Brevet FR2520116A1 — publié le 19830722

La présente invention a trait au domaine de la spectroscopie infra-rouge et plus particulièrement à un procédé électronique permettant de mesurer quantitativement l'intensire d'absorption d'une radiation électromagnétique dans ledit spectre. D'une manière générale, les appareils permettant de mesurer lwabsorption d'un rayonnement infra-rouge se composent d'au moins - une source qui produit le rayonnement infra-rouge, - un corps placé sur le trajet lumineux, - un détecteur qui produit un signal électrique proportionnel à l'éner- gie lumineuse qu'il reçoit, - et une chaine de mesure destinée à traiter ledit signal électrique éventueliement amplifie é lectroniquement. Le fonctionnement de ces appareils est simple et met en application le phénomène d'absorption suivant. Lorsqu'un rayonnement infra-rouge produit par la source dite émettrice traverse un corps, le faisceau émergent a la même longueur d'onde que le faisceau incident, mais son intensité est inférieure à celle de ce dernier : on dit alors qu'll y a en absorption de la radiation électromagnétique par ledit corps. La mesure de l'intensité du faisceau émergent et par conséquent celle du signal électrique qui lui y proportionnel permet alors de déterminer la quantité d'énergie absorbée par le susdit corps ainsi que les caractéristiques de ce dernier. Le procédé électronique actuellement le plus connu pour mesurer le si- mal électrique produit par le détecteur, consiste à appliquer ledit signal à l'entrée d'un condensateur et à mesurer le temps de charge de ce dernier jus qu' une valeur prédéfinie. Dans le contexte de la présente invention, il faut comprelldre par charge et décharge d'un condensateur, respectivew#ut, la tension de mottée et la tension de descente de celui-ci. Ce temps de charge étant sensiblement proportionnel au signal électrique permet de déterminer ce dernier.Cependant, la valeur ainsi obtenue est très imprécise compte-tenu des fait suivants - la courbe de charge d'un condensateur n'est pas linéaire mais exponentielle, de sorte que le temps de charge du condensateur n'est pas réellement proportionnel à l'amplitude du signal électrique, - le temps de charge est très court, ce qui nécessite des appareils de mesure très sensibles et fiables, d'un prix de revient élevé. Par rapport aux autres grandes techniques physico-chimiques (résonance magnétique nucléaire, spectroscopie ultra-violette par exemple) la spectroscopie infra-rouge est celle qui fournit le moins d'informations du point de vue quantitatif. En effet, la mesure de l'intensité d'absorption en spectroscopie infra-rouge donne des indications qui diffèrent souvent des valeurs vraies et pour cette raison, elle n'est pratiquement pas exploitable pour une étude approfondie d'un spectre lumineux. Cependant, le phénomène d'absorption infra-rouge peut apporter des renseignements suffisants quant à ltopacite d'un corps aux radiations électromagnétiques le traversant et notamment sur la présence ou sur l'absence d'un corps à un certain endroit. De ce fait, la mesure du signal électrique en sortie du détecteur n'exige donc pas la même rectitude de précision qu'en spectroscopie et permet dès lors de mettre en place des dispositifs de détec-tion possèdant une channe de mesure moins élaborée et à prix de revient accessible.Ainsi, dans certains domaines médicaux spécialisés, de tels dispositifs de détection sont couramment employés pour définir les caractéristiques d'écoulement d'un liquide dans une tubulure, caractéristiques qui sont utiles notamment dans les pompes à perfusion à fonctionnement automatique, pour déterminer la présence de bulles d'air, le débit (comptage goutte à goutte, etc...). Faisant le bilan de cet état de fait, la demanderesse a imagine un procédé de traitement électronique du signal électrique en sortie du détecteur ou de l'amplificateur éventuellement placé après ce dernier, ledit signal étant appliqué à l'entrée d'un condensateur, remarquable en ce qu'il consiste à mesurer pendant une période de temps donnée le nombre de charges du susdit condensateur jusqu'à une valeur prédéfinie et à comparer celui-ci à un nombre de référence d'une table de correspondance donnée en relation avec les variations d'énergie du signal électrique. pour traduire le résultat obtenu. un comprend alors que la détermination de 11 amplitude du signal électrique en sortie du détecteur (cu éventuellement en sortie de l'amplificateur) ne correspond plus à une mesure du temps de charge du eondensateur mais à elle du nombre de charges dit condensateur pendant une période de temps fixe à l'avance. Une telle mesure sera beaucoup plus facile à réaliser et permettra de mettre en oeuvre une chai ne de mesure moins sophistiquée que celle mise en pratique actuellement, et par conséquent, son prix de revient en sera d'autant plus réduit. A cet effet, l'invention a également pour objet un dispositif