Brevet FR2490324A1 — publié le 19820319

L'invention concerne un dispositif de mesure pour contrôler la teneur de l'air en solvants, notamment pour contrôler la teneur en perchloréthylène et/ou trichloréthylène de l'air de locaux d'installationsde nettoyage chimiques, ce dispositif comportant au moins un capteur fournissant un signal de mesure correspondant à la teneur de l'air en au moins un solvant et suivi d'un module de traitement qui fournit un signal en fonction du signal der mesure. Dans le cadre de l'invention, l'énoncé "pour contrôler la teneur de l'air en solvants" se rapporte, d'une façon générale, aux mesures et dispositions adoptées en vue de déceler et/ou déterminer la nature et la quantité de solvants présents dans l'air et/ou de respecter des stipulations quantitatives relatives à la présence de sobants dans l'air. Un tel contrôle est habituellement nécessaire lorsque des matière nocives pour la santé ou dommageables à d'autres égards Sont émises dans l'atmosphère Cela s'applique notamment aux slovants utilisés, par exemple, pour les nettoyages chimiques. Comme indiqué plus haut, l'invention concerne en premier lieu le contrôle de la teneur de l'air en solvants, notamment dans les installations de nettoyage chimique. Toutefois, l'invention peut aussi etre appliquée sans problème à d'autre domaines du contr3le de l'air et de la lutte contre la pollution de l'air, et peut être appliquée non seulement aux solvants mais aussi à d'autres agents posant de tels problèmes de contrôle. Lorsque des matières nocives ou dommageables à d'autres égards sont envoyées à l'atmosphère, on effectue, en différents endroits et à divers égards, une mesure de la teneur de l'air en solvants. C'est ainsi qu'il faut, par exemple, mesurer la teneur en solvants dans les locaux à contrôler, afin de garantir que la concentration maximale admissible sur les lieux de travail n'est pas dépassée. En outre, on effectue habituellement une mesure de teneur en solvants dans la conduite d'évacuation par laquelle l'air usé, chargé de solvants, est expulsé à l'extérieur, cette mesure ayant pour but d'assurer que cet air expulsé l'atmosphère ne présente pas une teneur en solvants inadmissible. Pour cette raison, on effeetue habituellement aussi un filtrage de l'air avant de le rejeter à l'atmosphère, ce filtrage s'effeetuant par exemple avec des filtres à charbon actif dans le cas des installations de netDyage ehimique. Les filtres se ehargent alors des solvants contenus dans l'aire à évacuer, et leur effet filtrant décrolt de sorte que la teneur en solvants de l'air à la sortie de ces filtres croit. Lorsque la teneur en solvants de l'air en aval de ces filtres excède une valeur-limite qui est g4néralenent comprise entre 50 et lOC VPfM 1 YpM correspondant à une proportion volumique de 10-6), il se produit un "claquage" du filtre dont l'effet filtrant devient brusquement pratiquement nulle. Pour éviter cela, on effectue habituellement aussi une mesure de la teneur des solvants dans l'air sortant des filtres, afin de procéder en temps voulu, avant le "claquage", à la régénération du filtre qui, dans le cadre des installations chimique 2onsidéiées, s'effeetue par passage de vapeur d'eau dans les filtres en eharbon actif. Enfin, des moyens déteeteurs. de fuite sont en général également prévus qui sont eux aussi munis d'un dispositif de mesure pour déterminer la teneur en solvant des effluents d'air non maîtrisés sortant des locaux à contrôler. Les dispositifs de mesure du genre mentionné au début, connus dans la pratique opèrenttoussans exception, de façon à produire un signal de. mesure qui est envoyé o30 au module de traitement et qui est sensiblement proportionnel à la concentration du eomposant critique, par exemple triehloréthylène ou perchloréthylène contenu dans l'air. Cela signifie que le signal issu du traitement, signal avec lequel la mise en oeuvre de dispositions et opérations appropriées est déclenchée en fonction de la teneur en solvants mesurée, ne croit lui aussi que relativement lentement et progressivement avec la concentration - représentée par le signal de mesure - du composant consi- déré