Brevet FR2623287A1 — publié le 19890519

L'invention concerne les analyseurs de gaz, et plus particulièrement un analyseur optique non dispersif de gaz qui utilise des thermopiles multiples en tant que détecteurs optiques d'énergie. Une large diversité d'analyseurs de gaz non dispersifs à infrarouge a été développée au fil des ans pour mesurer des concentrations de gaz dans des applications telles que le contrôle médical et de la pollution et la commande de processus industriels. Des exemples de tels analyseurs sont donnés dans les brevets des EtatsUnis d'Amérique N 3 932 754, N 4 069 420 et N 4 420 687. Une caractéristique commune à des analy- seurs de gaz antérieurs du type mentionné ci-dessus est l'utilisation d'un seul détecteur d'infrarouge qui détecte un rayonnement infrarouge sous la forme d'un train d'impulsions d'énergie optique. Ces impul- sions représentent en alternance une mesure de l'éner- gie infrarouge absorbée par un gaz particulier dans un échantillon de mélange gazeux, et l'énergie infrarou- ge absorbée par un gaz de référence. Un circuit électro- nique convenable traite les signaux du détecteur, qui sont également sous la forme d'un train d'impulsions, pour produire un signal proportionnel à la concentra- tion du gaz particulier dans l'échantillon. Les impulsions alternatives d'énergie optique sont généralement produites par une roue de découpage entraînée par un moteur et présentant des ouvertures. Une rotation de la roue, conjointement à la position des ouvertures par rapport à une source de rayonnement, donne les impulsions alternantes souhai- tées. Une raison principale de l'utilisation du fonctionnement à impulsions alternées est de pouvoir utiliser un seul détecteur pour mesurer les deux gaz de l'échantillon et de référence. Les conceptions de l'art antérieur étaient limitées à l'utilisation d'un seul détecteur d'infrarouge car, jusqu'à présent, il n'était pas possible de produire des détecteurs multiples possédant des caractéristiques de comportement concordant de façon suffisamment étroite pour donner un analyseur ayant la précision demandée. Par exemple, des capteurs d'infrarouge sont très sensibles à de faibles variations de la température ambiante, et les réponses de deux détec- teurs séparés, à de telles variations, ne sont pas nécessairement les mêmes. Il s'est donc avéré extrême- ment difficile de réaliser un analyseur de gaz à détec- teurs multiples capable de fournir des mesures précises dans des conditions de température ambiante changeante, sans faire appel à des dispositifs et des circuits de compensation de température coûteux, compliqués et souvent peu fiables. La nécessité d'utiliser une roue de découpa- ge entraînée par un moteur dans les analyseurs de l'art antérieur a abouti à des analyseurs de conception telle qu'ils sont nécessairement volumineux, demandent des quantités importantes d'énergie pour fonctionner et ne supportent pas des niveaux élevés de chocs et de vibrations. L'invention a donc pour objet de proposer un analyseur de gaz.optique non dispersif nouveau et perfectionné, et notamment un tel analyseur de faible dimension, consommant peu d'énergie et dont le fonctionnement ne nécessite pas la présence d'une roue de découpage entraînée par un moteur. L'invention a également pour objet de proposer un analyseur de gaz optique, non dispersif, portatif, très précis et bon marché, utilisant des détecteurs optiques multiples et pouvant être mis en oeuvre sur un large spectre de longueurs d'ondes allant de l'infrarouge à l'ultraviolet. Les objets ci-dessus et d'autres objets de l'invention sont réalisés par un analyseur optique non dispersif de gaz comprenant une source de rayonne- ment destinée à produire un faisceau dirigé d'énergie optique, et une cellule globalement cylindrique desti- née à contenir l'échantillon de gaz dont un ou plusieurs constituants doivent être analysés pour que leur concen- tration soit déterminée dans le mélange. Pour échantil- lonner un constituant du gaz dans le mélange, l'analy- seur utilise deux détecteurs optiques, dont l'un est un détecteur de référence et l'autre un détecteur d'échantillon, pour capter l'énergie optique après qu'elle a traversé la cellule d'échantillon de gaz. Chaque détecteur se présente sous la forme d'une thermopile comprenant un grand nombre de jonctions à thermocouple générant chacune une force électro- motrice d'origine thermique, proportionnelle à la température de la jonction. Les thermopiles sont consti- tuées de rangées de films minces de métaux dissembla- bles, déposés sur un substrat conducteur de la chaleur. Une partie de chaque thermopile est protégée de l'éner- gie optique sortant de la cellule. La partie protégée de chaque thermopile est utilisée pour compenser, dans le signal de sortie de la thermopile, les varia- tions de la température ambiante. Un premier filtre est placé entre la cellu- le et la partie non protégée de la thermopile d'échan- tillon pour limiter la longueur d'onde de l'énergie optique atteignant cette partie de la thermopile à une bande dans laquelle l'énergie optique est absorbée par un constituant du gaz de l'échantillon de mélange. Un second filtre est placé entre la cellule et la partie non protégée de la thermopile de référence pour limiter la longueur d'onde de l'énergie optique atteignant cette partie de la thermopile à une bande de longueurs d'ondes de référence. Un circuit de commande est utilisé pour sous- traire le signal de la thermopile de référence du signal de la thermopile de l'échantillon et pour divi- ser le résultat de la soustraction par le signal de la thermopile de référence. