Brevet FR2686698A1 — publié le 19930730

DescriDtion Titre : Dispositif électronique pour effectuer des analyses de matériaux gazeux, liquides ou solides. La présente description concerne un dispositif électronique destine å l'analyse de matériaux aussi divers qu'un gaz, un liquide ou un solide, de manière qualitative ou quantitative. Traditionnellement l'analyse est faite a partir d'un relevé spectral de transmission d'une lumiere connue a travers le materiaux å analyser. L'analyse effectuée å l'aide de l'invention repose sur le principe de la comparaison d'une signature elec- tronique du materiaux analysé avec des données préala- blement établies. Le dispositif realise å la fois le relevé de cette signature électronique et l'analyse proprement dite par comparaison. L'invention consiste a effectuer le relevé de la signature electronique å l'aide d'un dispositif entièrement électronique, dont la sonde est constituée par deux électrodes faisant fonction de capteurs entre lesquelles ou autour desquelles est placé le matériaux. L'injection d'un signal connu entre les électrodes permet a la manière d'un analyseur d'impédance, de relever une fonction de transfert de l'ensemble électrode/matériaux. La courbe obtenue dans un plan Oxy est alors représentative de la constitution du materiaux. Il s'agit de la signature électronique. Les conditions de mesures pour determiner la signature électronique d'un matériaux sont très importantes et sont identiques ss celles utilises pour établir les données de comparaison. La comparaison consiste a trouver dans une banque de données la courbe la plus proche de la signature electronique obtenue pour déterminer avec la prGcision de la banque de donnees la composition globale du matériaux. La figure 1 représente un exemple de courbe ou signature électronique (f) dans le plan Oxy, caracterisant un matériaux. La figure 2 représente le synoptique du dispositif selon l'invention. Selon les modes particuliers de réalisation - Les électrodes de la sonde (3) peuvent entre réalisées dans des matériaux en fonction du type de ceux å analyser (2). Par exemple l'analyse de l'air peut etre faite avec des électrodes métalliques. - Un circuit d'adaptation (4) est adjoint a la sonde pour adapter les niveaux mesures et augmenter la précision des résultats. - L'injecteur de signal (5) peut etre réalisé a base de transistors, d'amplificateurs operationnels, de circuits intégrés et de composants passifs dont les domaines de fonctionnement correspondent a ceux du générateur de signal et de la sonde. Sa fonction est de stimuler l'ensemble sonde/matériaux. - Le générateur de signal (6) est un oscillateur qui peut etre réalisé pour générer un seul signal très spécifique a un type de matériaux a analyser. Dans certaines applications plusieurs types de signaux peuvent être injectes successivement en caracterisant l'amplitude, la forme, la frequence, la puissance, la composition spectrale, la durée d'injection, la fréquence de répétition de l'injection. - L'analyseur XY (7) permet d'échantillonner la fonction de transfert (ou la signature électronique) pour la rendre exploitable par le comparateur. Il comporte un convertisseur analogique-numOrique et de la logique de synchronisation avec le générateur de signal. Les grandeurs analyses pour déterminer la signature électronique dépendent du matériaux, ce peut etre un relevé courant/tension ou impédance/fréquence. - Le comparateur et le sequenceur (8) sont realises soit a partir d'un microprocesseur ou microcontro leur, soit a partir d'un systeme informatique. La logique est donc développée sous la forme de logiciel. Cette fonction est le coeur du dispositif et elle contrôle les fonctions suivantes * le générateur de signaux * l'injecteur de signaux * l'analyseur XY * la banque de données de comparaison * l'affichage du résultat Il peut entre envisagé de réaliser la fonction comparateur/séquenceur en logique ciblée 9 l'aide de composants programmés. - La banque de données de comparaison (9) est une mémoire qui contient des informations préalablement établies. Elles peuvent se présenter sous la forme de me- moire morte (ROM) ou de disque dur ou souple suivant le système séquenceur utilisé. - L'affichage du résultat de l'analyse (10) peut prendre plusieurs formes en fonction de l'application de l'appareil développe : affichage simple pour analyse qualitative, ou plus complexe pour l'analyse quantitative. Le dispositif selon l'invention est particuliere- ment destiner au contrôle de la pollution de l'air et de 1 'eau. Revendications 1) Dispositif pour effectuer des analyses de mate- riaux par un procède électronique, caractérisé en ce qu'il comporte - une sonde composée de deux électrodes (3) entre lesquelles ou autour desquelles est placé le materiaux a analyser - un adaptateur de sonde (4) permettant d'adapter les niveaux recueillis - un injecteur de signal (5) permettant de stimuler l'ensemble sonde/matériaux - un générateur de signal (6) pour générer le signal 9 injecter - un ensemble analyseur XY (7) assurant le relevé de la signature électronique caractéristique du mafériaux - une mémoire (9) contenant un ensemble de relevés types, constuant la banque de donnée, et préalablement établie du matériaux analysé - un comparateur/séquenceur (8) permettant de comparer le relevé avec la banque de données contenue dans la mémoire (9) - un afficheur (10) permettant a l'utilisateur de visualiser le resultat. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la sonde assure l'injection d'un signal et la mesure de la réponse a ce signal. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le relevé de la fonction de transfert caractéristique du matériaux est comparée a d'autres du même type stockées préalablement dans une mémoire 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la signature électronique est convertie en donnés numériques