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Perfectionnements à la construction des cellules à conductibilité calorifique et des compteurs de débit. @
Cette invention a trait aux appareils d'analyse des gaz du type à conductibilité calorifique, et plus parti- culièrement à un dispositif permettant de simplifier les appareils de ce genre et de diminuer leur prix de revient.
Dans les appareils d'analyse des gaz basés sur le principe de la conductibilité calorifique, il est usuel d'utiliser un pont de Wheatstone dont deux bras possèdent une résistance constante et les deux autres des résistan- ces variables.
Dans certains cas, on peut se servir d'un pont dont les quatre bras comportent des résistances variables, deux de ces bras étant entourés par un fluide de comparaison ou normal et les deux autres par le fluide à analyser. Un appareil de ce genre offre un moyen simple et commode de comparer différentes quantités de chaleur transmises à
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travers les fluides et d'indiquer ou d'enregistrer la différence en termes de la composition du fluide ou, sous une forme soins sensible, en termes du volume de fluide passant au contact d'un des bras variables,
Toutefois, dans la pratique, cet appareil présente plusieurs inconvénients.
Par exemple, il est nécessaire d'apporter beaucoup de soin à sa construction, étant donné qu'il doit être sensible à de très faibles diffé- rences de température entre les bras variables du pont.
La résistance électrique des bras variables doit toujours posséder une valeur constante sous certaines conditions fixés. Ceci veut dire que les facteurs tels que la struc- ture cristalline du fil métallique, la tension à laquelle il est soumis, sa surface et sa relation avec le milieu environnant doivent tous rester absolument constants,
A l'heure actuelle, on satisfait à ces conditions en constituant les bras variables par du fil de platine nu ou par une héliae de platine noyée dans une envelop- pe de quartz,, Toutefois, l'un et l'autre de ces expédients présentent l'inconvénient d'être coûteux
Cette invention a pour objet un appareil d'analyse des gaz du type à conductibilité calorifique qui satîs- fait aux conditions imposées en ce qui concerne la sta- bilité et Inexactitude, tout en étant fait de pièces peu coûteuses.
Suivant l'invention, on réalise ce but à l'aide d'un appareil dans lequel des lampes électriques à in- candescence normales ou des organes analogues sont ap- pliqués à titre de résistances variables.
L'appareil d'analyse des gaz suivant l'invention est muni de cellules de conductibilité calorifique établies à l'aide de raccords à T normaux et de lampes à incan- desoence électriques normales.
Dans le. dessin annexé :
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Fig. 1 est une vue perspective représentant la die- position des ce Unies d'un appareil servant à analyser lesgaz.
Fig. 2 est une ooupe des cellules solvant 2-2 (fig. 1)
Fig. 3 est une coupe suivant 3-3 (fig,, 2),
Fig. 4 est un schéma représentant la façon dont on peut se servir de lampes à incandescence normales en combinaison avec un pont de Wheatstone pour effectuer l'aialyse de gaz.
Figé 5 est un schéma représentant Inapplication de filaments de lampes à incandescence,
Ltappareil représenté dans la fig. 1 comprend deux cellules identiques A et B qui sont juxtaposées de façon à égaliser les courants de chaleur.
Le mélange des gaz à analyser est conduit à travers la cellule A, puis à travers un sorubber ou dispositif laveur 13 qui en élimine certains gaz, les gaz restante étant alors conduite à travers la cellule B. La diffé- rence entre les changements de résistance des éléments de chauffage à résistance que renferment les cellules A et B influence le pont de Wheatstone (non représenté) auquel les cellules sont reliées et indique le pourcen- tage du mélange des gaz qui a été éliminé par le scrub- ber.
Dans la fig. 2, on voit que chaque cellule comprend un raccord de tuyau à T normal comportant une section longitudinale 4 et une section transversale 5. Une lampe électrique à incandescence 6 est fixée par du ciment 7 dans la section transversale 5, la partie inférieure de 1?ampoule de la lampe descendant dans la section longi- tudinale 4,,
La partie inférieure de l'ampoule présente des ou- verturea 8 par lesquelles le gaz passant dans la section longitudinale 4 pénètre dans l'ampoule et passe autour du filament 9 qui constitue un élément de ohauffage à
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résistance.
Le filament 9 est connecté par des conducteurs 10 à un pont de Wheatstone et constitue un des bras de ce pont, Les extrémités de la section longitudinale 4 sont taraudées pour recevoir des bouchons filetés 11 qui sont percés de trous centraux reliant des tuyaux externes à la chambra constituée par la section longi- tudinale 4 et les bouchons,
Les cellules A et B sont identiques et sont mainte- nues aussi près que possible l'une de l'autre par un oollier 12 entourant les sections transversales 5.