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nulle- ment limitatif et sur lesquels, les mêmes références numériques désignant les mêmes éléments sur les diver- ses figures: - la figure 1 est une vue en perspective d'un analyseur de gaz réalisé conformément à l'inven- tion; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant la structure interne des éléments de l'analyseur de la figure 1; - la figure 3 est une vue de c6té d'un substrat conducteur de la chaleur, supportant plusieurs thermopiles utilisées en tant que détecteurs d'énergie optique dans l'analyseur de gaz de la figure 1; - la figure 3A est une vue partielle à échelle agrandie d'un détail du quadrant supérieur 252X287 droit du substrat montré sur la figure 3; et À - la figure 4 est un schéma simplifié des circuits de commande utilisés pour traiter les tensions générées par les thermopiles afin de fournir des indications de concentration de gaz. La figure 1 est une vue en perspective d'un analyseur 10 de gaz'réalisé conformément à l'inven- tion. L'analyseur 10 est constitué de tronçons globale- ment cylindriques 12, 14, 16 et 18 maintenus assemblés par des boulons qui passent dans des trous des tronçons et les maintiennent en contact intime. La figure 2 est une vue en coupe de l'ana- lyseur 10, suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Le tronçon 12, qui peut être réalisé en aluminium ou analogue, est utilisé pour supporter une source 24 de rayonnement qui peut se présenter sous la forme d'un cordon en fil de platine ou analogue. Un câble 26 est utilisé pour connecter le cordon 24 de fil à une source extérieure d'énergie telle que des piles. Lorsqu'il est ainsi connecté, le cordon constitue une source d'énergie optique. La partie du tronçon 12 entourant le cordon 24 est façonnée en forme de réflecteur parabolique pour diriger l'énergie optique vers l'extrémité adjacente du tronçon 14. Le tronçon 14, qui peut être réalisé en matière plastique ou analogue, comprend une cellule globalement cylindrique 18 destinée à contenir l'échan- tillon de mélange gazeux à analyser. Des fenêtres , 32 sont prévues aux extrémités d'entrée et de sortie de la cellule 26 et sont maintenues en place par des joints toriques 34 afin de former une enceinte étanche aux gaz. Les fenêtres peuvent être formées d'une matière telle que du saphir, qui est sensiblement transparente à l'énergie optique de la source 24 sur la gamme de longueurs d'ondes à utiliser pour analyser le mélange gazeux. Une entrée 36 et une sortie 38 sont prévues dans la cellule 28 pour permettre à l'é- chantillon de gaz d'entrer dans la cellule 28 et d'en sortir. Le tronçon 16, qui est formé d'une matière conductrice de la chaleur telle que de l'aluminium, du laiton, de l'acier inoxydable ou analogues, est monté à proximité immédiate de l'extrémité de sortie de la cellule 28. Ce tronçon 16 est utilisé pour le montage d'un ensemble 40 de détecteurs optiques qui est utilisé pour mesurer l'énergie_ optique sortant de la pile 28. L'ensemble 40 de détecteurs est logé dans un boîtier métallique globalement cylindrique 42, similaire à celui utilisé pour loger des transistors. Un type de tel boîtier est connu sous le nom de boîtier T0-8, pour l'homme de l'art. Le boîtier 42 est muni d'une fenêtre transparente 44 qui peut être en saphir ou en une matière analogue. Un substrat plan 46, d'environ 10 mm de diamètre, réalisé en un isolant conducteur de la chaleur tel que de l'oxyde de béryllium ou d'aluminium, est logé dans le boîtier 42. Une première face du substrat 46 porte un ensemble 48 de quatre thermopiles formées par interconnexion de lignes en métaux pour films minces dissemblables déposés sur la surface du substrat. Des thermopiles de ce type sont fabriquées par.la firme Dexter Research Center, Inc., Dexter, Michigan. L'autre face du substrat 46, tournée vers la fenêtre 32 de la cellule 28, porte quatre filtres , 52, 54 et 56 qui sont disposés de façon que seules des longueurs d'ondes sélectives de l'énergie optique sortant & la cellule 28 passent à travers le substrat 46 conducteur de la chaleur vers des zones prédétermi- nées de l'ensemble 48 de thermopiles. La partie restan- te de cette face du substrat est recouverte d'une matière de masquage optique 58 telle que de l'aluminium, qui