permettant de détecter la présence éventuelle de bulles d'air dans l'écoulement d'un liquide à l'intérieur d'une tubulure d'une pompe à perfusion. Un tel dispositif se compose classiquement - d'une source émettrice produisant un rayonnement infra-rouge dont le trajet lumineux traverse dianétralement la susdite tubulure et le perfusat évoluant à l'intérieur, - d'un détecteur placé sur le trajet des rayonnements infra-rouges en sortie de la tubulure et produisant un signal électrique proportionnel à l'énergie lumineuse qu'il reçoit, - et d'une channe de mesure destinée à traiter ledit signal électrique et dans laquelle ce dernier est appliqué à l'entrée d'un condensateur.L'ori ginalité de ce dispositif repose sur la réalisation de la chaîne de mesure, destinée à mettre en oeuvre le procédé de traitement conforme à l'invention. A cette fin, la channe de mesure comporte un calculateur électronique qui d'une part contrôle la charge et la décharge du susdit condensateur jusqu'à une tension prédéfinie et, d'autre part, comptabilise le nombre de charges dudit condensateur jusqu'à ladite tension pendant une période de temps donnée, et enfin compare le résultat obtenu à un nombre de référence d'une table de correspondnace. Ce nombre de référence fournit alors une indication sur l'opacité du liquide et de la tubulure soumis au rayonnement infra-rouge, et par conséquent, sur la présence ou sur l'absence du perfusat dans cette dernière.De ce fait, l'apparition d'une bulle d'air sera détectée immédiatement dès que le calculateur électronique enregistrera un nombre de charges du condensateur différent d'un nombre de référence qui, selon une caractéristique préférentielle de l'invention, sera étalonné à chaque utilisation d'un nouveau perfusat de nature identique ou différente. Les manipulations et les précautions à prendre ne seront pas détaillées ci-après car elles n'apporteraient rien de plus à la bonne compréhension de la présente invention. Pour la même raison, la réalisation du dispositif électronique de l'invention ne sera pas divulguée dans le présent mémoire car elle pourra etre facilement mise en oeuvre par un homme de l'art à partir des concepts fondamentaux de l'invention évoqués ci-dessus. L'invention qui vient d'être décrite plus haut possède un vaste domaine d'applications industrielles et notamment comme il est dit au début de la présente description, elle peut être utilisée pour la détection de bulles d'air dans l'écoulement d'un liquide à l'intérieur d'une tubulure d'une pompe à perfusion. En adoptant un dispositif électronique adéquat, elle peut être appliquée à une mesure d'un débit d'un liquide par un comptage goutte à goutte. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement électronique d'une information reçue et transformée en un signal électrique par un détecteur à partir d'une source émettrice d'une radiation électromagnétique, dans lequel d'une part une quantité d'énergie de la radiation émise est absorbée par au moins un corps interposé entre la source et le détecteur et d'autre part, ledit signal électrique est appliqué à l'entrée d'un condensateur, CARACTERISE EN CE Qu'il consiste à mesurer pendant une période de temps donnée, le nombre de charges du susdit condensateur jusqu'à une valeur prédéfinie. 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE ledit nombre de charges mesuré est comparé à un nombre d'une table de correspondance donnée en relation avec les variations d'énergie du signal pour traduire le résultat obtenu. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE EN CE QUE la table de correspondance est étalonnée pour chaque corps soumis aux susdites radiations électromagnétiques. 4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE EN CE QUE la susdite source émet des radiations électromagnétiques dans le spectre de l'infra-rouge. 5. Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de traitement électronique selon les revendications 1 à 4 prises ensemble et, comprenant au moins - une source émettrice produisant un rayonnement infra-rouge, - un corps placé sur le trajet lumineux et constitué d'un liquide s'écoulant à l'intérieur d'une tubulure, - un détecteur produisant un signal électrique proportionnel à l'énergie lumineuse qu'il reçoit, - une channe de mesure destinée à traiter ledit signal électrique éventuellement amplifié électroniquement et dans laquelle ce dernier, est appliqué à l'entrée d'un condensateur, ledit dispositif étant CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite channe de mesure comprend un calculateur électronique qui, d'une part, contrôle la charge et la décharge du condensateur jusqu'à une tension prédéfinie, d'autre part, comptabilise le nombre de charges de ce dernier pendant une période de temps donnée, et enfin compare le nombre obtenu à un nombre de référence d'une table de correspondance en relation avec l'opacité du liquide à l'intérieur de la tubulure.