Brevet FR2650671A1 — publié le 19910208

La présente invention concerne un dispositif pour la détermination de substances sèches d'échantillons, compor- tant un chauffage par micro-ondes et une balance,dont le plateau se trouve à l'intérieur de la chambre de chauffage du micro-ondes. On connait avec le titre de propriété industrielle US 3 909 598 ou avec le document japonais n 51-136 489 par exemple des dispositifs de ce type pour la détermination de substances sèches. L'utilisation du chauffage par micro-ondes offre, par rapport au chauffage par rayonnement infrarouge et au chauf- fage direct, l'avantage de réaliser un échauffement homogène des échantillons, tout en ne réclamant qu'une augmentation relativement faible de température au cours du processus de séchage. La température de séchage assez basse empêche dans une large mesure une altération physique et chimique des échantillons. Des substances volatiles, qui, à haute tempéra- ture, s'éliminent de l'échantillon en complément de l'eau, faussant par là la valeur d'humidité obtenue, restent dans la matière à température assez basse. La vitesse de séchage est en outre pour bon nombre d'échantillons plus grande qu' avec des méthodes de chauffage usuelles. En revanche, les dispositifs connus utilisant le chauf- fage par micro-ondes pour la détermination des substances sèches présentent l'inconvénient de nécessiter des dépenses importantes du point de vue de la construction afin de main- tenir l'intensité de champ suffisamment constante sur toute la surface de l'échantillon et ce pour obtenir un séchage homogène. Le problème de la présente invention est donc de four- nir un procédé pour la détermination de substances sèches, qui, d'une part, permette un séchage homogène de l'échantil- lon et qui, d'autre part, augmente en outre le nombre d' échantillons pouvant faire l'objet de mesures pendant un temps déterminé. Ce problème est résolu conformément à la présente inven- tion par le fait qu'à l'intérieur de la chambre de chauffage du microondes, l'on trouve en outre un plateau tournant, lequel peut recevoir plusieurs coupelles d'échantillons et en ce qu'il existe des moyens auxiliaires capables de préle- ver du plateau tournant respectivement l'une des coupelles d'échantillon et de la déposer sur le plateau de la balance. La présente invention utilise ainsi pour obtenir un sé- chage homogène le principe du plateau tournant, tel qu'il est connu pour le four à microondes et étend ce principe avec la mise en place de plusieurs échantillons sur le pla- teau tournant. On peut de ce fait procéder au séchage simul- tané de plusieurs échantillons. Eu égard à l'utilisation de moyens auxiliaires capables de prélever du plateau tournant respectivement l'une des coupelles d'échantillons et de la déposer sur le plateau de la balance, le dispositif parvient à la détermination de substances sèches avec une seule balance, de sorte qu'avec la configuration conforme à la présente in- vention la dépense ne croît que faiblement. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexes, dans lesquels: la figure 1 donne une vue d'en haut du plateau tournant; la figure 2 montre une coupe à travers le plateau tour- nant avec un mécanisme élévateur et une balance en position de rotation; la figure 3 est une coupe à travers le plateau tournant avec un mécanisme élévateur et une balance en position de pesée; la figure 4 présente une deuxième configuration du dis- positif avec une coupe à travers le plateau tournant, avec une potence capable de pivoter et une balance et la figure 5 représente une troisième configuration du dispositif avec une coupe à travers le plateau tournant, avec un pivot sur arc de cercle et une balance. Les figures 1 'à 3 montrent une pr-Eière configuration du disposi- tif pour la déte rmination de substances sèches,à savoir en figure 1 une vue, d'en haut du plateau tournant 1 et en figures 2 et 3 deux coupes à travers la chambre de chauffe à micro-ondes 7,1e plateau tournant 1 avec un mécanisme élévateur ll,une balance 5 et un appareil de chauf- fage par micro-ndes 10,en position de rotation (figure 2) et en position de pesée (figure 3). Le plateau tournant 1 possède plusieurs trous 3 placés à égale distance de l'axe du plateau 8. Dans chacun des trous 3, l'on peut incorporer une coupelle d'échantillon 2 et ce de sorte qu'elle y soit centrée. Un moteur 6 peut communiquer au plateau tournant 1 un lent mouvement de rotation. Upr organe de commande et d' analyse 9 peut stopper le mouvement de rotation du plateau tournant 1, de manière que l'un des trous 3 s'arrête juste au-dessus du plateau de charge 4 de la balance 5. Si dans cette position, l'on active le mécanisme élévateur, lequel n'est ici figuré que par une flèche double 11, et si par conséquent l'on fait descendre tout le plateau tournant 1, l'une des coupelles d'échantillons 2 est de ce fait déposée en vue d'y être pesée sur le plateau de charge 4 de la balan- ce 5 (position de la figure 