Brevet FR2545219A1 — publié le 19841102

La présente invention concerne un procédé pour le contrôle automatique du zéro de catharomètres dans des incubateurs à circu- lation de gaz. Un incubateur à circulation de gaz du type considéré est par exemple décrit dans le brevet de la République fédérale d'Allemagne n O 29 24 446, sans que la présente invention soit toutefois limitée à cette réalisation. Jusqu'à présent, il était généralement nécessaire de contrôler de temps à autre, et le cas échéant de corriger le zéro du système de mesure, en particulier pour la mesure de la concentration en C 02 de l'atmosphère dans l'enceinte. L'invention vise à réaliser de la façon la plus simple un pro- cédé pour la compensation automatique d'éventuelles variations du zéro, afin d'éliminer leur influence sur les systèmes de mesure et par suite la concentration en C 02. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le côté référence du catharomètre est relié à l'atmosphère dans l'enceinte pendant une phase d'étalonnage; le signal résultant est mémorisé, puis soustrait pendant la phase de mesure du signal de mesure du catharomètre. L'invention présente de multiples avantages et supprime en par- ticulier tout problème de dérive des cellules de mesure de C O O La nécessité du contrôle périodique du zéro et du réétalonnage en cas de changement de la température de travail est supprimée Il est par exemple possible d'équiper aussi les incubateurs à circulation de gaz existants, par remplacement de l'analyseur de gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem- ples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente l'organigramme du procédé; la figure 2 a représente un schéma du catharomètre et de ses raccords, le sens de circulation de gaz étant indiqué par des flèches; la figure 2 b représente une variante du catharomètre selon figure 2 a; et la figure 3 représente un incubateur à circulation de gaz avec catharomètre incorporé. Dans l'exemple de réalisation décrit, le procédé selon l'inven- tion commence par le démarrage de l'électronique de régulation. Vient ensuite la phase de mesure, qui commence par la mesure dans le catharomètre, puis est suivie par l'indication du résultat de mesure. La phase d'étalonnage vient ensuite, suivie de la correction du zéro A la fin du procédé, le programme d'un microordinateur ou d'un microprocesseur par exemple contient la question "zéro cor- rect ?"; les réponses possibles sont oui ou non Oui entraîne la répétition du cycle décrit; non produit d'abord la mesure d'erreur, puis la délivrance d'un signal de correction Ce dernier est mémo- risé puis, après la phase d'étalonnage suivante, appelé pour la correction du zéro. La figure 1 représente schématiquement le cycle de fonction- nement du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé Les figures 2 a et 2 b représentent des exemples de réalisation du dispositif. Dans les deux cas, les sens d'écoulement sont représentés par des flèches en tireté pendant la phase de mesure et des flèches en trait plein pendant la phase d'étalonnage Pendant la phase de mesure, de l'air est dirigé par une pompe à air 26 vers le catha- romètre 2, par l'intermédiaire d'un filtre stérile 27 et d'une vanne électromagnétique 29 ou, comme sur la figure 2 b, d'un raccord 31 en Y Le c 6 té mesure du catharomètre 2 est toujours relié à l'atmosphère gazeuse Un ventilateur de circulation 30 assure le brassage des gaz introduits La pompe à air 26 est coupée pendant la phase d'étalon- nage. Sur la figure 2 a, un flux partiel de l'atmosphère gazeuse est dirigé par le ventilateur de circulation 30 et la vanne électroma- gnétique 29 ouverte sur le côté référence du catharomètre 2. Sur la figure 2 b, un flux partiel de l'atmosphère gazeuse est aspiré par le ventilateur de circulation 30, le côté référence du catharomètre 2, le raccord 31 en Y et le capillaire d'étranglement 32. La figure 3 représente l'incubateur connu avec le catharomètre 2 monté dans une dérivation 1. Comme le montre la figure 3, l'incubateur à circulation de gaz contient dans l'enceinte 10 une atmosphère biologique, réglée électroniquement et aussi proche que possible des conditions in vivo. Il est possible de faire varier la composition de l'atmosphère dans de larges limites, en particulier les composants et pourcentages du mélange quand, outre du C 02, il contient de l'oxygène (ou dje l'air) ou de la vapeur d'eau, dans des limites contrôlées détermi- nées, notamment pour l'humidité relative, la température et la teneur contrôlée des gaz; un contrôle du p H est également possible et avantageux selon l'équation de Henderson-Hasselbach, à l'aide de la régulation de CO 2 par exemple - Un canal de-dérivation 1, couplé thermiquement à l'enceinte 10, contient des capteurs, tels que le capteur 2 de concentration en C 02, le capteur 3 de température du flux en circulation, le capteur 4 d'humidité et le cas échéant des électrodes pour la détection de l'oxygène gazeux et du p H Les deux derniers capteurs cités en par- ticulier sont toutefois disposés en un autre point, de préférence dans l'enceinte 10, et en particulier dans le milieu-de culture liquide utilisé pour les préparations. Une circulation de gaz contrôlée est produite au