empêche efficacement l'énergie optique sortant de la cellule 28 de passer à travers le substrat 46 dans ces zones o se trouve la matière 58. Le substrat 46 est supporté par des conduc- teurs 60 qui sont partiellement noyes dans une embase 62 qu'ils traversent. L'embase 62, formée d'un époxyde ou d'une autre matière convenable, sert à obturer le fond du boîtier 42 pour former un ensemble 40 étanche au gaz. L'espace entre le substrat 46 et l'embase 62 peut être rempli d'une matière conductrice de la chaleur telle qu'un époxyde ou analogue pour augmenter la conductibilité thermique entre ces deux éléments. Les conducteurs 60 établissent des connexions électri- ques avec l'ensemble ou le réseau 48 de thermopiles. Le boîtier métallique 42 est fixé fermement à la partie 16 conductrice de la chaleur, qui possède une masse thermique sensiblement supérieure à celle du boîtier 42 afin de se comporter comme un radiateur thermique de grande étendue pour réduire le rythme de variation de température de l'ensemble 40 sous l'effet d'un changement rapide de la température ambiante de l'ana- lyseur. Les conducteurs 60 passent dans des ouvertu- res de l'ensemble 16 et sont connectés à des plots conducteurs situés dans le tronçon 18 qui se présentent sous la forme d'une plaquette à circuit imprimé. La plaquette 18 comporte des composants électroniques 64 qui traitent les tensions générées par le réseau 48 de thermopiles pour produire les signaux représentant la concentration d'un ou plusieurs constituants gazeux dans l'échantillon de mélange gazeux. Un câble 66 est utilisé pour fournir de l'énergie aux circuits et pour transmettre les signaux de sortie du circuit à un appareil d'affichage convenable. La figure 3 est une vue de côté du substrat 46 montrant en détail la réalisation du réseau 48 de thermopiles. Le réseau 48 comprend quatre thermo- piles 68, 70, 72 et 74. Chaque thermopile est consti- tuée d'un grand nombre de jonctions à thermocouple générant chacune une force électromotrice d'origine thermique proportionnelle à la température de la jonc- tion. Chaque jonction est formée par connexion ensemble de fines lignes de métaux dissemblables. On dépose les lignes métalliques sur la surface du substrat en faisant appel à des techniques de dépôt de film mince bien connues de l'homme de l'art. Un avantage de l'utilisation de thermocouples en tant que détecteurs d'énergie optique est qu'ils réagissent à des niveaux de rayonnement en régime stabilisé sur une large gamme de longueurs d'ondes allant de l'infrarouge à l'ultra- violet. Pour illustrer la réalisation de chaque thermo- pile, on décrira en détail la thermopile 68. Comme montré sur les figures 3 et 3A, la thermopile 68 comprend un grand nombre de lignes métalliques qui sont reliées à des lignes adjacentes par leurs extrémités (au moyen, par exemple, d'un plot de métal noble tel que de l'or), à la manière d'une guirlande pour former un long circuit série aboutissant à des bornes 76 et 78. Les métaux de lignes contiguës sont, sur la plus grande partie, différents l'un de l'autre. Par exemple, des lignes métalliques de bismuth peuvent alterner avec des lignes métalliques d'anti- moine. Aux emplacements o ces lignes se rejoignent, à leurs extrémités, des jonctions à thermocople sont formées. En ce qui concerne la polarité de la force électromotrice d'origine thermique générée par chaque thermocouple, la borne 76 est prise comme étant la référence positive par rapport à la borne 78. La polari- té établie à chaque jonction est déterminée par l'agen- cement des lignes des deux métaux formant cette jonc- tion. En conséquence, la polarité d'une jonction parti- culière est établie par le type de métal déposé dans chacune des lignes de la thermopile. L'agencement des' lignes métalliques dans la thermopile 68 est choisi pour former des jonctions à thermocouple ayant la polarité indiquée par les symboles + et - montrés à proximité immédiate de chaque jonction sur la figure 3. On peut voir que les jonctions sont disposées en rangées multiples dans quatre colon- nes. En commençant à la colonne 80 située le plus à gauche, un premier groupe 82 de quatre jonctions à thermocouple de polarité positive est formé, lesquel- les jonctions sont interconnectées en série, d'une manière alternante, avec un premier groupe 84 de trois jonctions de polarité négative dans la colonne 86 pour former un premier circuit série monté sur la borne 76 et un plot conducteur 88 qui peut être formé d'or, d'argent ou analogue. La colonne 86 est espacée sur le côté d'environ 0,6 mm de la colonne 80. Un groupe 90 de huit jonctions de polarité négative, qui suivent le groupe 82 dans la colonne , est interconnecté en série avec un groupe 92 de sept jonctions de polarité positive qui suivent le groupe 84 dans la colonne 86 pour former un deuxième circuit série monté entre le plot 88 et un plot 94 de réalisation similaire. Un groupe 96 de quatre jonc- tions de polarité positive qui suivent le groupe 90 dans la colonne 80 est interconnecté en série avec un groupe 98 de trois jonctions de polarité négative qui suivent le groupe 92 dans la colonne 86 pour former un troisième circuit série monté entre le plot 94 et la dernière rangée de métallisation dans la colonne 80. 