Brevet FR2502332A1 — publié le 19820924

La présente invention se rapporte à une cellule de mesure optique avec dispositif de chauffage, de préféren- ce en forme de prisme à base horizontale,dont deux faces latérales situées en vis-à-vis constituent ou comportent des fenêtres,tandis que les faces latérales ne jouant pas le rôle de fenêtres, ainsi que le fond, sont pourvus de moyens de chauffage et qu'il est aussi prévu au moins une sonde de température. Le brevet allemand 1 299 136 décrit déjà une cellule de mesure optique avec dispositif de chauffage du genre rappelé ci-dessus. A l'intérieur de l'enveloppe chauffable de cette cellule de mesure peut circuler un liquide de chauffage. Les moyens de chauffage résultent, par conséquent, de parois évidées avec des canaux de section suffisante pour permettre la circulation du liquide de chauffage. En raison des dimensions extérieures généralement limitées de ce genre de cellules, les dimensions intérieures utiles sont nécessairement très réduites par la nécessité d'utiliser de telles parois creuses. En outre,avec ce principe connu, le liquide de chauffage doit être porté à une température très précise et doit être maintenu à cette température,ce qui peut conduire à des inexactitudes ou à des oscillations de la température sur le trajet parcouru par le liquide. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, et elle a donc pour but de réaliser une cellule de mesure optique du genre défini en introduction, permettant d'obtenir une température précise et constante sans utiliser un liquide de chauffage, et sans obturer les fenêtres de la cellule qui sont indispensables pour effectuer la mesure optique;cette cellule étant également conçue pour permettre une bonne surveillance et éventuellement une régulation de la température qui règne à l'intérieur. Dans ce but, l'invention prévoit essentiellement la disposition d'un élément chauffant, réalisé sous la forme d'une pellicule électriquement conductrice,au contact direct de la face externe de la paroi ou du fond, dans lequel se trouve insérée la sonde de température, une isolation thermique étant prévue entre cette sonde de température,logée à l'intérieur d'un évidement,et la pellicule chauffante. La disposition de l'élément chauffant,sous forme de pellicule,au contact direct des parois latérales et du fond de la cellule de mesure,permet d'obtenir un transfert de chaleur efficace et réparti de façon homo- gène, en direction de l'intérieur de cette cellule.La sonde de température,insérée dans l'une des parois latérales ou dans le fond, est ainsi rapprochée de l'intérieur de la cuvette, et peut donc contrtler et éventuellement réguler de façon très exacte la température y règnant, 11 isolation prévue entre la sonde de température et la pellicule chauffante évitant que le résultat de la mesure de température soit faussé. La sonde de température est avantageusement logée à l'intérieur d'un évidement 'ménagé dans lune des faces latérales à proximité de la chambre ou du canal de mesure,ledit évidement étant obturé par la pellicule chauffante ,et l'intervalle qui subsiste entre la sonde de température et ladite pellicule etant rempli par l'isolation thermique. Cet agencement conduit à une réalisation compacte, et dans laquelle la chaleur émise par la pellicule chauffante est transférée d'une façon optimale en direction de lBintérieur de la cellule de mesure,sans influencer de manière sensible la sonde de température. L'isolation thermique,prévue entre la sonde de température et la pellicule chauffante, est par exemple réalisée par de la résine époxy. La pellicule chauffante peut résulter de la réunion d'éléments montés électriquement en série, et formant de préférence une surface continue.La disposition de cette pellicule chauffante à l'intérieur des parois de la cellule, et parallèlement à ces parois, sera choisie de manière à ce que la pellicule se trouve à une distan ce optimale des faces extérieures et intérieures,et que ladite pellicule chauffante puisse être recouverte extérieurement. La chaleur émise par la pellicule sera ainsi d'autant mieux dirigée vers l'intérieur de la cellule de mesure. De toute façon, l'invention sera mieux comprise ,et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution de cette cellule de mesure optique avec dispositif de chauffage Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une cellule de mesure optique conforme à l'invention, suivant la ligne I-I de figure 2; Figure 2 est une vue en coupe transversale de cette cellule de mesure,suivant la ligne II-II de figure 1. La cellule de mesure optique avec dispositif de chauffage,désignée dans son ensemble par le repère 1, a la forme générale d'un prisme à base horizontale,dans lequel est prévu une chambre ou un canal de mesure 2. Cette chambre de mesure 2 s'étend entre deux fenêtres planes parallèles 3, situées en vis-à-vis et dont l'une permet l'entrée du rayon lumineux de mesure,tandis que l'autre permet la sortie de ce rayon lumineux.Les deux autres faces latérales 4 et 5, elles aussi parallèles et situées en vis-à-vis,forment l'enveloppe chauffante dans laquelle est encastrée une pellicule électriquement