Brevet FR2633721A1 — publié le 19900105

Dispositif et procédé automatisés pour deceler des composants gazeux de l'air au moyen d'un tube à essai colorimétrique La présente invention concerne un dispositif pour déceler des composants gazeux de l'air, dans lequel, au moyen d'un dispositif de refoulement d'air, on peut faire passer une quantité prélevée à travers un tube à essai colorimétrique, et la zone de décoloration de l'indicateur qui en résulte peut être déterminée par une unité évaluatrice. L'invention concerne également un procédé de mesure automatisé à cet effet. On connaît un dispositif de ce type par le brevet allemand DE-26 28 790. Dans le dispositif connu de mesure de gaz et de signalisation, une quantité prélevée du gaz à déceler traverse un tube à essai à l'aide d'un dispositif de refoulement d'air, ce qui, en présence d'une substance nocive spécifique à déceler, engendre une réaction de décoloration avec l'indicateur contenu dans le tube à essai. Une fois le prélèvement d'échantillon terminé, la zone de décoloration est balayée à l'aide d'une série de barrages photoélectriques sous la forme de photodiodes et de récepteurs respectifs en vis-à-vis. La longueur ainsi déterminée de la zone de décoloration est transmise à une unité évaluatrice, qui détermine et affiche la valeur mesurée correspondante. Toutefois, la méthode de décèlement par tube à essai colorimétrique ne peut pas être réalisée de la même manière pour tous les types de substances nocives. Selon la substance nocive à déceler, il faut faire passer à travers le tube à essai d'autres remplissages, d'autres indicateurs, et donc des quantités prélevées différentes. En plus de ces caractéristiques, selon la sensibilité de décèlement souhaitée, non seulement la quantité prélevée à faire passer est autre, mais aussi la longueur de la zone de décoloration est différente. Ainsi, la longueur de la zone de décoloration correspond par exemple, pour le décèlement d'un gaz donné, à une concentration donnée qui, pour le décèlement d'un autre gaz, peut fournir une longueur nettement différente de sa zone de décoloration correspondante.Les différentes données caractéristiques du tube à essai ne sont donc pas disponibles à l'unité évaluatrice, de sorte que les indications affichées par cette dernière ne sont valables que pour un type déterminé de tube à essai. La présente invention a pour but d'améliorer un dispositif du type mentionné en introduction de façon que le décélement de composants différents avec les tubes à essai correspondants puisse se dérouler automatiquement d'une manière telle que les données caractéristiques pour la mesure soient prises en compte et traitées automatiquement en vue de l'affichage des valeurs mesurées. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le tube à essai est muni sur sa périphérie extérieure d'une mémoire exploitable par machine, dont les données peuvent être saisies par un dispositif de lecture lors de l'introduction du tube à essai dans le réceptacle, et transmises à l'unité évaluatrice. La mémoire exploitable contient sous une forme codée différentes données qui sont nécessaires pour la caractérisation du processus de mesure il s'agit, entre autres, de la sensibilité de mesure du tube à essai, indiquée en ppm de concentration, de la quantité prélevée à refouler qui est nécessaire pour l'analyse, de coefficients de conversion ou de données d'étalonnage, du numéro d'identification du tube à essai, de la date de fin de validité, et autres indications similaires. Ces indications garantissent que la quantité prélevée nécessaire pour le décèle ment sera refoulée à travers le tube à essai, et que la sensibilité du tube à essai et le type du gaz à déceler seront pris en compte lors de l'évaluation de la zone de décoloration. La précision de mesure peut être accrue en traitant les valeurs d'étalonnage.D'une manière similaire, on peut aussi prendre en compte les données spécifiques concernant le chargement de tubes collecteurs. Si des tubes à essai ont été introduits dans le mauvais sens, cela est automatiquement reconnu, et le processus de mesure n'est pas mis en route. Cela peut notamment être avantageux lorsque des tubes à essai présentant