INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De préférence également, ce blindage magnétique enveloppe les aimants permanents et l'enceinte et présente une ouverture au niveau de l'ouverture de cette enceinte.
Les deux aimants permanents peuvent comprendre respectivement deux plaques de ferrite.
Dans une réalisation préférée de l'invention, chaque anode comprend un ensemble de cylindres électriquement conducteurs juxtaposés, dont les axes respectifs sont parallèles les uns aux autres, et chaque cathode est plane et perpendiculaire aux axes des cylindres des anodes qui lui sont associées.
Dans ce cas, les anodes voisines sont de préférence décalées l'une par rapport à l'autre, parallèlement à la cathode de part et d'autre de laquelle elle se trouvent.
Ceci permet d'éviter l'érosion, aux mêmes points, des deux faces d'une cathode comprise entre deux anodes.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique et partielle en perspective d'une pompe ionique connue et a déjà été décrite, o la figure 2 est une vue en coupe schématique de la pompe ionique de la figure 1 et a déjà été décrite, les figures 3A, 3B, 4, 5A et 5B sont des vues schématiques de pompes ioniques connues et ont déjà été décrites, la figure 6 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation particulier de la pompe ionique objet de l'invention, la figure 7 est une vue en perspective schématique d'une pompe ionique conforme à l'invention, la figure 8 est une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation particulier de la pompe ionique objet de l'invention, et elles figures 9A, 9B, 10, 11A et 11B sont des vues schématiques d'autres pompes ioniques conformes à l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La pompe ionique conforme à l'invention, qui est schématiquement représentée en coupe sur la figure 6, diffère essentiellement de la pompe représentée sur la figure 2 par le fait que la pompe de la figure 6 comprend une anode et une cathode de plus que cette pompe de la figure 2, une caractéristique essentielle de la pompe de la figure 6 étant qu'une cathode est commune à deux anodes.
Plus précisément, la pompe ionique schématiquement représentée en coupe sur la figure 6 comprend une enceinte 28 à parois étanches qui est pourvue d'une ouverture 30 par laquelle pénètre le gaz que l'on veut piéger avec la pompe, le flux de gaz qui pénètre dans l'enceinte 28 étant représenté par la flèche 32 de la figure 6, trois cathodes 34, 36 et 38 faites d'un métal de type "getter" et espacées les unes des autres dans l'enceinte 28, deux anodes 40 et 42 qui sont respectivement disposées entre les cathodes 34, 36 et 38 dans l'enceinte 28 comme on le voit sur la figure 6, et des moyens magnétiques 44 destinés à engendrer dans l'enceinte 28 un champ magnétique B.
Des moyens non représentés sur la figure 6 sont également prévus pour porter les deux anodes 40 et 42 à un même potentiel positif par rapport au potentiel auxquelles sont portées les cathodes 34, 36 et 38.
Chaque cathode délimite avec la cathode adjacente un espace de pompage de sorte qu'on obtient quatre espaces de pompage dans le cas de la figure 6.
Les moyens magnétiques 44 comprennent deux aimants permanents 46 et 48 respectivement placés de part et d'autre de l'enceinte 28, comme on le voit sur la figure 6, et correspondant aux aimants permanents 26 de la figure 2.
Le dispositif selon l'invention a été présenté avec un second sélecteur muni d'une fente de sortie.
Mais il est également possible d'utiliser, à la place du disque supérieur 10 du second sélecteur, muni d'une fente d'extraction, un disque plein. Dans ce cas, les particules sélectionnées par le premier sélecteur se déposent sur ce disque du second appareil. Le dépôt réalisé à distance r de l'axe de ce second appareil correspond à des particules de mobilité Z et de temps de relaxation T, donnés par les relations (1) et (2), en remplaçant r'2 par r. Le dépôt obtenu peut être analysé ultérieurement. On peut également, par cette méthode, produire un dépôt étalon.
