Brevet FR2733052A1 — publié le 19961018

L'invention concerne une cellule de mesure électrochimique servant à la détection de composants dans des milieux fluides, qui renferme, à l'intérieur d'un bottier, une électrode de mesure et une contre-électrode, qui sont toutes deux en liaison liquide avec un électrolyte, un côté du boîtier étant pourvu d'une membrane perméable aux gaz et ne laissant pas passer l'électrolyte, au moyen de laquelle les composants à détecter sont mis en contact de diffusion avec l'électrode de mesure, et l'autre côté du boîtier étant obturé par un couvercle de la cellule de mesure. Une cellule de mesure électrochimique de ce type est décrite dans le document DE-4335409. La cellule de mesure connue contient, à l'intérieur du boîtier, une électrode de mesure et une contre-électrode. Sur le côté du boîtier, dans l'ouverture frontale duquel se trouve la contreélectrode, se trouvent les fils de contact de la cellule de mesure qui sont habituellement montés, entre la paroi de bottier et le couvercle de la cellule de mesure, dans l'espace extérieur de la cellule de mesure et y sont reliés à une platine imprimée à préamplificateur, un dispositif de traitement du signal et d'autres composants électroniques, ainsi que, du côté de la sortie, avec un connecteur pour la transmission et l'évaluation des signaux de mesure. La contre-électrode et l'électrode de mesure sont en contact liquide avec un électrolyte (une solution) adapté en fonction du type de cellule de mesure et de l'utilisation, qui se trouve dans l'espace à électrolyte. Ces électrolytes, qui sont par exemple de l'acide phosphorique ou de l'acide sulfurique, présentent des caractéristiques plus ou moins caustiques et corrosives. Il est donc nécessaire de fermer hermétiquement l'espace à électrolyte car, si cela n'est pas le cas, une personne peut se faire mal en manipulant la cellule de mesure et les appareils de mesure et d'évaluation peuvent être endommagés. Dans l'art antérieur, l'espace à électrolyte est rendu étanche soit par des joints toriques, soit par collage et/ou soudage. Cependant, il s'est avéré que ces dispositions ne sont pas suffisantes, car l'électrolyte peut s'échapper au niveau du point de liaison entre la paroi de boîtier et le couvercle de la cellule de mesure, ou également au niveau des fils de contact, qui sont le plus souvent constitués en platine. Ces fuites surviennent en particulier en cas de grandes variations de température, car les matériaux à combiner (métaux précieux, matières synthétiques) présentent des coefficients de dilatation thermique très différents. La présente invention a pour but de perfectionner une cellule de mesure électrochimique de telle sorte que, tout en modifiant légèrement la construction du boîtier, il soit possible d'obtenir une fermeture hermétique, afin d'empêcher l'électrolyte de s'échapper. Ce but est atteint grâce au fait qu'est prévu un évidement s'étendant, parallèlement à la direction circonférentielle de la paroi de boîtier, entre le couvercle de la cellule de mesure et la paroi de boîtier, qui est rempli d'un matériau d'étanchéité résistant à l'électrolyte et à la chaleur. L'avantage apporté par l'invention réside dans le fait que des substances connues peuvent être employées comme matériau d'étanchéité, et que seules des modifications simples de la construction sont nécessaires. Comme matériau d'étanchéité, on utilise une résine, une graisse ou un adhésif silicone résistant aux produits chimiques. Comme matériau adapté, on peut citer, par exemple, les résines époxy sans durcisseur, les graisses pour vide poussé à base de silicone, ou les graisses pour vide poussé à base de polytétrafluoréthylène. Ces matériaux peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. Il s'est avéré particulièrement avantageux d'injecter le matériau d'étanchéité par une petite ouverture ménagée dans le couvercle ou le boîtier, dans l'évidement parallèle à la paroi de boîtier, et de le remplir avec. De plus, il est avantageux de faire passer les fils de contact à travers l'évidement, et de les noyer dans le matériau d'étanchéité. Un exemple d'exécution de l'invention va maintenant être