une succession de rangées de couches différentes doivent être introduit dans un sens préférentiel donné. Les tubes à essai trop anciens, dont la date de fin de validité est dépassée, ne sont pas acceptés pour l'évaluation. Le dispositif de lecture peut être constitué d'une ocu encore de plusieurs têtes de lecture disposées autour de la périphérie du tube à essai à introduire. Les têtes de lecture sont par exemple décalées les unes par rapport aux autres d'un angle de 1200, afin que même d'éventuelles mémoires de données à bande étroite puîssent être lues par au moins une des têtes de lecture, sans qu'une position préférentielle particulière du tube à essai soit nécessaire à cet effet. Une mémoire adéquate se présente sous la forme d'un code à barres sur un support, qui est lu par un barrage photoélectrique réflexe comme dispositif de lecture, décodé, et traité par une unité évaluatrice. De tels supports de codes à barres peuvent recevoir sur un champ infime une très grande quantité d'informations, et ils peuvent être lus par des diodes réflexes simples. Les lecteurs de codes à barres sont disposnibles sous de multiples variantes sur le marché, et ils peuvent être par exemple fournis par la, firme Hewlett Packard sous la référence HEDS-3000. L'utilisateur peut tirer parti des tubes à essai munis d'une mémoire tant en cas d'utilisation de pompes à soufflets actionnés à la main que de pompes motorisées comme dispositif de refoulement, si le réceptacle prévu contient un tel dispositif de lecture pour la mémoire. Les données saisies sont opportunément fournies comme valeurs d'étalonnage à une unité de commande, qui établit le déroulement de la mesure sur la base des données qui lui sont transmises. Il est ainsi garanti que ce n'est qu'une fois que les données caractéristiques nécessaires sont enregistrées que le processus de mesure commence, que le dispositif de refoulement d'air est actionné' jusqu'à ce que la quantité prélevée nécessaire d'air ait traversé le tube à essai, et que les valeurs d'étalonnage sont traitées dans l'unité évaluatrice lors de l'évaluation. Cette unité évaluatrice peut être logée dans le boîtier d'une pompe à soufflet actionnée à la main ou d'une pompe de refoulement motorisée. il s'avère avantageux de prévoir dans le support du tube à essai un dispositif de transport motorisé, qui transporte le tube à essai de sa position d'introduction à la position de mesure définitive, le dispositif de lecture faisant partie du dispositif de transport, de sorte que le contenu de la mémoire peut être saisi pendant le transport du tube à essai à sa position de mesure. On obtient ainsi une simplification du réceptacle du tube à essai, et l'assurance que, lors du raccordement du tube à essai à sa position de mesure, les données caractéristiques ont été préalablement lues. Si les données lues sont défavorables voire même erronées, comme par exemple un numéro erroné d'identification du tube à essai ou une date dépassée de fin de validité, l'utilisateur peut être adéquatement averti de cet état de fait, et la mise en route du processus de mesure peut être bloquée. Une forme de réalisation opportune du dispositif de transport peut consister en ceci qu'il est prévu une tête de transport dans laquelle, au moyen d'une paire de rouleaux entraînés par un moteur pas à pas, le tube à essai est, en passant devant la tête de lecture, transporté dans le réceptacle pour son raccordement au dispositif de refoulement d'air. Il suffit alors d'introduire le tube à essai, qui est ouvert des deux côtés, dans la tête de transport, en conséquence de quoi le moteur pas à pas est enclenché par des barrages photoélectriques ou des contacteurs adéquats, de sorte que le tube à essai peut être saisi par la paire de rouleaux et transporté au raccordement au dispositif de refoulement d'air. Afin de pouvoir contrôler l'étanchéité dw dispositif de refoulement d'air et des conduites de refoulement qui lui sont raccordées, il est opportun de munir le réceptacle d'une ouverture de raccordement qui peut être dégagée par un obturateur. Avant d'introduire le tube à essai, on peut ainsi réaliser un contrôle d'étanchéité et, une fois ce contrôle achevé avec succès, le