Brevet FR2502336A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne un appareil de mesu- re électrochimique, dans lequel l'électrolyte et le support de la membrane qui sépare les électrodes du gaz à mesurer sont interchangeables. On sait que les appareils de mesure &lectrothimi- ques comportent un système d'au moins deux électrodes re- liées l'une à l'autre par une couche d'électrolyte et aé- parées du milieu dans lequel n'effectue la mesure par une membrane perméable au gaz à mesurer, mais imperméable à 1' électrolyte. La sensibilité des cellules de mesure électro- chimiques dépend de la nature de cette membrane et de 1' électrolyte. Il faut la rétablir le cas échéant en rempla- çant l'une et l'autre. Les pièces à manipuler pour effec- tuer cet échange sont alors le plus souvent de petites di- mensions. L'électrolyte doit être correctement mesuré et il faut éviter les impuretés. La membrane doit être mise en place et fixée sans former de plis et avec une tension bien déterminée. En un mot, il s'agit donc d'une opération longue et délicate, qui ne peut pratiquement être effectué de façon parfaite sur les lieux de mesure, an particulier lorsqu'elle est confiée à des profanes, et l'utilisation de dispositifs tendeurs connus ne change en principe pas grand chose à cette situation. Dans un agencement connu pour le remplacement de la membrane et de la charge d'électrolyte de cellules de mesure électrochimiques, la charge et la membrane sont groupées dans une capsule interchangeable. L'assemblage de la capsule avec la cellule s'effectue au moyen d'une bague filetée qui la maintient devant les électrodes de cette dernière. Une partie de l'une de ces électrodes dépasse de l'autre. Telle qu'elle est livrée, la capsule est cons- tituée par un support en forme de godet, avec un fond bom- bé vers l'intérieur, fait dans une feuille de matière plas- tique. La membrane est tendue sur la paroi et le fond du support. Les pièces sont maintenues assemblées de façon é- tanche sur la paroi au moyen de bagues d'appui et de ten- sion. L'espace qui s'étend vers le fond bombé est rempli avec l'électrolyte. Lors de la mise en place de la capsule, son fond est tourné vers les électrodes. Lorsqu'on visse la bague filetée, il est perforé par la partie d'électrode qui dépasse; l'électrolyte s'échappe et se répand sur les électrodes. Des bagues élastiques sur la cellule de mesure et la bague filetée assurent après serrage l'étanchéité par rapport au milieu extérieur et maintiennent la membra- ne bien tendue. L'inconvénient de cet agencement est que la durée de conservation des cellules stockées en vue d' une utilisation ultérieure est réduite, car, sous la mem- brane qui recouvre une grande surface, l'électrolyte est fortement exposé au dessèchement, plus fortement même qu' en service, o la membrane est, dans une large mesure, re- couverte par la bague filetée. Lors de la mise en place de la capsule, il se produit des déformations du fond avant sa perforation/ déformations qui, par l'intermédiaire de la charge d'électrolyte, provoquent des tensions incontrô- lées de la membrane et, en modifiant ainsi ses propriétés, peuvent altérer la sensibilité de l'appareil de mesure. La présence de l'électrode saillante rend la cellule impropre à un certain nombre de mesures. La construction de la cel- lule elle-même et de la bague filetée séparée, avec la présence d'éléments d'étanchéité séparée, est compliquée et son maniement est malcommode (brevet US NO 32 li 638). L'invention a donc pour objet de réaliser un appa- reil de mesure électrochimique dans lequel il est possible de remplacer de façon simple et sans dispositif spécial la membrane et l'électrolyte lorsqu'ils se sont altérés. A cet effet, dans l'appareil de mesure selon l'in- vention, le support de membrane interchangeable, maintenu dans un système de fermeture par serrage sur le corps de 1' appareil, est constitué par une bague de montage et par une bague de serrage immobilisée dans la première, bagues entre lesquelles est tenue la membrane, tendue sur une bague d' appui qui forme en même temps la limite d'une chambre con- tenant l'électrolyte, et, dans une ouverture de la bague de montage s'étend une lèvre d'étanchéité circulaire qui i ne forme qu'une seule pièce avec elle et qui, lorsque le support de membrane est en état d'attente, assure l'étan- chéité de la chambre d'électrolyte en exerçant une pression sur la membrane et donc sur la bague d'appui, tandis que lorsque le support est monté sur l'appareil, elle est écar- tée de celle-ci par un prolongement du corps de celui-ci et libère le passage de l'électrolyte vers l'espace intermé- diaire entre la membrane et les électrodes. Dans une forme d'exécution avantageuse, la bague de montage, la bague de serrage et la membrane tendue entre elles sont maintenues assemblées par une fermeture à encli- quetage élastique qui établit la liaison entre les deux bagues. La bague de serrage peut présenter une patte pour faciliter la manipulation du support. La conformation du support de membrane en élément complet, mais simple, se révèle très avantageuse. Elle permet d'enlever le support du corps de