1 0 Un groupe 100 de trois jonctions à thermo- couple de polarité négative est formé dans une colonne 102, à côté et à proximité immédiate de la colonne 86. Les jonctions du groupe 100 sont interconnectées en série avec un groupe 104 de quatre jonctions de polarité positive dans une colonne 106 espacée d'envi- ron 0,6 mm à côté de la colonne 102 pour former un quatrième circuit série connecté entre la borne 78 et un plot 108 similaire au plot 88. Un groupe 110 de sept jonctions de polarité positive suivant le groupe 100 dans la rangée 102 sont interconnectées en série avec un groupe 112 suivant le groupe 104 dans la colonne 106 pour former un cin- quième circuit série connecté entre le plot 108 et un plot 114 similaire au plot 88. Un groupe 116 de trois jonctions de polarité négative suivant le groupe dans la colonne 102 est interconnecté en série avec un groupe 118 de quatre jonctions de polarité positive suivant le groupe 112 dans la colonne 106 pour former un sixième circuit série connecté entre le plot 114 et la rangée inférieure de métallisation s'étendant à partir des jonctions du groupe 96 dans le troisième circuit série. Il ressort de la description précédente que les circuits série, du premier au sixième, dans la thermopile 68 sont eux-mimes connectés en série pour former un long circuit de thermopile entre les bornes 76 et 78. La réalisation des thermopiles 70, 72 et 74 est similaire à celle de la thermopile 68. Ainsi, la thermopile 70 se présente sous la forme d'une interconnexion en série de jonctions à thermo- couple, organisées en un réseau de quatre colonnes, qui aboutissent à des bornes 120 et 122. D'une manière identique, le circuit série constituant la thermopile 72 aboutit à des bornes 124 et 126 et le circuit série constituant la thermopile 74 aboutit à des bornes 128 et 130. Les symboles de polarité de la figure 3 indiquent les polarités des diverses jonctions à thermocouple dans les thermopiles 70, 72, 74, d'une manière analogue à celle utilisée pour la thermopile 68. La partie active de chacune des thermopiles 68, 70, 72 et 74, qui est sensible à l'énergie optique à mesurer, est représentée par des traits tiretés 132, 134, 136 et 138, respectivement, sur la figure 3. On peut voir que cette zone active est limitée aux jonctions à thermocouple de polarité positive dans les deux colonnes centrales de chaque thermo- pile. Par conséquent, pour la thermopile 68, la zone active est limitée aux groupes de jonctions 92 et 110. On établit les zones actives des thermo- piles en utilisant la matière de masquage 58 décrite précédemment. Cette matière de masquage est utilisée comme revêtement ou recouvrement de la face du substrat 46 opposée à la face des thermopiles. Le revêtement recouvre pratiquement la totalité de cette face du substrat, en arrière du réseau 48 de thermopiles, sauf dans les zones se trouvant directement en arrière des zones délimitées par les traits tiretés 132-138. La matière de masquage 58 empêche l'énergie optique qui sort de la cellule 28 de passer à travers les parties du substrat 46, conducteur de la chaleur, recouvertes de la matière 58 pour atteindre les parties du réseau 48 situéesdirectement en arrière de la matière 58, sur la face opposée du substrat 46. En utilisant la thermopile 68 à titre d'exemple (voir figure 3A), on voit que les groupes de jonctions à thermocouple 82, 86, 90, 96, 98, 100, 104, 112, 116 et 118 sont protégés par la matière de masquage, laissant seulement les groupes 92 et aptes à détecter l'énergie optique passant à travers le substrat 46 en provenance de la cellule 28. Les dix groupes de jonction protégés par la couche de masquage sont utilisés pour une compensation en tempéra- ture du signal produit par la thermopile 68, laquelle compensation porte sur les variations de la température du substrat 46 dues à des changements de la tempéra- ture ambiante de l'analyseur 10. Etant donné que les thermopiles 68-74 sont utilisées pour produire des signaux de tension qui sont une mesure de la quantité d'énergie optique, à des longueurs d'ondes prédéterminées, sortant de la cellule 28 d'échantillon de gaz, il est important que les signaux de tension ne soient pas affectés matériellement par des variations de la température ambiante, car ces variations introduisent une erreur de mesure. Il est apparu que des variations de la température ambiante produisent un gradient de tempé- rature non linéaire sur la surface du substrat 46. Un tel gradient peut engendrer une erreur importante dans la tension produite par les groupes de thermocouples actifs qui, idéalement, ne devraient réagir qu'à l'éner- gie optique sortant de la cellule 