tube à essai introduit par le dispositif de transport dégage l'obturateur. Lorsque l'opération de mesure est terminée, il est opportun, afin de poursuivre l'automatisation du processus, de sortir le tube à essai de son réceptacle à l'aide du même dispositif de transport, la zone de décoloration qui est apparue passant alors devant le dispositif de lecture afin de saisir les données mesurées. Une fois l'opération de mesure terminée, l'unité évaluatrice reçoit ainsi un signal par lequel sont activés, d'une part le dispositif de transport afin de sortir le tube à essai, et d'autre part le dispositif de lecture afin de balayer la zone de décoloration.La tête de lecture enregistre alors, exactement de la même manière qu'elle avait enregistré le code à barres, par rémission d'une diode réflexe, la longueur de la zone de décoloration en enregistrant un signal de réflexion correspondant, qui est traité dans l'unité évaluatrice, avec l'aide des données caractéristiques, afin de calculer la quantité décelée du composant ou sa concentration. Lorsqu'il est prévu comme unité de lecture plusieurs têtes de lecture, la précision de mesure lors de l'enregistrement de la zone de décoloration peut être accrue en formant une valeur moyenne à partir des mesures individuelles. Une extension avantageuse de l'unité évaluatrice consiste en ceci qu'il est prévu dans cette unité évaluatrice une mémoire d'étalonnage, qui contient plusieurs valeurs d'étalonnage numériquement codées, différenciables selon le type de gaz. Ces valeurs d'étalonnage sont, conjointement avec les données mesurées par le dispositif de lecture, transmises à une mémoire de type de gaz, laquelle délivre à l'unité d'affichage les valeurs mesurées spécifiques du type de gaz. La mémoire de type de gaz enregistre les données mesurées obtenues à différents instants de mesure, qui peuvent être appelées par l'intermédiaire de l'unité d'affichage. On peut ainsi obtenir des profils dans le temps spécifiques du type de gaz pour l'évolution des différentes concentrations de gaz ou encore quantités de substances nocives mesurées. On peut aussi appeler, à un instant donné, différents profils de types de gaz. On peut ainsi enregistrer et évaluer sur un compte-rendu tant l'évolution dans le temps d'une mesure de type de gaz que la composition gazeuse à un instant donné. Un procédé pour déceler des composants gazeux de l'air, selon lequel, au moyen d'un dispositif de refoulement d'air, on fait passer une quantité prélevée à' travers un tube à essai colorimétrique, et la zone de décoloration de l'indicateur qui en résulte est déterminée par une unité évaluatrice, est caractérisé, afin d'atteindre le but précité de l'invention, en ce que le tube à essai est introduit par une unité de transport- dans un réceptacle afin d'être raccordé au dispositif de refoulement d'air. Une mémoire exploitable par machine, prévue sur le tube à essai, passe alors devant un dispositif de lecture qui transmet les données lues à un dispositif de commande.A la suite de quoi, le dispositif de refoulement d'air refoule, conformément aux données lues, un volume alloué d'air à travers le tube à essai, ce qui engendre une décoloration de l'indicateur par le composant à déceler de l'air. Une fois la décoloration terminée, le tube à essai est sorti du réceptacle par l'unité de transport, et il passe devant le dispositif de lecture. Ce dernier balaye la zone de décoloration, et le composant de l'air ainsi déterminé est représenté quant à son type et sa quantité par l'intermédiaire d'une unité d'affichage. Un tel procédé assure un échantillonnage automatique qui prend automatiquement en compte les données du tube à essai et du composant gazeux à déceler qui sont caractéristiques pour la mesure. L'exposé qui suit décrit plus en détails un exemple de réalisation de l'invention à l'aide du dessin schématique annexé, dans lequel Figure 1 représente un tube à essai sur lequel est apposé un code à barres ; et Figure 2 est un schéma-bloc do dispositif. La figure I représente un tube à essai I qui contient un remplissage 2 imprégné d'un indicateur, reçu entre deux éléments de retenue poreux 3. Les deux extrémités 4 du tube à essai, réalisé en verre, sont