Brevet FR2725184A1 — publié le 19960405

La présente invention concerne un conditionnement pour ruban de prélèvement d'échantillons de particules solides ou gazeuses, et un appareil apte à utiliser ledit conditionnement. Plus particulièrement, I'invention vise à perfectionner le dispositif, objet du brevet FR 2.646.507 dans les buts de réaliser: - un appareil permettant à la fois le captage de particules et l'enregistrement de paramètres physiques divers (par exemple température, hygrométrie, etc...) en vue d'une exploitation plus représentative des résultats, - un appareil compact d'emploi facile et autonome utilise seul ou intégré dans une chaîne de mesures ou un ensemble à mesurer, - un appareil permettant simultanément une surveillance en continu et temps réel du milieu étudié et un archivage des prélèvements et des paramètres en vue d'analyses ou études ultérieures, par exemple à des fins d'expertises, - un conditionnement de la bande collectrice permettant un usage spécifique et unique de ladite bande et un remplacement facile par un autre conditionnement vierge après usage, - un conditionnement étanche permettant une manipulation aisée et sans risque de contamination du ruban.collecteur au cours des opérations de pré et de post-échantillonnage, - un conditionnement, par destination, assimilé à un consommable. Aucun des dispositifs connus à ce jour, qu'ils utilisent des filtres montés sur des ensembles à barillet ou des films montés sur bobines ne présentent toutes les propriétés recherchées et énumérées ci-dessus. La présente invention atteint les buts fixés en proposant d'une part un dispositif de conditionnement se présentant sous la forme générale d'une cassette, de préférence en matière synthétique antistatique, permettant le conditionnement rationnel d'une bande collectrice constituée d'un support spécifique à chaque application et munie d'une partie longitudinale, continue ou discontinue, permettant l'enregistrement, par impression ou mémorisation magnétique, des paramètres physiques (date, heure, température, hygrométrie, etc...) dans le même temps que le prélèvement des échantillons de particules. D'autre part, l'invention concerne un appareil compact comportant les éléments techniques tels que source d'énergie, module de gestion et commande, élément moteur etc... et pouvant recevoir un conditionnement en forme de cassette du type décrit ci-dessus. Plus particulièrement, un mode de réalisation préféré de l'invention consiste: - d'une part en un conditionnement pour ruban de prélèvement de particules solides ou gazeuses, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une cassette avec un volume de préférence cylindrique dans lequel est placé un ruban collecteur vierge, un volume de préférence cylindrique pour l'enroulement du ruban au fur et à mesure de son utilisation, lesdits volumes étant reliés par une partie centrale plate comportant une pluralité de fenêtres. De préférence, la partie centrale comporte sur sa face externe au moins une fenêtre centrale pour le prélèvement, une fenêtre placée avant la fenêtre centrale dans le sens de défilement du ruban de manière à permettre une mesure de la qualité d'ongine du ruban, une fenêtre placée après la fenêtre centrale dans le sens de défilement du ruban de manière à permettre notamment une mesure quantitative et'ou qualitative ; et sur sa face interne au moins une fenêtre coincidant avec une partie latérale du ruban, - d'autre part en un appareil comportant une partie ouvrante permettant la mise en place d'un conditionnement du type cassette décrit ci-dessus avec deux surfaces comportant chacunes les mêmes fenêtres que la partie centrale de la cassette, fenêtres entourées chacunes d'un joint d'étanchéité, et avec un moyen d'aspiration et un conduit ou chambre d'aspiration placés derrière le ruban en regard de la fenêtre centrale servant au prélèvement. Selon l'application choisie, l'appareil peut être équlpé d'un ou de deux adaptateurs permettant d'intégrer l'appareil à une chaîne de mesure, un conduit gazeux, etc. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures suivantes: - la figure 1 représente en vue de face un dispositif de conditionnement de la bande selon l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale selon AA de la figure 1, - la figure 3 est une vue de face d'un appareil de prélèvement-enregistrement selon l'invention, utilisant le dispositif des figures 1 et 2, - la figure 4 est une coupe selon CC de la figure 3, - la figure 5 est un schéma fonctionnel non limitatif de l'appareil des figures 3 et 4, -la figure 6 représente une variante de réalisation de l'appareil de prélèvement. enregistrement, - la figure 7 est un détail de l'appareil de la figure 4 pour un mode de fonctionnement particulier. Le dispositif de conditionnement selon l'invention et représenté en figures I et 2, se présente avantageusement sous la forme d'une cassette (20), de préférence en matière synthétique antistatique, comprenant un volume de préférence cylindrique (1) dans lequel est logé un ruban collecteur vierge, une partie (2) plate et de faible épaisseur comprenant, de part et d'autre de la partie (2) une fenêtre (3) de mesure de la qualité d'origine du ruban, une fenêtre (4) de prélèvement, une fenêtre (5) de mesure quantitative et d'autres valeurs éventuelles des particules collectées ; sur l'arrière une fenêtre (6) d'impression des paramètres pllxsiques coïncidant avec unc parti c du ruban (S) destine à cct effet, enfin un volume de préférence cylindrique (7) muni d'un axe (10) relié à un moyen mécanique d'entraînement (16) permet l'enroulement du ruban (9) au cours de son utilisation. Les fenêtres (3,4,5) sont traversantes soit dans les parois avant et arrière de la partie (2) tandis que la fenêtre (6) est ménagée dans une seule des parois de préférence arrière de la partie (2). Ce dispositif ou conditionnement en cassette (20) est avantageux, car il permet toute utilisation et exploitation en temps réel, ainsi que le prélèvement aisé pour une analyse qualitative et quantitative plus élaborée en laboratoire, avec l'avantage de disposer des paramètres physiques simultanés (heures, dates etc. de l'enregistrement). Il est par ailleurs à noter que ce dispositif représente un intérêt économique en qualité de consommable. La cassette (20) est principalement destinée à équiper les dispositifs de prélèvements de particules solides ou gazeuses, séches ou humides, contenues dans une ambiance quelconque, elle est équipée d'un ruban ou film collecteur spécifique à chaque application. Les figures 3 et 4 représentent une forme préférée non limitative de réalisation de l'appareil de prélèvement-enregistrement (2 1), dans lequel est utilisé le dispositif (20) des figures 1 et 2. L'appareil (21) s'ouvre selon un plan d'ouverture (19) pour permettre l'introduction d'une cassette (20). La partie centrale (2) de ladite cassette est alors maintenue entre deux surfaces (25,26) présentant chacune les mêmes fenêtres (3,4,5,6) que la cassette, entourées de joints d'étanchéité (12). En outre l'appareil (21) comporte un moyen d'aspiration (15) disposé dans un conduit qu chambre d'aspiration (23) dont l'embouchure (24) est placée derrière le ruban (9) en regard de la fenêtre de prélèvement (4), un moyen (11) de mesure de dépression prévu dans le conduit ou chambre d'aspiration (23), des moyens d'analyse (13,13') disposés en regard des fenêtres (3,5) et un moyen d'impression automatique disposé en regard de la fenêtre (6). La partie du ruban échantillonneur passant derrière la fenêtre d'échantillonnage (et donc également devant la chambre de dépression) est maintenue à ce niveau par une grille support G pour éviter sa déformation au cours de l'échantillonnage, suite à la dépression créée dans le conduit ou chambre d'aspiration (23). Selon ce mode de réalisation préféré mais non limitatif représenté sur les figures 3 et 4, les moyens d'analyse (13,13') permettent d'analyser, par mesure différentielle, la quantité et/ou la qualité de particules collectées, tandis que le moyen (11) de mesure de la dépression permet le déplacement du ruban collecteur (9) selon un seuil de colmatage de référence ajustable, lequel moyen (11) est également utilisé pour déterminer et/ou ajuster la valeur quantitative de particules en fonction d'une nécessité éventuelle tenant compte de la qualité ou de la granulométrie des particules. Les