Brevet FR2761773A1 — publié le 19981009

La présente invention concerne de manière générale la détermination de la masse d'un objet. Par "objet", on entend tout produit ou corps, notamment solide et/ou liquide, quel que soit sa forme, son état physique ou sa consistance. Ressortent de la définition précédente, par exemple un liquide et un solide divisé. A titre particulier, mais de manière non limitative, la présente invention sera introduite et décrite par référence à un liquide, dont la masse est dépendante du volume, et de laquelle on peut donc déduire ledit volume. Par "détermination", on entend la détection et/ou quantification de la masse dudit objet, et en particulier pour déduire le volume d'un liquide. La présente invention a pour objet un mode de détermination directe de la masse dudit objet, sans contact avec ledit objet, et indépendant des caractéristiques ou autres propriétés dudit objet. S'agissant d'un liquide, l'invention a plus particulièrement pour objet un mode de détermination de son volume, indépendant en particulier de l'interface (ménisque) du liquide avec l'atmosphère ambiante, et/ou de la hauteur dudit liquide. Selon l'invention exprimée en termes de procédé - on établit un flux gazeux ayant un débit prédéterminé, comprenant un écoulement selon une direction de référence comportant une composante verticale - on dispose dans l'écoulement un mobile s'étendant au moins pour partie selon la direction de référence, à la périphérie duquel l'écoulement se trouve confiné, ledit mobile supportant, notamment contenant ledit objet ; - en faisant varier la pression du flux gazeux en amont du mobile, on fait passer ledit mobile d'une position de repos dans laquelle il est par exemple en appui et au contact d'une butée, à une position sustentée dans laquelle il est supporté et guidé uniquement par le flux gazeux, par exemple sans contact avec cette butée, et on mesure un paramètre représentatif de la masse de l'objet, dans unedite position sustentée. Le procédé précédemment défini présente de plus l'avantage essentiel d'être indépendant de l'environnement de l'objet, puisque la sustentation permet d'isoler le mobile et l'objet, par rapport à la butée en particulier. Quelles que soient les perturbations, notamment mouvements intervenant à l'extérieur de l'objet, celles-ci sont pratiquement sans influence sur la mesure effectuée. Un tel avantage est important lorsque la détermination intervient par exemple dans un automate d'analyse comportant au moins une étape de détection et/ou quantification d'un volume de liquide dans un contenant, par exemple un tube, une cuvette ou une éprouvette, ledit contenant étant par exemple supporté par un plateau pouvant être mis en mouvement au moment de la mesure. La présente invention est maintenant décrite par référence au dessin annexé, dans lequel - la Figure 1 représente de manière schématique un dispositif de détermination de la masse d'un objet, consistant en un liquide contenu dans un contenant, et dont on veut déduire le volume dudit liquide - la Figure 2 représente une variante d'exécution d'un dispositif de détermination conforme à l'invention. Conformément à la Figure 1, le dispositif comprend - un circuit 12 pour établir un flux gazeux 2 - un mobile 5 consistant en un contenant 7 allongé selon une direction de référence 4, ouvert ou fermé de manière étanche le cas échéant, qui se comporte de lui-même comme un organe de guidage 9, comme décrit ci-après ; le contenant 7 contient un volume de liquide 8, le liquide étant assimilable à l'objet dont on veut déterminer la masse ; - une butée périphérique 6 ménageant avec l'organe de guidage un passage 14 annulaire de fuite pour le flux gazeux 2 ; - un capteur 16 sans contact du passage du mobile 5, d'une position de repos (non représentée) dans laquelle il est en appui et au contact de la butée 6, à une position sustentée repérée (représentée à la Figure 1), dans laquelle il est supporté et guidé uniquement par le flux gazeux 2, sans contact avec la butée périphérique 6; ce capteur peut être de tout type, optique, électro optique, électrique, etc..., et le repère de la position sustentée peut être disposé à tout endroit approprié, au-dessus de la butée 6 par exemple, mais aussi le long de l'élément de conduit 13 ; - un moyen de mesure 15 d'un paramètre représentatif de la masse de l'objet 1, par exemple un moyen de mesure 15 de la pression du flux gazeux en amont du mobile 5, lorsque ou au moment où le mobile 5 passe dans la position sustentée repérée. De l'entrée vers la sortie du circuit gazeux 12, ce dernier comprend - une pompe volumétrique 10 entrainée par un moteur électrique 11 ; - un volume tampon 19, servant d'amortisseur du flux gazeux 2 ; - un régulateur de pression 20 ; - un orifice calibré 21 ; - un élément de conduit 13 orienté selon la direction de référence 4, verticale; c'est dans cet élément de conduit qu'est disposé librement le mobile 5, selon cette même direction de référence. Le contenant 7 formant mobile 5 a une section décroissante du haut vers le bas. Il comporte également un rebord supérieur, venant en appui contre la butée 6, dans la position de repos. Grâce au dispositif précédemment décrit, on peut déterminer la masse de l'objet, en l'occurrence de liquide 8, selon le mode opératoire suivant - on établit et on contrôle le flux gazeux 2, ayant un débit prédéterminé et sensiblement constant grâce & la pompe 10; ce flux comprend un écoulement 3 dans l'élément de conduit 13, selon la direction de référence 4 verticale ; - on dispose dans cet écoulement le mobile 5, qui comme décrit précédemment s'étend selon la direction de référence 4, moyennant quoi ledit écoulement 3 se trouve confiné à la périphérie du mobile 5, ou contenant 7, et s'évacue par le passage interstitiel 14 entre la butée 6 et le mobile 5; comme indiqué précédemment, c'est ce mobile 5 qui supporte ou contient l'objet dont on détermine la