Brevet FR2785679A1 — publié le 20000512

I L'invention concerne un procédé de fonctionnement d'une cellule électrochimique de mesure, qui est raccordée à une source de potentiel électrique comprenant un déclencheur d'impulsions destiné à produire des impulsions de potentiel et qui, en fonctionnement de mesure, reçoit au moins un potentiel électrique fourni par la source de potentiel électrique. Par le document DE 38 09 107 C1, on connaît un procédé permettant de vérifier automatiquement les paramètres d'une cellule électrochimique de mesure de gaz, selon lequel la cellule de mesure de gaz, lorsqu'elle fonctionne, est sollicitée par différentes suites d'impulsions de tension. La comparaison entre les impulsions de tension enregistrées et les impulsions de courant correspondantes donne des indications sur les variations de la sensibilité de la cellule de mesure de gaz. Ainsi, par exemple, il est possible de constater, lors du fonctionnement de mesure, si la sensibilité a subi une variation à court terme ou à long terme. Par le document DE 44 45 948 C2, on connaît un procédé d'amélioration du comportement lors du démarrage de cellules électrochimiques de mesure de gaz, qui repose sur le fait, après la mise en service, de sélectionner une valeur de potentiel électrique plus élevée pendant une période prédéterminée, afin que le courant présent au niveau du détecteur qui résulte de l'élévation du potentiel électrique se rapproche, au bout d'un court instant, du courant stationnaire présent au niveau du détecteur lorsqu'il est au repos, et qui appartient au potentiel électrique de fonctionnement. Le procédé connu présente l'inconvénient qu'il n'est pas possible de commencer les mesures dès que la cellule électrochimique de mesure est mise en service, car il est tout d'abord nécessaire de faire régner des conditions de fonctionnement stationnaires. Le temps de démarrage d'une cellule électrochimique de mesure de gaz dépend, en outre, de la concentration du gaz à détecter dans l'atmosphère qui environne la cellule de mesure. Si, par exemple, la cellule de mesure est exposée au gaz à détecter sans application de potentiel, on constate, à l'intérieur de la cellule de mesure, une transformation électrochimique continue, du fait des processus de diffusion, qui entraîne une modification du potentiel au niveau des électrodes. Ce décalage de potentiel doit tout d'abord être supprimé après la mise en service. L'invention a pour but de fournir un procédé de fonctionnement d'une cellule électrochimique de mesure grâce auquel il soit possible de réaliser des mesures de concentration de gaz peu après l'activation du potentiel de service. Ce but est atteint grâce au fait que, lorsque la cellule de mesure se trouve en état de service, dans lequel le potentiel électrique est coupé, la cellule de mesure est sollicitée par des impulsions de potentiel électrique. Il s'est avéré de façon étonnante qu'une cellule électrochimique de mesure se trouvant en état de service, dans lequel le potentiel électrique est coupé, et sollicitée à intervalles réguliers par des impulsions de potentiel électrique, est susceptible d'être utilisée à des fins de mesure presque sans retard, une fois que le potentiel électrique nécessaire au fonctionnement de mesure est appliqué. Le régime impulsionnel est particulièrement important pour les appareils de mesure portables, fonctionnant avec des batteries, car il permet ainsi de conserver longtemps l'état de service, sans consommation exagérée de courant. Par rapport au fonctionnement de mesure, dans lequel est appliqué un potentiel électrique constant, seule approximativement 4 % de la puissance appliquée en fonctionnement de mesure est nécessaire lorsque le dispositif se trouve en état de service. Il est particulièrement avantageux que les impulsions de potentiel électrique présentent l'amplitude du potentiel électrique de service. Ceci permet d'obtenir que la cellule de mesure puisse fonctionner particulièrement rapidement après l'activation du potentiel électrique. De façon avantageuse, les impulsions de potentiel électrique sont calculées de telle sorte que l'intervalle entre les impulsions soit situé entre une minute et 60 minutes. Les valeurs préférées, pour la durée d'une impulsion, se situent entre 8 secondes et 30 secondes. Il est avantageux de sélectionner, comme rapport entre la durée d'une impulsion et l'intervalle entre les impulsions, une valeur comprise entre 1/10 et 1/100. Le rapport entre la durée d'une impulsion et l'intervalle entre impulsions qu'il convient de sélectionner dépend de la concentration des composants gazeux à détecter, qui règne en position d'attente. Etant donné qu'en cas de concentration gazeuse élevée, un nombre plus important de molécules passent dans l'espace intérieur de la cellule de mesure, du fait de processus de diffusion, il convient de sélectionner, de façon correspondante, un rapport élevé entre