Une variante du premier mode de réalisation va être décrit en liaison avec la figure 2. Le dispositif représenté ne diffère de celui de la figure 1 que par les fentes annulaires d'extraction de chacun des deux sélecteurs circulaires, qui sont en fait réduites à un orifice central d'extraction 36, 38. Les autres éléments sont identiques et portent pour cette raison les mêmes références numériques.
Le dispositif fonctionne de la même manière que celui décrit ci-dessus, en liaison avec la figure 1, et avec les mêmes avantages, bien que l'orifice central d'extraction soit un point singulier aéraulique, puisqu'il correspond au point d'arrêt de l'écoulement laminaire. Les équations déjà données ci-dessus s'appliquent également, mais en prenant r2=r'2=0.
L'avantage supplémentaire lié à cette configuration est le suivant. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'extraction des particules par une fente annulaire nécessite de mettre en oeuvre un boîtier 26, 30, par exemple un boîtier cylindrique, entre la fente d'extraction et le conduit d'extraction 28, 32. Le transport des particules dans les circuits du système peut alors entraîner des pertes par diffusion au voisinage des parois, ainsi que des pertes par sédimentation, notamment dans les boîtiers 26, 30. De plus, le temps de transit dans les boîtiers, qui peut être long, n1 est pas le même pour toutes les particules, et il se produit, de ce fait, une certaine dispersion à travers l'appareil, ce qui peut être préjudiciable dans certaines applications. Au contraire, le dispositif à extraction centrale garantit moins de pertes des particules après leur sortie du sélecteur, ainsi qu'un temps de transit plus court dans les circuits d'extraction.
Le diamètre + de l'orifice 36, 38 est de préférence choisi de façon à assurer une bonne sélectivité des particules (si le diamètre est important, la sélectivité est faible) mais aussi de façon à ne pas perturber l'écoulement du fluide qui le travers (si le diamètre est faible, un phénomène de "jet" se produit au niveau de cet orifice).
Deux autres variantes peuvent également être réalisées : ce sont celles pour lesquelles l'un des deux sélecteurs présente un orifice central d'extraction, tandis que l'autre présente une fente annulaire d'extraction, et réciproquement.
Si, comme déjà expliqué ci-dessus, le disque 10 du second sélecteur ne présente plus ni orifice ni fente de sélection, mais est au contraire plein, c'est évidemment seul le premier sélecteur dont la fente de sortie ou d'extraction peut être réduite à un orifice 36.
Un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit, en liaison avec les figures 3 et 4, qui en représentent deux variantes. Ce mode de réalisation correspond à la mise en oeuvre de deux sélecteurs circulaires, mais "en parallèle".
Ainsi, sur la figure 3, chaque sélecteur 42, 44 comporte deux disques 46, 48 et 50, 48 parallèles, concentriques. En fait, sur la figure 3, les deux disques centraux ont été rassemblés en un seul et même disque 48. Les deux paires de disques 46, 48 et 50, 48 définissent deux zones 51, 53 de sélection. Les deux disques extérieurs 46, 50 (qu'on peut encore appeler disque supérieur et disque inférieur) présentent chacun une fente annulaire 52, 54 d'extraction des particules, de rayon r1 autour de l'axe des disques. De même, les deux disques extérieurs 46, 50 présentent chacun un conduit ou tubulure d'aspiration centrale 56, 58 qui permet d'extraire de l'air à un débit QO de la zone de sélection 51, 53.Entre chaque paire de disques, des moyens, non représentés sur la figure, permettent d'introduire un gaz d'entraînement (en général de l'air filtré) au débit QO Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le gaz d'entraînement est introduit par une tubulure 60, 62, dans un espace 64, 66, situé respectivement au-dessus et en-dessous des disques extérieurs 46, 50, entre ces derniers et un couvercle 68, 70. Les bords rabattus des couvercles obligent ensuite l'air à se diriger vers la zone de sélection 51, 53. L'aspiration par les tubulures 56, 58 assure l'écoulement centripète, laminaire et stable.