contenu dans l'air ambiant. La dépendance de ce signal vis-à-vis de la teneur en solvani(s)mesurée ntimplique aloi", dans toute ltétendue de la plage de mesure considérée, aucune variation significative. Il en résulte que chaque Eleur-limite de signal pour laquelle il doit y avoir déclenchement d'opérations ou de mise en oeuvre de dispositions appropriées ne peut 9tre déterminée que de façon relativement imprécise et qu'il faut par conséquent que les interventions correspondantes soient entreprises bien avant qutune telle valeur-limite soit atteinte, afin de ne jamais sortir de la plage admissible. Cela constitue un inconvénient car, sans un contrô"le précis de la teneur de l'air en solvant(s), l'utilisation optimale des filtres, jusqu'à leur régénération etc, n'est que difficilement possible, voire meme impossible. L'invention a pour but de développer le dispositif de mesure du genre considéré,de façon à obtenir, à la sortie du module de traitement, un signal autorisant une commande fiable, précise et univoque, lors du contr8le de la teneur de l'air en solvants. Selon l'invention, ce résultat est atteint essen- tiellement par le fait que le ou les captpir:e sont constitués pour mesurer sélectivement au moins deux composants différents contenus dans l'air à contr&r, à savoir la teneur en solvants et la teneur en un composant "naturel" de l'air à contr6ler, et par le fait que le signal élaboré dans le module de traitement est une-grandeur dérivée de signaux- de mesure correspondant à différents composants se trouvant dans l'air. Le signal issu du traitement, que l'on peut aussi appeler "signal d'interprétation", résulte donc-non pas de la mesure de la concentration d'un seul composant de l'air à contrôler mais, selon l'invention, de la mesure de plusieurs composants, au moins deux composants différente de l'air, et ce signal représente une grandeur formée à partir d'au moins deux signaux de mesure. Ce faisant, l'invention utilise la reconnaissence du fait qu'un tel signal dérivé des signaux de mesure correspondant à différents composants de l'air présente, moyennant un choix convenable des composants de l'air utilisés comme référence ou critères, non pas une allure progressive ou continue mais, dans la plage de mesure concernée, des variations significatives inhérentes à la relation fonctionnelle existant avec la concentration du composant critique de l'air, donc par exemple avec la teneur en perebloréthylène ou trichloréthylène. Ces caractéristiques variationnelles significatives consistent en ce que, pour une teneur en solvants donnée la "qualité" de l'air cro1t ou décrolt fortement. Un point essentiel à cet égard est que la "qualité de l'air" dont il s'agit n'est pas une notion subjective mais un attribut objectif de la composition de l'air à contrôler, ce qui, bien entendu, peut aussi être placé dans un contexte d'appréciation subjective de l'air. Le fait que la qualité de l'air soit, comme décrit, fonctionnellement dépendante de la teneur en solvants autorise le déclenchement (autrement dit "l'initialisation") de commandes adéquates lorsque la qualité de l'air atteint son domaine de variation signifactive. On peut ainsi obtenir, pour le contrôle de la teneur en solvants, une commande beaucoup plus précise. Cela s'applique d'une part au contrôle de la teneur en solvants de l'air ambiant ou de l'air effluent et, d'autre part, au contrôle et à la commande du fonctionnement des filtres d'air effluent, ce qui entre dans le cadre de l'invention, en tant qu'application avantageuse du dispositif de mesure selon celle-ci. D'une part, l'utilisation d'un dispositif de mesure selon l'invention, pour contrôler l'air effluent sortant du filtre en service, permet d'obtenir une commande très exacte du début de la régénération du filtre et permet donc d'obtenir une utilisation optimale de celui-ci (ou de ceux-ci, s'il y a plusieurs filtres sur l'évacuation d'air). D'autre part, l'utilisation du dispositif selon l'invention pour contrôler la teneur des solvats présents dans l'agent régénérateur sortant d'un filtre en cours de régénération autorise une commande très exacte de la fin du cycle de