Brevet FR2660873A1 — publié le 19911018

La présente invention concerne un vaporisateur pouvant être utilisé avec un équipement de contrôle de vapeur. Un équipement de contrôle de vapeur, qui peut être portable ou statique, peut être utilisé pour indiquer la présence de vapeurs à rechercher dans l'at- mosphère et il permet également de mesurer la concentra- tion de vapeurs dont la présence est indiquée. L'utilité d'un tel équipement est souvent limitée par une incapacité de détection, à de basses températures, de la présence d'une matière à rechercher sous une forme liquide ou solide, cette matière pouvant, à des températures supérieures, produire une vapeur dans une concentration détectable Egalement l'utilité de l'équipement serait étendue s'il était capable de détecter les vapeurs de matières à rechercher, sous une forme liquide ou solide, ces matières n'étant pas productrices de vapeurs à des températures ambiantes normalement rencontrées. Un objet de la présente invention est de créer un procédé et un appareil permettant correctement la collecte et la vaporisation d'échantillons de telles matières à rechercher. Conformément à la présente invention, un vaporisateur utilisable avec un équipement de contrôle de vapeur comprend un moyen pour collecter et retenir un échantillon d'une matière solide ou liquide à recher- cher, un moyen pour vaporiser l'échantillon et un moyen pour transférer la ou les vapeurs résultantes dans l'équipement de contrôle de vapeur. En conséquence, une matière solide ou liquide, qui pourrait nécessiter autrement une analyse plus compliquée pour son identification et/ou pour la déter- mination de sa concentration ou de sa composition, peut être analysée relativement simplement en utilisant un équipement de contrôle de vapeur conventionnel. De préférence, le moyen pour collecter et retenir l'échantillon comprend un élément absorbant qui, en service, est amené au contact de l'échantillon et est retenu sur celui-ci et/ou absorbé par celui-ci. L'élément absorbant peut être mouillé avant d'être amené en contact avec l'échantillon, en particulier si un échantillon solide doit être collecté La collecte d'échantillons constitue par conséquent une opération très simple et l'élément absorbant peut être jetable de telle sorte qu'il puisse être simplement jeté après une opération et remplacé par un nouvel élément L'élé- ment absorbant est de préférence formé d'une matière du genre tissu. L'échantillon, une fois collecté, peut être vaporisé au moyen d'un élément chauffant électrique qui peut chauffer l'échantillon directement et/ou qui peut chauffer l'élément absorbant de telle sorte que l'échantillon retenu sur lui ou dans lui soit vaporisé. Le vaporisateur comprend de préférence un corps creux à travers au moins une partie de ses parois, de la vapeur peut passer pour pénétrer dans un volume intérieur du corps, le corps pouvant être relié à un équipement de contrôle de vapeur de telle sorte que le volume intérieur communique avec une entrée de vapeur de l'équipement de contrôle de vapeur Des moyens sont alors prévus pour canaliser l'échantillon vaporisé directement jusqu'à l'équipement de contrôle de vapeur. L'élément chauffant est de préférence enroulé autour de l'extérieur du corps, qui peut être au moins partiellement recouvert par l'élément absorbant. Conformément à un second aspect de la présente invention, celle-ci concerne un procédé pour identifier ou mesurer une matière à rechercher dans un échantillon de matière solide ou liquide, ce procédé consistant à collecter et retenir l'échantillon, à vaporiser l'échan- tillon et à transférer la vapeur résultante dans un équipement de contrôle de vapeur en vue d'une identifica- tion ou d'une mesure. Selon d'autres particularités du vaporisateur conforme à l'invention: la matière du genre tissu comprend un feutre de poly- ester. L'élément chauffant électrique est recouvert de poly- tetrafluoréthylène (PTFE). Le corps du moyen de canalisation de la vapeur résultan- te est creux et est formé de polytetrafluoréthylène. Ce corps comprend un support ayant dans l'ensemble une forme conique. Le volume intérieur du corps comporte un trou qui s'étend dans la direction longitudinale du support. Les parois du support comprennent des perforations permettant à la vapeur de passer à travers les parois. L'élément chauffant électrique passe à travers au moins certaines des perforations précitées. L'élément absorbant recouvre l'élément chauffant. Le moyen pour collecter et retenir