Brevet FR2767723A1 — publié le 19990305

La présente invention concerne une unité de chauffage destinée a vaporiser un échantillon par chauffage. Plus précisément, elle concerne une unité de chauffage qui vaporise par chauffage un échantillon placé dans un réci- pient dont l'ouverture est fermée de façon étanche par une garniture de caoutchouc et évacue les éléments vaporisés vers l'extérieur du récipient avec un véhicule gazeux. L'invention est utile comme unité de chauffage utilisée avec un appareil de mesure d'humidité qui vaporise l'humi- dité d'un échantillon par chauffage, qui entraîne l'humidité par le véhicule gazeux et qui assure la collecte et la détection uniquement de l'humidité vaporisée pour déterminer la teneur en humidité de l'échantillon. Ce type d'unité de chauffage, dans la technique clas- sique, comporte une chambre destinée à contenir un échan- tillon et une chambre de chauffage comprenant un dispositif de chauffage de la chambre d'échantillon, un tube d'intro- duction d'un véhicule gazeux dans l'échantillon placé dans la chambre, un tube d'évacuation des éléments vaporisés du véhicule gazeux vers l'extérieur de la chambre d'échan- tillon, et un dispositif de fermeture hermétique de la chambre dans laquelle est placé l'échantillon. Avec une unité de chauffage de la technique connue, lorsqu'un échantillon, par exemple un liquide qui se vaporise facilement, est chauffé, il se vaporise avant d'être chauffé et pose un problème car, lorsque l'unité de chauffage est utilisée avec un appareil de mesure d'humi- dité, la mesure réalisée ne peut pas être précise. Un échantillon, par exemple d'un liquide qui se vaporise facilement, peut être placé dans un récipient fermé de façon étanche, mais un autre problème est posé par la transmission du véhicule gazeux à l'échantillon placé dans le récipient hermétique et par l'extraction des éléments vaporisés de manière satisfaisante. L'invention permet la solution simple de ces problèmes et concerne une unité de chauffage qui peut extraire faci- lement et exactement les éléments constituants vaporisés à partir de l'échantillon, par exemple un liquide qui se vaporise facilement. Selon l'invention, un échantillon, par exemple qui se vaporise facilement, est placé dans un récipient ayant une ouverture fermée de façon étanche par une garniture de caoutchouc, et le récipient est chargé dans un tube de chauffage 8 pour l'extraction des éléments constituants vaporisables. Le tube de chauffage 8 possède des tubes 12 d'introduction d'un véhicule gazeux ayant des aiguilles 14 munies de trous débouchants, un tube 13 d'évacuation de véhicule gazeux et des éléments constituants vaporisés ayant une aiguille qui a un trou débouchant, et un dispositif de chauffage. Les aiguilles sont destinées à percer la garniture de caoutchouc du récipient placé dans le tube de chauffage. Ainsi, l'invention concerne une unité de chauffage destinée à vaporiser un échantillon liquide qui se vaporise facilement, qui est telle que: elle forme une unité de chauffage qui, par chauffage, vaporise un échantillon placé dans un récipient dont une ouverture est fermée de façon étanche par une garniture de caoutchouc et évacue les éléments constituants vaporisés vers l'extérieur du récipient avec un véhicule gazeux, une chambre est destinée à loger le récipient et comporte un tube de chauffage muni d'un dispositif de chauf- fage destiné à chauffer l'intérieur de la chambre, des tubes d'introduction sont destinés a introduire un véhicule gazeux de l'extérieur de la chambre a l'intérieur du récipient placé dans la chambre, et un tube d'évacuation est destiné à évacuer les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux du récipient placé dans la chambre vers l'extérieur de cette chambre, les tubes d'introduction ayant une aiguille qui a un trou débouchant à ses extrémités respectives afin