expliqué plus en détail à l'aide de la figure schématique. La figure unique représente, de façon partielle, un côté du boîtier d'une cellule de mesure électrochimique, en coupe longitudinale, comportant un boîtier 1, cylindrique dans le cas présent, et qui est, ici, perméable aux gaz, mais qui ne laisse en aucun cas passer l'électrolyte. Un matériau adapté est, par exemple, le polytétrafluoréthylène (PTFE). Sur la partie représentée, on distingue la contre-électrode 2, qui est reliée, sur sa face inférieure, avec un fil de contact 4. Sous la contre-électrode 2 se trouvent l'espace à électrolyte, ainsi que les autres composants, non représentés, de la cellule de mesure électrochimique. L'évidement conformé en espace annulaire 6 en forme de rainure représente une partie essentielle de l'invention; dans le cas le plus simple, il est constitué par le fait que la paroi intérieure du boîtier 1 est raccourcie de la hauteur de l'espace annulaire 6, tandis que les dimensions des autres composants de la cellule de mesure restent les mêmes. Les fils de contact 4 de la cellule de mesure passent en diagonale à travers l'espace annulaire 6, à droite sur la figure, puis entre la paroi extérieure' du boîtier 1 et le couvercle 3 de la cellule de mesure, pour s'étendre, en direction de l'extérieur, sur une platine imprimée pourvue d'éléments d'amplification du signal et, le cas échéant, d'autres élements adaptés de traitement du signal, et, enfin, pourvue d'un connecteur 5 pour la transmission des signaux et leur évaluation ou affichage ultérieur. L'espace annulaire 6, dans le cas le plus simple, est rempli d'un matériau d'étanchéité adapté, introduit par au moins une ouverture 7, à l'issue du montage de la cellule de mesure. L'ouverture 7 peut être un perçage ménagé dans le couvercle 3 de la cellule de mesure. Le matériau d'étanchéité a pour mission d'empêcher les fuites de l'électrolyte, même en cas de fortes variations de température ou de montées de pression, et d'enrober de façon hermétique les fils de contact 4. Les résines, graisses ou adhésifs résistant aux produits chimiques se sont avérés être des matériaux adaptés. Dans l'exemple d'exécution, on a utilisé des résines époxy sans durcisseur. Les graisses pour vide poussé à base de silicone, ainsi que les adhésifs silicone sont également des matériaux d'étanchéité adaptés. Revendications 1. Cellule de mesure électrochimique servant à la détection de composants dans des milieux fluides, qui renferme, à l'intérieur d'un boîtier (1), une électrode de mesure et une contre-électrode (2), qui sont en liaison liquide avec un électrolyte, un côté du boîtier (1) étant pourvu d'une membrane perméable aux gaz et ne laissant pas passer l'électrolyte, au moyen de laquelle les composants à détecter sont mis en contact de diffusion avec l'électrode de mesure, et l'autre côté du boîtier étant obturé par un couvercle (3) de la cellule de mesure, caractérisée en ce qu'est prévu un évidement (6) s'étendant, parallèlement à la direction circonférentielle du boîtier (1), entre le couvercle (3) de la cellule de mesure et le boîtier (1), qui est rempli d'un matériau d'étanchéité résistant à l'électrolyte et à la chaleur. 2. Cellule de mesure électrochimique selon la revendication 1, caractérisée en ce que des fils de contact (4) sont introduits à travers l'évidement (6) rempli de matériau d'étanchéité. 3. Cellule de mesure électrochimique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau d'étanchéité est une résine époxy sans durcisseur et/ou une graisse pour vide poussé à base de silicone et/ou à base de polytétrafluoréthylène et/ou un adhésif silicone. 4. Cellule de mesure électrochimique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, pour le remplissage de l'évidement (6) avec du matériau d'étanchéité, au moins une ouverture (7) assure le passage, à travers le couvercle (3) de la cellule de mesure et/ou le boîtier (1), dans l'évidement (6). 5. Cellule de mesure électrochimique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les fils de contact (4) s'étendent en oblique de l'intérieur vers l'extérieur, à travers l'évidement (6), et sont noyés dans le matériau d'étanchéité.