régénération, et par conséquent la minimalisation du temps de régénération, ce qui est avantageux tant du point de vue de l'utilisation des filtres que du point de vue des dépenses économiques et énergétiques liées à l'utilisation de l'agent régénérateur qui, par exemple, est la vapeur d'eau. Diverses formes de réalisation avantageuses sont possibles dans le cadre de l'invention. C'est ainsi que, dans une première forme de réalisation particulièrement simple, il est prévu, pour un ensemble de mesure, plusieurs capteurs sélectivement sensibles à des composants de l'air différent. On peut aussi placer, en amont du ou des capteur des filtres qui sont "passants" pour des composants de l'air différents. Ces deux formes de mise en oeuvre de l'inventio peuvent aussi être utilisées cumulativement. Si les capteurs ou les filtres sont plus ou moins sensibles ou passants non pas pour un seul composant de l'air à surveiller mais pour des groupes - bien entendu différents - de tels composants, il est alors possible, en élaborant des différences à partir des signaux de mesure, de former des signaux qui ne représentent chacun qu'un seul composant, bien déterminé, de l'air. Des capters sélectivement sensibles aux différents composants considérés (solvants, oxygène, azote, dioxyde et monoxyde de carbone, etc) sont connus de l'homme de l'art. L'utilisation d'un semiconducteu à oxyde métallique,chauffé,est notamment recommandée pour la mesure de la teneur en solvants. L'homme de l'art dispose également de filtres opérant sélectivement par adsorption ou absorption, par exemple des filtres à base de charbon actif, zéolithes, etc. Si l'on opère avec plusieurs capteurs, lesquels peuvent être tout aussi bien du m9me genre que sélectivement sensibles à différents composants de l'air à surveiller, il peut alors Ntre recommandé de placer en plus, en amont des différents capteurs, des filtres qui sont passants pour des composants différents contenus dans l'air, afin d'accroître la sélectivité. L'utilisation de plusieurs capteurs offre la possibilité, avantageuse du point de vue du traitement d'exploitation des signaux de mesure, de mesurer simultané- ment les différents composants de l'air. 249u324 Une autre possibilité, qui exige davantage du Traitement des signaux de mesure, mais qui est néanmoins avantageuse- pour ce qui est de l'encombrement et des fais consacrés au(x). capteur(s), consiste à placer tour à tour, cycliquement, sur la voie amont d'un capteur - qui est alors avantageusement le seul capteur utilisé - des filtres qui sont passants pour des composants différents, le module de traitement comportant alors des mémoires de signal correspondant aux filtres et commutées en meme temps que ceux-ci. C'est alors dans le cadre d'une marche en multiplex que les filtres et, en syehronisme avec eux, les mémoires de signaux de mesure, sont commutés selon une séiuence prédéterminée et que les différents signaux sont traités ou exploités après stockage intermédiaire dans les mémoires. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'invention prévoit que les capteurs sont raccordés à des amenées d'air séparées qui présentent des organes d'étrangle- ment réglables indépendamment les uns des autres. On peut ainsi, moyennant un actionnement approprié des organes d'étranglement, régler les quantités envoyées aux différents capteurs, et par conséquent régler les niveaux des différents signaux de mesure. Cela permet de régler indépendamment certains facteurs constants ou facteurs de pondération déterminant l'importance relative selon laquelle les signaux afférents aux divers composants sont pris en compte pour former le signal d'interprétation. Le réglage d'organes restricteurs ou étrangleurs sur les amenées d'air présentant, par rapport aux réglage électrique d'une amplification ou d'une atténuation des signaux de mesure, cet avantage que les plages de mesure des divers capteurs peuvent être utilisées de façon optimale. Bien entendu, il est possible de recourir, au lieu de cela,ou en plus de cela, à des moyens de réglage influençant indépendamment, par voie électrique ou électronique, l'amplification ou l'atténuation des