qu'elle puisse percer la garniture de caoutchouc du récipient et permette l'introduction du véhicule gazeux dans le récipient, le tube d'evacuation ayant une aiguille possédant un trou débouchant à son extrémité pour percer la garniture de caoutchouc du récipient et permettre l'évacuation des élé- ments constituants vaporisés et du véhicule gazeux qui se trouve dans le récipient. De préférence, la garniture de caoutchouc est une garniture de caoutchouc possédant une perméabilité, et l'unité comporte un dispositif d'étanchéité pour la chambre dans laquelle est placé le récipient. L'invention concerne aussi une unité de chauffage destinée a vaporiser un échantillon par chauffage, qui est telle que: elle forme une unité de chauffage qui, par chauffage, vaporise des éléments constituants d'un échantillon placé dans un récipient dont une ouverture est fermée tde façon étanchepar une garniture de caoutchouc possédant une perméabilité, et évacue les éléments constituants vaporisés vers l'extérieur du récipient avec un véhicule gazeux, une chambre est destinée a loger le récipient et comprend un tube de chauffage muni d'un dispositif de chauffage de l'intérieur de la chambre, des tubes sont destinés à introduire un véhicule gazeux depuis l'extérieur de la chambre dans le récipient placé dans la chambre, un tube d'évacuation est destiné à évacuer les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux de la chambre à l'extérieur de celle-ci, et un dispositif d'étanchéité est destiné à fermer de façon étanche la chambre contenant le récipient, les tubes d'introduction ayant une aiguille possédant un trou débouchant à ses extrémités respectives afin qu'elle puisse percer la garniture de caoutchouc du récipient et permette l'introduction du véhicule gazeux dans le récipient. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme synoptique représentant le trajet d'un circuit de fluide lors de la mise en oeuvre d'un appareil de mesure d'humidité dans lequel l'unité de chauffage selon l'invention peut être utilisée; la figure 2 est une coupe schématique d'une unité de chauffage dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une coupe d'une unité de chauffage selon un second mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une coupe schématique d'une unité de chauffage dans un troisième mode de réalisation de l'inven- tion; et la figure 5 est une coupe schématique d'une unité de chauffage dans un quatrième mode de réalisation de l'invention. Sur les figures, les références numériques ont les significations suivantes: i un récipient, la une ouverture, 2a une garniture de caoutchouc, 2b une garniture de caout- chouc ayant une certaine perméabilité, 3 un couvercle, 3a une ouverture, 4 une aiguille ayant un trou débouchant, 5 une aiguille ayant un trou débouchant, 6 un plateau de support d'échantillon, 7 un organe de retenue, 8 un tube de chauffage, 8a une chambre, 8b un trajet d'évacuation, 9 un organe d'étanchéité, 9a un organe intermédiaire, 10 un orifice, 10a un orifice, 11 un organe de chauffage, 12 un tube d'introduction, 13 un tube d'évacuation, 14 une unité de filtre, 15 un passage, 16 un échantillon liquide, 17 une ouverture, 100 une unité de chauffage, 101 une section de commande, 101a une soupape a pointeau, 101b un capteur de débit, 102 une unité de chauffage, 103 un tube de chauffage, 104 une unité de filtre, 105 une section d'adsorption d'humidité, 106 une machine électronique de pesée, 106a un bras de pesée et 106b une section de pesée des échantillons. On décrit, en référence a la figure 1, un appareil de mesure d'humidité dans lequel peut être utilisée l'unité selon l'invention. La figure 1 est un schéma en partie sous forme de diagramme synoptique représentant le trajet dans un circuit de circulation dans un appareil de mesure d'humi- dité, et on décrit aussi son fonctionnement. La section 101 