28. Il est également apparu qu'en entourant les groupes de jonctions à thermocouple actives dans chaque thermopile, par des groupes de compensation de température dans les agencements montrés sur la figure 3, les effets de température non linéaires provoqués par des variations de la température ambiante peuvent être compensés par les tensions générées par des groupes de compensation. En outre, le nombre réel de jonctions à thermocouple dans chacun des douze groupes d'une thermopile peut être déterminé à la suite d'une analyse empirique ou expérimentale du gradient de température non linéaire à travers le substrat 46 pour effectuer une compensation plus précise pour les variations de température. En conséquence, le nombre de jonctions dans un groupe particulier peut varier dans chaque thermopile suivant la position de la thermopile sur le substrat 46. Ainsi, alors que toutes les thermo- piles 68 à 74 de la figure 3 sont représentées comme ayant le même nombre de jonctions dans des groupes correspondants, l'invention n'est en aucune manière limitée à cette configuration. Chacune des thermopiles 68 à 74 est utili- sée pour détecter de l'énergie optique sur une bande particulière de longueurs d'ondes, lorsque cette éner- gie sort de la cellule 28. La bande particulière de longueurs d'ondes à détecter par chaque thermopile est basée sur le constituant particulier du gaz à analyser dans le mélange. L'une des quatre thermo- piles, par exemple la thermopile 70, est rendue sensi- ble à une bande de longueurs d'ondes qui ne coïncident pas avec les longueurs d'ondes auxquelles de l'énergie optique est absorbée par l'un quelconque des consti- tuants gazeux à analyser dans le mélange. Comme indiqué ci-dessous, cette thermopile particulière est désignée comme étant la thermopile de référence. Les trois thermopiles restantes 68, 72 et 74, désignées comme étant les thermopiles à échantil- lon, sont utilisées chacune pour détecter le rayonne- ment à une longueur d'onde à laquelle un constituant gazeux particulier est absorbé dans le mélange. Ainsi, les trois thermopiles sont capables de produire des signaux pour l'analyse de trois constituants gazeux. Il est évident que si l'on souhaite analyser un seul constituant gazeux dans le mélange, une seule thermopile à échantillon, en plus de la thermopile de référence, suffit. La longueur d'onde de l'énergie optique atteignant chaque thermopile est limitée à la bande souhaitée par le montage des quatre filtres passe- bande optiques 50-56, décrits précédemment, sur la face du substrat 46 opposée à celle sur laquelle est monté le réseau 48, chacun des filtres 50, 52, 54 et 56 couvrant une zone correspondant aux zones en traits tiretés 132, 134, 136 et 138 de la figure 3. A tire d'exemple, si l'analyseur 10 doit être utilisé pour analyser trois constituants des gaz d'échappement d'une automobile, tels que C02, CO et NO, en utilisant respectivement les thermopiles 68, 72 et 74, le filtre 50, recouvrant la zone 132, doit être choisi de façon à avoir une longueur d'onde centra- le d'environ 4,27 micromètres et une bande passante d'environ 110 nanomètres, correspondant à l'absorption du CO2; le filtre 54, recouvrant la zone 136, doit être choisi de façon à avoir une longueur d'onde centra- le de 4,77 micromètres et une bande passante d'environ nanomètres, correspondant à l'absorption du CO; et le filtre 56, couvrant la zone 138, doit être choisi de façon à avoir une longueur d'onde centrale de 2,85 micrométres et une bande passante d'environ 170 nanomè- tres, correspondant à l'absorption du NO. Le filtre 52, couvrant la zone 132 de la thermopile 68 de référen- ce, peut être choisi de façon à avoir une longueur d'onde centrale de 4,0 micromètres et une bande passante d'environ 240 nanomètres, correspondant à une bande de longueurs d'ondes qui n'interfère pas avec les spectres d'absorption des autres constituants, quels qu'ils soient, à analyser dans le mélange. Bien que les filtres 50 à 56 ne doivent recouvrir que les zones actives 132 à 138, respective- ment, ces filtres, qui sont.réalisés à partir de minces feuilles de matière telles que du bromure de germanium ou de potassium, sont généralement plus grands que la zone active. Les dimensions plus grandes facilitent la fabrication des filtres qui sont en général découpés dans de grandes feuilles. Les grandes dimensions permet- tent également aux bords du filtre, qui peuvent être légèrement écaillés à la suite de l'opération de coupe, d'être placés à l'extérieur de la zone active. On expliquera à présent le fonctionnement de l'analyseur 10 décrit jusqu'à présent. En référence à la figure 1, de l'énergie est fournie à la zone 24 de rayonnement afin que de l'énergie optique soit dirigée par le réflecteur 12 à travers la cellule 28, précédemment remplie de l'échantillon de mélange gazeux. L'énergie optique sortant de la cellule 28 à travers la fenêtre 32 atteint la phase du substrat 46 contenant la