L'aérosol contenant les particules à sélectionner peut être introduit dans chacun des deux sélecteurs par une zone périphérique 41, 43, 45, 47 de l'appareil, à un débit Qa Les particules sont sélectionnées à travers les fentes 52, 54 et sont ensuite extraites à l'aide des moyens d'extraction constitués par des chambres 72, 74 prévues entre les disques 46, 50 et les couvercles 68, 70, ainsi que par les tubulures d'extraction 76, 78.
Dans ce dispositif, l'un des sélecteurs 42 a son entrée "aérosols" prévue dans une position inférieure par rapport à sa fente d'extraction 52, tandis que l'autre sélecteur 44 a son entrée "aérosols" prévue au-dessus par rapport à sa fente d'extraction 54. Les particules à analyser sont introduites simultanément, à la même position, dans les deux sélecteurs, à une distance r"1 de l'axe central.
Il peut être prévu des moyens pour appliquer aux différents disques 46, 48, 50 des potentiels différents, afin d'établir un champ électrique E dans chacun des deux sélecteurs. Une configuration respectant la symétrie de l'appareil consiste à porter la plaque intermédiaire 48 à un potentiel nul, et à porter chacune des plaques 46, 50 à des potentiels U+ et U-, Dans la configuration de la figure 3, il est possible de travailler sur des particules de même signe dans les zones de sélection 51 et 53.
Le mouvement des particules dans les zones 51 et 53 se fait sous l'action conjuguée - de l'écoulement d'air radial et laminaire, au débit Qov - des champs électriques E+ et E-, imposés entre les disques, et qui induisent des vitesses de dérive VE+ et VE-, - du champ de pesanteur, qui induit une vitesse de sédimentation Vs, qui se superpose à la vitesse VE dans le sélecteur 44 inférieur, et qui s'oppose à la vitesse de dérive VE+ dans le sélecteur 42 supérieur.
De même que dans le cas du premier mode de réalisation (sélecteurs disposés en série) il est possible- de montrer que, pour une particule de mobilité Z et de temps de relaxation 1, les champs électriques de sélection E-, E+ dans les deux sélecteurs sont donnés par
De ces relations, il est possible de déduire la mobilité électrique et le temps de relaxation des particules sélectionnées. Là encore, et de la même manière que ce qui a déjà été décrit ci-dessus, il est possible d'accéder à la masse volumique, au diamètre, à la masse, et au nombre de charges électriques par particules.
(d) On répète 2 fois ces opérations à partir de l'étape (b) pour obtenir une série de dilutions, la plus grande dilution correspondant à un facteur de dilution total de 104.
Les boîtes de Pétri ensemencées avec les différentes dilutions prélevées sont placées dans une étuve à 35"C pendant 2 jours.
Puis, on retire les boîtes de l'étuve, on compte les colonies d'Enterococcus faecalis qui se sont développées à la surface des milieux de culture, et à partir des résultats obtenus, on estime la concentration d'Enterococcus faecalis exprimée en cellules par gramme dans l'échantillon initial.
Les résultats sont les suivants TABLEAU 1 :
Facteur de Concentra- Estimation Nombre de Tube dilution tion du de la con- colonies centration théorique mélange initiale 1 1 Ind / 2 101 Ind / 3 102 1972 1,9.104 1,9.106 4 103 202 2.10 2.106 5 104 19 1,9.102 1,9.106 Inci = Indéterminé (les colonies sont confluentes) Concentration du mélange = nombre de colonies masse du mélange étalé sur boîte de Pétri Estimation de la concentration initiale = concentration du mélange dilué x facteur de dilution du mélange A titre de comparaison, on a effectué des déterminations analogues, mais en diluant la solution initiale selon la méthode conventionnelle consistant à effectuer les dilutions dans des conteneurs distincts.