de commande possède une soupape à pointeau 0lla destiné à ajuster le débit du véhicule gazeux, et un capteur 10lb de débit destiné à déterminer le débit du véhicule gazeux transmis a l'unité de chauffage 102. L'unité de chauffage représentée sur la figure 1 est de type connu décrit précédemment, et le véhicule gazeux est introduit dans le tube de chauffage 103 dans lequel est chargé l'échantillon. L'échantillon placé dans le tube 103 est chauffé et séché par le dispositif de chauffage qui n'est pas représenté. Les éléments constituants vaporisés par chauffage de l'échantillon dans le tube 103 sont introduits dans l'unité de filtre 104 avec le véhicule gazeux, et le véhicule gazeux entraînant l'humidité vapori- sée et des gaz est purgé des gaz autres que l'humidité vaporisée. Le véhicule gazeux entraînant l'humidité vapo- risée sortant de l'unité 104 de filtre est transmis a la section 105 d'adsorption d'humidité dans laquelle seule l'humidité vaporisée est adsorbée. Le bras 106a de la machine 106 de pesée comporte une section 105 d'adsorption d'humidité et une section 106b de pesée d'échantillon destinée a permettre non seulement la détermination de la teneur en humidité de l'échantillon mais aussi la mesure de la masse de l'échantillon lui-meme. L'invention concerne une modification de l'unité de chauffage comprenant le tube 103 pour que des échantillons, par exemple des liquides faciles a vaporiser, puissent être mesurés, et la figure 2 est une coupe représentant un schéma de l'unité de chauffage dans un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente le récipient 1 contenant l'échantillon 16 qui est chauffé, placé dans la chambre 8a à l'intérieur du tube 8 dans l'unité 100 de chauffage. Le tube 8 de chauffage est placé verticalement et est cylin- drique et a une ouverture 17 a sa partie inférieure. Le plateau 6 de support d'échantillon sur lequel est chargé le récipient 1 est monté partiellement dans l'ouverture 17 et un organe 9 d'étanchéité formant un dispositif d'étanchéité est placé entre le plateau 6 et la périphérie de l'ouverture 17 du tube 8 si bien que, lorsque le plateau 6 est monté dans l'ouverture 17, la chambre 8a du tube 8 est fermée de façon étanche. Le plateau 6 comporte un organe 7 de retenue qui fixe fermement le récipient 1 sur le plateau 6. Le récipient 1 destiné a contenir l'échantillon 16 a une ouverture la à sa partie supérieure et une garniture 2a de caoutchouc est placée dans l'ouverture la pour fermer le récipient 1 de manière étanche. La garniture 2a est fixée par un couvercle 3 ayant une ouverture 3a. Un organe de chauffage 11 constituant un dispositif de chauffage est monté a la périphérie du tube 8 afin qu'il chauffe l'intérieur de la chambre 8a. Le tube 8 a des tubes 12 d'introduction (deux dans l'unité représentée sur la figure 2) pour l'introduction du véhicule gazeux. Les extrémités des tubes 12 qui se trouvent dans la chambre 8a comportent une aiguille 4 ayant un trou débouchant. L'aiguille 4 peut être réalisée soit pour être vissée dans le tube 12 soit pour être montée avec un joint torique. Les aiguilles 4 percent la garniture 2a de caoutchouc qui recouvre l'ouverture la du récipient 1 pour l'introduction du véhicule gazeux par le tube 12 d'introduction dans la région inférieure de l'échantillon 16 placé dans le réci- pient 1 afin que la vaporisation de l'échantillon 16 soit favorisée. Lorsque l'échantillon est liquide, le gaz barbote et favorise ainsi la vaporisation. Dans la région centrale se trouvant a la partie supérieure du tube de chauffage, un tube 13 d'évacuation ayant un trajet 8b est destiné a évacuer les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux vers l'exté- rieur de la chambre 8a. Ce trajet 8b a, a son extrémité inférieure, des orifices 10 qui se raccordent a la chambre 8a, et un orifice 10a ayant une aiguille 5 qui possède un trou