INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
C1 est ainsi, que pour les claviers destinés à la frappe de formules et autres textes scientifiques, il sera avantageux de faire figurer les signes arithmétiques sur les touches des chiffres, touches sur lesquelles reposent les doigts les frappant. Ceci est possible en utilisant une motion supplémentaire actionnée par une touche de fonction oblongue accessible aux pouces, celle, par explemple, si tuée sur la figure 2 entre les chiffres "0" et "00". A titre d'exemple, ces symboles arithmétiques sont reportes figure 2) sur les touches à droite des chiffres.Ainsi, utilisant des mnémoniques, on a posi - tonné Le signe "+" sur la touche du chiffre "4" ayant une structure analogue - destiné à être frappé en main droite par l'annulaire, le signe "-" peut être facilement repérable en le faisant apparaStre sur la touche du "9", considérant que les deux signes "+" et "-" se taperont de l'annulaire de chaque main. A côte du "+" est posi tionné au chiffre "5", le signe "x" destine à être frappé en main droite par l'auriculaire, par analogie, "+" et "x" étant tous deux des croix.Reste le signe "-" placé à coté du "-" sur la touche du "8" et le signe "="qui a sa place sur la touche du "7", donc "-", "-" et "=" qui ont des structures analogues sont affectes à trois touches adjacentes - celles des chiffres "9", "8" et "7", destinés à être frappés en main gauche : le "-" par l'annulaire, le "-" par Le majeur et I' "=" par l'index.
IL reste les touches des chiffres 2 et 3 où il s' est avéré avantageux d'y faire figurer les mêmes chiffres de plus petit format pour servir d'exposants (ex :xi," ).
Les montants 11, 12 sont de préférence cylindriques. Selon un mode de réalisation préférentiel, la section de ces montants cylindriques est sensiblement carrée, elle a des angles arrondis et ses faces sont concaves. De tels montants peuvent avantageusement être creux et réalisés dans une matière plastique rigide. Cette forme et ce type de matière permettent d'obtenir une grande solidité des structures pour un poids relativement faible. La concavité des faces permet également d'éviter tout dépassement des goupilles. La partie concave des faces constituant elle-ême les logements destinés-é & recevoir ces extrémités. A cet effet, la concavité des faces des montants est suffisante pour que les extrémités des goupilles 14 ne dépassent du plan joignant les arêtes du montant.
Avantageusement le fond des surfaces concaves est plan. Un bon contact assuré avec les-extrémité des goupilles et un dégagement suffisant est prévu pour permettre la mise en place-et l'enlèvement facile des goupilles.
Les barres 5, 10 lorsqu'elles sont fixes sur les montants 11, 12 les traversent avantageusement de part en part.
Elles peuvent être fixées d un seul montant 11, 12 relier deux montants parallèles d'un même cadre 1, 4 ou relier deux cadres 1, 4.
Les coudes 13 sont soumis à des efforts importants lorsque des personnes sont portées par la structure. Afin d'y résister, ils sont préférentiellement fabriqués en matière plastique moulée renforcée.
Les barres 5, 10 sont des éléments cylindriques qui sont avantageusement réalisés en matière plastique creuse. Ils sont alors munis d'embouts 19 rapportés arrondais de façon å ne présenter aucun angle vif méme aux extrémités Afin d'améliorer la stabilité du matériel sportif, celui-ci peut entre muni de un ou plusieurs pieds métalliques 23 fixés sur les montants par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs goupilles 14 de méme type que celles utilisées pour assurer la fixation des barres 5, 10 sur les montants 1t, 12 Ces pieds métalliques 23 concourent par leur poids a. la stabilité de la structure. Ils sont généralement composés d'une semelle 24 destinée å être en contact avec le sol et deux joues 25 verticales percées en sorte qu'elles puissent être traversées par les goupilles.
Selon un mode de réalisation préféré, les semelles 24 des pieds métalliques sont revêtues d'une couverture antidérapante concourant a la stabilité de la structure.
