible de réceptacles. Dans le cas d'un plateau où lton désire mettre en position tren- te échantillons de substances à doser et deux échantillons de substance étalon, on peut placer sur le plateau huit cellules de mesure qui sont vues depuis l'axe du plateau sous un angle dtapproximativement 450. On pourrait egalement imaginer d'autres dispositions où le nombre de réceptacles serait un autre sous-multiple de 32, la forme de la cellule pouvant etre identique à ce qui a éte décrit avec un angle d'ouverture différent. De façon générale, on peut imaginer une cellule de mesure vue depuis le centre du plateau sous un angle voisin de n avec n entier.On peut ainsi placer sur le plateau n cellules ayant chacune k réceptacles pour disposer sur ce plateau nk echantillons. On peut également imaginer des réceptacles constituant la partie inférieure de la cellule de mesure ayant dtautres formes de section tran; versale que la section rectangulaire qui a e' été décrite, par exemple une forme rectangulaire à angles arrondis pour permettre dtéviter tout risque de dépôt de substance. On peut également imaginer d'autres formes pour la partie supé- rieure permettant le centrage et la mise en position de la cellule de mesure sur le plateau, ces formes étant prévues pour permettre une mise en place precise et aisée des cellules sur le plateau. On peut également imaginer l'utilisation de cellules suivant l'invention sur un appareil de mesure comportant un support mobile différent d'un plateau rotatif, se déplaçant par exemple par translation dans une direction horizontale, les centres des sections par un plan horizontal des réceptacles de la cellule de mesure étant alors alignés sur une droite parallèle à la direction de déplacement du support Les positions des ré- ceptacles se déduisent les unes des autres, dans cette réalisation, par une translation suivant la direction de déplacement du support. Enfin, la cellule de mesure suivant l'invention ntest pas limitée à la mesure de concentration d'un élément dans des substances liquides telles que des liquides biologiques mais elle peut être utilisée pour d'autres types de mesure optique sur des échantillons de substances liquides. REVENDICATIONS 1.- Cellule de mesure optique pour des échantillons de substance ces liquides, constituée en un matériau transparent et utilisée sur un appareil de mesure comportant un support mobile dans un plan horizontal portant un ensemble de cellules en position verticale, les parties inférieures de chacune de ces cellules destinées à recueillir les échantillons étant amenées successivement, au cours du déplacement du support,.sur le trajet d'un faisceau lumineux pour la mesure optique dtune caractéristique de la substance, caractérisée par le fait qutelle comporte :: - une partie inférieure constituée par au moins deux réceptacles dtéchan- tillon séparé s par une certaine distance dans une direction horizontale, - et une partie supérieure creuse à laquelle sont fixés les réceptacles d'échantillon qui débouchent à leur extrémité supérieure dans cette par tie supérieure, de forme évasée vers le haut, limitée par des faces de centrage et de mise en position destinées à venir s'engager sur des faces correspondantes ménagées dans le support mobile, ouverte vers le haut pour l'introduction des échantillons dans les réceptacles. 2.- Cellule de mesure optique suivant la revendication 1, dans le cas où le support mobile est un plateau horizontal rotatif autour dgun axe vertical, caractérisée par le fait que les réceptacles disposés verticalement sont dans des positions se déduisant les unes des autres par une rotation autour d'un axe vertical confondu avec loaxe de rotation du plateau, lorsque la cellule est en place sur le plateau. 3.- Cellule de mesure optique suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les faces de centrage et de mise en position de la cellule sur le plateau conporteltdeux faces tronconiques ayant un axe vertical commun confondu avec leaxe de rotation du plateau, lorsque la cellule est en place sur le plateau. 40- Cellule de mesure optique suivant lune quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que l'ensemble de Pa cellule en position sur le plateau est vu sous un angle voisin de 2 T avec n entier, depuis le centre n du plateau. 5.- Cellule de mesure suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que lensemile de la cellule est vu depuis le centre du plateau sous un angle voisin de 450 et comporte quatre réceptacles d'échantillon. 6.- Cellule de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les réceptacles des échantillons comportent au moins une de leurs parois inclinée par rapport à la verticale dans sa partie supérieure.