conductrice 6 constituant l'élément chauffant proprement dit. Cette pellicule 6 recouvre la paroi interne de la face latérale 4, le fond 7 et la paroi interne de la face latérale 5 opposée à la précédente.Comme le montre la figure 2, la pellicule chauffante 6 recouvre les deux faces 4 et 5 et le fond 7 sur presque la totalité de leur largeur Toutefois, sur les deux côtés de la pellicule chauffante 6, des nervures 8,appartenant respectivement aux faces latérales 4 et 5, jouent le ralle de butées latérales limitant la largeur de la pellicule 6. Cette pellicule chauffante 6 peut être ainsi insérée entre les parois latérales 4 et 5 sans être soumise à des influences nocives, même dans un environnement chimiquement agressif. Dans les parois latérales chauffables 4 et 5 sont prévus des évidements 9 pour la mise en place et l'encastrement de la pellicule électriquement conductrice 6, chaque évidement 9 étant délimité, d'une part,par l'une des nervures 8 précitées et,d'autre part, par l'une des fenêtres 3. Les évidements 9 sont obturés par des couvercles 10 de dimensions correspondantes,de préférence réalisés en verre; pour la fixation de ces pièces en verre 10, l'on utilise par exemple de la résineépoxy ou similaire, de préférence une matière synthétique ou un produit adhésif transparent. Au niveau du fond 7, la pellicule chauffante 6 est recouverte par une embase 11, dont la fixation au fond 7 et à d'autres parties de la cellule 1 eut être également réalisée à laide d'une résine époxy ou similaire Pour le contre ou la régulation de la température il est prévu,dans la forme d'exécution considérée,une sonde de température 12, par exemple un capteur de mesure par variation de résistance électrique, disposée contre la face latérale 5 de la cellule de mesure 1.Cette sonde 12 est placée dans un évidement interne 13 de la paroi latérale 5, à proximité du canal de mesure 2,de sorte que la température régnant dans ce canal 2 puisse être correctement détectée par ladite sonde 12. La pellicule chauffante 6 est appliquée directement contre la paroi exterieure d'une pièce 15,notamment en verre,qui renferme le canal de mesure 2,pour que la chaleur émise par cette pellicule soit facilement transférée,par conduction,jusqu' au canal 2. Par contre, une isolation thermique 14 est prévue entre la sonde de température 12 et la pellicule chauffante 6, afin que cette pellicule chauffante n'influence pas, du moins de façon sensible, la sonde 12 qui est destinée à surveil ler ou à réguler la température règnant dans le canal de mesure 2.Le dessin montre clairement que l'évidement 13 est fermé du cati extérieur par la pellicule chauffante 6, l'intervalle qui subsiste entre la sonde de température 12 et la pellicule chauffante 6 étant rempli par le matériau constituant l'isolation thermique 14. L'évidement 13 spécialement destiné à recevoir la sonde de température 12 résulte d'une encoche ménagée dans le fond 9a de l'évidement 9 de plus grande largeur de la paroi latérale 5;cette encoche est directement obturée par la pellicule chauffante 6. Le contact direct entre cette pellicule chauffante 6 et le corps 15-16 qui délimite le canal de mesure 2 procure, malgré l'évidement 13 logeant la sonde 12(lequel ne représente qu'une interruption de surface négligeable),un transfert de chaleur également réparti de toutes parts,en direction du canal de mesure 2. Dans la forme d'exécution considérée, et comme le montre la figure 1, la cellule de mesure 1 est raccordée latéralement à un câble d'alimentation électrique 17,de préférence à quatre conducteurs, avec deux premiers conducteurs 18 qui alimentent la sonde de température 12 et deux autres conducteurs 19 qui alimentent la pellicule chauffante 6. Pour améliorer la sensibilité de mesure de la sonde de température 12,celle-ci est de préférence collée dans l'évidement 13 au moyen d'une pâte bonne conductrice de la chaleur,ce qui permettra un contrôle de température d'autant plus précis. La pellicule chauffante 6 peut être constituée par une simple feuille électriquement conductrice, ou encore être constituée par un substrat recouvert d'une couche électriquement conductrice, selon la demande de brevet français 78 04 133 (publiée 2 417 233).Dans ce dernier cas, la pellicule chauffante 6 pourra être constituée, plus précisément, par un substrat recouvert d'une couche de carbone ou similaire,avec des tresses de cui vre ou des conducteurs électriques analogues attachés sur les bords 20 situés en vis-a-vis. D'une façon générale, l'on obtient ainsi une cellule de mesure optique 2 avec dispositif de chauffage dans laquelle, grâce à la disposition d'un élément chauffant 6 sous forme de pellicule électriquement conductrice au contact direct des parois 15 et 16 délimitant une chambre ou un canal de mesure 2, la chaleur émise est parfaitement transférée en direction du fluide contenu dans ce canal de mesure 2, tout en étant arrêtée par un bon revêtement isolant du cbté extérieur. La sonde de température 12, disposée à proximité encore plus immédiate dudit canal de mesure 2, permet de bien contre ler la température préalablement réglée, et éventuellement de réguler la température, auquel cas les perturbations de la grandeur à mesurer par l'élément cha fant seront éliminés au maximum par la bonne isolation. Une légère influence,éventuallement exercée par l'élément chauffant sur la sonde de mesure,pourra être compensée par des corrections appropriées effectuées par les instruments de mesure ou de régulation eux-mêmes. REVEND IC AT IONS- 1.