(i) On introduit dans un tube à essais stérile 1 g de lait démaquillant identique à celui utilisé précédemment, puis on ajoute 9 g de milieu de culture liquide "Eugon LT 1004D" préalablement stérilisé.
(ii)Après homogénéisation, on prélève 1 g du mélange obtenu, à l'aide d'une pipette stérile, que l'on introduit dans un nouveau tube à essais stérile puis ajoute 9 g de milieu de culture liquide "Eugon LT 100#" préalablement stérilisé.
On répète 2 fois les opérations de l'étape (ii) jusqu'à l'ob- tention de la solution diluée à un facteur total de 104.
A l'aide d'une pipette stérile, on prélève 0,1 g de la solution contenue dans le tube contenant le mélange le plus dilué (10^) que l'on étale sur une boîte de Pétri contenant un milieu de culture de type "Eugon LT 100#" gélosé puis, on prélève avec la même pipette 0,1 g du mélange dilué à 10-3 que l'on étale également sur une boîte de Pétri. On répète ces opérations de prélèvement et d'étalement jusqu'au tube à essais contenant la solution initiale en prélevant, à l'aide de la même pipette, des fractions de mélanges de plus en plus concentrés.
Les boîtes de Pétri ainsi ensemencées sont placées dans une étuve à 35"C pendant 2 jours, puis on compte le nombre de colonies qui se sont développées sur chaque boîte de Pétri. On estime alors à partir de chaque dénombrement, la concentration en cellules présentes dans la solution initiale.
Les résultats obtenus sont les suivants TABLEAU 2
Facteur de Concentra- Estimation Nombre de Tube dilution tion du de la con- colonies centration théorique mélange initiale 1 1 Ind / 2 101 Ind / 3 102 2018 2.104 2.106 4 109 204 2.10 2.106 5 104 20 2.102 2.106 ~~~ = Indéterminé (les colonies sont confluentes) On constate que les résultats obtenus avec le procédé de l'invention sont analogues à ceux obtenus en mettant en oeuvre le procédé conventionnel.
Le procédé de l'invention permet donc d'obtenir des résultats significatifs en limitant considérablement le nombre de manipulations nécessaires ainsi que la consommation de matériel.
Ixni?u 2 : Dilutions successives au 1/100ème puis au 1/10""' Afin de montrer la validité du procédé selon l'invention, on introduit dans une solution pour la peau une quantité connue de spores de la moisissure appelée Aspergillus niger.
(a) Dans un tube à essais de 30 ml, on introduit 0,1 g de la lotion pour la peau, préalablement contaminée, puis 9,9 g du milieu de culture liquide commercialisé sous la dénomination de Eugon LT 100 19" par la Société bioMérieux, préalablement stérilisé. On homogénéise ensuite le mélange à l'aide d'un homogénéiseur de type "Vortex".
(b) On prélève alors 9,5 g du mélange contenu dans le tube à essais, à l'aide d'une pipette, dont on étale 0,1 g sur une boîte de Pétri contenant 18 ml d'un milieu de culture du type "Eugon LT 100@" gélosé.
On va en premier lieu décrire l'amplificateur à transconductance 23 illustré sur la figure 6. Cet amplificateur 23 de composition tout à fait classique est utilisé pour produire un courant 1in à partir d'une tension Vin. Il comprend une entrée 230 pour recevoir le potentiel Vin (on utilise le terme potentiel en considérant la tension Vin en référence à une masse). Ce potentiel est fourni à la base d'un transistor 231 de type NPN, ce transistor 231 formant avec un transistor 232 de même type une paire différentielle. La base du transistor du transistor 232 est portée à un potentiel de référence fixe Vref. Les émetteurs des transistors 231 et 232 sont reliés respectivement à deux sources de courant 233 et 234 identiques. Les émetteurs sont également reliés entre eux par le biais d'un élément résistif 235 (par exemple une résistance). Les sources de courant 233 et 234 imposent un courant i dans chaque branche. En notant i' le courant parcourant l'élément 235, les canaux des transistors 231 et 232 sont parcourus l'un par un courant i + i' et l'autre par un courant i - i'. Les valeurs relatives de Vin et Vref l'une par rapport à 1' autre déterminent le sens du courant i' dans l'élément résistif, et par suite les valeurs des courants dans les transistors 231 et 232. Sur la figure 6, on a illustré le cas où la valeur du potentiel Vin est supérieure à la valeur du potentiel Vref . Le transistor 231 est parcouru par un courant i + i'.