Selon certaines réalisations, il est utile que l'un des cadres du matériel sportif soit fixé å un mur. A cet effet, est prévu un élément de fixation mural 20 comportant une platine 21 destinée d être fixée par exemple au moyen de vis contre un sur et deux joues 22 verticales percées de manière å ce qu'elles puissent recevoir des goupilles 14 assurant la liaison de l'un des cadres du matériel sportif avec la fixation murale.
Un montant 11, 12 destiné au matériel pédagogique décrit plus haut est avantageusement cylindrique et percé de trous 26 équidistants perpendiculaires a son axe. Ces trous 26 sont destiné a recevoir des barres (5,10) ou éventuellement d'autres éléments tels que des toboggans ou des murs d'escalade qui peuvent être adjoints a ce matériel sportif.
Il est également percé au niveau des trous 26 destinés å recevoir des barres et perpendiculairement å la fois å son axe et a l'axe des trous 26, de trous 27 destinés aux goupilles.
Préférentiellement, les axes de deux trous 26 successifs destinés a recevoir les barres 5, 10 constituent un angle égal å un sous multiple entier de 180 Un tel montant 11, 12 de forme générale cylindrique est fabriqué en matière plastique. Il est par exemple extrudé puis usiné pour réaliser les trous mentionnés plus haut.
Les goupilles 14 destinées au matériel pédagogique sont par exemple réalisées en matière plastique. Elles sont fabriquées par moulage.
Selon un mode de réalisation préféré, leurs extrémités seront arrondis de telle sorte qu'elles ne présentent aucun angle vif.
Dans un mode de réalisation préféré, les éléments de matériels sportif modulaire ont les diaensions suivantes la section des montants Il, 12 a 75 mm de coté. Chaque côté comporte un élément en retrait de 6 mn sur une longueur de 45 mn constituent la concavité de chaque face les trous 26 sont alternativement perpendiculaires les-uns aux autres et ont un diamètre de 32 mm. Ils sont espacés- d'environ 87 mn.
les trous 27 destinés aux goupilles ont un diamètre de 10 mn.
les montants sont réalisés en deux longueurs respectivement de 1,7 m et 0,63 m les barres ont un diamètre de 32 mm. Elles sont réalisées en trois longueurs respectivement 0,9 a, 0,7 a et 0,2 m. Chaque barre comporte å ses extrémités deux trous destinés aux goupilles perpendiculaires entre eux et perpendiculaires a l'axe de la barre, d'un diamètre de 10 mn.
Les composants essentiels du dispositif utilisé apparaissent sur la figure 1. Selon Le besoin, ce dispositif pourra Largement être adapté, et c'est pourquoi on se limite ici à la description de l'essentiel.
L'aérosoL est produit à L'aide du gaz contenu dans une bouteille 1 qui circule ensuite dans une conduite d'alimentation 2 traversant successivement un générateur 3 de particules solides, un détecteur 4 de granulometrie et de concentration de ces particules dans C'aérosol, un débitmètre 5 et un capteur de pression 6. La conduite d'alimentation 2 débouche ensuite dans un réservoir 7 qui contient un moteur 8 dont l'arbre porte une vis sans fin 9 engrenant un secteur denté 10. Le secteur denté 10 tourne autour d'un pivot 11 et entrasse une tige 12 portant à son extrémité une glissière 13 le long de laquelle coulisse, en reponse à une rotation de la tige 12, un ergot 14 porté par une sarbacane 15 qui s'étend en faisant un angle proche de l'angle droit avec la tige 12.
La sarbacane 15 coulisse dans un palier lisse 16 sur une paroi du réservoir 7 et traverse donc celui-ci. Le palier 16 est par ailleurs entouré d'un socle de guidage 17 sur lequel on peut installer une extrémité d'un manchon appelé prolongateur amont 18. A l'autre extrémité du prolongateur amont 18 s'étend un conduit 19 cylindrique dont on suppose qu'il faut recouvrir la surface interne d'un dépit de particules de l'aérosol. Le conduit 19 se prolonge à son autre extrémité par un prolongateur avaL 20 qui se raccorde, de façon analogue au prolongateur amont 18, à un socle de guidage 21 solidaire d'une pompe 22. Un élément chauffant 23, constitué par exemple d'une resistance en forme de spirale, est disposé autour du prolongateur amont 18 et du conduit 19.De façon avantageuse, un racleur 24, constitué par exemple d'un anneau élastique, est disposé sur Le palier 16 à l'extérieur du réservoir 7 et frotte contre la paroi externe de la sarcabane 15 afin de nettoyer celle-ci de toutes les particules solides qui pourraient s'y fixer.
