Brevet FR2763680A1 — publié le 19981127

La présente invention concerne la détermination d'une quantité de fluide présente dans un contenant. Par "détermination", on entend la détection et/ou quantification du fluide présent dans le contenant. Plus particulièrement, l'invention a pour objet une détermination du fluide, de manière indépendante du contenant, c'est-à-dire en dehors de ce dernier. Par fluide, on entend tout corps, produit, compose ou composition, à l'état liquide, ou à l'état gazeux, par exemple un gaz lourd, notamment de densité supérieure & celle de l'air. Ce fluide est par nature apte à être séparé par décantation en une phase légère et une phase lourde, par exemple une phase liquide et une phase gazeuse pour un liquide. Conformément à la présente invention: - on dispose, de manière indépendante du contenant, d'une capacité de réception du fluide, par exemple d'une pipette, dont le volume interne est suffisant pour contenir la quantité de fluide présente dans le contenant, en déterminant dans ladite capacité un interface entre une phase lourde et une phase légère; cette capacité communique avec un premier orifice d'aspiration de la phase lourde et un deuxième orifice d'aspiration de la phase légère, les deux orifices étant par exemple opposés l'un à l'autre; - en immergeant le premier orifice dans le fluide du contenant, et en amenant la pression à l'intérieur de la capacité, par le deuxième orifice, à une valeur inférieure à la pression de l'atmosphère dans laquelle se trouve le contenant, on transfère le fluide de ce dernier dans la capacité; - après transfert du fluide, on capte ou détecte la pression de la phase légère dans cette capacité, laquelle est représentative de la quantité de fluide présente à l'origine dans le contenant. Grâce à l'invention, on peut donc déterminer la quantité de fluide présente dans le contenant, en dehors de ce dernier, c'est-à-dire sans recourir à des moyens de détection ou mesure associés au contenant, que ceux-ci soient présents dans le contenant ou à l'extérieur du contenant. La présente invention est maintenant décrite, et exemplifiée par rapport à la détermination d'un liquide, par référence au dessin annexé, dans lequel - les Figures 1 et 2 représentent de manière schématique les principes de détermination selon l'invention; la Figure 1 représente le contenant de réception dans lequel est contenue la quantité de liquide à déterminer, et la capacité de réception de ce liquide, au cours du transfert dudit liquide du contenant dans la capacité; la Figure 2 représente la seule capacité, après transfert du liquide dans cette dernière; - la Figure 3 représente une mise en oeuvre pratique des principes de l'invention, avec une pompe à membrane. Conformément aux Figures 1 et 2, un dispositif selon l'invention permet de déterminer une quantité de liquide 3, présente dans un contenant 1. Ce dispositif comprend - de manière indépendante du contenant 1, une capacité de réception 2 du liquide, en forme de pipette, dont le volume interne est suffisant pour contenir la quantité de liquide 3, en déterminant dans cette dernière un interface 4 entre une phase liquide 5 et une phase gazeuse 6 (conférer Fig 2); cette capacité communique avec un premier orifice 7 d'aspiration de la phase liquide et un deuxième orifice 8 d'aspiration de la phase gazeuse; le premier orifice 7 est de préférence un orifice capillaire, adapté dans un sens pour aspirer le liquide 3 sous l'effet de la dépression, et dans l'autre sens pour retenir le liquide, lui-même soumis à la dépression dont il sera question ci-après; - un moyen 9 de mise en dépression de l'intérieur de la capacité 2, par son deuxième orifice 8, par rapport à la pression de l'atmosphère dans laquelle se trouve le contenant 1, par exemple l'air ambiant sous pression atmosphérique; comme décrit ci-après, ce moyen 9 est une pompe à membrane communiquant de manière étanche avec le deuxième orifice 8, par un joint d'étanchéité 11; - et un capteur 10 de la pression de la phase gazeuse 6 dans la capacité 2, cette pression étant représentative de la quantité de liquide 3 dans le contenant 1. Préférentiellement, la capacité de réception 2, le moyen 9 de mise en dépression et le capteur 10 forment ensemble un seul et même appareil, pouvant être mis en oeuvre de manière manuelle, ou constituant un poste d'une machine automatique. Grâce au dispositif décrit précédemment, on peut déterminer la quantité de liquide 3, présente dans le contenant 1, de la manière suivante - au départ, le volume interne de la capacité de réception 2 se trouve à la pression atmosphérique; - on immerge le premier orifice 7, c'est-à-dire de type capillaire, dans le liquide 3 du contenant 1, et avec le moyen 9 de mise en dépression, on amène la pression à l'intérieur de la capacité 2, par le deuxième orifice 8, à une valeur inférieure à la pression atmosphérique, c'est & -dire à la pression de l'atmosphère dans laquelle se trouve le contenant 1; de cette manière, on transfère le liquide 3 du contenant 1 dans la capacité 2; - après transfert du liquide 3, et à l'écart du contenant 1, on capte ou détecte avec le capteur 10 la pression de la phase gazeuse 6 dans la capacité 2; cette pression est représentative de la quantité de liquide dans le contenant 1, puisqu'égale à la pression atmosphérique moins la hauteur de liquide dans la capacité 2, multipliée par le poids volumique spécifique du liquide. Conformément à la Figure 3, le moyen 9 de mise en dépression