Brevet FR2577046A1 — publié le 19860808

TUBE A ESSAIS COLORIMETRIQUE POUR DIFFUSION DE GAZ. L'invention concerne un tube à essais colorimétrique pour diffusion de gaz, constitué par un tube transparent devant être ouvert sur un côté, qui contient une couche indicatrice poreuse. On connaît un tube à essais de ce type par la demande de brevet DE-OS 14 98 909. Le tube à essais connu est utilisé en tant que dosimètre colorimétrique de gaz et contient une couche indicatrice granuleuse dans un tube de verre. Le tube de verre, qui doit être ouvert sur un côté est exposé à la substance gazeuse nocive à déceler, une coloration par cette substance gazeuse nocive pouvant être détectée par diffusion dans la couche indicatrice poreuse avec imprégnation corres- pondante du matériau porteur. La diffusion de la substance nocive qui se propage dans la couche indicatrice est indiquée par l'avance de la zone colorée. On obtient ainsi une mesure de la quantité de substance nocive dans le gaz à déceler. Grâce à des dosimètres à gaz de ce type, on peut déceler des gaz qui provoquent une réaction colorée directement avec l'indicateur. Parmi ces gaz figurent par exemple l'acide sul- fhydrique, l'anhydride sulfureux, le dioxyde d'azote et l'ammoniac. Des vapeurs solvantes-organiques telles que des vapeurs de trichloréthylène ne peuvent pas être mesurées avec le tube dosimètrique de gaz décrit. Il est cependant connu de munir des tubes à essais des- tinés par exemple à déterminer quantitativement des cyanures métalliques sous forme d'aérosols d'une couche préalable constituée par un matériau porteur imprégné d'acide sulfurique ou d'acide phosphorique, qui forme à partir des cyanures mé- talliques une substance qui est décelée par réaction colo- rée au moyen d'une couche indicatrice disposée à la suite (DE-AS 28 54 421). Pour déceler la substance nocive faisant l'objet des recherches, une quantité définie d'air d'essai est cependant introduite dans ce tube à essais connu par un dispositif d'aspiration, ce qui fait qu'il est néces- saire que ce soit d'abord la couche réactive et ensuite la couche indicatrice qui soient disposées dans la direction du courant de l'air d'essai. L'échantillon d'air ainsi intro- duit atteint d'abord la couche réactive et détermine une trans- formation de la substance nocive à mesurer en d'autres pro- duits de la réaction qui sont partiellement gazeux. Si on continue à aspirer l'air d'essai, les produits gazeux de la réaction quittent la couche réactive et parviennent dans la couche indicatrice disposée à la suite, o ils sont trans- formés en un produit de réaction coloré et forment une zone colorée dont la longueur dépend, pour un volume d'essai dé- terminé, de la concentration de la substance nocive à déce- ler. Si l'on transfert la succession constituée par la couche réactive et la couche indicatrice des tubes à essais connus pouvant être traversés par un courant dans les tubes à essais connus de diffusion gazeuse que l'on doit ouvrir sur un côté, il en résulte une diffusion en retour partielle des produits de la réaction à partir de la couche réactive en direction de l'ouverture du tube à essais à diffusion gazeuse et au- cune coloration dépendant de la concentration n'apparait dans la couche indicatrice. Les produits de la réaction qui se diffusent en retour ne contribuent pas à la coloration de la couche indicatrice. Le but de la présente invention est de perfectionner un tube à essais colorimétrique de diffusion gazeuse du type connu, de manière que les gaz qui ne provoquent pas une réaction colorée directe dans la couche indicatrice puissent être également décelés. Ce but est atteint du fait que le tube comprend, en par- tant de l'extrémité qui doit être ouverte, d'abord une cou- che indicatrice, inerte pour le gaz à déceler, et ensuite une couche réactive poreuse pour transformer le gaz à déce- ler en substances colorant la couche indicatrice. Grâce à l'agencement selon l'invention de la couche indi- catrice et de la couche réactive, on est assuré que les pro- duits de la réaction qui se forment dans la couche réactive et parcourent la couche indicatrice, du fait du gradient de concentration, en direction de l'extrémité ouverte du tube à essais à diffusion gazeuse, peuvent y être transformés en un produit de réaction coloré et former une zone colorée dont la longueur correspond à une quantité déterminée du gaz à déceler. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, on peut prévoir de disposer une autre couche indica- trice à la suite de la couche réactive. Le résultat est que les produits de la réaction qui se forment dans la couche réactive rencontrent dans les deux directions de leur dif- fusion une couche indicatrice dans laquelle ils provoquent une réaction colorée. La durée permettant de déceler des substances nocives à déceler est ainsi plus courte. Avantageusement, la couche indicatrice et la couche réactive sont fixées dans leur position par des éléments de retenue poreux. La constitution de la couche réactive et de la couche indicatrice peut être réalisée de façon habituelle, telle qu'elle est connue pour les tubes à essais pouvant être traversés par un courant, conformément à la composition du gaz à déceler. A titre d'exemple et pour déceler du trichloréthylène, le matériau porteur de la