Les collecteurs des transistors 231 et 232 de la paire différentielle sont respectivement connectés aux émetteurs de deux transistors d'isolement 236 et 237, de type NPN et montés en cascode. Les bases des transistors 236 et 237 reçoivent une alimentation BV basse tension (par exemple de l'ordre d'une douzaine de volts). Les collecteurs des transistors 236 et 237 sont reliés respectivement aux drains de deux transistors 238 et 239 de type MOS à canal P montés en miroir de courant. Ces transistors ont leurs sources reliées à une alimentation HV haute tension (par exemple de l'ordre d'une centaine de volts) et sont parcourus par un courant i + i' (imposé par le transistor 238).
Le point commun aux transistors 237 et 239 correspond à la sortie (portant le référence 240) de l'amplificateur à transconductance.
Le courant fourni sur cette sortie est 1in = 2 * i', dont la valeur est dépendante de la valeur du potentiel Vin.
L'étage de sortie 24 comprend une entrée 241 pour recevoir le courant I in de commande. Deux transistors 242 et 243 de sortie sont montés entre la masse et une alimentation haute tension (par exemple HV). Les transistors 242 et 243 sont des transistors de puissance, de préférence de type MOS (par exemple respectivement VDMOS à canal N et MOS à canal P) et complémentaires (ce qui permet d'amplifier un signal d'entrée quel que soit son signe). Par rapport à des transistors bipolaires, ils présentent les avantages d'avoir une tension de seuil variant peu en température, de nécessiter peu de puissance en entrée (on a simplement besoin de charger les capacités d'entrée des transistors), et d'éviter le risque d'emballement thermique (la mobilité des porteurs diminuant lorsque la température augmente).
Le point milieu des transistors 242 et 243, formé des sources de ceux-ci, correspond à la sortie (portant la référence 250 sur la figure 6) de l'étage de sortie 24. L'électrode de commande du transistor 242 (c'est-à-dire sa grille) est reliée à 1' entrée 241. Le potentiel de cette grille est fixé par la valeur d'une capacité 27 d'entrée de l'étage et par le courant d'entrée Iin. En pratique la capacité 27 est une capacité équivalente, c'est-à-dire qu'elle n'est pas réalisée physiquement en tant que capacité.
Afin de permettre un fonctionnement de l'amplificateur 20 en classe AB, on crée une différence de potentiel permanente entre les électrodes de commande (ou grilles) des transistors 242 et 243. Cette différence de potentiel est imposée par le biais d'un transistor 248 de prépolarisation. On choisira par exemple un transistor VDMOS à canal N dont la grille est reliée à l'entrée 241, dont le drain est relié à l'alimentation haute tension HV, et dont la source est reliée à la grille du transistor 243. La différence de potentiel entre les grilles des transistors 242 et 243 est ainsi égale à la différence de potentiel grille/source (notée VD) du transistor 248. Par rapport aux montages illustrés sur les figures 4 et 5, on minimise donc la valeur de la capacité d'entrée de l'étage de sortie, la composante induite par le dispositif de prépolarisation étant principalement la capacité grille/drain du transistor 248 qui ne dépasse pas typiquement le dixième de picofarad.