moyens (13,13') sont composés d'une source émissive (E,E') de rayonnement préférentiellement logcc dais le couvercle (ou partie ouvrante) et d'un module récepteur (R,R') à l'intérieur du boîtier, le flux à l'émission traverse le ruban échantillonneur et est capté par l'élément récepteur. Selon un mode de réalisation préféré non limitatif, les moyens (13,13') sont des sources lumineuses permettant de mesurer la différence d'opacité du ruban. Le boîtier (21) comporte également une battene ou source d'énergie (17) quelconque (piles, battenes, secteur), un module électronique de gestion et commande 18) de l'appareil, un moteur (16) pour l'entraînement de l'axe de rotation (10). Selon une première vanante de réalisation représentée en figure 6, I'appareil de prélèvementenregistrement (21) comporte deux adaptateurs AM et AV, fixés respectivement sur la fenêtre de prélèvement (4) et sur la sortie du conduit d'aspiration (23), et permettant d'intégrer l'appareil (21) dans une installation par exemple dans une chaîne de mesures ou de le raccorder à une gaine de ventilation. Selon une autre variante, I'appareil (21) peut être équipé d'un seul adaptateur. Par exemple si on veut utiliser l'appareil pour un prélèvement gazeux sur une gaine, on utilisera uniquement l'adaptateur AM. Selon l'une ou l'autre des utilisations prévues, on peut prévoir un capteur de pression supplémentaire (11') situé dans l'adaptateur AM. La mesure différentielle de pression, en continu, entre les capteurs (11,11') durant l'échantillonnage permet de simplifier l'appareil en utilisant directement la mesure du colmatage du ruban échantillonneur sans avoir besoin d'un référentiel. Selon la figure 7 et quelle que soit la configuration de l'appareil, le moyen d'aspiration (15) crée une dépression dans le conduit d'aspiration (23) mesurée par le capteur (11) et les poussières sont collectées sur le ruban sur une zone (27). Selon la granulomètrie et/ou la composition des poussières le ruban échantillonneur poreux se colmate dans la zone (27) et la dépression dans le conduit (23) augmente. Cette nouvelle dépression correspond à un taux de colmatage du ruban, le seuil de colmatage ayant été préalablement défini (abaques, mesures expérimentales). Si cette nouvelle dépression est atteinte en un temps inférieur à un temps de référence prélablement défini on constate que les poussières collectées ont une importante granulomètrie et/ou qu'il y a une augmentation de la poussière dans le milieu étudié une alarme peut alors signaler le dépassement du seuil critique. Si cette nouvelle dépression est obtenue dans un temps supérieur au temps de référence, il y a fonctionnement normal avec avance de la bande, mesure de l'opacité, etc... comme décrit plus haut. Si cette nouvelle dépression n'est pas atteinte au bout du temps de référence, il y a déplacement de la bande pour une nouvelle phase d'échantillonnage (mesure de l'opacité, etc.) Selon le schéma fonctionnel non limitatif de la figure 5, le module (18) gère un, plusieurs ou la totalité des paramètres suivants dont la liste n'est pas limitative: a) paramètres de fonctionnement, b) entrée de seuils ou caractéristiques, c) signal du capteur de pression (11), d) opacité mesurée sur les fenêtres (3,5), e) autres mesures physiques, f) temporisation. et commande les dispositifs suivants: g) aspiration (15), h) moteur (16), i) impression (14), j) alarme (non représentée), k) transmission des données. Bien entendu la cassette (20) et l'appareil (21) décrit ci-dessus ne sont pas limitatifs de l'invention, on peut prévoir des variantes de réalisation concernant par exemple: - le nombre, les formes et dimensions, les emplacements et les fonctions des fenêtres selon des applications particulières, - I'emplacement de la partie (8) du ruban destinée à l'impression qui pourrait se situer par exemple sur l'avant du ruban, cette partie (8) pouvant être continue ou discontinue, - le mode d'enregistrement des paramètres physiques, en effet on peut remplacer le moyen d'impression (14) par exemple par un enregistrement magnétique. Les avantages de l'invention sont nombreux et sont notamment les suivants: - simplicité de mise en oeuvre et faible