- Cellule de mesure optique avec dispositif de chauffage,de préférence en forme de prisme à base horizontale,dont deux faces latérales situées en vis-à-vis constituent ou comportent des fenêtres,tandis que les faces laterales ne vouant pas le rôle de fenêtres, ainsi que le fond, sont pourvus de moyens de chauffage et qu'il est aussi prévu au moins une sonde de température,caractérisée en ce qu'un élément chauffant (6) réalisé sous la forme d'une pellicule électriquement conductrice est disposé au contact direct de la face externe de la paroi (15) ou du fond (7), dans lequel se trouve insérée la sonde de température (12), et en ce qu'une isolation thermique (14) est prévue entre cette sonde de température (12),logée à l'intérieur d'un évidement (13), et la pellicule chauffante (6). 2.- Cellule de mesure optique selon la revendication l,caractérisée en ce que la sonde de température (12) est Logée à l'intérieur d'un évidement (13) ménagé dans l'une des faces latérales (5) à proximité de la chambre ou du canal de mesure (2),ledit évidement (13) étant obturé par la pellicule chauffante (6),et l'intervalle qui subsiste entre la sonde de température (12) et ladite pellicule (6) étant rempli par l'isolation thermique (14). 3.- Cellule de mesure optique selon la revendication 1 ou 2,caractérisée en ce que l'isolation thermique (14), prévue entre la sonde de température (12) et la pellicule chauffante (6), est réalisée par de la résine époxy. 4.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisée en ce que la pellicule chauffante (6) résulte de la réunion d'éléments montés électriquement en série,et formant de préférence une surface continue. 5.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisée en ce que la disposition de la pellicule chauffante (6) à l'intérieur des parois de ladite cellule (1), et parallèlement à ces parois, est choisie de manière à ce que la pellicule se trouve à une distance optimale des faces extérieures et intérieures,et que ladite pellicule chauffante(6) puisse être recouverte extérieurement. 6.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la pellicule chauffante (6) recouvre, sur presque toute leur largeur,les faces contre lesquelles elle se trouve appliquée, en étant toutefois limitée en largeur par des butées latérales constituées par des nervures (8) appartenant respectivement à deux parois latérales opposées (4,5). 7.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisée en ce que, dans ses parois latérales chauffables (4,5),sont prévus des évidements (9) pour la mise en place de la pellicule électriquement conductrice (6),ces évidements (9) étant obturables, après mise en place de la pellicule chauffante (6),par de*ouvercles (10), de préférence réalisés en verre. 8*- Cellule de mesure optique selon la revendication 7,caractérisée en ce que les couvercles précités (10), de préférence en verre ,sont fixés par de la résine époxy ou similaire,remplissant les évidements (9) recevant la pellicule conductrice (6). 9v~ Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications I à 8,caractérisée en ce que son fond (7) est recouvert par une embase (11),en verre ou matériau similaire, appliquée contre la pellicule chauffante (6) et contre les autres parties de la cellule. 10.- Cellule de mesure optique selon l'ensemble des revendications 2 et 7,caractérisée en ce que ltévi- dement (13) recevant la sonde de température (12) résul te d'une encoche ménagée dans le fond (9a) de l'évide- ment (9) de l'une des parois latérales (5),cette encoche ayant une largeur inférieure à la largeur du dernier évidement (9) et étant directement obturée par la pellicule chauffante (6). 11.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,caractérisée en ce qu'elle est raccordée latéralement à un câble d'alimentation électrique (17), de préférence à quatre conducteurs, avec deux conducteurs (18) prévus pour l'alimentation de la sonde de température (12) et deux conducteurs (19) prévus pour l'alimentation de la pellicule chauffante (6). 12.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11Zcaractérisée en ce que la sonde de température (12) est collée dans l'évidement (13),destiné à la recevoir,au moyen d'une pâte bonne conductrice de la chaleur. 13.- Cellule de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,caractérisée en ce que la pellicule chauffante(6) est constituée par une simple feuille électriquement conductrice, ou par un substrat recouvert d'une couche électriquement conductrice. 14. - Cellule de mesure optique selon la revendication 13, caractérisée en ce que la pellicule chauffante (6) est constituée par un substrat recouvert d'une couche de carbone ou similaire avec, attachés sur ses bords (20) situés en vis-à-vis ,des tresses de cuivre ou des conducteurs électriques analogues.