débouchant. L'aiguille 5 peut soit être vissée dans le tube 13, soit montée à l'intérieur par un joint torique. Les aiguilles 5 percent la garniture 2a qui recouvre l'ouverture la du récipient 1 pour l'évacuation des éléments consti- tuants vaporisés et du véhicule gazeux dans le récipient 1 vers l'extérieur de la chambre 8a par le trajet 8b. Le tube 13 d'évacuation est raccordé a l'unité 14 de filtre dans laquelle les gaz superflus sont supprimés et le véhicule gazeux entraînant l'humidité vaporisée passe dans le passage vers la section d'adsorption d'humidité comme indiqué précédemment en référence à la figure 1. On décrit maintenant le fonctionnement de cette unité de chauffage 100. Dans le cas d'un échantillon liquide facile à vaporiser, un outil tel qu'une seringue est utilisé pour l'injection de l'échantillon dans le récipient 1 fermé de façon étanche par la garniture 2a de caoutchouc et le couvercle 3, et le récipient 1 est fixé sur le plateau 6 par l'organe 7 de retenue. Ensuite, lorsque la masse de l'échan- tillon a été mesurée par la machine électronique de pesée comme indiqué précédemment, le plateau 6 sur lequel est chargé le récipient 1 est transféré sous l'ouverture 17 du tube 8. Ensuite, un organe élévateur non représenté soulève le plateau 6 dans le sens de la flèche A et l'organe 9 d'étanchéité est placé entre le plateau 6 et la périphérie de l'ouverture 17 du tube 8 pour fermer de façon étanche la chambre 8a. Lorsque l'échantillon du plateau 6 est soulevé dans le sens de la flèche A, les aiguilles 4 et l'aiguille percent la garniture 2a du récipient si bien que les bouts des aiguilles 4 se trouvent au-dessous du niveau de l'échan- tillon liquide 16, le bout de l'aiguille 5 se trouvant au- dessus du niveau de l'échantillon 16. Dans le cas d'un échantillon 16 autre qu'un liquide, l'échantillon est placé dans le récipient 1 qui est alors fermé de façon étanche par la garniture 2 et le couvercle 3, et est fixé sur le plateau 6 par l'organe 7 de retenue. Ensuite, lorsque la masse de l'échantillon a été mesurée par la machine électronique de pesée comme décrit précédemment, le plateau 6 sur lequel est chargé le récipient 1 est transféré sous l'ouverture 17 du tube 8 de chauffage. Ensuite, un dispositif élévateur non représenté soulève le plateau 6 dans le sens de la flèche A et l'organe 9 d'étanchéité est placé entre le plateau 6 et la périphérie de l'ouverture 17 du tube 8 afin que la chambre 8a soit fermée de façon étanche. Lorsque l'échan- tillon du plateau 6 est soulevé dans le sens de la flèche A, les aiguilles 4 et l'aiguille 5 percent la garniture 2a du récipient de manière que les bouts des aiguilles 4 se trouvent au-dessous du niveau de l'échantillon 16 alors que le bout de l'aiguille 5 se trouve au- dessus du niveau de l'échantillon 16. Cet état est celui qui est représenté sur la figure 2, et le véhicule gazeux est introduit par le tube 12, l'organe 11 de chauffage étant alimenté afin qu'il chauffe l'échan- tillon 16 placé dans le récipient 1. Ainsi, les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux qui remplit le récipient 1 sont évacués par le tube 13 vers l'extérieur de l'unité par l'aiguille 5. Les éléments constituants vapori- sés et le véhicule gazeux qui remplit la chambre 8a sont évacués du tube 13 vers l'extérieur par l'orifice 10. L'unité représentée sur la figure 2 a été décrite dans l'hypothèse ou la garniture 2a qui recouvre l'ouverture la du récipient 1 n'est pas perméable. En pratique, une partie des éléments constituants vaporisés et du véhicule gazeux ne s'échappe pas dans la chambre 8a entre les aiguilles 4 et 5 et la garniture 2a de caoutchouc si bien que, si l'on utilise une garniture 2a sans perméabilité, il n'est pas nécessaire d'utiliser un orifice 10 comme représenté sur la figure 2, et il n'est pas toujours nécessaire que la chambre Sa soit fermée de