coût global d'exploitation pour ce type de surveillance et de prélèvement, - polyvalence et autonomie pour tous types de surveillance et prélèvement d'échantillons, solides ou gazeux, en suspension ou sédimentables dans un environnement quelconque. - fonctionnement de l'appareil selon des protocoles définis pour des applications: mesure du ruban échantillonneur et/ou des composés particulaires prélevés en continu et temps réel (ou différé) pour la surveillance du milieu, et possibilité de transmission des données, . sauve,oarde des échantillons, paramètres divers pour analyses en laboratoire et archivageihistorique, application sur site dans un environnement quelconque, à l'émission ou intégration dans une chaîne de mesures (ou à mesurer), - garantie de la représentabivité des échantillons prélevés et non contamination de ceux ci lors des manipulations de pré et post-échantillonnage, - corrélation des prélèvements avec divers autres paramètres physiques et/ou chimiques du milieu étudié à des fins de possibilité d'expertise, - manipulation aisée du ruban collecteur et simplification de sa mise en oeuvre dans un appareil destiné aux prélèvements et à la surveillance des composés particulaires d'un milieu à étudier (la cassette est un consommable, lorsque la bande est totalement utilisée, il suffit de changer de cassette), - cette idée de cassette peut très bien s'adapter pour être utilisée avec les moyens actuels d'échantillonnage, de surveillance, etc., de toutes substances physiques et/ou chimlques contenues dans un environnement à étudier. REVENDICATIONS 1. Conditionnement pour ruban de prélèvement de particules solides ou gazeuses, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une cassette (20) avec un volume (1) dans lequel est placé un ruban collecteur vierge, un volume i7) pour l'enroulement du ruban (9) au fur et à mesure de son utilisation, lesdits volumes étant reliés par une partie centrale (2) plate comportant une pluralité de fenêtres (3,4,5,6). 2. Conditionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie (2) comporte une fenêtre centrale (4) pour le prélèvement, une fenêtre (3) placée avant la fenêtre (4) dans le sens de défilement du ruban (9) de manière à permettre une mesure de la qualité d'ongine du ruban, une fenêtre (5) placée après la fenêtre (4) dans le sens de défilement du ruban de manière à permettre notamment une mesure des échantillons prélevés. 3. Conditionnement selon l'une des revendication 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte une fenêtre (6) coïncidant avec une partie d'enregistrement (8) du ruban. 4. Appareil de prélèvement et d'enregistrement de particules solides ou gazeuses, caractérisé en ce qu'il comporte une partie ouvrante permettant la mise en place d'un conditionnement du type cassette selon l'une des revendications I à 3, et en ce qu'il comporte deux surfaces (25,26) comportant chacunes les mêmes fenêtres que la partie centrale (2) de la cassette, fenêtres entourées chacunes d'un joint d'étanchéité (12), en ce qu'il comporte un conduit d'aspiration (23) avec un moyen d'aspiration (15) et une embouchure (24) placée derrière le ruban (9) en regard de la fenêtre servant au prélèvement. 5. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'analyse différentielle 13,13') permettant une mesure des particules collectées. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (13,13') sont des sources de rayonnement permettant de mesurer la différence d'opacité du ruban. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendication 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'enregistrement choisi dans l'ensemble (moyen d'impression-enregistrement magnétique). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source d'énergie (1 7), (piles ou battenes) ou une source d'alimentation extérieure (secteur) un module électronique de gestion et commande (18). un moteur (16) permettant le défilement de la bande collectrice. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendicatlons 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un adaptateur (AV, AM). 10. Appareil selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur (11') situé sur l'adaptateur AM.