Brevet FR2467397A1 — publié le 19810417

La présente invention se ra, ortie à un procédé et un dispositif d'analyse biochimique par fibre optique. tes appareils d'analyse biochimique actuels comportent des chambres d'analyse en quartz. Ces chambres sont transparentes aux rayonnements ultraviolets,visibles et in carouges mais sont coûteuses. D'autre part, en cours de fonctionnement, elles necessitent un rinçage et mettent en oeuvre es éléments mécaniques (aspiration, refoulement rinçage etc..). La présente invention a onc pour objet un procédé et un dispositif d'analyse qualitative et quantitative par fibre optique avec une résolution de 5A. La présente invention a pour but d'économiser tous les produits (solvants, réactifs etc..) car une faible dose sera necessaire à l'analyse. La présente invention a également pour avantage de supprimer les chambres d'ana lvse en quartz ou autre matière optique. Un simple récipient, ou bécher, ou tube ì essai en plastic suffira pour effectuer l'analyse. Pour les analyses dens le visible, on utilisera des fibres optiques en silice monobrin. Ces fibres optiques existent actuellement sur le :arché en différents diamètre de coeur à partir de IOOtt Pour les analyses dans l'ultraviolet, on utilisera des fibres optiques Tétrasil. Cette matière est transparente Jusqu'à 165mM.Pour les analyses dans l'infrarouge, on utilisera des fibres optiques Puropsil. Cette matière est transparente jusqu'à p 5 m. Ces types le fibre sont actuellement disponibles chez Quartz et silice. ta présente invention '- égalent l'avantage 'utiliser -s fibres optiques comme filtres p sse-bande et ainsi i'attindre une précision d'analyse de l'ordre de Ce qui correspond à la largeur de bande d'un faisceau laser. Tous les avantages techniques apportés par la présente invention concernant l'analyse par fibres optiques représentent les futures générations d'appareil d'analyse et sont non limitatifs quant à leur forme d'utilisation. L'invention sera mieux comprise à l'aide des différentes planches proposant des modes de réalisation non limitatifs et annexées au présent brevet. La planche I représente un ensemble d'analyse qualitative et quantitative par fibres optiques. Le faisceau de lumière incidents (spectre large) issu de la fente 2, réfléchi par le miroir plan 7 est dirigé sur la réseau holographique concave 4. La lumière est alors diffractée t le spectre se forme dans le plan de la fente de sortie 6 par l'intermédiaire du second miroir plan 5. L'orientation du réseau holographique peut être manuelle ou asservie par un moteur pas à pas. Le faisceau de sortie focalisé 7 est injecté ans la fibre optique 8 et se réfléchit sur deux miroirs 9 disposés géométriquement à 900. apurés avoir traverser le produit à analyser 10 contenu dans la cuve 11, le faisceau de lumière est injecté dans la fibre de,retour I2. A la sortie de la fibre I2, la lu ibère est dirigé et focalisée au moyen d'un jeu de lentilles I, sur un photo-multiplicateur 14 relié à un système d'amplification 15 et d'enregistrement. Dans ce mo-ntage, il est necessaire de stabiliser la source d'émission et disposer d'un réglage de zéro (tarage optique). La planche II représente u système d'aiialyse colorimétrique quantitAtive utilisant un réactif.Ce système se rapportant à la présente invention, utilisant de, fibres optiques a l'avantage d'identifier une densité colorimetrique avec une résolution de 5 quelque soit la puissance de la source d'émission. La lumière issue de la source 16 est renvoyée au moyen d'un miroir concave argenté 17 sur un ju de lentilles I8. Aprés avoir traversé une fente 19, le faisceau est focalisé a l'entrée de la fibre 20. Le faisceau de lumière traverse le produit à analyser 25 et, entre dans la fibre de retour 22 aprés avoir suivi le trajet imposé par les miroirs 23 et 24. Le faisceau lumineux issu e la fibre 22 passe par une fente 26 pour être projeté et diffracté sur un réseau 27 et focalisé par une lentille 28 avant d'te positionné sur un papier photographique gradué 29. Le papier photographique gradué peut être remplacé par des détecteurs optiques (visibles, I.R. et U.V.). En fonction de la coloration du produit, nous obtenons un flux lumineux de longueur d'onde spécifique et le réseau déter minera une position définie sur le papier photographique. La planche III comporte 3 figures. La figure I représente une fibre optique en coupe. Le diamètre de coeur est représenté en vI, autour nous trouvons la gaine de pro tection 30. La surface hachurée 32 représente une fente que lton put disposer devant la fibre. Donc une fibre optique peut être utiliséeen filtre étroit passe bande afin d'aéliorer la résolution au niveau de la détection. La figure 2 de la planche ni représente deux guides optiques encastrés 55 et 34 vus en coupe. Ces deux guides d'ondes sont encastrés dans un substrat 35. Un tel montage constitue un ensemble plongeur (substrat et guide d'onde) pour le produit à analyser. La figure 5 de la planche III représente un schéma te principe non limitatif concernant l'injection d'une faible bande spec- trale dans une fibre optique. Les rayons incidents 56 sont diffractés 38 par un réseau gravé 37. On selectioune une finesse de bande spectrale par une fente 39 qui peut être de quelques dizaines . Le flux issu e la fente est focalisé par une lentille 40 et injecté dans la fibre 41 REVENDICATIONS. IO Procédé et dispositif d'analyse qualitativ et quantitative d'un échantillon gazeux ou liquide par fibres optiques. 20 Procédé d'analyse selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on utilise des fibres optiques pour acheminer les rayonnements electromagnétiques dans le produit à analyser. 30 Procédé d'analyse selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on peut transporter plusieurs longueurs d'onde dans la même fibre optique. 40 Procédé et dispositif d'analyse selon lequel on supprime les chambres et les cuves d'analyse puisque l'on immerge les fibres optiques dans le produit à analyser. 50 Procédé selon lequel, on peut injecter une largeur de bande spectrale tres étroite dans une fibre optique, de l'ordre de 5 .Donc utiliser les fibres optique en filtres passe-bandes. 60 Procédé d'analyse selon lequel on peut enregistrer et interpreter un résultat d'analyse par positionnement sur papier photographique. (voir plancheiI) 70 Procédé d'analyse selon lequel, on dispose deux miroirs à 900 à l'une des extrémités de chaque fibre afin d'assurer l'aller et le retour du flux lumineux en tra-\zeRsant le produit à analyser. 80 Procédé 'anal se selon lequel, on peut utiliser des fibres en silice, en tetrasil et en puropsil. 90 Procédé d'analyse selon lequel, les fibres optiques peuvent avoir un diamètre de coeur déterminé afin d'être accordés en fonction es longueurs d'onde à transporter. I00 Procédé d'analv-se selon lequel les guides optiques peuvent avoir différentes formes de section. (carrée, rectangulaires ronde etc...).