l'échantillon comprend un moyen collecteur de précipitation pour collecter les échantillons en précipitation. Le moyen collecteur de précipitation comprend une surface plane. Le moyen pour collecter et retenir l'échantillon comprend un moyen pour effectuer l'abrasion d'une surface afin d'enlever des traces de l'échantillon. Lorsque le vaporisateur se présente sous la forme d'une sonde mobile, le moyen de canalisation de la vapeur comprend un conduit flexible. Il est prévu un moyen pour chauffer le conduit flexible. Selon d'autres particularités du procédé conforme à l'invention: l'échantillon est collecté et retenu sur un élément absorbant. L'échantillon est collecté et retenu par frottement de l'élément absorbant sur une surface. L'échantillon est collecté et retenu en frottant l'élément absorbant sur une surface afin d'enlever de cette surface des traces de l'échantillon. Le procédé comprend une étape consistant à humidifier l'élément absorbant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un vaporisateur conforme à l'invention, cette figure mon- trant également l'entrée d'un équipement de contrôle de vapeur; la figure 2 est une représentation schématique du vapori- sateur de la figure 1, avec un équipement de contrôle de vapeur associé, et la figure 3 est une vue en perspective du vaporisateur de la figure 1 en combinaison avec un appareil portatif de contrôle de vapeur. En référence à la figure 1, un vaporisateur 8 conforme à cette réalisation comprend un bloc 10 de polytetrafluoréthylène (PTFE) formant le corps princi- pal et monté à l'intérieur d'un carter 12 qui contient également des éléments assurant la liaison avec une entrée 14 d'un appareil de contrôle de vapeur associé ( non représenté). Un élément de support 16, de forme conique et partiellement perforé, est monté étroitement sur le bloc 10 en étant retenu par des vis 18, 18 ' L'élément de support 16 porte un enroulement chauffant 20, dont une partie seulement est représentée, cet enroulement étant formé d'un fil métallique 22 isolé par du poly- tetrafluoréthylène et qui est tissé de façon lâche à travers certaines des perforations 23 de l'élément 16. L'élément de support 16 porte un couvercle démontable 24, qui recouvre étroitement et s'adapte à la forme de la surface extérieure de l'élément 16 et de l'enroulement 20, en s'étendant sur une partie avant 28 du carter 12 Le couvercle 24 est retenu sur le support 16 et le carter 12 au moyen d'une gaine qui est emmanchée sur le carter 12. Les extrémités 32, 32 ' de l'enroulement 20 passent le long d'un canal 34 prévu dans le bloc 10 et à travers le couvercle 12 pour pénétrer dans un manchon 36 en vue d'une liaison avec une source de courant électrique. Le bloc 10 est pourvu d'un conduit central 38 débouchant dans une chambre 40 qui reçoit une buse 42 du conduit 14 d'entrée de contrôle de vapeur La buse 42 est appliquée contre un anneau d'étanchéité 44 disposé dans une bague 46 et il est prévu une bague de positionnement 48, qui fait partie de l'élément 49 engagé dans le carter 12, cette bague 48 comportant des moyens ( non représentés) pour positionner et bloquer le vaporisateur 8 sur l'appareil de contrôle de vapeur La bague 46, la bague 48 et le carter 12 sont pourvus de passages de communication 54, 56, 58. La figure 2 montre la relation existante entre le vaporisateur 8 et un appareil de contrôle de vapeur 60 associé, qui est relié au vaporisateur par le conduit d'entrée 14. L'appareil de contrôle de vapeur 60 comporte un indicateur 62 servant à indiquer la présence et/ou la concentration d'une vapeur à rechercher, qui est canalisée par l'intermédiaire du conduit 14. L'enroulement chauffant 20 du vaporisateur 8 est relié à une source de courant 64 par l'intermédiai- re de conducteurs 32, 32 ' et d'un interrupteur électrique 66, qui est commandé électroniquement par l'intermédiaire d'un conducteur 70 à partir de circuits de temporisation qui sont logés dans un appareil de commande 68 d'un groupe d'alimentation 69. En service, le vaporisateur décrit en relation avec la figure 1 est monté directement sur le conduit d'entrée 14 d'un appareil de contrôle de vapeur portatif, comme l'appareil de contrôle de vapeur portatif CAM ( marque déposée), fabriqué par Graseby Ionics Limited, représenté en 80 sur la figure 3 La source d'alimenta- tion en courant 64 est logée dans un boîtier auxiliaire 82 en dessous de l'appareil et elle est reliée par l'intermédiaire d'un interrupteur et de circuits de temporisation logés dans le