3). La pesée terminée, le méca- nisme élévateur 11 fait remonter le plateau tournant 1, la coupelle d'échantillon 2 est enlevée du plateau de charge 4 de la balance 5 et est reposée dans le trou correspondant 3 du plateau tournant 1. Dans cette position, qu'indique la figure 2, le plateau tournant 1 peut effectuer par exemple plusieurs rotations complètes, afin de faire passer les dif- férents échantillons 2 dans les zones de champ, de force éventuellement différentes, du chauffage par micro-ondes (schématiquement indiqué par 10) et obtenir de ce fait un séchage homogène de tous les échantillons. Le plateau tour- nant 1 s'arrête alors de manière qu'un autre échantillon 2 se trouve juste au-dessus du plateau de charge 4 de la balan- ce 5 et puisse de là être abaissé en vue de la pesée selon la manière décrite. L'organe de commande et d'analyse 9 se charge ici d'ar- rêter le plateau tournant 1 dans la position adéquate (dans ce but, le moteur 6 peut être par exemple un moteur pas a pas.ou bien l'organe de commande et d'analyse 9 peut obtenir l'informatioA concernant la position du plateau tournant 1 au moyen d'un contacteur non représenté), de mettre en oeu- vre le mécanisme élévateur 11, afin de déposer la coupelle d'échantillons 2 sur le plateau de charge 4 de la balance 5, de relever le plateau tournant 1 une fois la pesée terminée et de choisir l'échantillon suivant pour le processus de pe- sée. Selon les exigences propres aux substances d'échantil- lons, on peut en outre soit procéder à des pesées aussi fré- quentes que possible, soit intercaler entre les différentes mesures des créneaux pendant lesquels le plateau tournant n'effectue que des rotations, aucune pesée n'étant réalisée. Dès lors qu'une pesée ne nécessite qu'environ 2 -secondes, un processus complet de pesée et de changement d'échantillon au profit de l'échantillon suivant ne dure qu'environ 5 se- condes, si bien que pour l'exemple décrit avec 6 échantil- lons ces derniers peuvent faire l'objet d'une mesure une fois toutes les 30 secondes. L'organe de commande et d'analyse 9 affecte en outre les valeurs en poids assurées aux échantillons respectifs et les mémorise au numéro de l'échantillon. A cela s'ajoute que l'organe de commande et d'analyse 9 établit et mémorise les valeurs de tare des différentes coupelles d'échantillons 2 au cours d'un passage à vide et les prend en compte lors de la détermination de la teneur en substances sèches. En outre, l'organe de commande et d'analyse 9 commande le chauffage par micro-ondes 10. Dans le cas le plus simple, cela signifie la connexion du chauffage par microôndes dès que le poids de départ de tous les échantillons a été atteint et sa mise hors circuit dès que tous les échantillons indiquent une per- te de poids par unité de temps se situant en dessous d'une valeur limite prédéfinie. Dans une configuration avantageuse, la puissance du chauffage par micro-ondes 10 est en outre réglée en fonction de l'allure des courbes de perte de poids, de sorte qu'en début de séchage, l'on atteint une vitesse ma- ximale de séchage, mais que l'on évite un échauffement trop important des échantillons vers la fin du séchage. De plus, l'organe de commande et d'analyse peut à partir de la courbe de.perte de poids mesurée calculer une extrapo- lation, comme cela est connu à partir du document DE-OS 38 32 726, et fournir de ce fait une valeur estimative con- cernant la teneur en substances sèches, avant l'achèvement total du séchage. Le temps nécessaire à la mesure peut ainsi être encore écourté. Si des substances identiques se trouvent dans les dif- férentes coupelles d'échantillons, l'organe de commande et d'analyse 9 peut, une fois le séchage achevé, établir avan- tageusement la valeur moyenne et l'écart type des teneurs en substance sèches de tous les échantillons et permettre de ce fait une confirmation statistique de la valeur mesurée. Il est judicieux que pour remplir toutes ces missions de commande, de mémorisation et de calcul l'organe de comman- de et d'analyse 9 soit un microprocesseur. La figure 4 représente en coupe une deuxième configura- tion comportant plateau tournant, potence, balance et chauf- fage par micro-ondes. A nouveau, le plateau tournant 21 peut être actionné par un moteur 23, sans qu'un mouvement verti- cal du plateau tournant 21 ne soit prévu. C'est une potence 24 qui est prévue pour soulever du plateau tournant 21 les coupelles d'échantillons 22. Cette potence 24 peut être sou- levee par un mécanisme élévateur, qui n'est indiqué que par la flèche double 26, le crochet 27 venant en prise dans 1' étrier 29 de la coupelle d'échantillon 22 et la soulevant.La potence 24 pivote ensuite de 180 sous l'action du moteur 25 puis s'abaisse à nouveau, la coupelle d'échantillons 22 étant déposée sur le plateau de charge 4 de la balance 5. La pesée terminée, le mouvement retour de la coupelle d'échantillon 22 sur le plateau tournant 21 s'effectue d'une manière cor- respondante. Le plateau