couche réactive est imprégné d'oxyde de chrome VI et d'acide sulfurique, et le matériau porteur de la couche indicatrice est imprégnée de o-toli- dine. Des exemples de tubes, à essais colorimétrique, pour dif- fusion de gaz sont décrits ci-après en référence au dessin schématique annexé dans lequel: - figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un tube à essais fermé; - figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tube à essais ouvert; - figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un autre tube à essais ouvert. Le tube à essais pour diffusion de gaz est constitué par un tube transparent 1, de préférence en verre, fermé des deux côtés à ses extrémités avant son utilisation, qui peut être ouvert sur un côté en le brisant au niveau d'une entail- le 2. Partant de l'ouverture 8, le garnissage du tube de verre 1 est constitué par un bouchon poreux 3, une couche indicatrice 4, un élément de retenue poreux 5 et une couche réactive granuleuse 6. Lorsque le tube à essais a été ou- vert et que la réaction du gaz à déceler est terminée dans la couche réactive 6, on peut voir une zone colorée 7 à l'intérieur de la coucheindicatrice 4. Si l'on prévoit à la suite de la couche réactive 6 une autre couche indicatri- ce 4' dans le tube à essais, comme montré à la figure 3, on peut voir des zones colorées 7, 7' dans les couches indica- trices 4, 4'i. Pour déceler par exemple des vapeurs de trichloréthylène au moyen du tube à essais à diffusion gazeuse selon l'in- vention, les molécules de trichloréthylène se diffusent dans le tube à essais après ouverture du tube de verre 1 au niveau de l'entaille 1, du fait du gradient de concentration entre l'environnement et l'intérieur du tube de verre 1. Les molécules de trichloréthylène traversent alors le bouchon poreux 3, la couche indicatrice granuleuse 4 et l'élément de retenue poreux 5, jusqu'à ce qu'elles parviennent à la couche réactive 6. En cet endroit a lieu une réaction chi- mique entre le trichloréthylène et l'oxyde de chrome VI, du chrome étant entre autre libéré sous forme de produit de la réaction. Comme la couche réactive 6 se trouve à l'extré- mité fermée du tube de verre 1, le chlore libéré diffuse en direction contraire au travers de l'élément de retenue po- reux 5 et en retour dans la couche indicatrice 4. Une réac- 34 tion chimique a lieu alors entre le chlore et la o-tolidine et on 'obtient un produit ge r4éetioun qui est et raon orange. La zone ço_-lr,. se 7 qui en cLaçuU d"ten d eu;.t de la couche indlcatrîe 4 au niveau de la sfac de- epn- tact avec l'ilèment de retenue poreux 5 et en rection de l'ouverture 8 du tube à essais pour diff.sin de gaz. La longueur de la zone coloree 7 est proportionnelle à la quantité de- chlore- libérée:et--?7 -cê- f i'-proxportîlnnel1e à. la quantiti de trichloréthylène qui s.est dif;fusée dans le tube de verre pendant la mesure, et qui est de son cfé porportionnelle au produit de la concentrati.on du tril:hlo- réthylène dans l'air de l'enviro;nnement et de la durée de l'essai. On peut donc ainsi étalonner directement le tube à essais en "lppm x h'h" de trichl-r.thynlne, ce qui fait que pour determiner la concentrati/an moyenne, il suffit,de lire l'indication fournie par la zonae colorée 7 en J''ppm x h" et: de la diviser par la durée de lVessai en heuras Pour réaliser une mesure de trichloréthyl-ne, le bou- chon poreux 3 est constitué par exemple par un tissu en acier et la couche indicatrice 4 en quartz inerte de gra- nulométrie comprise entre 0,8 et lmm, imprn&gné de z-tolidine selon une concentration de 0,.01 %- L' lément -de dratenue poreux S est réalisé en céramique et la ccuchae c-tive ' en gel de sili.ce de granulométrie compri-se entra,6 at O, 8 mm, imprégné d' oxyde de chrme eI se1lon une oncentra- tion de 5 % et &'&a*ide sulfurique concntr sl:On -une.on- centration de:2 %. V;EYl IATIQN e 1.. Tuie à ess.ais g. iorinm-tr-ue -Peur eiúfuion fe gaz constitué p9r un tpBe trflsp.arent dve-va,être Ouvert sur un cté, q.ui conti.nt:ne -couhe -ndi _ti.c9 poraue, c:arac- térieç en:e que I* tube C1) ecmrn, en part-ant 0e 1e'ex- trémité ( dicatrice (4) inert.e p.our le gaz - dé.celer et ensuite une couche réactive (6) -poreuse pour transfmrmr le -gaz i dé- celer en substances colr-ant la-cuoehe indicat.rine -(4.). 2. Tube à essais.coiorimétriq.se,on la revendica- tion 1., caractérisé en ce qu'il comprend à la suite de 1-a counche réactive (i) une autre couche indicatrice (4') qui est séparhe de -la couche réactive ( 3. Tube à essais rlonorimetrique.splon la revendica- tion 1., caractérisé en ce -que la couche i-ndicatrirce (-4) est séparée de 1- 'extrémité ouvrir (8B-) par m] bouchon poreux (3) et -de la couche réactive_ (6) par -un élément de-retenue poreux 5). -4. Tube à essais zl-arim'étrique selun la -revendica- tion 1, caractérisé en ce que le -matéri..au porteur de la couche réactive (6) et de la -couche indicatrice (4) est constitué 'par une mat- i-ère gr.anlense inerte, -notamment du quart'z. 5. Tube - essai-s nolorimétr'iqe se-lon la ravandica- útion 4, oerct'risé a-n ce q-4u puii dpE:. r u trichlré- thyline, -1, ipt-r:i-B rpttUemr de -'la -cb-b -réaCtiî-ve (-6) est i1prdèné d'tyda de- hr-o# VI Set:dA-acidè- el-f-urique, S't le baté.ri-tu pc-rtbur -ae:-t t-iuhb -iniîtr-ice (-4) -est 3 -imnX né -de* lidiè.