couche de masquage 58 et les filtres à 56. La couche de masquage 58-ne permet à l'éner- gie optique que d'atteindre les zones actives 132 à 138 du réseau 48 de thermopiles situé sur la face opposée du substrat 46. Les filtres 50 à 56, par ail- leurs, ne transmettent que des longueurs d'ondes sélec- tives de l'énergie optique vers les zones.actives respectives 132 à 138. Les thermopiles 68 à 74 produisent chacune une tension liée à la quantité d'énergie optique dé- tectée par leur zone active respective, tandis que les autres zones de chaque thermopile compensent les effets de variation de la température ambiante sur la tension de la thermopile. Les tensions des thermo- piles, compensées en température, qui apparaissent aux paires de bornes 76-78, 120-122, 124-126 et 128- 130, sont appliquées en tant que signaux d'entrée à un circuit de commande qui fonctionne de la manière à présent décrite. En référence à la figure 4, les signaux provenant des thermopiles 68, 72 et 74 arrivent de 1l'ensemble de détecteurs 40, par les conducteurs 60, aux bornes d'entrée positives d'amplificateurs différen- tiels 140, 142 et 144, respectivement. Il est prévu que ces amplificateurs possèdent des facteurs réglables de correction et de gain pour chaque signal d'entrée. Ces amplificateurs sont placés sur la plaquette 18 à circuit imprimé, reçoivent leur énergie par l'intermé- diaire du câble 66 et mesurent des signaux par rapport aux bornes de massereprésentées. Le signal provenant de la thermopile 70 de référence est appliqué, par l'intermédiaire d'un amplificateur démultiplicateur , aux bornes d'entrée négatives des trois amplifi- cateurs 140, 142 et 144, et il est également appliqué aux bornes d'entrée de division de trois éléments de division arithmétique 146, 148 et 150. Ces éléments de division 146-150 reçoivent également leur énergie par l'intermédiaire du câble 66, sont montés sur la plaquette 18 et mesurent des signaux par rapport aux bornes de masse représentées. Les bornes de sortie des amplificateurs 140, 142 et 144 sont connectées respectivement aux bornes d'entrée de dividende des éléments de division 146, 148 et 150. Il ressort de la description ci- dessus des circuits montrés sur la figure 4 que le signal provenant de la thermopile 70 de référence est soustrait de chacun des signaux provenant des thermopiles d'échantillon 68, 72 et 74. Le résultat de chaque soustraction est lui-même divisé par le signal provenant de la thermopile 70 de référence. Le résultat de chaque division apparaît sous la forme d'un signal de sortie aux bornes de sortie 152, 154 et 156 des circuits 146, 148 et 150 de division, res- pectivement. On peut voir que les signaux apparaissant à ces bornes de sortie sont liés directement à la concentration des constituants gazeux correspondant aux spectres d'absorption des filtres respectifs 50, 54, 56 décrits ci-dessus. Les signaux présents sur les lignes 152, 154 et 156 peuvent être transmis à un appareil d'affi- chage et d'enregistrement après filtrage et linéa- risation convenables d'une manière bien connue de l'homme de l'art. De nombreux autres circuits peuvent être utilisés pour effectuer les fonctions décrites ci-dessus. Par exemple, il est prévu de pouvoir mettre en oeuvre un élément à microprocesseur pour exécuter les fonctions arithmétiques. Il va de soi que de nombreuses modifica- tions peuvent être apportées à l'analyseur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Analyseur de gaz, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (24) de génération de rayonne- ment destinés à produire un faisceau dirigé d'énergie optique, une cellule globalement cylindrique (28) destinée à contenir un mélange gazeux dont au moins un constituant doit être analysé pour que sa concentra- tion soit déterminée dans le mélange, cette cellule présentant des première et seconde extrémités (30, 32) transparentes à l'énergie optique, une première thermopile (68, 70, 72 ou 74) comprenant un grand nombre de jonctions à thermocouple générant chacune une force électromotrice d'origine thermique propor- tionnelle à la température de la jonction, cette thermopile comprenant une première pluralité *(82, , 96) de jonctions à thermocouplesdisposées en ran- gées dans une première colonne (80), une deuxième pluralité (84, 92, 98) de jonctions à thermocouples disposées en rangées dans une deuxième colonne (86) qui est située à côté de la première colonne, une troisième pluralité (100., 110, 116) de jonctions à thermocouple disposées en rangées dans une troisième colonne (102) qui est située à c6té de la deuxième colonne, une quatrième pluralité (104, 112, 118) de jonctions à thermocouples disposées en rangées dans une quatrième colonne (106) qui est située à côté de la troisième colonne, des premiers moyens de con- nexion destinés à connecter un premier groupe. de A rangées de jonctions à thermocouples dans la première colonne en série avec un premier groupe de B rangées d