Brevet FR2695728A1 — publié le 19940318

DISPOSITIF A ADSORPTION/DESORPTION POUR LA PROTECTION DES DETECTEURS DE GAZ CONTRE LES GAZ POUVANT INTERFÉRER La presente invention a pour objet un dispositif à adsorption/désorption pour la protection des détecteurs de gaz contre les gaz pouvant interférer. Ce dispositif, utilisable sur plusieurs types de détecteurs, toximètres ou explosimètres, est particulièrement bien adapté à la détection du gaz naturel en milieu domestique. La sélectivité est un paramètre important d'un détecteur de gaz puisqu'elle agit directement sur sa fiabilité. Les alarmes doivent etre déclenchées par le gaz à detecter et non par d'autres gaz pouvant être presents dans l'environnement à surveiller. De nombreux détecteurs, en raison de leur principe de fonctionnement, sont sensibles à une famille de gaz possédant des propriétés voisines. D'autres gaz très différents peuvent interférer comme la vapeur d'eau de l'air ambiant. La solution normalement utilisée pour rendre un detecteur selectif consiste à employer des filtres chimiques spécifiques pour éliminer les gaz interférents. L' inconvénient majeur des filtres chimiques provient de leur faible durée de vie, en particulier lorsque les gaz interférents sont régulièrement presents. La réaction étant irréversible, le filtre chimique se sature et devient inoperant. Un remplacement périodique, dont la fréquence dépend de la concentration du gaz interférent et de la durée d'exposition, est donc impératif. Le dispositif suivant la présente invention supprime ces inconvénients tout en garantissant une amélioration significative de la sélectivité. Sa durée de vie est beaucoup plus importante et le phénomène de saturation peut s'inverser. Il est constitué d'un disque ou d'un cylindre d'éléments physico-chimiques dont la nature est déterminée en fonction du ou des gaz interférents, de préférence associé à un système de traitement de signal tenant compte des vitesses d'évolution des phénomènes, le disque étant utilisé pour les détecteurs d'ambiance à diffusion, le cylindre pour les détecteurs à échantillonnage. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 est une coupe axiale partielle d'une sonde d'ambiance équipée d'un filtre constitué d'éléments physico-chimiques, la figure 2 représente schématiquement un filtre classique à adsorption totale, et les figures 3 et 4 sont des courbes montrant, en fonction du temps, l'évolution de la concentration d'un gaz polluant à l'entrée et à la sortie du filtre selon l'invention, respectivement en cas d'augmentation et de diminution importante de la concentration amont. Le dispositif, figure 1, est constitué d'un disque adsorbant 1 fixé sur un élément porte-filtre 2 luimême vissé sur une sonde détectrice d'ambiance 3. L'effet recherché avec le composé physicochimique est une adsorption-désorption du gaz polluant 4 dans les conditions ambiantes normales, en ne faisant pas appel à des solvants, à un réchauffage ou un autre moyen pour forcer la phase de désorption. Les adsorbants sont souvent utilisés pour piéger certains polluants gazeux dans des conditions ambiantes normales, afin de les récupérer par la suite en prévoyant un état de désorption par chauffage par exemple Cette méthode permet d'évaluer des concentrations en polluant dans l'air. Dans ces conditions (figure 2) la concentration amont CO du polluant est intégralement adsorbée, la concentration aval C1 à la sortie du filtre devenant nulle. Le but du dispositif selon la présente invention n'est pas de piéger totalement un gaz polluant 4, mais de diminuer sa concentration C sans affecter la concentration du gaz à détecter 5. Cet effet est obtenu, pour certains gaz, avec des tamis moléculaires dont l'épaisseur est déterminée en fonction de la réduction de concentration souhaitée. Dans ces conditions, la concentration aval C1 à la sortie de l'élément adsorbant n'est plus nulle et a l'allure de la courbe de la figure 3 qui illustre l'évolution de la concentration C de gaz polluant en fonction du temps T, en amont et en aval du filtre adsorbant, dans le cas d'une augmentation importante de la concentration amont CO. L'adsorbant, à la manière d'un condensateur électrique agit comme un intégrateur provoquant un filtrage des variations de concentrations du gaz interférent 4. Cette intégration est particulièrement intéressante pour des détecteurs de gaz devant surveiller des évolutions rapides de concentrations s'échelonnant de quelques secondes à quelques minutes (fuite de gaz explosif). Une remise à zéro périodique sur le fond interférent est dans ce cas réalisable. De même, en cas de disparition brutale d'un gaz interférent sur lequel on avait fait le zéro, l'élément adsorbant agit comme un générateur de gaz interférent ou polluant (désorption) et diminue les variations apparentes (figure 4). Cet effet est particulièrement intéressant vis-à-vis de la vapeur d'eau de l'air dans les phases de calibration des détecteurs avec un gaz sec. L'association du filtre à un système de traitement de signal, tenant compte des vitesses d'évolution des phénomènes, améliore encore son efficacité. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le disque adsorbant 1 est interchangeable, celui-ci assurant par ailleurs la fonction de filtre poussière. L'adsorbant est un tamis moléculaire présentant des caractéristiques permettant une faible rétention du méthane et une bonne adsorption du butane. La sélectivité apparente du détecteur par rapport au butane est donc améliorée. Le disque adsorbant 1 peut, dans d'autres types de réalisation de grandes séries, être serti directement sur la sonde 3 ou détecteur. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 10. Dispositif à adsorption/désorption pour la protection des détecteurs de gaz contre les gaz pouvant interférer, destiné en particulier à la détection du gaz naturel en milieu domestique, mais pouvant être utilisé sur plusieurs types de détecteurs tels que toximètres ou explosimètres, caractérisé en ce qu'il comporte un élément adsorbant utilisé en intégrateur de gaz, constitué de composés physico-chimiques dont la nature est déterminée en fonction du ou des gaz polluants (4) (ou interférents). 20. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'élément adsorbant est un disque (1), et est placé devant une sonde d'ambiance (3) à diffusion. 30. Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que le disque (1) est interchangeable et monté sur un porte-filtre (2) lui-même vissé sur la sonde d'ambiance (3). 40. Dispositif selon les revendications 1 et 2, se caractérisant par le fait que le disque (1) est serti directement sur la sonde d'ambiance (3) ou le détecteur. 50. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'élément adsorbant est un cylindre et est utilisé pour un détecteur à échantillonnage. 60. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'élément adsorbant est constitué d'un tamis moléculaires dont l'épaisseur est déterminée en fonction de la réduction de concentration (C) souhaitée. 70. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'élément adsorbant est associé à un système de traitement de signal tenant compte des vitesses d'évolution des phénomènes.