durée d'impulsion et intervalle entre impulsions; c'est-à-dire une valeur s'approchant de 1/10. Il est particulièrement avantageux d'adapter le rapport entre durée d'impulsion et intervalle entre impulsions, en état de service, à la concentration gazeuse; ceci est obtenu en réalisant, tant que dure l'état de service, à intervalles prédéterminés, des mesures de concentration gazeuse, et en adaptant ensuite, de façon correspondante, le rapport entre durée d'impulsion et intervalle entre impulsions, à la concentration gazeuse mesurée. Un exemple d'exécution de l'invention est représenté sur le dessin et va maintenant être expliqué de façon plus détaillée. La figure 1 représente une cellule électrochimique de mesure raccordée à un potentiostat, la figure 2 représente, de façon schématique, une suite d'impulsions de potentiel électrique. La figure 1 représente schématiquement une cellule électrochimique de mesure 1, contenant une électrode de mesure 2 et une contre-électrode 3, placées dans un espace à électrolyte 4 d'un boîtier 5 de cellule de mesure. Le bottier 5 de la cellule de mesure est rempli d'électrolyte 6 et est isolé d'un gaz à détecter par une membrane perméable 7. Par des lignes 8, 9, les électrodes 2, 3 sont raccordées à un potentiostat 10, au moyen duquel un potentiel U0 est appliqué aux électrodes 2, 3. Le courant i(t) présent au niveau du détecteur est prélevé, en tant que chute de tension, par l'intermédiaire d'une résistance de mesure 11 présente dans la ligne 9. Le potentiostat 10 est relié, par l'intermédiaire d'un commutateur 12 servant de déclencheur d'impulsions, à une unité d'alimentation en tension 13. La figure 2 représente la variation du potentiel Uo en fonction du temps t. Dans ce cas, la cellule électrochimique de mesure 1 se trouve en position d'attente pour des temps t inférieurs à to, tandis que la mesure commence à l'instant t = to. En état de service, le commutateur 12, figure 1, n'est fermé que pendant les durées d'impulsions ti et est ouvert pendant l'intervalle entre impulsions t,. L'ouverture et la fermeture du commutateur 12 entraîne la production d'impulsions de potentiel électrique qui présentent l'amplitude du potentiel de service Uo. En fonctionnement de mesure, le commutateur 12 est continuellement fermé, de sorte que le potentiel Uo s'applique aux électrodes 2, 3 et qu'il est possible, à partir du courant i(t) présent au niveau du détecteur, de déterminer la teneur en composants gazeux à détecter dans l'échantillon gazeux. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante. En position d'attente, les électrodes 2, 3 de la cellule électrochimique de mesure 1 reçoivent des impulsions de potentiel d'amplitude Uo, afin de préparer la cellule de mesure 1 à être éventuellement utilisée. Le régime impulsionnel permet, en état de service, d'empêcher une possible intoxication de la cellule de mesure, due à une accumulation de gaz à l'intérieur de l'espace à électrolyte 4. L'intervalle t, entre deux impulsions est de 10 minutes, et la durée d'une impulsion t, est de 15 secondes. Lorsque l'instant t = to, le fonctionnement de mesure démarre, c'est-à-dire que le commutateur 12 se ferme et que le potentiel Uo est constamment appliqué aux électrodes 2, 3. Grâce au régime impulsionnel qui règne en position d'attente, il est possible de commencer à mesurer la concentration gazeuse au bout d'un court temps de démarrage suivant le début du fonctionnement de mesure. REVENDICATIONS 1. Procédé de fonctionnement d'une cellule électrochimique de mesure (1), qui est raccordée à une source de potentiel électrique (10) comprenant un déclencheur d'impulsions (12) destiné à prcduire des impulsions de potentiel et qui, en fonctionnement de mesure, reçoit au moins un potentiel électrique Uo fourni par la source de potentiel électrique (10), caractérisé en ce que, lorsque la cellule de mesure 1 se trouve en position d'attente, dans laquelle le potentiel électrique Uo est coupé, la cellule de mesure 1 est sollicitée par des impulsions de potentiel électrique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions de potentiel électrique présentent l'amplitude du potentiel électrique de service Uo. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les impulsions de potentiel électrique sont calculées de telle sorte que I'intervalle entre les impulsions t, est situé entre une minute et 60 minutes. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lors des impulsions de potentiel, le rapport sélectionné entre la durée d'une impulsion t, et l'intervalle entre les impulsions tp, est une valeur comprise entre 1/10 et 1/100. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que des mesures de concentration gazeuse sont réalisées, à intervalles prédéterminés, au cours de l'état de service, et en ce que le rapport entre la durée d'une impulsion t, et l'intervalle entre impulsions tp est adapté à la concentration gazeuse mesurée.