A un moment donné du fonctionnement, L'aérosol produit par circulation du gaz de la bouteille 1 dans la con-duite d'alimentation 2, qui se charge de particules solides dans le générateur 3 et dont les caractéristiques de débit, de pression et de concentration sont mesurées par les dispositifs 4, 5 et 6, arrive donc dans le réservoir 7 d'où il sort en pénétrant dans la sarbacane 15 par une extrémité d'entrée 25 de celle-ci située dans Le réservoir 7. L'aérosol circule ensuite à l'intérieur de la sarbacane 15 et en sort à son extrémité de sortie 26 hors du réservoir 7 et qui débouche selon le cas soit dans le prolongateur amont 18 soit dans le conduit 19.Cette extrémité de sortie 26 est également appelée la source de l'aérosol, car à partir de cet endroit, les particules qu'il contient peuvent se déposer sur l'intérieur du conduit 19 (et éventuellement du prolongateur amont 18).
L'aérosol non déposé continue à s'écouler vers la droite de la figure 21, c'est-à-dire vers le prolongateur aval 20, avant d'être aspiré par la pompe 22.
La mise en marche du moteur 8 entrasse une rotation de la vis sans fin 9 et du secteur denté 10 : la glissière 13 pivote et fait coulisser la sarbacane 15 dans le palier 16. La source 26 se déplace alors longitudinalement à l'intérieur du prolongateur amont 18 et du conduit 19. Elle peut ainsi se trouver à un emplacement quelconque situé entre une extrémité amont 27 située approximativement à la jonction du prolongateur amont 18 et du socle de guidage 17 et une extrémité aval 28 située approximativement à la jonction du conduit 19 et du prolongateur aval 20 ; entre ces deux extrémités 27 et 28, on peut encore distinguer la jonction 29 du prolongateur amont 18 et du conduit 19.
L'invention consiste précisement à déplacer la source 26 entre Les extrémités amont 27 et aval 28 selon des modalités que l'on va étudier plus loin. Il faut toutefois noter auparavant que le procédé ne s'applique pas uniquement à recouvrir la surface interne de tubes cylindriques de révolution : les tubes peuvent être de forme quelconque à condition de présenter une section uniforme. Par ailleurs, comme le représente la figure 2, il est fort possible de recouvrir avec ce dispositif la surface externe d'un profité cylindrique plein 35 : il suffit de le disposer dans le conduit 19 et de l'y suspendre par des étais 36, la sarbacane coulissant alors parallèlement au profilé plein 35.
Il est egalement nécessaire de donner quelques indications théoriques sur la physique des aérosols.
Tout d'abord, on sait que la fraction d'aérosol soumise à un écoulement laminaire à partir d'une source 26 fixe est, à une abscisse z comptée à partir de la source 26
Dans cette formule, Fd(z) désigne donc la fraction d'aérosol déposée entre la source 26 (abscisse nuLle) et l'abscisse z, ffi désigne le coefficient de diffusion des particules dans L'aérosol, Q désigne le débit volumétrique de gaz et ai et bi sont des coefficients qui dépendent de la section du conduit. Une étude plus approfondie de ces coefficients peut se retrouver dans l'article de Soderholm "Analysis of Diffusion Battery Data "publié dans Journal of Aerosol Sciences, vol.1O, p.163, pub. Pergamon Press Ltd, 1979. Il suffit de retenir ici que le terme en a1 et b1 est prépondérant pour décrire les effets à grande distance) que pour un conduit cylindrique de révolution b =11,5 et que pour un conduit cylindrique de section rectangulaire b1=7,5 i/H, ou W/H, supérieur à L'unité,est le rapport descotés du rectangLe.
Le coefficient de diffusion est donné par la formule de maxwell-Chapman où n et m sont respectivement la concentration et la masse oléculaire, k la constante de Boltzmann, T la température absolue, et o- le diamètre des molécules de gaz et des particules solide. Les indices 1 et 2 désignent en effet les particules et Le gaz porteur de L'aérosol.