divers signaux de mesure. L'unité de traitement ("module de traitement"), dans laquelle le signal correspondant à la qualité de l'air est engendré, contient - pour l'essentiel - un ensemble -7 de calcul, avantageusement un calculateur analogique qui peut être réalisé simplement avec des amplificateurs de calcul habituels. Le signal représentatif de la qualité de l'air est tiré des signaux de mesure par formation de produit(s) ou quotient(s) à partir des signaux de mesure sélectionnés, ou bien à partir de sommes ou différences formées avec les signaux de mesure. Des signaux de sortie du module de traitement constitués comme indiqués ci-après à titre d'exemple se sont avérés particulièrement adéquats Frer [Perj. LcC] r 2] LPeri of02] CN21 Dans ces expressions, la présence de crochets indique qu'il s'agit de concentrations molaires. "Per" désigne le solvant, par exemple le perchloréthylène, tandis que C La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de mesure pour le contr0le de la teneur de l'air en solvants. La figure 2 représente une autre forme de réalisation de l'objet selon la figure 1. Et la figure 3 est un diagramme trèssimplifié montrant la relation fonctionnelle entre le signal d'inter- prétation (signal sortant du module de traitement) et la teneur en solvants, dans le cas d'un dispositif de mesure selon l'une ou l'autre des figures précédentes. Les figures 1 et 2 représentent diverses formes de réalisation d'un dispositif de mesure 1 qui, dans le cadre de l'installation de contrôle de la quantité relative (teneur) de solvants présents dans l'air d'un atelier ou installation, de nettoyage chimique, est raccordé à une con- duite 2 d'air effluent d'un filtre (non représenté) dans le- quel - afin d'abaisser à une valeur prescrite la teneur en solvants I'air provenant de l'installation de nettoyage est aspiré avant d'être expulsé à l'atmosphère. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le dispositif de mesure 1 est monté sur une voie de dérivation raccordée, par une conduite 3 de départ de dérivation et par une conduite 4 de fin de dérivation disposées de part et d'autre d'un étranglement 5, à la conduite d'air effuent 2. La chute de pression due à l'étranglement 5 a pour conséquence qu'une partie de l'air effluent s'écoulant dans la direction 6 par la conduite 2 passe par une chambre de mesure 7 qui est prévue dans le dispositif de mesure 1. Dans la chambre de mesure 7 sont agencés des capteurs 8, à savoir, dans le présent exemple, deux capteurs 8A et 8B qui sont sélebtLvement sensibles à des composants différents de l'air passant dans le dispositif. Par exemple, le capteur 8A est sensible-au perchloréthylène, tandis que le capteur 8B est sensible à l'oxygène. Les deux capteurs 8 sont raccordés, chacun par une ligne de signal 9, à un module de traitement ou interprétation, 10, dans lequel est élaboré, à partir des signaux fournis par les capteurs 8, un signal représentatif de l'interprétation de ces signaux. Le module de traitement est raccordé, par une ligne de commande 11, à une unité de commande non représentée qui, en fonction du signal fourni par le module 10, déclenche des actions ou des commandes appropriées, par exemple la mise en régénération du filtre dès que le signal issu du module de traitement excède une certaine valeur qui sera commentée en détail ci-après. On peut voir que, dans cette forme de réalisation, les capteurs 8 opèrent simultanément. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, ce n'est que par son côté entrée des gaz que le dispositif de mesuré 1 est raccordé à la conduite d'air effluent 2, par une conduite 3 munie d'une pompe 12 qui amène une partie de l'air à la chambre de mesure 7 dans laquelle n'est agencé qu'un capteur 8. La conduite 3 bifurque en deux branches 13 sur chacune desquelles se trouvem filtre 14a, 14b et une vanne 15. Les filtres l4a, 14b sont "passants" pour des composants différents que comporte l'air qui leur est amené. Ces filtres sont tour à tour situés sur la voie allant au capteur 8, c'est-à-dire en amont de celui-ci, par ouverture et fermeture alternées des vannes 15. Par suite, le signal de mesure que