boîtier, ainsi que d'un câble 84, avec l'enroulement chauffant 20. Pour examiner une zone en vue de la détection de la présence d'une matière à rechercher, le vaporisa- teur 8 est frotté sur des surfaces et/ou inséré dans des crevasses qui pourraient supporter ou contenir des traces de la matière. De la matière liquide présente est prise et retenue par le couvercle absorbant 24 Si la matière se présente sous une forme solide ou sous une forme de particules, le couvercle devrait être humidifié avant utilisation L'eau constitue un agent d'humidifi- cation approprié pour le couvercle 24 lorsqu'il est utilisé pour collecter les échantillons de matières sous forme solide ou de particules. Après prélèvement d'échantillons, l'enroulement chauffant 20 est excité, soit d'une manière continue soit d'une manière pulsée, en produisant la vaporisation d'un échantillon retenu sur le couvercle 24. L'appareil de contrôle de vapeur 80 opère par aspiration d'un écoulement d'air à travers le couver- cle 24, les perforations 23 prévues dans le support 16, le canal 38, la buse 42 et le conduit 14, en entrai- nant ainsi des vapeurs dégagées par l'action de chauffa- ge de l'enroulement 20 à partir de la matière de l'échan- tillon retenu par le couvercle jetable 24 Un écoulement d'air en sens inverse provenant de l'appareil de contro- le de vapeur 80 retourne le long du canal formé par les passages 54, 56 et 58 et est déchargé dans l'atmosphè- re Dans le vaporisateur décrit, le couvercle jetable 24 est formé d'un feutre de polyester lavé, de 1,75 mm d'épaisseur, conforme aux normes britanniques 3321 et 4060, comme celui du Type N O T 1 OT proposé par Webron Products Limited. L'enroulement chauffant 20 est formé par un enroulement de 630 mm d'un fil métallique inoxydable de 1/0,2 mm, Type A, recouvert de polytetrafluoréthylène (PTFE), il a une résistance totale de 10,3 ohms et est alimenté par une batterie d'une tension nominale de 12 volts On a trouvé qu'avec un tel enroulement, une impulsion de courant d'une durée de 15 secondes augmente la température de l'enroulement 20 jusqu'à degrés C, suffisante pour vaporiser la plupart des matières à rechercher. Il est important que des traces des matières échantillonnées ne soient pas transférées, après une opération du vaporisateur, dans l'opération suivante puisque, étant donné la sensibilité de l'équipement de contrôle de vapeur et les faibles quantités de matière pouvant être rencontrées, il pourrait autrement en résulter des indications erronées Pour cette raison, les composants principaux du vaporisateur 8 sont consti- tués de polytetrafluoréthylène (PTFE) et le couvercle 24 constitue un composant jetable L'enroulement 20 est recouvert de polytetrafluoréthylène (PTFE), qui peut résister à la température de fonctionnement et qui produit une action d'auto-nettoyage à cette tempéra- ture. La forme du vaporisateur décrit permet d'effec- tuer une prise d'échantillons en frottant ou en creusant une surface susceptible de supporter une matière à rechercher, mais d'autres configurations sont envisagées. Par exemple, le vaporisateur peut être pourvu d'une surface plane en vue d'une utilisation dans une installa- tion statique de manière à prélever périodiquement des échantillons d'une matière précipitée, ou bien le couvercle 24 peut comporter un abrasif en vue d'effec- tuer l'abrasion d'une surface afin d'exposer des traces de matière retenue. Le vaporisateur peut être utilisé avec un équipement de contrôle de vapeur statique, tout en pouvant encore être employé comme une sonde mobile par utilisation d'un conduit flexible assurant sa liaison avec l'équipement de contrôle Dans une telle applica- tion, il peut être nécessaire de chauffer le conduit flexible afin d'empêcher une condensation sur la paroi du conduit de vapeurs dégagées par l'action de chauffage de l'enroulement 20 Un tel agencement permet d'utiliser un équipement statique d'une plus grande sensibilité que celle de la plupart des équipements portatifs. Le vaporisateur conforme à l'invention n'est pas limité à une utilisation avec un type particulier d'équipement de contrôle de vapeur et il est possible, par exemple, de l'employer avec des spectromètres à mobilité d'ions, des spectromètres de masse ou des chromatographes gazeux, tous ces appareils pouvant être soit statiques, soit portatifs. REVENDICATIONS 1 Vaporisateur utilisable avec un équipement de contrôle de vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 24) pour collecter et retenir un échantillon d'une matière solide ou d'une matière liquide à recher- cher, un moyen ( 20) pour vaporiser l'échantillon et des moyens ( 10, 23, 38, 42) pour canaliser la vapeur résultante jusqu'à l'équipement ( 80) de contrôle de vapeur. 