On remarquera que, dans la construction précédem- ment décrite, les éléments de résistance usuels en pla- tine ont été remplacés par des filaments de lampes élec- triques à incandescence, On a constaté que, par un choix convenable, on obtient des résultats satisfaisants lors- que les résistances des cellules de conductibilité calo- rifique sont constituées par des ampoules de ce genre, Les ampoules peuvent soit être ouvertes d'une manière propre à permettre aux gaz ou fluides en cours d'analyse de venir directement en contact avec le filament ou élément de résistance, soit être employées sans être ouvertes de façon que le filament reste dans le vide et soit ainsi protégé d'une façon permanente.
fin raison de la sensibilité plus grande obtenue, on a trouvé désirable d'ouvrir les ampoules, mais on obtient aussi des résultats satisfaisants avec des ampou- les fermées* Les ampoules peuvent aussi être remplies de gaz, pour augmenter la sensibilité,
La matière dont le filament est fait et son mode de support constituent des caractéristiques importantes quil y a lieu de considérer dans le choix de l'ampoule de lampe électrique destinée à être utilisée comme élé- ment de chauffage à résistance dans une;
cellule de oon-
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duqtîbilité calorifique* I,
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On a obtenu de bons résultats avea des filaments faits de tungstène ou de tantale ou de leurs alliages, mais on peut aussi employer des filaments de platine, de nickelet de métaux semblables, A cet égard, on peut se servir d'un métal quelconque,, mais si le filament est destiné à être exposé au gaz, il est préférable quil soit fait dtune matière qui n'est pas sujette à être corrodée par le gaz,, Par contre, si le filament n'est pas destiné à être exposé au gaz, il est préférable de faire usage d'un filament ayant un coefficient de température aussi élevé que possible.
Comme représenté dans la fig, 2, la partie de l'am- poule qui contient le filament est noyée dans le cimenta Les trous de l'ampoule permettent au gaz dtentrer en oontaot aveo le filament et, lorsque l'ampoule est ainsi montée, le filament n'est pas influenoé d'une façon nui- sible par la vitesse du courant de gaz traversant la
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cellules .,;cellule. ,-' ;
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On peut se servir du dispositif à la façon d'un compteur de débit permettant de déterminer la vitesse du courant de gaz en abaissant lampoule de façon que la majeure partie du filament soit transversale à la section longitudinale 4 et disposée dans cette section, Lorsque l'ampoule est ainsi disposée, le courant de gaz passe directement au contact du filament qui n'est évidemment pas influencé d'une façon appréciable par la vitesse de ce courant. En fonctionne ment, l'élément de chauffage de la cellule A n'est pas exposé au gaz, tandis que la cellule B est exposée directement au courant de gaz, La différence entre les indications des éléments de chauf- fage indique la vitesse du gaz.
On a mentionné ci-dessus particulièrement des lampes électriques à incandescence, mais il est évident que ces lampes pourraient être remplacées effectivement par des
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tabes de T.S.F. et des organes analogues.
La raison essentielle pour laquelle on se sert de lampes électriques à incandescence ou de tubes de T.S.F. est que les organes de ce genre constituent des articles normaux du commerce dont le prix est de beaucoup inférieur au prix de revient des éléments de chauffage à résistance de platine, En outre, ces lampes et tubes sont fabriquée avec une exactitude comparable avec celle que doivent posséder les appareils d'analyse des gaz,
Les filaments des lampes à incandescence sont con- venablement centrés par rapport aux ampoules et, en rai- son de cette caractéristique, il est désirable d'employer conjointement le filament et l'ampoule comme représenté dans le dessin, l'ampoule étant scellée dans le raccord à T à l'aide d'une colle ou ciment ayant sensiblement le même coefficient de dilatation que le verre, Toute- fois,
il n'est pas indispensable d'employer l'ampoule et l'on pourrait se contenter du filament et de son support normale pourvu que cet ensemble soit convenablement monté dans la cellule.d'analyse.
On remarquera que la lampe à incandescence ou tube de T.S.F. peut constituer en soi une cellule d'analyse des gaz et être monté directement sur les bras d'un pont de Wheatstone comme représenté dans le schéma de fig. 4.
Comme les lampes à incandescence à remplissage de gaz sont fabriquées uniformément avec une quantité connue d'un gaz de composition définie, on peut monter une lam- pe de ce genre sur un des bras du pont de Wheatstone, en 80, et monter sur l'autre bras* sn 21, une autre lampe identique à la première mais munie de conduits 22 per- mettant le passage du gaz à travers la lampe.
La lampe 20 est la lampe de comparaison ou lampe étalon,, tandis que le gaz à. analyser est conduit à tra-
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vers la lampe 21, Lorsque les gaz passant à travers les lampes 20 et 21 possèdent la même composition, le galva- nomètre du pont de Wheatstone ne subit auoune déviation.
Dans la fig. 5, les filaments 30, 31 de lampes à incandescence, tubes de T.S.F., eto, sont appliqués à titre d'éléments de chauffage à résistance dans des com- partiments convenables 22, 32' en matière bonne conduc- trioe de la chaleur, L'avantage de cette disposition réside dans l'application de filaments relativement bon marché qui ont déjà été construits et essayés par les fabricants de lampes, au lieu des éléments de chauffage en platine coûteux.
Il ressort de la description qui précède que l'in- vention offre un appareil à analyser les gaz qui est stable et efficace tout en pouvant être fabriqué pour une dépense beaucoup plus faible que cela était possi- ble jusquà ce jour, REVENDICATIONS
1. Un appareil à analyser lesgaz du type à conduc- tibilité calorifique comprenant des éléments de chauffa- ge à résistance montés sur le circuit d'un pont de Wheststone, cet appareil étant caractérisé par le fait que les éléments de chauffage à résistance sont consti- tués par des lampes électriques à incandescence ou par des tubes de T.S.F., en substance comme spécifié.
2. Dans un appareil à analyser les gaz selon la re- vendication 1, la disposition dans laquelle le filament de la lampe à incandescence ou du tube de T.S.F. est exposé aux gaz, en substance comme spécifié.