c- tions à thermocouples dans ladeuxième colonne pour former un premier circuit série tel que la force électro- motrice d'origine thermique générée par chacune des A premières rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des B premières rangées de jonctions, des deuxièmes moyens de connexion destinés à connecter un deuxième groupe de C rangées, qui suivent les A rangées de jonctions à thermocouple dans la première colonne, en série avec un deuxième groupe de D rangées qui suivent les B rangées de jonctions à thermocouples dans la deuxième colonne pour former un deuxième cir- cuit série tel que la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des C rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polari- té de- la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des A et D rangées de jonctions, des troisièmes moyens de connexion destinés à connecter un troisième groupe de E rangées qui suivent les C rangées de jonctions à thermocouple dans la première colonne en série avec un troisième groupe de F rangées qui suivent les D rangées de jonctionsdans la deuxième colonne pour former un troisième circuit série tel que la force électromotrice générée par chacune des E rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électro- motrice générée par chacune des C et F rangées de jonctions, des quatrièmes moyens de jonctions destinés à connecter un premier groupe de G rangées de jonctions à thermocouples dans la troisième colonne en série avec un premier groupe de H rangées de jonctions à thermocouple dans la quatrième colonne pour former un quatrième circuit série tel que la force électro- motrice d'origine thermique générée dans chacune des G rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotri- ce d'origine thermique générée par chacune des A et H premières rangées de jonctions, des cinquièmes moyens de connexion destinés à connecter un deuxième groupe de I rangées qui suivent les G rangées de jonctions à thermocouple dans la troisième colonne en série avec un deuxième groupe de J rangées qui suivent les H rangées de jonctions à thermocouple dans la quatrième colonne pour former un cinquième circuit série tel que la force électromotrice d'origine thermi- que générée par chacune des I rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la pola- rité de la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des C et J rangées de jonctions, des sixièmes moyens de connexion destinés à connecter un troisième groupe de K rangées-qui suivent les I rangées de jonctions à thermocouple dans la troisième colonne en série avec un troisième groupe de L rangées qui suivent les J rangées de jonctions dans la quatriè- me colonne pour former un sixième circuit série tel que la force électromotrice générée par chacune des K rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électro- motrice générée par chacune des E et L rangées de jonctions, des septièmes moyens de connexion destinés à connecter ensemble en série les circuits série, du premier au sixième, pour former un premier circuit série de thermopiles tel que les A, D, E, H, I et L rangées de jonctions soient connectées dans une configuration propice au montage en sér-ie, une seconde thermopile (68,. 70, 72 ou 74) comprenant un grand nombre de jonctions à thermocouple qui génèrent chacune une force électromotrice d'origine thermique proportionnelle à la température de la jonction, cette seconde thermopile comprenant une cinquième pluralité de jonctions à thermocouple agencées en rangées dans une cinquième colonne, une sixième pluralité de jonc- tions à thermocouple agencées en rangées dans une sixième colonne qui est située à côté de la cinquième ú623287 colonne, une septième pluralité de jonctions à thermo- couple agencées en rangées d.ans une septième colonne qui est située à côté de la sixième colonne, une huitiè- me pluralité de jonctions à thermocouple agencées en rangées dans une huitième colonne qui est située à côté de la septième colonne, des huitièmes moyens de connexion destinés à connecter un premier groupe de M rangées de jonctions à thermocouple, dans la cinquième colonne en série avec un premier groupe 0 de N rangées de jonctions à thermocouple dans la sixième colonne pour former un septième circuit série tel que la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des M premières rangées' de jonc- tions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des N premières rangées de jonctions, des neuvièmes moyens de connexion desti- nés à connecter un deuxième groupe de 0 rangées qui suivent les M rangées de jonctions à thermocouple dans la cinquième colonne, en série avec un deuxième groupe de P rangées qui suivent les N rangées de jonc- tions à thermocouple dans la sixième colonne pour former un huitième circuit série tel que la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des 0 rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électro- motrice d'origine thermique générée