Une bonne exécution du procédé dépend de la prédominance des effets du mouvement brownien sur les effets de gravitation et de thermophorèse. Il est donc important d'avoir un débit d'aérosol qui ne soit pas trop important, c'est-à-dire d'avoir un écoulement laminaire à un nombre de Reynolds aussi bas que possible et par exemple égal à 50, une température élevée, une pression qui ne soit pas excessive et des particules qui soient fines. Dans la pratique, la pression ne devrait pas dépasser la pression atmosphérique et sera même avantageusement une fraction de cette pression ; les particules devraient quant à elles être de diamètre inférieur au micromètre. Il faut toutefois noter qu'il n'existe pas de limitation absolue et nette en ces domaines.
Dans une des variantes de l'invention, on déplace tout d'abord la sarbacane 15 de manière que La source 26 arrive devant la jonction 29. On établit alors La circulation d'aérosol dans Le conduit 19. Après un temps d'arrêt noté t, la source 26 est alors déplacée à L'aide du moteur 8 Le long du tube 19 à une vitesse constante v jusqu'à L'extrémité aval 28. IL serait absolument équivalent d'intervertir ces opérations ou de les effectuer en sens inverse, c'est-à-dire qu'il serait par exemple parfaitement possible de placer tout d'abord la source devant l'extrémité aval 28 et de la ramener progressivement vers la jonction 29 à la vitesse v où elle serait ensuite maintenue pendant le temps d'arrêt t. On pourrait egalement procéder en plusieurs passes consécutives ou à l'aide de mouvements alternatifs de la sarbacane 15. Ces variantes font partie de L'invention.Il faut simplement que, dans le cas le plus simple d'un arrêt et d'une passe unique, la vitesse v et te temps d'arrêt t obeissent à la relation Dans cette formule, ft désigne un coefficient scalaire que l'utilisateur du procédé peut ajuster. Le coefficient b dépend de la forme de la section de la surface cylindrique et est égal au terme b dans la formule (1). Comme le montre la figure 3A, des valeurs de t comprises entre 0,7 et 1,2 donnent les meilleurs résultats. Sur cette figure 3A,la grandeur Z portée en abscisses est L'abscisse corrigée où t désigne ici la distance comprise entre La jonction 29 qui constitue ici l'origine du déplacement de la source 26 et le point considéré du conduit 19.On a porté en ordonnées L'épaisseur relative de la couche déposée par rapport à une valeur asymptote que l'on obtiendrait en aval de conduits 19 de très grande longueur. Les abaques 40 à 49 représentent ainsi respectivement les épaisseurs relatives de dépôts obtenus le long du conduit 19 pour des coefficients q égaux à 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10 et 1,20 respectivement. On constate que pour t > 1, l'épaisseur déposée croit progressivement quand on se rapproche de La jonction 29, et que pour Z L'épaisseur déposée loin en aval.Les abaques 40' à 49' de la figure 3B représentent, pour les mêmes relatives d'épaisseur en pour cent (abscisses), par rapport à L'épaisseur déposée Loin en aval, pour les parties du conduit 19 de faible Z (ordonnées).
La figure 3C permet de déterminer, en fonction d'une tolérance d'uniformité d'épaisseur que l'on s'autorise (2Z, 3,5X, 5X, 7X, 10%, 15X et 20X en plus ou en moins d'après les abaques 50 à 56), Le coefficient di(en abscisses) et la partie du conduit 19 recouverte d'une épaisseur convenable et donc à accepter,en aval d'une limite lue en ordonnées.
C'est ainsi que, si l'on se fixe une tolérance de 2X par excès par rapport à une valeur déterminée, on peut par exemple procéder avec =1 et conserver la partie du conduit 19 d'abscisse corrigée Z > 0,52, la partie située plus en amont étant sciée et éliminée. Si l'on accepte une imprécision de +5Z à partir d'une valeur moyenne, ce qui correspond à peu près à la limite avec les procédés actuels, on peut choisir t=1 et Z > 0,38, mais il est intéressant de choisir par exemple t=0,9 environ et de supprimer les parties en amont de Z=0,23 environ.