2 Vaporisateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen pour collecter et retenir l'échan- tillon comprend un élément absorbant ( 24). 3 Vaporisateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément absorbant ( 24) est remplaçable. 4 Vaporisateur selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément absorbant ( 24) est formé d'une matière du genre tissu. Vaporisateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la matière du genre tissu comprend un feutre de polyester. 6 Vaporisateur selon une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de vapori- sation de l'échantillon comprend un élément chauffant électrique ( 20). 7 Vaporisateur selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'élément chauffant électrique ( 20) est recouvert de polytetrafluoréthylène (PTFE). 8 Vaporisateur selon une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens pour canali- ser la vapeur résultante comprennent un corps creux ( 10) comportant des parois à travers lesquelles de la vapeur peut parvenir dans un volume intérieur du corps, ledit corps ( 10) pouvant être relié à un équipement ( 80) de contrôle de vapeur de telle sorte que ledit volume intérieur communique avec une entrée de vapeur ( 14) de l'équipement ( 80) de contrôle de vapeur. 9 Vaporisateur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le corps ( 10) est formé de polytetra- fluoréthylène (PTFE). Vaporisateur selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le corps ( 10) comprend un support ( 16) ayant dans l'ensemble une forme de cône. 11 Vaporisateur selon la revendication 10, carac- térisé en ce que ledit volume intérieur comprend un passage qui s'étend longitudinalement dans le support ( 16). 12 Vaporisateur selon une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les parois du support ( 16) comportent des perforations ( 23) permettant le passage de vapeur à travers les parois. 13 Vaporisateur selon une des revendications 6 ou 7 et 12, caractérisé en ce que l'élément chauffant électrique ( 20) passe à travers au moins certaines des perforations ( 23). 14 Vaporisateur selon une quelconque des revendi- cations 6 ou 7 et 8 à 13, caractérisé en ce que l'élément chauffant ( 20) est enroulé autour de l'extérieur du corps ( 10). Vaporisateur selon une quelconque des revendi- cations 2 à 5 et 14, caractérisé en ce que l'élément absorbant ( 24) recouvre l'élément chauffant ( 20). 16 Vaporisateur selon une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen pour collecter et retenir l'échantillon comprend un moyen collecteur de précipitation pour collecter des échantil- lons en précipitation. 17 Vaporisateur selon la revendication 16, carac- térisé en ce que le moyen collecteur de précipitation il comprend une surface plane. 18 Vaporisateur selon une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen pour collecter et retenir l'échantillon comprend un moyen pour effectuer l'abrasion d'une surface afin d'enlever des traces de l'échantillon. 19 Vaporisateur selon une quelconque des reven- dications 1 à 18, se présentant sous la forme d'une sonde mobile, caractérisé en ce que les moyens de cana- lisation de la vapeur comprennent un conduit flexible. Vaporisateur selon la revendication 19, carac- térisé en ce qu'il est prévu un moyen pour chauffer le conduit flexible. 21 Procédé pour identifier ou mesurer une matière à rechercher dans un échantillon de matière solide ou liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à collecter et retenir l'échantillon, vaporiser l'échantillon et faire parvenir la vapeur résultante dans un équipement de contrÈ le de vapeur en vue d'une identification ou d'une mesure. 22 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à collecter et retenir l'échantillon sur un élément absorbant. 23 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'échantillon est collecté et retenu par frottement de l'élément absorbant sur une surface. 24 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'échantillon est collecté et retenu par frottement de l'élément absorbant sur une surface pour enlever les traces de l'échantillon de la surface. Procédé selon une des revendications 22, 23 ou 24, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à humidifier l'élément absorbant.