par chacune des M et P rangées de jonctions, des dixièmes moyens de connexion destinés à connecter un troisième groupe de Q rangées qui suivent les 0 rangées de jonctions à thermocouple dans la cinquième colonne, en série avec un troisième groupe de R rangées qui suivent les P rangées de jonctions dans la sixième colonne pour former un neuvième circuit série tel que la force électromotrice générée par chacune des Q rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotrice générée par chacune des O et R rangées de jonctions, des onzièmes moyens de connexion destinés à connecter un premier groupe de S rangées de jonctions à thermocouples dans la septième colonne en série avec un premier groupe de T rangées de jonctions à thermocouples dans la huitième colonne pour former un dixième circuit série tel que la force électromotrice d'origine thermique i0 générée par chacune des S rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotrice d'origine thermique générée par-chacune des M et T rangées de jonctions, des douziè- mes moyens de connexion destinés à connecter un deuxiè- me groupe de U rangées qui suivent les S rangées de jonctions à thermocouples dans la septième colonne en série avec un second groupe de V rangées qui suivent les T rangées de jonctions à thermocouples dans la huitième colonne pour former un onzième circuit série tel que la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des U rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotrice d'origine thermique générée par chacune des O et V rangées de jonctions, des treizièmes moyens de connexion destinés à connecter un troisième groupe de W rangées qui suivent les U rangées de jonctions à thermocouple dans la septième colonne, en série avec un troisième groupe de X rangées qui suivent les V rangées de jonctions dans la huitième colonne pour former un douzième circuit série tel que la force électromotrice générée par chacune des W rangées de jonctions soit d'une polarité commune qui est opposée à la polarité de la force électromotri- ce générée par chacune des Q et X rangées de jonctions, des quatorzièmes moyens de connexion destinés à connecter ensemble, en série, les circuits série, du septième au douzième, pour former un second circuit série de thermopiles tel que les M, P, Q, T, U et X rangées de jonctions soient connectées dans une configuration propice au montage en série, des moyens de montage de thermopiles destinés à positionner les première et seconde thermopiles sur un substrat commun (46) conducteur de la chaleur, des moyens destinés à posi- tionner les moyens de génération de rayonnement, la cellule et le substrat de thermopiles afin que le faisceau d'énergie optique soit dirigé axialement à travers la cellule vers les première -et seconde thermopiles, des moyens de masquage (58) destinés à protéger les A, B, C, E, F, G, H, J, K et L rangées de jonctions à thermocouples dans la- première thermopile et les M, N. 0, Q, R, S, T, V, W et X rangées de jonc- tions à thermocouple dans la seconde thermopile du faisceau d'énergie optique sortant de la cellule, des premiers moyens filtrants (50, 52) placés entre la cellule et les D et I rangées de jonctions à thermo- couple dans la première thermopile pour limiter la longueur d'onde de l'énergie optique qui atteint les D et I rangées de jonctions, à une bande dans laquelle l'énergie optique est absorbée par le premier consti- tuant du gaz dans le mélange gazeux, des seconds moyens filtrants (54, 56) placés entre la cellule et les P et U rangées de jonctions à thermocouple dans la seconde thermopile pour limiter la longueur d'onde de l'énergie optique qui atteint les P et U rangées de jonctions à une bande-de longueur d'onde de référen- ce, des moyens de commande destinés à.mesurer la force électromotrice générée par le premier circuit série de thermopiles, représentant un premier signal lié à la quantité d'énergie optique atteignant les D et I rangées de jonctions, à mesurer la force électromotri- 2L523287 ce générée par le second circuit série de thermopiles représentant un second signal lié à la quantité d'éner- gie optique atteignant les P et U rangées de jonctions, à soustraire le premier signal du second signal, à produire un troisième signal et à diviser le troisième signal par le deuxième signal. 2. Analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nombres A, H, E et L sont égaux entre eux, les nombres C et J sont égaux entre eux, les nombres D et I sont égaux entre eux et les nombres B, G, F et K sont égaux entre eux. 3. Analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nombres M, T, Q et X sont égaux entre eux, les nombres 0 et V sont égaux entre eux, les nombres P et U sont égaux entre eux, et les nombres N, S, R et W sont égaux entre eux. 4. Analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les jonctions à thermoccuple sont formées par dépôt et connexion ensemble de minces films de métaux différents sur le substrat.