L'inconvénient du procédé expliqué jusqu'ici est évidemment qu'il faut supprimer une partie du'conduit 19,quoique cette partie soit sensiblement qu'avec un procédé consistant àdéplacerune source à vitesse constante dans le conduit 19 sans marquer d'arret à L'amont : l'abaque 37 de la figure 3A montre les résultats obtenus avec un tel procédé. On peut y remédier en plaçant L'origine de L'écoulement non pas sur la jonction 29 mais en un point intermédiaire entre cette jonction 29 et L'extrémité amont 27, de telle sorte que la partie inutilisable corresponde en fait à une longueur appartenant au prolongement amont 18. Tout le conduit 19 est alors utilisable ; L'encrassement du prolongement amont 18 peut être accepté sans inconvénient. Sinon, Le procédé reste exactement le même.
Les cellules d'analyse et de référence 3, 4 alnsl que le détecteur 5 sont assujettis à un socle 6 par l'intermédiaire de pieds métalliques massifs, respectivement 7, 8, 9, qui assurent à l'ensemble une bonne stabilité thermique et mécanique. La cellule d'analyse 3 est assujettie au pied 7 de façon à pouvoir en être désolidarisée facilement: en effet, la longueur de la cellule d'analyse étant cholsle en fonctlon de la teneur du gaz à doser (plus la teneur est falble, plus la cellule est longue), on doit pouvoir substituer aisément une cellule d'analyse à une autre selon les besoins.
L'analyseur représenté sur la figure t comporte en outre un moteur 10 entraînant en rotation un arbre lt auquel sont assujettis deux disques 12, 13 perpendiculaires audit arbre et pénétrant respectivement dans les deux interstices séparant les cellules d'analyse et de référence 31 4 du détecteur 5. Les disques 12, 13 sont ajoures sur une partie de leur circonférence de façon que, selon que leur ajour ou que leur partie pleine se trouve sur le trajet optique des émetteurs 1, 2, le rayonnement infrarouge pénètre ou ne pénètre pas dans les chambres 51, 52 du détecteur 5.
Avantageusement, tous les éléments de l'analyseur qui vtent d'être décrit sont placés dans un calsson étanche empll d'un gaz neutre, de façon que l'air "ambiant -qui est susceptible de contenir une certaine quantité de l'un des gaz qu'on cherche fréquemment à doser (cas du C02, par exemple)- ne pulsse fausser la mesure par sa présence dans les interstices séparant les cellules d'analyse et de référence 3, 4 du détecteur 5, notamment. Quand on a disposé l'analyseur dans un tel caisson, on peut faire l'économie de la cellule de référence 4 qui n'a plus alors de raison d'être.
Le fonctionnement de l'analyseur est le suivant : quand on introduit un mélange gazeux contenant une certaine proportion d'un gaz X dans la cellule d'analyse 3 d'un analyseur dont le détecteur 5 est rempli dudit gaz X, la quantité de rayonnement infrarouge qui parvient dans la chambre 51 du détecteur 51 est inférieure à celle qui est émise par l'émetteur 1, la différence ayant été absorbée par le gaz X présent dans le mélange contenu dans la cellule d'analyse 3. En revanche, la totalité du rayonnement infrarouge émis par l'émetteur 2 parvent dans la chambre 53 du détecteur 5, pulsque le gaz contenu dans la cellule de référence 4 est neutre. il en résulte une différence de pression entre les deux chambres qui provoque une déformation de la membrane 55 d'autant plus forte que la teneur en gaz X du mélange gazeux analysé est importante.Grâce à la rotation des disques 12, 13, qui interceptent, simultanément sur une même fraction de tour, le rayonnement infrarouge émis par les émetteurs 1 et 2, et grâce au condult capillaire 56 qui permet, pendant cette période d'occultatlon, l'équilibrage des pressions dans le détecteur 5. la memb, ane 55 se déforme pérlodiquement, ce qui donne naissance à des signaux électriques modulés, électroniquement exploitables. Dans une varlante de l'analyseur décrit plus haut, les émetteurs 1 et 2 sont disposés côte à côte de façon à émettre des rayons parallèles, les fenêtres des chambres du détecteur étant situées dans un même plan et non dans deux plans parallèles.