le capteur 8 fournit par la ligne de signal 9 correspond tour à tour aux différente composants de l'air qui peuvent franchir le filtre l4a, puis le filtre 14b et ce signal parvient d'abord à des moyens de mémoire 16 qui présentent deux mémoires de signal de mesure Ces mémoires de signal de mesure sont commutéesen synchro- nisme avec les vannes 15, sous l'effet d'une commande fournie par une base de temps ou "horloge" 17, de sorte que les signaux de mesure correspondant aux filtres 14a, 14b sont mémorisés séparément dans les mémoires de signal de mesure. Il y a done, en d'autres termes, une marche en multiplex. Partant des moyens de mémoire 16, les signaux de mesure séparés vont au module de traitement 10 qui déclence via la ligne de commande 11, des opérations de commande appropriées en fonction du signal élaboré à partir des signaux de mesure. La figure 2 montre aussi des organes restricteurs réglables 18 placés chaeun sur l'une des branches avalde la bifurcation 13 par laquelle le prélèvement d'air effluent va au capteur 8. Ces organes restricteurs 18 permettent de régler indépendamment l'un de l'autre les débits d'ar traversant les filtres 14a, 14b. Sur la figure 3, un diagramme très simplifié montre comment le signal élaboré dans le module de traitement , à partir des signaux de mesure, dépend de la teneur en solvants, par exemple de la teneur en perchloréthylène de l'air effluent. Les abcisses correspondent à la teneur "l" en solvant, exprimée en v.p.m.(millionièmes en vckme) tandis que les ordonnées correspondent au signal "S" en milliampères. On peut voir que, pour une teneur en solvant croissante, le signal S résultant du traitement crott d'abord progressivement, avee une pente de croissance relativement faible, cela jusqu'à un seuil -"l". Si la teneur en solvant croit au-delà de ce seuil, il y a une croissance plus rapide du signal S à l'aide duquel on peut alors déclencher, avec une grade exactitude, des opérations ou la mise en oeuvre de dispositions appropriées telles que, par exemple la mise en régénération du filtre. il REVENDICATIONS 1.- Dispositif de mesure pour contrôler la teneur de l'air en solvants, notamment pour contrôler la teneur en perchloréthylène et/ou en trichloréthylène de l'air de locaux d'installations ou ateliers de nettoyage chimiques, ce dispositif comportant au moin un capteur fournissant un signal de mesure correspondant à la teneur de l'air en au moins un solvant et suivi d'un module de traitement qui fournit un signal en fonction du signal de mesure, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le ou les capteurs (8) sont constitués pour mesurer sélectivement au moins deux composants différents contenus dans l'air à contrôler, à savoir la teneur en solvants et la teneur en un composant "naturel" de l'air à contrôler, et par le fait que le signal issu du module de traitement et une grandeur tirée de signaux de mesure correspondant à différents composants présents dans l'air. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait qu'il comporte plusieurs capteurs (8A, 8B) sélectivement sensibles à des composants de l'air différents. 3.- Dispositif selon la revendication lou 2, caractérisé par le fait que des filtres(14a,14b) "passants" pour des composants cb l'air différents sont respectivement situés et aptes à être situés en amont du ou des capteurs (8). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé par le fait qu'il est prévu plusieurs capteurs et que les filtres en amont de ceux-ci sont pour des composants de l'air différents. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à3, caractérisé par le fait que des filtres (14a, 14b) qui sont passants pour des composants de l'air différents sont disposés de façon à pouvoir être situés tour à tour en amont d'un capteur (8), et par le fait que le module de traitement (10) comporte, affectées aux filtres (14a, 14b) et permutablès- en même temps que ceux-ci, des mémoires de signal. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé par le fait que les capteurs (8) sont raccordés à des amenées d'air séparées (15) qui présentent des organes restricteurs (18) réglables indépendamment.