Brevet FR2501374A1 — publié le 19820910

La présente inrvention concerne un dispositif de mesure électronique pour un capteur disposé dans un appareil de mesure; ledit appareil est destiné à effectuer des analyses gazeuses, dans lequel l'une des concentrations du composant gazeux à mesurer produit une tension proportionnelle amenée à un dispositif indicateur de mesure. Pour déceler des gaz tels que l'oxygène, les oxydes d'azonte, etc. dans une atmosphère gazeuse à contil1er ou pour déceler des composants comiLustiblcs dans une atmosphère gazeuse inflam- mable, on utilise, par exemple, des cellules de mesure ou des capteurs dont le principe de rmisure est basé sur l'oxydation électrochimique. Selon ce procédé de mesure, le comiripo,arit gzeux à mresurer provoque, dans la cellule de mesure ou dans le capteur qui contient deux électrodes et un électrolyte, une réaction c himique qui a pour effet une tension proportionnelle à la concentration du gaz à mesurer (MEC: mesure électrochimique de la concentration); ladite tension aboutit au disposi- tif indicateur et est transformée en une indication de concentration du gaz à mesurer. Dans les appareils de mesure qui comportent des cellules de mesure ou des capteurs basés sur ce principe de mesure expo- sé ci-dessus, la tension engendrée dans la cellule de mesure ou dans le capteur est proportionnelle à la concentration ou à la pression partielle du gaz dans le milieu à mesurer. Lorsque la pression atmosphérique varie, l'indication suit la variation de la pression partielle du gaz, ce qui peut entraîner des erreurs d'indication selon que les mesures ont lieu à basse ou à haute altitude. Jusqu'ici, quand le lieu de mesure se si- tuait à une altitude différente, on tenait compte ultérieurement de cette influence systématique, ou bien on anticipait nu on calculait l'erreur d'indication du calibrage et -un l'évaluait à l'aide de tableaux. Il est évident qu'un tel procédé présente des inconvénients et qu'il pose des problèmes, notamment lorsque les mesures sont destinées à déterminer des composants gazeux dans une atmosphère gazeuse à contrôler, située sous terre. Le but de la présente invention, par conséquent, consiste à proposer, pour un capteur dont le signal de sortie dépend essentiellement de la pression partielle du produit à mesurer, un dispositif de mesure électronique adapté pour que le capteur ne soit pas sensible aux influences exLérieures "t, en particulier, aux variations de pression atnmosphérique Ft q.'u'il assure une indication s'adaptant automatiquement aux vari Atitus de pression atmosphérique du lieu de mesure. Le but est atteint ridans la présente invention qui concerne en effet un dispositi-F de mesure.iectronique pour un capteur disposé dans un appareil de mesure et destiné à effectuer des analyses gazeuses, dans lequel i'une des concentratilons du composant gazeux a mesurer produit une tension proportionrie'e amenée à un disposi.if i;: Ji. - cateur de mesure, caractérisé en ce que: on utilise un mcdule sensible ' la pression dans le dispositif de mresure afin de compenser les influences de l'air comprimé sur le capteur, on transforme la pression reçue par le module sensible à la pression en un signal électrique qui est ajusté par un amplifioateur relié au module sensible à la pression et qui atteint un amplificateur différentiel dont l'unique entrée est reliée au capteur et dont la sortie est reliée au dispositif indicateur de mesure, lorsque la pression atmosphérique change, la tension du captéur varie, le composant gazeux à mesurer ayant la même teneur en gaz, et cette variation de tension est simultanément compensée à l'entrée de l'ampli- ficateur différentiel, le module sensible à la pression relié à l'ampli- ficateur amenant la tension de l'entrée de l'amplificateur différentiel au même niveau que la tension modifiée du capteur, on maintient constante la différence existant entre les deux signaux de mesure du module sensible et du capteur au niveau des deux entrées de l'amplificateur différentiel et en ce que, le signal de sortie de l'amplificateur dif- 'érentiel s'adaptant aux conditions de pression atmosphérique fournit au dispositif indicateur une mesure non faussée. L'invention est appropriée pour tous les capteurs, y compris les capteurs qui sont placées dans des analyseurs de gaz a infra-rouge, dans lesquels, lorsqu'on veut connaître la concentration d'un composant gazeux dérermi-é dans,nr atrrmasphère gazeuse à contrôler, le courant créé dans le capteur est proportionnel à la pression partielle du gaz dans le milieu gazeux. La présente invention présente notamment l'avan- tage suivant: lorsqu'on place l'appareil de mesure sur le lieu même de la mesure, il est inutile d'effectuer sur l'appareil un régla:e tenant compte des changements de pression atmosphérique au moyen, par exemple, d'une vis de calibrage ou analogue, ce qui soumettrait l'appareil à une trop forte contrainte mécanique. La suppression de tels réglages repré- sente,d'une part, une manipulation plus simple de ces appareils de mesure et, d'autre part, une sécurité et une précision accrues des indications de mesure, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'on ignore si la mesure doit être effectuée à haute ou à basse altitude. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de l'exemple suivant de réalisation donné à titre illustratif nullement limitatif, référence sera faite au dessin ci-après dans:; lequel la figure unique représente le schéma électrique de montage du dispositif de mesure électronique conforme à l'invention. Sur la figure, on voit que le dispositif de mesure consiste essentiellement en un récepteur de pression (1) auquel est relié un amplificateur (2), en un capteur (3) lui-même relié à un amplificateur (4) et en un appareil indicateur de mesure (5). Un dispositif d'alimentation (6) est monté en parallèle sur le récepteur de pression (1). La pression reçue par le récepteur de pression (1) se transforme en un signal électrique qui est adapté par l'amplificateur (2) et qui atteint ensuite l'amplificateur de mesure (4). L'amplification du signal est nécessaire, puisque le récepteur de pression (1) fournit des signaux électriques d'une intensité indésirée, et que lesdits signaux doivent correspondre et être adaptés aux varia- tions de pression partielle du gaz dans le capteur (3). L'entrée (A) de l'amplificateur (4) est reliée à la sortie (C) de l'amplificateur-récep- teur de pression (2). La modification d'un signal à l'entrée (A) de l'amplificateur (4) a pour effet une modification du signal à la sortie (0) de l'amplificateur et, par conséquent, un modification du signal indiqué sur le dispositif indicateur de mesure (5). Lorsque les condi- tions de pression atmosphérique restent constantes, la tension reste la même sur la section d'amplification (C, A, 0). Lorsque la pression atmosphérique change, notamment lorsqu'à basse altitude la pression monte, le capteur donne une MEC plus élevée pour la même teneur en gaz. Cette élévation de la tension est alors compensée par l'élévation de tension qui a lieu simultanément à l'entrée (A) de l'amplificateur (4), c'est-à-dire que le récepteur de pression (1) relié à l'amplificateur (2) modifie la tension à l'entrée (A) (je l'amplificateur (4) d'une 4- valeur égale à l'élévation de la MEC du capteur (3). On maintient ainsi la différence existant entre les deux signaux de mesure du récepteur de pression (1) et du capteur (3) aux entrées (A) et (B) de l'amplificateur (4),de telle sorte que le signal de sortie (O) reste également inchangé et qu'il fournisse sur le dispositif indicateur (53 une valeur de mesure non faussée qui est adaptée aux Conditions de pression atmosphérique ambiante. On peut calibrer la teneur.normale en gaz du -composant gazeux à mesurer au moyen d'un potentiomètre (7) situé avant le capteur (3), par l'intermédiaire de l'amplificateur (4). 2501374 R E V E. N n I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure électronique pour un capteur disposé dans un appareil de mesure et destiné à effectuer des analyses gazeuses, dans lequel l'une des concentrations du composant gazeux à mesurer produit une tension proportionnelle amenée à un dispositif indicateur de rnesure, cararctérisé en ce que: a) on utilise un module (1) sensible à la pression dans le dispositif de mesure afin de compenser les influences de l'air comprimé sur le capteur (3), b) on transforme le pression reçue par le module (1) sensible à la pression en un signal électrique qui est adapté par un amplificateur (2) relié au module sensible à la pression et qui atteint un amplificateur différentiel (4) dont l'unique entrée (B) est reliée au capteur (3) et dont la sortie (0) est reliée au dispositif indicateur de mesure (5), c) lorsque la pression atmosphérique change, la tension du capteur (3) varie, le composant gazeux à mesurer ayant la même teneur en gaz, et cette variation de tension est simultanément compensée à l'entrée (A) de l'amplificateur différentiel (4), le module (1) sensible à la pression relié à l'amplificateur (2) amenant la tension de l'entrée (A) de l'amplificateur différentiel (4) au même niveau que la tension modifiée du capteur (3), d) on maintient constante la différence existant entre les deux signaux de mesure du module sensible à la pression et du capteur (3) au niveau des entrées (A), (B) de l'amplificateur diffé- rentiel (4) et en ce que e) le signal de sortie (0) de l'amplificateur différentiel (4) s'adaptant aux conditions de pression atmosphérique, fournit au dispositif indicateur (5) une mesure non faussée. 2. Dispositif de mesure électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, parallèlement sur le module (1) sensible à la pression, on monte un dispositif d'alimentation (6). 3. Dispositif de mesure électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un potentiombtre (7) situé avant le capteur (3) permet de calibrer la teneur normal en gaz du composant gazeux à mesurer, par l'intermédiaire de l'amplificateur différentiel (4). 4. Dispositif dre mesure électronique selon la revendication 1, caractér.se en ce que, par l'intermédiaire d'un micro- processeur,on peut compenser la rfP5sure qui prov-ient du module (Cl sen- sible à la pression en fonction de la pression atmosphérique et en ce que le dispositif indicateur (5) indique 1. teneur en gaz que l'on veut mesurer.