façon étanche par un organe 9 d'étan- chéité. La figure 3 représente une unité 100 de chauffage dans un autre mode de réalisation dans lequel une garniture 2a de caoutchouc qui n'est pas perméable est utilisée avec le récipient 1. Avec cette unité, aucun orifice 10 n'est utilisé et l'organe d'étanchéité 9 de la figure 2 est remplacé par un organe intermédiaire 9a destiné à fixer fermement le plateau 6 sur le tube 8 de chauffage. L'organe intermédiaire 9a n'est pas destiné à fermer de façon étanche la chambre 8a. Sur la figure 3, les références déjà utilisées sur la figure 2 désignent des éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 2 et leur description est omise. Cependant, lorsqu'on utilise la configuration représen- tée sur la figure 3, un problème peut se poser car les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux remplissant la région qui se trouve au-dessus du bout de l'aiguille 5 ne sont pas facilement évacués du récipient 1, et il faut un temps important pour l'évacuation. Cette difficulté peut être résolue lorsque la garniture de caoutchouc du récipient 1 est une garniture 2a ayant un certain degré de perméabilité. La figure 4 est une coupe d'une unité de chauffage 100 dans un mode de réalisation de l'invention qui met en oeuvre une telle configuration. Sur la figure 4, les références numériques identiques à celles des figures 2 et 3 désignent des parties identiques ou analogues. Dans l'unité de chauffage représentée sur la figure 4, le tube 13 d'évacuation n'a pas d'aiguille ayant un trou débouchant et l'orifice 10 débouche directement dans la chambre 8a du tube 8. L'ouverture la du récipient 1 est recouverte d'une garniture 2b de caoutchouc ayant un certain degré de perméabilité, et les éléments constituants vapo- risés dans le récipient 1 et le véhicule gazeux passent dans la chambre 8a à travers la garniture 2b de caoutchouc qui a un certain degré de perméabilité, et sont évacués a l'exté- rieur de la chambre 8a par l'orifice 10. A cause de cette configuration, l'organe 9 d'étanchéité doit évidemment être réalisé afin qu'il ferme de façon étanche la chambre 8a, en étant placé entre la plateau 6 et la périphérie de l'ouverture 17. L'unité 100 de chauffage, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, est réalisée afin qu'elle permette l'évacuation des éléments constituants vaporisés plus rapidement que l'unité de chauffage 100 décrite précé- demment en référence à la figure 4, et elle a la même configuration que l'unité de chauffage 100 décrite en référence à la figure 2, mis à part le fait que la garniture du caoutchouc du récipient 1 est une garniture de caoutchouc 2b ayant un certain degré de perméabilité. Dans cette configuration, les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux sont rapidement évacués du tube 13 d'évacu- ation a travers la garniture 2b de caoutchouc et l'aiguille ayant le trou débouchant. Lors de l'utilisation de l'unité de chauffage 100 représentée sur la figure 5, l'organe d'étanchéité 9 doit évidemment pouvoir fermer de façon étanche la chambre 8a. Sur la figure 5, les références numé- riques identiques a celles des figures 2 à 4 désignent des éléments identiques ou analogues. Il est souhaitable que l'organe de retenue 7 soit formé d'un matériau ayant une élasticité importante car cet organe 7 doit être utilisé pour une retenue suffisamment robuste pour dépasser les forces de frottement des aiguilles 4 et 5 qui descendent dans le récipient 1 avec le plateau 6 après la fin de l'évacuation des éléments constituants vaporisés. On peut utiliser de l'azote gazeux comme véhicule gazeux. On peut utiliser, comme matériau pour la garniture de caoutchouc 2b ayant un certain degré de perméabilité, le caoutchouc "Gore-Tex" fabriqué par Nippon Pillar Packing Co. Ltd. Grâce à l'unité de chauffage selon l'invention, les éléments constituants vaporisés