Tous les analyseurs à rayonnement lumineux (infrarouge ou ultraviolet) fonctlonnent sur le principe que l'on vient d'evoser à propos de l'analyseur représenté sur la figure 1, même s'ils different au plan de la réalisation. Alnsl, certains analyseurs ne comportent-lls qu'un émetteur dont le faisceau est dédoublé en des falsceaux parallèles par un dispositif optique approprié. D'autres analyseurs n'ont pas de cellule de référence et fonctionnent avec un faisceau unique. Le détecteur capacitif (sensible au variations de pression) décrit plus haut n'est pas le seul utilisé. Il peut être remplace, selon les cas, par un détecteur au sulfure de plomb ou au sélénlure de plomb (sensible à la température), par une thermopile, etc. Enfin, dans certains types d'analyseur, la modulation du faisceau de rayonnement n'est pas nécessaire.
Eu égard à sa conformatlon générale, et en particulier à la conformation de sa cellule d'analyse 3, I'analyseur décrit plus haut comme les analyseurs connus de l'art antérleur- est particulièrement adapté à l'analyse de mélanges gazeux ayant une source continue et accessible, auprès de laquelle on peut placer l'analyseur. Comme exemple de tels mélanges gazeux, on peut citer les gaz d'échappement des moteurs, les fumées d'usine, les gaz produits lors du déroulement de processus Industriels dans les raffinerles, les usines sidérurgiques et chimiques, etc. Dans ces cas, il est en général assez aisé de faire un prélèvement conttnu du mélange gazeux à analyser par pompage, mélange gazeux que l'on fait circuler en continu dans la cellule d'analyse 3.
Cependant, dans le cas de sources de mélanges gazeux difficilement accessibles ou présentant certaines particularités, l'utilisation de cet analyseur pose des problèmes qui ne sont pas résolus actuellement, ou pas de façon totalement satisfaisante. Alnsl, par exemple, quand, dans le cadre d'études vulcanologiques, on veut déterminer la composition des fumerolles sur des sites où 11 est en général impossible d'installer des analyseurs, on prélève sur place des échantillons de gaz dans des récipients appropriés (sacs barytés, éprouvettes), puis on apporte ces récipients à un laboratolre. Là, une partie de leur contenu est transféré dans la cellule d'analyse 3 d'un analyseur où il est emprisonné hermétiquement.Cette opréatlon de transfert est déllcate et on n'est jamais totalement assuré que le mélange gazeux que l'on dose est absolument Identique à celul que l'on a prélevé sur le site.
Le problème se complique encore, pour devenlr insoluble, lorsqu'on se propose d'étudler l'évolution d'un mélange gazeux enclos dans un récipient étanche. Ce mélange gazeux peut être produit par la réaction lente des produits contenus dans le récipient, par exemple par la décomposition de matières organiques.Actuellement, dans des situations expérimentales de ce genre, la seule mesure qu'on puisse faire est celle de la composition du melange gazeux à un Instant donné sans avoir moyen de connaître quelle elle était antérleurement, nl quelle elle sera ultérieurement : en effet, si, à un instant donné, on peut toujours prélever du récipient un échantillon de mélange gazeux que l'on remplace par une quantité équivalente de gaz neutre et que l'on transfère, avec les rlsques d'erreur que cette manipulatlon comporte, dans la cellule d'analyse d'un analyseur, on aura par là même modifié la composition du mélange gazeux présent dans le récipient, c'est-à-dire les conditions de l'expérience, et un échantillon prélevé ultérieurement ne donnera pas d'indications utiles sur l'évolution spontanée du mélange gazeux.
L'objet de la présente invention est un analyseur de gaz à rayonnement lumineux (infrarouge ou ultravtolet) qui permette le dosage d'un échantillon d'un mélange gazeux enclos dans un récipient étanche, que ce mélange gazeux sot stable ou qu'll évolue dans le temps, sans qu'il solt besoin de transférer une partie de cet écha!ltlllon dans une partie dudit analyseur.