La valeur de la différence de potentiel VD est contrôlée par le biais d'une source de tension et d'un transistor 252 de commande. La source de tension est par exemple réalisée à l'aide d'une source de courant 251 et d'un ou plusieurs transistors montés en diodes et placés en série entre la source de courant et une masse. La différence de potentiel produite par la source de tension est la somme des différences de potentiel induites par les diodes. Dans l'exemple illustré, on utilise deux transistors 254 et 255. De préférence on utilise des transistors de type MOS complémentaires, de manière à produire une différence de potentiel stable en température (en utilisant la technologie MOS) et en technologie (les variations de tension de seuil se compensant si les transistors sont complémentaires). Le transistor 254 de type NMOS a sa grille reliée à son drain, et sa source est reliée à la source du transistor 255. Le transistor 255, de type PMOS, a sa grille et son drain qui sont reliés à la masse. Le transistor 252 est un transistor de type MOS à canal N dont la grille est reliée au drain du transistor 254 et dont la source est reliée à la masse. Ainsi, la différence de potentiel grille/source du transistor 252 est égale à la différence de potentiel induite par les transistors montés en diode. Le transistor 252 a son drain relié à la source du transistor 248.
Les transistors 252 et 248 sont de préférence appariés de sorte que la différence de potentiel entre les grilles des transistors 242 et 243 est égale en première approximation à la différence de potentiel induite par les transistors montés en diodes (les transistors 252 et 248 étant parcourus par un même courant).
De préférence on alimente la source de courant 251 en basse tension. Tel qu'illustré sur la figure 6, la source de courant 251 est alimentée par l'alimentation BV. Un transistor 253 (par exemple de type bipolaire NPN) monté en cascode est utilisé pour isoler la source de tension alimentée en basse tension et le reste des éléments de l'étage de sortie qui sont alimentés en haute tension. Dans l'exemple illustré, la base du transistor 253 est reliée à l'alimentation BV, son émetteur est relié au drain du transistor 252, et son collecteur est relié à la source du transistor 248.
L'utilisation d'une source de tension fonctionnant sous basse tension d'alimentation permet de réaliser une source de courant 251 consommant peu et plus facilement stabilisable en température. L'ajout du transistor 253 induit une augmentation de la valeur de la capacité d'entrée de l'étage de sortie. Cette augmentation est toutefois faible et correspond à la valeur de la capacité collecteur/substrat du transistor 253, typiquement de l'ordre du dixième de picofarad. Tel qu'illustré, les éléments permettant de prépolariser les grilles des transistors 242 et 243 ne sont pas des composants de puissance, ce qui présente l'avantage de limiter l'encombrement dû à ces éléments.
Dans une version préférée, les transistors montés en diodes sont appariés aux transistors 242 et 243 de l'étage de sortie. Dans ce cas, le courant de repos (c' est à dire circulant dans les transistors 242 et 243 en l'absence de courant d'entrée) sera en première approximation un multiple du courant 10 produit par la source de courant 251. Autrement dit, on bénéficie dans les transistors de sortie d'un courant de repos constant, stable en température et indépendant en première approximation des dispersions technologiques.
On remarque que la prépolarisation proposée par l'invention ne fait pas intervenir de boucle telle que celle illustrée sur la figure 5 et comprenant les amplificateur 249 et transistor 243 sur cette figure 5. L'invention ne nécessite pas de capacité de stabilisation, dont la présence est pénalisante vis à vis de l'entrée et de la sortie de l'étage de sortie.
D'autre part, le nombre de composants dans l'étage de sortie est limité, ce qui rend particulièrement intéressant l'amplificateur décrit dans l'optique d'une réalisation sous forme intégrée.
La figure 7 illustre une structure dite de transistor à canal P composite dont le fonctionnement est équivalent à celui d'un transistor à canal P, et dont 'encombrement est plus réduit pour un courant donné. On pourra utiliser cette structure pour réaliser le transistor 243 de l'étage de sortie 24 de la figure 6.