à partir de l'échantillon, tels qu'un liquide qui se vaporise facilement, peuvent être évacués exactement. L'unité de chauffage selon l'invention a une configuration simple permettant une évacuation rapide des éléments constituants vaporisés. En particulier, les éléments constituants vaporisés à partir d'un échantillon liquide facile à vaporiser peuvent être évacués sans être affectés par l'atmosphère si bien que, lorsque l'unité de chauffage est utilisée pour la détermination d'une teneur en humidité, il est possible d'obtenir une augmentation notable de la précision de détermination et, lorsque la teneur en humidité est extrêmement faible, elle peut être déterminée avec une grande précision. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux unités qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Unité de chauffage destinée a vaporiser un échantil- lon liquide qui se vaporise facilement, caractérisée en ce que: elle forme une unité de chauffage qui, par chauffage, vaporise un échantillon placé dans un récipient (1) dont une ouverture (la) est fermée de façon étanche par une garniture (2a) de caoutchouc et évacue les éléments constituants vaporisés vers l'extérieur du récipient (1) avec un véhicule gazeux, une chambre (8a) est destinée à loger le récipient (1) et comporte un tube de chauffage (8) muni d'un dispositif de chauffage (11) destiné à chauffer l'intérieur de la chambre (Sa), des tubes (12) d'introduction sont destinés à intro- duire un véhicule gazeux de l'extérieur de la chambre (8a) à l'intérieur du récipient (1) placé dans la chambre (8a), et un tube d'évacuation (13) est destiné à évacuer les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux du récipient (1) placé dans la chambre (Sa) vers l'extérieur de cette chambre (Sa), les tubes (12) d'introduction ayant une aiguille (4) qui a un trou débouchant à ses extrémités respectives afin qu'elle puisse percer la garniture (2a) de caoutchouc du récipient (1) et permette l'introduction du véhicule gazeux dans le récipient (1), le tube (13) d'évacuation ayant une aiguille (5) possé- dant un trou débouchant à son extrémité pour percer la garniture (2a) de caoutchouc du récipient (1) et permettre l'évacuation des éléments constituants vaporisés et du véhicule gazeux qui se trouve dans le récipient (1). 2. Unité de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture de caoutchouc est une garniture (2b) de caoutchouc possédant une perméabilité, et l'unité comporte un dispositif (9) d'étanchéité pour la chambre (Sa) dans laquelle est placé le récipient (1). 3. Unité de chauffage destinée à vaporiser un échan- tillon par chauffage, caractérisée en ce que: elle forme une unité de chauffage qui, par chauffage, vaporise des éléments constituants d'un échantillon placé dans un récipient (1) dont une ouverture (la) est fermée de façon étanche par une garniture (2b) de caoutchouc possédant une perméabilité, et évacue les éléments constituants vaporisés vers l'extérieur du récipient (1) avec un véhicule gazeux, une chambre (8a) est destinée à loger le récipient (1) et comprend un tube (8) de chauffage muni d'un dispositif (11) de chauffage de l'intérieur de la chambre (8a), des tubes (12) sont destinés à introduire un véhicule gazeux depuis l'extérieur de la chambre (8a) dans le récipient (1) placé dans la chambre (8a), un tube (13) d'évacuation est destiné à évacuer les éléments constituants vaporisés et le véhicule gazeux de la chambre (8a) à l'extérieur de celle-ci (8a), et un dispositif (9) d'étanchéité est destiné à fermer de façon étanche la chambre (8a) contenant le récipient (1), les tubes (12) d'introduction ayant une aiguille (4) possédant un trou débouchant a ses extrémités respectives afin qu'elle puisse percer la garniture (2b) de caoutchouc du récipient (1) et permette l'introduction du véhicule gazeux dans le récipient (1).