Brevet FR2502782A1 — publié le 19821001

La présente invention a trait à un procédé pour la mesure de l'indice de réfraction des liquides en général et plus particulièrement des moûts de vendange en vue de la détermination du degré d'alcool probable du vin obtenu par fermentation de ceux-ci. On sait qu'il est possible de mesurer la teneur en sucres des moûts par l'intermédiaire de leur indice de réfraction. Par ailleurs il existe des tables qui, partant de cette teneur en sucres, permettent de prévoir avec une bonne approximation le degré d'alcool du vin finalement obtenu. Aussi a-t-on proposé de nombreux moyens pour mesurer l'indice en question. Toutefois tous ceux utilisés à ce jour comportent des inconvénients pratiques plus ou moins graves qui en rendent l'application laborieuse et coûteuse. L'invention vise au contraire à assurer la mesure facile et rapide de l'indice en question, sans mise en oeuvre d'un appareillage compliqué exigeant une habilité particulière de la part de l'opérateur. Conformément à l'invention l'on utilise une cuve à parois latérales transparentes non parallèles propre à former prisme lorsqu'elle est remplie d'un liquide transparent, l'on interpose cette cuve sur le trajet d'un faisceau lumineux convergent à intensité réglable de manière à le dévier, on dispose dans la zone de convergence du faisceau ainsi dévié une rangée de photo-détecteurs élémentaires, lTon associe à cette rangée d'une part des moyens permettant de déterminer la quantité de lumière reçue par ladite rangé, d'autre part d'autres moyens propres à fixer la position du point de convergence du faisceau sur celle-ci. Après avoir rempli la cuve du moût à étudier on regle d'abord l'intensité de la source lumineuse de manière que la quantité de lumière reçue par les photodétecteurs atteigne une valeur prédéterminée, cela de façon à éliminer l'influence parasite des variations de transparence des divers moûts qui peuvent être soumis à la mesure. On maintient le liquide en état d'agitation de manière à assurer une répartition moyenne des particules solides qu'il peut encore renfermer en dépit de sa filtration préalable, puis on procède à toute une série de mesures successives de l'emplacement du centre du point lumineux de convergence du faisceau sur la rangée de photo-détecteurs et l'on établit la moyenne de ces mesures pour en déduire une valeur aussi exacte que possible de l'indice de réfraction du liquide renfermé par la cuve. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue schématique montrant l'appareillage utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Fig. 2 indique le schéma de composants électroniques suscep tibles d'être associés à l'appareillage suivant fig. 1 pour en faciliter l'utilisation. En fig. 1 on a représenté en 1 une cuve comprenant un fond la et deux parois latérales transparentes lb qui s'élèvent obliquement à partir de celui-ci en divergeant vers le haut, le tout de façon à réaliser un profil en forme de trapèze isocèle renversé. Cette cuve est équipée d'un dispositif intérieur d'agitation qu'on a très grossièrement schématisé sous la forme d'une petite hélice 2 à axe vertical disposée dans sa partie haute. Sur l'un des côtés de la cuve 1 est disposée une source lumineuse ponctuelle 3 à laquelle est associé un objectif optique 4 qui engendre un faisceau convergent ; en l'absencede la cuve 1 ce faisceau viendrait donner en A une image de la source 3, c'est-A-dire une tache lumineuse ou spot pour reprendre l'expression consacrée. Mais le faisceau sortant de l'objectif 4 rencontre l'une des parois transparentes lb de la cuve 1 et traverse donc la masse de liquide 5 que celle-ci renferme et qui agit à la façon d'un prisme. Les rayons lumineux sont ainsi déviés et le spot de convergence se trouve reporté en A' où il est d'ailleurs plus ou moins allongé du fait du non-parallélisme des rayons pénétrant dans la cuve. En ce point A' est disposée une bande 6 portant une rangée de photodétecteurs, par exemple de cellules photo électriques. La bande 6 est bien entendu située substantiellement suivant l'intersection du plan perpendiculaire à l'axe de la cuve 1 et renfermant le faisceau lumineux,et d'un autre plan perpendiculaire à la direction moyenne de l'axe de ce faisceau pour les divers échantillons à étudier. La source lumineuse 3 est à intensité réglable. En fig. 1 on a supposé à cet égard qu'il s'agissait d'une ampoule électrique et que sur son circuit d'alimentation était interposé un rhéostat de réglage 7. Pour déterminer l'indice de réfraction d'un échantillon de moût à l'aide de l'appareil suivant fig. 1 l'on procède comme suit On remplit tout d'abord la cuve 1 de l'échantillon soigneusement filtré, on fait fonctionner l'agitateur 2, on met en marche la source lumineuse 3 et l'on totalise les réponses des photo-détecteurs portés par la bande 6 de façon à avoir une indication de la quantité de lumière qu'ils reçoivent. A l'aide du rhéostat 7 on règle l'intensité de la source 3 jusqu'A ce que