tournant 21, la potence 24 et le pla- teau de charge 4 de la balance 5 se situent également ici dans la chambre de chauffage 7 d'un chauffage par micro-ondes 10. La commande s'effectue également de manière identique à celle de la première configuration au moyen d'un organe de commande et d'analyse 9. Cette deuxième configuration offre l'avantage que le plateau tournant 21 peut continuer à pivo- ter lors de la pesée par exemple, de sorte que l'on pallie encore mieux un éventuel manque d'homogénéité du champ des micro-ondes et que l'échauffement des échantillons est enco- re plus homogène. La figure 5 représente en coupe une troisième configu- ration comportant plateau tournant, pivot sur arc de cercle, balance et chauffage par micro-ondes. Le plateau tournant 31 présente dans cette configuration des fentes radiales 33 élargies sous forme circulaire à leurs extrémités 34, cons- tituant là un logement pour les coupelles d'échantillons 32. Un moteur 35 peut faire tourner le plateau tournant 31. L'on a prévu pour soulever les coupelles d'échantillons 32 un pivot sur arc de cercle constitué d'une plaque support 36, laquelle mobile est reliée par deux étais 37 aux points 38 fixes dans le chassis. Lors du pivotement des étais 37, la plaque sup- port 36 décrit un arc de cercle tout en conservant sa posi- tion horizontale. Ce pivot en arc de cercle peut enlever les coupelles d'échantillons 32 du plateau tournant 31 et les reposer sur le plateau de charge 40 de la balance 5, plateau de charge également pourvu d'une fente. L'entrainement de ce pivot en arc de cercle n'est figuré ici que par la flèche double 39 et est de la même façon commandé par un organe de commande et d'analyse 9. Cette troisième configuration pré- sente par rapport aux deux autres l'avantage de regrouper les mouvements de levage et de rotation en un seul mouvement de rotation. Dans ce qui précède, les mécanismes de levage et de ro- tation, la balance et le chauffage par micro-ondes ne sont que schématiquement représentés et décrits, dès lors que la construction et le fonctionnement de tous ces composants sont bien connus. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la détermination de substances sèches d'échantillons, comportant un chauffage par micro- ondes (10) et une balance (5), dont le plateau (4,40) se trouve à l'intérieur de la chambre de chauffage (7) du micro-ondes, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de celle- ci l'on trouve en outre un plateau tournant (1,21,31), le- quel peut recevoir plusieurs coupelles d'échantillons (2,22, 32) et en ce qu'il existe des moyens auxiliaires (11,24... 27,36....39) capables de prélever du plateau tournant (1,21, 31) respectivement l'une de ces coupelles d'échantillons (2,22,32) et de la déposer sur le plateau de la balance (4, ). 2. Dispositif pour la détermination de substance sèches selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires capables de prélever du plateau tournant (1) respectivement l'une des coupelles d'échantillons (2) et de la déposer sur le plateau de la balance (4) consistent en un mécanisme élévateur (11) du plateau tournant (1). 3. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires capables de prélever respectivement l'une des coupelles d'échantillons (22) du plateau tournant (21) et de la déposer sur le plateau de la balance (4) consistent en une potence (24), qui peut effectuer un mouvement tant ver- tical que pivotant. 4. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires capables de prélever respectivement l'une des coupelles d'échantillons (32) du plateau tournant (31) et de la déposer sur le plateau de la balance (40) consistent en un pivot sur arc de cercle (36....39). 5. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un organe de commande et d'analyse (9), qui comman- de le mouvement de rotation du plateau tournant (1,21,31)ain- si que les moyens auxiliaires (11,24....27,36....39), capa- bles de prélever respectivement l'une des coupelles d'échan- tillons (2,22,32) du plateau tournant (1,21,31) et de la déposer sur le plateau (4,40) de la balance et qui mémorise les valeurs en poids mesurées par la balance (5) et les af- fecte aux différents échantillons. 6. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de commande et d'analyse (9) règle la puissance du chauffage par micro-ondes (10) en fonction de l'allure des courbes de perte en poids. 7. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe de commande et d'analyse (9) détermine la fin du séchage à partir de l'allure des courbes de perte en poids. 8. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'organe de commande et d'analyse (9) détermine la valeur moyenne et l'écart type des teneurs en substances sèches de tous les échantillons du plateau tournant (1,21,31). 9. Dispositif pour la détermination de substances sèches selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'organe de commande et d'analyse (9) est constitué par un microprocesseur.