masse - en faisant varier la pression du flux gazeux 2 en amont du mobile 5, on fait passer le mobile de sa position de repos dans laquelle il est au contact de la butée périphérique 6, à une position sustentée dans laquelle il est supporté et guidé uniquement par le flux gazeux 3, sans contact avec la butée 6 en particulier; cette position de sustentation est détectée par le capteur 16; dans cette position, on mesure le paramètre représentatif de la masse à déterminer, en l'occurrence la pression du flux gazeux en amont du mobile 5, par le capteur de pression 15. Selon une variante préférée, sans modifier le reste du dispositif précédemment décrit, le paramètre mesuré par le capteur 15 est un paramètre électrique déterminant la puissance de sortie du moteur électrique 11, par exemple sa tension d'alimentation. Selon cette variante préférée, la sensibilité obtenue pour déduire un volume est par exemple de l'ordre de 4mV/ l. Selon une autre variante de l'invention, on prédétermine la pression du flux gazeux 2 en amont du mobile 5, et le paramètre mesuré est la valeur du déplacement du mobile 5 dans la position sustentée, évaluée par un capteur opto-électronique par exemple CCD. Conformément à la variante d'exécution de l'invention, représentée à la Figure 2, le mobile 5 comprend un support 9, constitué par une partie ou tige 17 formant organe de guidage, et disposée selon la direction de référence 4, et un plateau 18, extérieur à la butée 6, disposée perpendiculairement à la direction 4. Le contenant 7 est disposé sur le support 9, et plus précisément sur le plateau 18. Comme précédemment, le contenant 7 contient un liquide dont on veut déterminer le volume, et assimilable à l'objet dont on détermine la masse. REVENDICATION8 1/ Procédé de détermination de la masse d'un objet (1) caractérisé en ce que - on établit un flux gazeux (2) ayant un débit prédéterminé, comprenant un écoulement (3) selon une direction de référence (4) comprenant une composante verticale - on dispose dans ledit écoulement un mobile (5) s'étendant au moins pour partie selon la direction de référence, à la périphérie duquel ledit écoulement se trouve confiné, ledit mobile supportant ledit objet ; - en faisant varier la pression du flux gazeux (2) en amont du mobile (5), on fait passer ledit mobile d'une position de repos, à une position sustentée dans laquelle il est supporté et guidé uniquement par le flux gazeux, et on mesure un paramètre, représentatif de la masse dudit objet, dans unedite position sustentée. 2/ Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre pour déduire le volume (8) d'un liquide, caractérisé en ce que le mobile (5) est un contenant (7), et l'objet (1) est le liquide dont le volume (8) est à déterminer, contenu dans ledit contenant. 3/ Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre pour déduire le volume (8) d'un liquide, caractérisé en ce que le mobile (5) comprend un support (9) s'étendant au moins pour partie selon la direction de référence (4), un contenant (7) disposé sur le support, et l'objet est le liquide dont le volume (8) est à déterminer, contenu dans ledit contenant. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre mesuré est la pression du flux gazeux (2) en amont du mobile (5). 5/ Procédé selon la revendication 1, selon lequel le flux gazeux (2) est établi par une pompe (10), notamment volumétrique, entrainée par un moteur électrique (11), caractérisé en ce que le paramètre mesuré est un paramètre électrique déterminant la puissance de sortie dudit moteur électrique, par exemple la tension d'alimentation, dudit moteur. 6/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prédétermine la pression du flux gazeux (2) en amont du mobile (5) et le paramètre mesuré est la valeur du déplacement du mobile dans la position sustentée. 7/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte le passage du mobile de sa position de repos, à une position sustentée repérée. 8/ Dispositif de détermination de la masse d'un objet (1), caractérisé en ce qu'il comprend - un circuit (12) pour établir un flux gazeux (2), comprenant une pompe, notamment volumétrique, et un élément de conduit (13) selon une direction de référence (4) comprenant une composante verticale - un mobile (5) comprenant un organe de guidage (9) allongé, disposé librement selon la direction de référence dans ledit élément de conduit, ledit mobile supportant ledit objet (1) - une butée périphérique (6) ménageant avec ledit organe de guidage au moins un passage de fuite (14) pour le flux gazeux (2) ; - un moyen de contrôle du flux gazeux, permettant de faire passer ledit mobile d'une position de repos à une position sustentée dans laquelle il est supporté et guidé uniquement par le flux gazeux (2) - un moyen de mesure (15) d'un paramètre, représentatif de la masse dudit objet (1), dans unedite position sustentée dudit objet. 9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (16) sans contact du passage du mobile de sa position de repos, à une position sustentée repérée. 10/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique (11) entrainant la pompe (10), et le moyen de mesure (15) permet la mesure d'un paramètre électrique déterminant la puissance de sortie dudit moteur. 11/ Dispositif selon la revendication 1, mis en oeuvre pour déduire le volume (8) d'un liquide, caractérisé en ce que le mobile (5) est un contenant (7) allongé selon la direction de référence (4), dans les positions de repos et sustentée, et l'objet (1) est le liquide dont le volume (8) est à déterminer, contenu dans ledit contenant. 12/ Dispositif selon la revendication 1, mis en oeuvre pour déduire le volume (8) d'un liquide, caractérisé en ce que le mobile (5) comprend un support (9) comportant une partie (17) formant organe de guidage, et un contenant (7) disposé sur un support, et l'objet (1) est le liquide dont le volume (8) est & déterminer, contenu dans ledit contenant.