choix dans l'enceinte, à l'aide par exemple de diverses sources de C 02, air, oxygène ou azote, et de détendeurs, de la façon décrite ultérieure- ment; des filtres stériles 8 a insérés dans la canalisation 8 et le réchauffeur 9 montés dans la double enveloppe 1 de l'incubateur dirigent ces gaz individuellement ou simultanément dans le canal de dérivation 1, o ils sont mélangés à de la vapeur d'eau provenant de la canalisation 7 après stérilisation par surchauffe dans l'éva- porateur 20, à l'extérieur de l'enceinte, puis refroidissement. L'enceinte 10 et la double enveloppe 11 sont entourées par une couche d'isolation thermique lla, qui est doublée extérieurement par une pellicule llb étanche à la vapeur d'eau, un film d'aluminium par exemple, et protège à la fois contre la pénétration d'air exté- rieur et l'humidification dans la zone de refroidissement La cir- culation d'air à l'intérieur de la double enveloppe il est avanta- geusement assurée par une soufflante à courant transversal 12, s'étendant sur toute la largeur de la section de l'enveloppe Des éléments chauffants, et en particulier des éléments chauffants électriques 13, et des canaux de refroidissement 14 sont affectés à l'intérieur de la double enveloppe 11, à la paroi intérieure de cette dernière et par suite à l'enceinte 10, de préférence en disposition symétrique, c'est-à-dire répartis régulièrement sur le pourtour de l'enveloppe, comme le montre la figure 2 La régu- lation d'humidité est assurée par une boucle de régulation autonome, commandée par un psychromètre relié par des lignes de commande à une pompe 15, qui dirige par exemple de l'eau désionisée du réser- voir 19 à l'évaporateur 20, qui vaporise l'eau, puis la stérilise par surchauffe à une température comprise entre plus de 100 OC et 500 O C environ, la vapeur étant ensuite dirigée dans le canal de dérivation 1 pour circulation dans l'enceinte 10 Le psychromètre est constitué par un thermomètre sec 16 et un thermomètre humide 17, un thermomètre à résistance par exemple, ce dernier étant muni d'une mèche 17 a plongeant dans un godet, toutes ces pièces étant disposées dans le canal de dérivation 1. Le psychromètre est monté en un point du canal présentant de préférence une réduction de section, de façon que le capteur 4 soit dans tous les cas exposé sur le thermomètre humide à une vitesse incidente optimale du fluide en circulation Le canal de dérivation 1 contient en outre le capteur 2 de concentration du C 02 gazeux et le capteur 3 de température du flux en circulation. La régulation de C 02 s'effértue également dans une boucle de régulation autonome, le capteur 2 étant un catharomètre constitué par une phase de mesure et une phase de référence Le côté mesure est continûment soumis à l'atmosphère gazeuse de l'enceinte, tandis que le côté référence est balayé par-de l'air ou un autre gaz de composition connue. Lorsque la conductibilité thermique de l'atmosphère dans l'enceinte varie, le refroidissement différent des capteurs produit un signal électrique proportionnel à la teneur en C 02 de l'atmos- phère dans l'enceinte et appliqué au régulateur. La régulation de température utilise de préférence une résis- tance de mesure en platine Pt 100 comme capteur 3 et un régulateur PID, avec une possibilité de raccordement d'un programmateur tempé- rature-temps. Un chauffage de dégivrage 5 a et une rigole collectrice 5 b sont affectés au piège cryogénique 5 L'eau condensée recueillie est dirigée dans un récipient 24 muni d'un détecteur de niveau 24 a, dans lequel une pompe 23 peut l'aspirer de temps à autre en cas de besoin pour la diriger dans l'évaporateur 20, puis l'environnement. L'évaporateur 20 présente sensiblement la forme d'un four tubu- laire et comprend un chauffage électrique, logé dans son enveloppe et permettant de le chauffer à la température indiquée Un dispo- stif de condensation 25 (serpentin par exemple) et une vanne électro- magnétique 22 sont en outre insérés dans la canalisation de vapeur, entre l'évaporateur 20 et le canal de dérivation 1. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Procédé pour le contrôle du zéro de catharomètres dans des incubateurs à circulation de gaz, présentant une teneur en CO 2 dans l'atmosphère de l'enceinte réglable à l'aide du ou des catharomètres, ledit procédé étant caractérisé en ce que le côté référence du catharomètre est exposé dans l'atmosphère dans l'enceinte pendant une phase d'étalonnage; et le signal résultant est mémorisé, puis soustrait du signal de mesure délivré par le catharomètre pendant la phase de mesure. 2 Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu'une mesure continue de la teneur en CO 2 est interrompue pour l'étalonnage, en vue de la correction automatique du zéro du catharomètre. 3 Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un flux partiel au moinsdu gaz ou du mélange gazeux constituant l'atmosphère dans l'enceinte circule dans le catharomètre pendant la phase d'étalonnage dans le sens opposé à celui pendant la phase de mesure. 4 Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que le côté référence du catharomètre est continûment balayé pendant la phase de mesure par de l'air ou par un autre gaz de référence de composition connue.