l'appareil sans avoir besoin d'un outil spécial. La patte de la bague de serrage peut être utile au cours de cette opération. Pour la mise la mise en place d'un nouveau support, il suffiet de l'en- filer sur le prolongement du corps jusqu'à encliquetage. La membrane, déjà contrôlée chez le fabricatn, est parfaitement tendue et calibrée. Après la mise en place du support, l'électrolyte peut, come cela est nécessaire, s'écouler entre lea membrane et les électrodes, le passage étant automatiquement libéré. L'appareil de mesure ainsi muni d'une nouvelle membrane et d'un nouvel électrolyte se retrouve alors immédiatement en état de fonctionner. La patte aide à enlever l'appareil maintenu sur la peau par collage. La liaison par encliquetage entre les deux bagues simplifie la fabrication du support de membrane. Il peut être prévu cependant d'autres modes de fixation, par exemple par collage. La patte de la bague de serrage facilite la mise en place du support de membrane sur le corps de l'appareil et son enlèvement. Il permet aussi de suspendre l'appareil complet. Si elle gêne pour un usage particulier, il suffit de la couper. 2502336- De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil: - Fig. 1 est une vue en coupe axiale du support de membrane selon l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe axiale de l'appareil de mesure, avec le support de membrane mis en place. Le support de membrane 1 représenté à la figure 1 est constitué par deux pièces de forme annulaire: une ba- gue de montage 2 et une bague de serrage 3, entre lesquel- les est tendue une membrane 4. L'assemblage des éléments du support s'effectue au moyen d'une fermeture par encliqueta- ge élastique 5, dont les deux éléments, mâle et femelle, se trouvent respectivement sur l'une et l'autre bague. La ba- gue de montage 2 présente une saillie tubulaire 6, qui s'é- tend sur son pourtour intérieur et sur laquelle la membra- ne 4 est tendue dans la bague de serrage 3 par une bague d'appui 7. Cette bague d'appui 7 délimite avec une gorge tournée dans la masse de la bague de serrage une chambre annulaire 8 pour l'électrolyte. Une lèvre de joint 10 dé- crit un cercle dans l'ouverture centrale 9 de la bague de montage 2 et, en exerçant une pression supplémentaire sur la membrane, et par conséquent sur la bague d'appui 7, elle isole la chambre 8 de l'électrolyte. La bague de serrage 3 est munie d'une patte 11, qui simplifie la manipulation du support lors de sa mise en place sur un appareil de mesure et permet de suspendre ce dernier une fois que le support est monté. La figure 2 montre le support de membrane 1 mis en place sur un appareil de mesure. Celui-ci contient dans son corps 13 l'électrode de référence 14 et, au centre de celle-ci, séparée d'elle par une couche isolante 15, l' électrode de mesure 16, avec les connexions nécessaires 17. Le support de membrane 1 est immobilisé sur le corps 13 par une fermeture circulaire 18 de façon que la membrane 4 soit tendue sur les électrodes. Un prolongement cylindrique 19 du corps infléchit alors la lèvre de Joint vers l'extérieur suffisamment pour que l'électrolyte puisse sortir de la chambre 8 et pénétrer par capillarité dans l'espace entre la membrane et le prolongement ainsi que les électrodes 14, 16. Il se forme alors à cet endroit une couche homogène d'électrolyte. La mise en place et l'enlèvement de ce support de membrane 1 sur les lieux de mesure peuvent s'effectuer fa- cilement, même lorsque l'opérateur est un profane. - REVENDICATIONS - 1.- Appareil de mesure électrochimique, dans lequel l'électrolyte et le support de la membrane qui sépare les électrodes du gaz à mesurer sont interchangeables, caracté- risé en ce que le support de membrane interchangeable (1), maintenu par un système de fermeture par serrage (18) sur le corps (13) de l'appareil de mesure, est constitué par une bague de montage (2) et par une bague de serrage (3) immobilisée dans la première, bagues entre lesquelles est tenue la membrane (4), tendue sur une bague d'appui (7) qui forme en même temps la limite d'une chambre (8) conte- nant l'électrolyte, et en ce que dans l'ouverture centrale de la bague de montage (2) s'étend une lèvre d'étanchéité circulaire (10) qui ne forme qu'une seule pièce avec elle et qui, lorsque le support dc membrane est en état d'atten- te de servir, assure l'étanchéité de la chambre d'électro- lite (8) en exerçant une pression sur la membrane et donc sur la bague d'appui, tandis que lorsque le support de mem- brane est monté sur l'appareil, elle est écartée de la mem- brane par un prolongement (19) du corps (13) de celui-ci et libère le passage de l'électrolyte vers l'espace inter- médiaire entre la membrane et les électrodes (14,16). 2.- Appareil selon l.a revendication 1, caractérisé en ce que la bague de montage (2), la bague de serrage (3) et la membrane (4) tendue entre elles sont maintenues as- semblées par une fermeture a encliquetage élastique (5), dont les éléments font partie des deux bagues. 3.- Appareil selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que la bague de serrage (3) est munie d'une patte (11) qui sert de prise et d'attache.