brisées, de sorte que le remplissage 2 est ouvert à l'accès du gaz à déceler. Sur la périphérie extérieure du tube à essai 1 est apposé, comme mémoire de données 5 exploitable par machine, un code à barres sur un support du genre plaquette. Sur la figure 2, le tube à essai I est enfilé dans un support 8 à l'aide d'une paire de rouleaux 7 entraînés par un moteur pas à pas 6. L'une des extrémités 4 du tube à essai 1 est reçue dans un réceptacle 9 du branchement 10 d'un dispositif de refoulement d'air 11, 12. L'autre extrémité 4 du tube à essai I dépasse par sa pointe brisée dans l'environnement, et elle est maintenue par la paire de rouleaux 7 et le moteur pas à pas 6 logés dans une tête de transport 13. Dans la tête de transport 13 est représenté un capteur optique réflexe du dispositif de lecture 14, devant lequel peut être guidé le support de code à barres 5. Le réceptacle 9 possède une ouverture de raccordement 15, qui peut être ouverte ou fermée par un tiroir 16 qui peut être asservi par une bobine magnétique 17.L'ouverture de raccordement 15 libère le passage pour la conduite de raccordement 19 au dispositif de refoulement d'air, qui est par exemple constitué par un soufflet élastique 12 dont les mouvements peuvent être actionnés par un disque excentrique 11. Une unité évaluatrice 19 se charge de l'évaluation des signaux transmis par le dispositif de lecture 14, et cette unité est elle-même reliée à une mémoire d'étalonnage 20 et à une mémoire de types de gaz 21. Les valeurs mesurées déterminées par l'unité évaluatrice 19 sont représentées sur une unité d'affichage 22. Le moteur pas à pas 6, I'entraînement du disque excentrique 11 et la bobine magnétique 17 sont reliés à une unité de commande 23. Une source de tension 24 fournit à l'ensemble du dispositif l'énergie électrique nécessaire. Pour réaliser une mesure, le tube à essai I ouvert à ses extrémités 4 est enfilé dans l'ouverture d'admission 25 de la tête de transport 13, et saisi par le moteur pas à pas 6 et la paire de rouleaux 7. Un contact électrique non représenté, adéquatement asservi, fait démarrer le moteur pas à pas 6, de sorte que le tube à essai traverse le support 8 pour être enfilé dans le réceptacle 9. Dans le même temps, le fonctionnement du moteur pas à pas 6 indique à l'unité de commande 23 qu'un tube à essai 1 a été introduit en vue d'être analysé, de sorte que le tiroir 16 dégage l'ouverture de raccordement 15. Pendant le déplacement du tube à essai 1 pour l'introduire dans le réceptacle 9, le support de code à barres 5 passe devant le dispositif de lecture 14, de sorte que les données codées sont enregistrées dans l'unité évaluatrice 19, et les valeurs d'étalonnage correspondantes et le type de gaz associé peuvent être appelés dans la mémoire d'étalonnage 20 et la mémoire de type de gaz 21. L'unité de comande 23 arrête le moteur pas à pas 6 dès que la longueur du tube à essai a été déplacée par la paire de rouleaux 7. Dans le même temps, I'entraînement excentrique 11 est actionné par l'unité de commande, de sorte que le soufflet 12 est mis en mouvement selon des courses - périodiques afin d'aspirer à travers le tube à essai I la quantité prélevée 26 qui est nécessaire d'après les spécifications du tube à essai, pour ensuite l'évacuer dans l'environnement en passant par la conduite de raccordement 18. Le sens d'écoulement est représenté par des flèches correspondantes sur la quantité prélevée 26, l'ouverture de raccordement 15, la conduite de raccordement 18 et le soufflet 12. Le passage de l'air engendre la formation d'une zone de décoloration 27 dans le remplissage 2 du tube à essai 1. Le tube à essai I est alors ramené à l'ouverture d'admission 25 par le moteur pas à pas 6, le dispositif de lecture 14 enregistrant pendance ce retour la longueur de la zone de décoloration 27. L'unité d'évaluation 19 a été, à cet instant, commuté par l'unité de commande 23 de telle sorte qu'un signal correspondant à la longueur de la zone de décoloration 27 est reçu, corrigé à l'aide des valeurs d'étalonnage correspondantes de la mémoire d'étalonnage 20, et comparé en fonction du type de gaz déposé dans la mémoire de types de gaz 21, et que la valeur mesurée traitée correspondante est représentée sur l'unité d'affichage 22. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour déceler des composants gazeux de l'air, dans lequel, au moyen d'un dispositif de refoulement d'air présentant un réceptable pour un tube à essai, on peut faire passer une quantité prélevée à travers le tube à essai, et la charge peut être évaluée, caractérisé en ce que le tube à essai 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire est réalisée sous la forme d'un support de code à barres (5), dont le contenu peut, par l'intermédiaire d'un barrage photoélectrique réflexe (14) comme dispositif de lecture, être traité dans l'unité évaluatrice (19). 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les données saisies peuvent être exploitées comme valeurs d'étalonnage par une unité de commande (23) en vue d'allouer les étapes opératoires nécessaires lors de la réalisation du décèle ment pour le dispositif de refoulement d'air (Il, 12) et l'unité évaluatrice (19). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le support (8) du tube à essai un dispositif de transport (6, 7) motorisé et asservissable par l'unité de commande (23), qui est destiné à transporter le tube à essai (I). de sa position d'introduction à la position de mesure définitive, et en ce que le dispositif de lecture (14) est disposé sur le support (8) de telle sorte que le contenu de la mémoire (5) est saisi pendant le transport du tube à essai (I). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de transport est reçu dans une tête de transport (13) dans laquelle, au moyen d'une paire de rouleaux (7) entraînés par un moteur pas à pas (6), le tube à essai (I) peut, en passant devant le dispositif de lecture (14), être transporté dans un réceptacle (9) en vue de son raccordement au dispositif de refoulement d'air (Il, 12). 6. Dispositif selon la revendication I ou 5, caractérisé en ce que le réceptacle (9) présente une ouverture de raccordement (15) qui peut être dégagée par un obturateur (16). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de tubes à essai colorimétriques, une fois le prélèvement d'échantillon terminé, le tube à essai ( I ) peut être sorti du réceptacle (9) par le dispositif de transport (6, 7), sa zone de décoloration (27), passant devant le dispositif de lecture (14), pouvant alors être balayée afin de saisir les données mesurées. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que l'unité évaluatrice (19) contient une mémoire d'étalonnage (20) contenant plusieurs valeurs d!étalonnage numériquement codées, différenciables selon le type de gaz, mémoire dont les valeurs d'étalonnage peuvent, conjointement avec les données mesurées saisies par le dispositif de lecture à différents instants de mesure, être transmises à une mémoire de types de gaz (21), laquelle peut déliver à l'unité d'affichage (22) les valeurs mesurées spécifiques du type de gaz. 9. Procédé pour déceler des composants gazeux de l'air, selon lequel, au moyen d'un dispositif de refoulement d'air, on fait passer une quantité prélevée à travers un tube à essai colorimétrique, et la zone de décoloration de l'indicateur qui en résulte est déterminée par une unité évaluatrice, caractérisé en ce que le tube à essai (1) est introduit par un dispositif de transport (6, 7) dans un réceptacle (9) afin d'être raccordé au dispositif de refoulement d'air (11, 12), une mémoire (5) exploitable par machine, prévue sur le tube à essai (1), passant alors devant un dispositif de lecture (14) qui transmet les données lues à un dispositif de commande (23), à la suite de quoi le dispositif de refoulement d'air (11, 12), conformément aux données lues, refoule un volume d'air alloué à travers le tube à essai (1), ce qui engendre une décoloration de l'indicateur par le composant à déceler de l'air, et en ce que, une fois la décoloration terminée, le tube à essai (I) est sorti du réceptacle (9) par le dispositif de transport (6, 7), et passe devant le dispositif de lecture ,(14) qui balaye la zone de décoloration (27), le composant de l'air, ainsi déterminé quant à son type et sa quantité, étant représenté par l'intermédiaire d'une unité évaluatrice (19) et d'une unité d'affichage (22).