cette quantité de lumière soit égale à une valeur qu'on s'est fixée à l'avance de manière à pouvoir l'atteindre même avec les échantillons les plus colorés qu'on puisse être amené à étudier.Ceci fait on balaye la rangée de photo-détecteurs de façon à déterminer l'emplacement du maximum de luminosité ou centre du spot sur la bande 6. On répète plusieurs fois cette détermination et l'on se base sur la moyenne des résultats pour en déduire l'angle de déviation du faisceau, c'est-A-dire l'indice de réfraction de l'échantillon. Dans la pratique (fig. 2) on envoie les réponses des photo-détecteurs individuels 8 de la bande 6 par un câble 9 à un ordinateur 10 équipé d'une mémoire 11. Cet ordinateur comporte une entrée de commande 12 et une sortie 13 reliée à un système d'affichage 14. Il est programmé de façon d'une part à intégrer les réponses des photo-détecteurs 8 et à fournir l'indication correspondante sur le système 14 pour permetttre à l'opérateur de régler la source 3 A la façon sus-exposée (éclairement constant de la bande 6), d'autre part à balayer à plusieurs reprises ladite bande 6 et à indiquer le point moyen de celle-ci où se situe le centre du spot lumineux, cette indication pouvant d'ailleurs être directement fournie sous la forme de l'indice de réfraction du liquide, voire même du degré d'alcool du vin, si l'on a enregistré dans la mêmoire 11 le tableau de correspondance entre ce degré et l'indice précité. Il va sans dire que dans une forme d'exécution plus sophistiquée l'ordinateur 10 pourrait être prévu de manière à commander le rhéostat 7 (ou l'organe de fixation d'intensité en tenant lieu), de façon à réaliser automatiquement le réglage initial de la source 3. I1 pourrait ainsi assurer tout l'ensemble des opérations une fois la cuve remplie de l'échantillon à étudier. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'A titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. Ainsi, par exemple - On peut interposer un filtre optique entre la source lumineuse 3 et l'objectif 4 de façon à obtenir un faisceau plus ou moins approximativement monochromatique évitant l'effet d'arc-en-ciel auquel la lumière blanche donne naissance à la sortie d'un prisme. -Il est avantageux d'utiliser une source lumineuse aussi ponctuelle que possible pour réduire les dimentions du spot sur la bande 6 et améliorer la précision. Il est d'ailleurs toujours possible de diminuer le spot en diaphragmant la source, mais évidemment au prix de perte de lumière. -En fig. 1 l'on a supposé que le faisceau traversait la seconde paroi latérale lb de la cuve pour sortir de celle-ci. Mais il pourrait y avoir réflexion totale sur cette paroi sans que cela nuise à la mise en oeuvre de l'invention, la seule conséquence étant que le faisceau sortirait de la cuve suivant un autre trajet et que ce serait sur ce nouveau trajet qu'il faudrait disposer la bande 6 des photodétecteurs. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer l'indice de réfraction d'un liquide, et plus particulièrement d'un moût de vendange en vue d'en déduire une valeur probable du degré d'alcool du vin obtenu par fermentation de celui-ci, en utilisant à cet effet une cuve à parois latérales transparentes obliques formant prisme, à travers laquelle on fait passer un faisceau lumineux, caractérisé en ce qu'on maintient le liquide en état d'agitation dans la cuve pendant toutes les opérations de mesure, en ce qu'on règle tout d'abord l'intensité de la source lumineuse de façon que la quantité de lumière recueillie sur un écran récepteur à la sortie de la cuve soit égale à une valeur prédéterminée identique pour tous les échantillons à mesurer, en ce qu'on détermine ensuite la position du centre du spot lumineux sur l'écran en se basant sur plusieurs mesures successives et en ce qu'on en déduit l'indice de réfraction du liquide. 2. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les éléments suivants, connus à titre individuels - une source lumineuse - des moyens pour régler l'intensité de celle-ci - des moyens pour réaliser à partir de ladite source un faisceau lumineux convergent - une cuve à parois latérales obliques formant prisme, interposée sur le faisceau lumineux précité en amont de son point de convergence, ladite cuve étant destinée à recevoir l'échantillon à étudier - des moyens d'agitation associés à cette cuve pour agir sur le liquide qu'elle renferme pendant toute la durée des opérations de mesure - une bande de photo-détecteurs disposée au point de convergence du faisceau provenant de la cuve, cette bande étant disposée suivant l'intersection d'un plan perpendiculaire à l'axe moyen dudit faisceau et d'un autre perpendiculaire à l'axe du prisme représenté par la cuve - et des moyens électroniques de traitement des réponses des photo-détecteurs pour - intégrer les réponses des photo-détecteurs individuels en vue de mesurer la quantité totale de lumière qu'ils reçoivent - déterminer la position du centre du spot lumineux de convergence sur ladite bande.