est une pompe à membrane, constituée par l'assemblage des éléments suivants - un corps de pompe 12, fixe, déterminant un alésage interne 12a; - une membrane 17 serrée entre le corps 12 et une pièce de serrage 18 comportant un alésage interne 18a coaxial avec l'alésage 12a; - un élément de fermeture 13, opposé à l'élément de serrage 18, en appui étanche contre le corps 12 par un joint d'étanchéité 22; - une tige axiale 15, emmanchée sur l'élément de fermeture 13, pénétrant à l'intérieur de l'alésage 12a du corps 12, comportant elle-même un perçage axial 15a de part en part; l'extrémité 15b de cette tige axiale 15, opposée à l'élément de serrage 18, émerge de l'élément de fermeture 13; - un piston 16, adapté à l'alésage 12a, rappelé vers la membrane 17 par un ressort hélicoïdal 23, dont l'extrémité fixe est en appui contre l'élément de fermeture 13; - de l'autre côté de la membrane 17, un noyau 19 adapté à l'alésage 18a; - et un moyen de commande 20, du type levier, en appui contre le noyau 19, par l'intermédiaire d'une bille 21. C'est le déplacement du noyau 19 et du piston 16, commandé par le levier 20 à l'encontre du moyen de rappel 23, qui provoque l'expulsion de l'air contenu dans la chambre déterminée notamment par l'alésage 12a; puis le rappel du piston 16 et du noyau 20, dans la position représentée à la Figure 3, génère une aspiration ou mise en dépression à l'extrémité 15b de la tige axiale 15. Une plaque 14, amovible par rapport à la pompe décrite précédemment, comporte un logement 14a adapté à un joint d'étanchéité 11 avec le deuxième orifice 8 de la capacité 2 en forme de pipette tronconique, laquelle comporte un premier orifice 7, de type capillaire, opposé à l'orifice 8. L'appui étanche des lèvres du deuxième orifice 8 contre le joint d'étanchéité 11, et le maintien de la capacité 2 dans cette position, sont obtenus par des moyens indépendants non représentés à la Figure 3. Comme montré à la Figure 3, le capteur de pression 10 communique avec la phase gazeuse de la capacité 2, au travers du joint 11. Alternativement, le capteur de pression 10' communique directement avec la chambre de la pompe à membrane 9 décrite précédemment, constituée principalement par l'alésage 12a. Bien entendu, la mesure de volume est dépendante du poids volumique spécifique du liquide, dont on tient compte si nécessaire, pour la précision souhaitée. La présente invention peut être appliquée dans différents domaines, par exemple au rang desquels - le pipetage ou prélèvement d'une quantité de liquide; - et le contrôle de la présence d'une quantité de liquide dans un contenant, au cours d'un processus d'analyse, notamment accompli par voie automatique. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour déterminer une quantité de fluide (3), présente dans un contenant (4), caractérisé en ce que: - on dispose, de manière indépendante du contenant, d'une capacité de réception (2) dudit fluide, dont le volume interne est suffisant pour contenir ladite quantité de fluide (3), en déterminant dans cette dernière un interface (4) entre une phase lourde (5) et une phase légère (6), ladite capacité communiquant avec un premier orifice (7) d'aspiration de la phase lourde et un deuxième orifice (8) d'aspiration de la phase légère - en immergeant le premier orifice (7) dans le fluide (3) du contenant (1), et en amenant la pression à l'intérieur de la capacité (2), par le deuxième orifice (8), à une valeur inférieure à la pression de l'atmosphère dans laquelle se trouve ledit contenant, on transfère le fluide de ce dernier (1) dans ladite capacité (2) - après transfert dudit fluide, on capte (en 10) la pression de la phase légère (6) dans ladite capacité, représentative de la quantité de fluide (3) dans ledit contenant (1). 2/ Dispositif pour déterminer une quantité de fluide (3) présente dans un contenant (1), caractérisé en ce qu'il comprend - de manière indépendante du contenant (1), une capacité de réception (2) dudit fluide, dont le volume interne est suffisant pour contenir ladite quantité de fluide (3), en déterminant dans cette dernière un interface (4) entre une phase lourde (5) et une phase légère (6), ladite capacité communiquant avec un premier orifice (7) d'aspiration de la phase lourde et un deuxième orifice (8) d'aspiration de la phase légère - un moyen (9) de mise en dépression de l'intérieur de ladite capacité (2), par son deuxième orifice (8), par rapport à la pression de l'atmosphère dans laquelle se trouve ledit contenant - et un capteur (10) de la pression de la phase gazeuse (6) dans ladite capacité, représentative de la quantité de fluide (3) dans ledit contenant (1). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité (2) a la forme d'une pipette. 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier orifice (7) est un orifice capillaire, adapté dans un sens pour aspirer le fluide (3) sous l'effet de la dépression, et dans l'autre sens pour retenir ledit fluide, soumis à ladite dépression. 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (9) de mise en dépression est une pompe à membrane. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur de pression (10') communique avec la chambre de la pompe à membrane. 7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second orifice (8) est en communication étanche avec l'aspiration de la pompe à membrane par un joint d'étanchéité (11), et le capteur de pression communique avec la phase légère de la capacité (2) au travers dudit joint (11).