Brevet FR2492100A1 — publié le 19820416

Certaines substances amphiphiles telles que les acides gras à longue chaîne carbonée ou leurs sels, les phospholipides, des polymères naturels ou synthétiques, peuvent être étalées en couche monomoléculaire a la surface de l'eau. Un grand nombre de propriétés des films superficiels peuvent etre déduites de l'étude de la variation de la pression superficielle, en fonction de l'aire moyenne occupée par chaque molécule a la surface de l'eau. La présente invention concerne un "manometre-micromanometre superficiel", appareil qui enregistre automatiquement les courbes de variation de la pression superficielle en fonction de l'aire moléculaire. Dans les manomètres superficiels enregistreurs connus, la force qui s'oppose a la pression superficielle est exercée par une lame de ressort ou un fil de torsion couplé mécaniquement avec un capteur de déplacements. A cause des contraintes mécaniques ce système manque de sensibilité en manométrie et rend la micromanométrie impossible. Ce manomètre-micromanomètre superficiel enregistreur selon l'invention, possède un système de mesure de la pression superficielle qui comporte un balancier en équilibre sur deux pointes très fines. La force qui s'oppose a la pression superficielle est le poids du balancier. Le balancier est couplé a un capteur de déplacements d'un type particulier qui fonctionne sans contact mécanique avec le balancier. Il en résulte un système de mesure extremement sensible et fidèle par suite de l'absence quasi totale d'inertie et de frottements. En outre l'appareil est muni de plusieurs balanciers interchangeables de poids différents, ce qui permet de travailler dans un inter val le de pressions très étendu, comprenant la manométrie et la micromanométrie. La figure I des dessins annexés représente une vue d'ensemble du manomètre-micromanomètre enregistreur à balancier. La figure 2 représente le système de mesure de la pression superficielle qui est l'objet de la présente invention. A la surface de la solution aqueuse contenue dans la cuve I flotte un cadre en plexiglas paraffine 2. Une barrière flottante 3 sur laquelle s'exerce la pression du film superficiel est reliée au cadre par deux fils flottants très souples 4 et 5 formant des boucles circulaires à la surface de l'eau. Le filial superficiel est étalé dans le compartiment superficiellement étanche A, délimite à droite par l'ensemble barrière-fils 3,4,5, à gauche par une bandelette mobile 6, habituellement appelée "piston", reposant sur le cadre par ses extrémites et ayant sa partie médiane en contact avec la surface aqueuse. Le piston peut avancer parallèlement aux petits côtés du cadre, mu par le bras 7 auquel il est relié par deux tiges verticales qui viennent se loger dans les trous correspondants du piston.Pour comprimer le film superficiel, le bras est mis en mouvement par un système comportant deux poulies 8, 9 un cable 10 et un moteur électrique 11. Le potentiomètre rotatif 12, dont l'axe est solidaire de celui de la poulie 9, est relié à son alimentation et à la voie X d'une table traçante XY par l'intermédiaire des fils 13, ce qui permet d'enregistrer l'avance du piston et par conséquent l'aire moléculaire du film superficiel. Le système de mesure de la pression superficielle qui est l'objet de la présente invention, est représenté sur la figure 1, et reproduit séparément sur la figure 2. il comporte un balancier B en inox composé de trois tiges parallèles et coplanaires 14, 15, 16 soudées à angle droit respectivement aux extrémités et au milieu de la tige 17. Sur la tige 16 est fixé un poids 18 dont la valeur dépend de l'intervalle de pression superficielle que l'on désire mesurer. Sur la tige 17 on a soudé, symétriquement de part et d'autre de la tige 16, deux pointes fines 19, 20, parallèles aux tiges 14 et 15. Au milieu de la tige 17, perpendiculairement à elle et à la tige 16, est soudée la tige 21 qui porte une pastille en dural 22 et un contrepoids 23. Le balancier est posé en équilibre sur le pont horizontal 24 par- l'intermédiaire des points 18, 19 qui se lpgent dans deux creux pratiqués sur le pont. Les tiges 14, 15, 16 passent à travers les trous correspondants percés dans le pont et les extrémités des tiges 14, 15 viennent se loger dans deux trous percés dans la barrière 3 Au dessus de la face plane et horizontale de la pastille 22, à une distance de quelques micromètres de celle-ci, se trouve la face sensible du capteur de déplacements 25 qui est relié par le fil 26 à son électronique. Lorsque une pression superficielle s'exerce sur la barrière 3, le balancier s' incline, et la pastille 22 s'éloigne du capteur d'une distance (au maximum 0,5 mm) proportionnelle à la pression. Le signal électrique, proportionnel, est reçu sur la voie Y de la table traçante XY. Pour obtenir le tracé automatique d'une courbe de la pression superficielle en fonction de l'aire moléculaire, il suffit, après étalonnage de l'appareil, d'étaler le film dans le compartiment A et de faire avancer le piston qui comprime le film. Le manomètre-micromanomètre à balancier, objet de l'invention, peut être utilisé dans les laboratoires de recherche fondamentale, en physicochimie des surfaces, dans le domaine médical, pharmaceutique et biologique. Il peut également être utilisé dans le domaine industriel pour la mise au point de nouveaux produits tensio-actifs, tels que les détergeants par exemple. REVENDICATIONS 1. Manomètre-micromanomètre à balancier dont le système de mesure de la pression superficielle est constitué par un balancier dont le poids s'oppose à la pression superficielle, (figure 2) posé en équilibre sur un pont horizontal par Itintermédiaire de deux pointes très fines (18) et (19), couplé à un capteur de déplacement. 2. Manomètre-micromanomètre à balancier selon la revendication 1 caractérisé en ce que le balancier est couplé à un capteur de déplacement agissant sans contact mécanique. 3. Manomètre-micromanomètre à balancier selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il possède plusieurs balanciers interchangeables, permettant d'effectuer des mesures dans un intervalle de pressions très étendu.