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" PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXECUTION DE MESURES PHOTOMETRIQUES AVEC VIDANGE AUTOMATIQUE DE LA
CUVETTE. "
Dans de nombreux procédés de laboratoire on demande que le liquide qui entraîne, dans diverses phases,une matière colorante formée, par exemple, lors d'une réaction de coloration dans un réacteur capillaire
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soit périodiquement mesurée photométriquement,
On attache une grande importance à la sensibilité de cette mesure; aucun mélange ne peut donc être introduit entre les zones séparées de la solution alimentant le photomètre et contenant de la matière colorante à diverses concentrations.
Un tel mélange se produit en quantité importante dans les cuvettes de construction usuelle où le liquide s'écoule habituellement sous forme laminaire, d'où il résulte que la vitesse du liquide est sensible- ment plus élevée à proximité de l'axe qu'aux environsdes parois
Ceci est particulièrement gênant d'une part, en raison du manque de séparation définitive des composaats isolés dans le Mélange analysé, lorsque celui- ci sera photométré après avoir subi la séparation chroma** tegraphique; d'autre part, parce que l'on s'écarte du principe élémentaire qui suppose l'homogénéité du liquide dans toute la chambre d'extraction de la cuvette lors de l'extinction.
Lorsqu'un liquide incolore s'écoule par une cuvette usuelle pendant un certain laps de temps , par exemple, lors de la chromatographie à. colonne, et qu'après ce liquide incolore vient une solution colorée, la démarcation à l'entrée de la cuvette est suffisamment nette, il se forme dans ladite cuvette un renforcement de la démarcation dû au fait que le liquide coloré s'écoule dans la chambre de la cuvette sous forme d'un parabolöïde allongé et que la partie colorée du contenu de la chambre d'extinction se situe au début uniquement dans l'axe et/
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s'élargit ensuite progressivement jusqu'aux parois.
En outre, lorsque le contraste des zones est suffisant dans le paraboloïde ooloré, la partie initiale de la solution non colorée peut également s'étendre autour de son axe; cette partie de solution non oolorée forme alors, près de la paroi, un noyau inoolore entouré de liquide coloré.
Le dispositif est destiné à des analyses simples, se succédant et de nature élémentaire; par divi- sion des ampoules, on évitera la confusion des essais; pour la vidange de la cuvette, on fait appel à un procédé par siphonnage simple et de peu de précision.
Les résultats sont indiqués sana aucune synchronisation au moyen d'an simple soripteur à lignes qui donne les résultats sous forme d'une courbe dont les maxima isolés correspondent plus ou moins à la valeur des essais isolés.
On connaît un procédé de sipnonnage pour la vidange automatique périodique mais qui ne permet pas une vidange tout à fait complète de la cuvette. Ladite cuvette est remplie au moyen du liquide qui s'écoule hors du réacteur capillaire avec des pistons d'air répartis de façon irrégulière ; lesdits pistons d'air sont intro- duits dans 'e courant liquide sans grande précision ni régularité au moyen d'une pompe péristaltique ; la liqui- psuv aussi être pompé au moyen d'une pompe péristaltique; en ce qui concerne la précision, ce genre de pompe ne peut être comparé aux pompes à piston précises.
Dans le procédé où l'efficacité de la séparation est poussée à l'extrême, on évite chaque
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mélange de la partie de liquide nouvellement ajoutée qui s'écoule dans la cuvette avec les parties de liquide qui se trouvaient déjà dans ladite cuvette. On obtient cet effet par homogénéisation simultanée du liquide dans la chambre d'extraction, tandis que les inconvénients préci- : tés sont éliminée par le procédé et le dispositif selon l'invention.
Le principe de l'invention réside dans le fait que, le contenu de la cuvette est éliminé immé- diatement après chaque mesure de l'extinction; le liquide de la cuvette est complètement éliminé par aspiration, par exemple,par une pompe spécifie ayant une conduite qui débouche à la partie la plus basse de la cuvette, Après la.vidange qui sera la plus parfaite possible, c'est-à-dire opérée de façon à ce qu'il ne reste aucune trace de liquide, ni sur les parois, ni surtout dans les coins de la cuvatte 4 én procédera de nouveau au remplis- sage. La conduite d'amenée dans la cuvette peut s'ouvrir par le bas ou par le haut.
Si tout le dispositif travaille sans surpression, la cuvette peut être en relation avec l'et- mosphère. Si toutefois, on travaille sous pression, comme il est nécessaire dans les procédés modernes actuels dont l'efficacité est extrêmement élevée, la pression doit être maintenue dans la cuvette. On y parviendra en fermant complètement la cuvette et aussi en utilisant un tuyau d'amenée d'air sous pression ou d'un autre gaz au moyen d'une autre conduite qui débouche dans la par- tie supérieure de la cavité de la cuvette.
Au moyen d'un dispositif monostatique
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approprié connu, on veille à ce que une pression cons- tante soit maintenue dans la cuvette ,que ladite cuvet- te soit pleine ou vide.
Pour que la vidange soit parfaite, il est évidemment nécessaire qu'une partie du contenu ga- zeux soit également entraîné dans la conduite d'aspira- tion et dans la pompe pour que le reste de liquide subsistant dans la cuvette et celui qui s'écoule lente- ment des parois soient éliminés. De ce fait, il est nécessaire d'amener de l'air sous pression ou un gaz sous pression.
Si une pression n'est pas nécessaire, ce gaz peut provenir d'une chambre extérieure.
Par une disposition d'écrans appropriée qui réduisent le faisceau lumineux passant par la cuvet- te, on peut arriver à ce que la chambre d'extinotion de la cuvette soit le plus possible rapprochée du fond de la cuvette.
Il va de soi que la photométrie elle- même ne peut se poursuivre qu!au moment où. la face supérieure du liquide,fraîchement amené, remplit la chambre d'extinction de la cuvette. Au-dessus de la chambre de liquide de la cuvette se trouve l'autre chambre de la cuvette qui est remplie de gaz.
Comme on le sait, la photométrie pro- prement dite n'est absolument pas compromise par l'in- troduction éventuelle de bulles qui, dans le réacteur approprié, forment des pistnne d'air; cette disposition est une nécessité absolue dans les procédés modernes efficacité extrêmement élevée; les bulles d'air
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flottent à la surface ou bien crèvent et disparaissent ' à la surface; dans aucun cas, elles ne perturbent la photométrie dans la ohambre d'extinction de la cuvette, même si elles y pénètrent par la conduite d'amenée pen- dant la photométrie.
Le principe du procédé et du dispositif selon l'invention est commun à chacun des nombreux exemples possibles d'exécution.
La figure la représente sohématique- ment une coupe longitudinale au travers de la cuvette et perpendiculairsament à la direction de l'axe optique du photomètre; sur la figure 1 b est représentée une coupe transversale de la cuvette dans le plan optique du photomètre .
Dans ces figures, la ouvette se com- pose en réalité d'un tube en verre ou en quartz 1, qui est fermé par en-dessous au moyen du bouchon 2 et par le dessus au moyen du bouchon 3. A travers le bouchon supérieur 3, passent les deux aiguilles 4 et 5. Au moyen de l'aiguille 4, la solution à photométrer est amenée hors du réacteur capillaire 6, l'aiguille 5 qui débouche à l'endroit le plus bas de l'espace libre de la cuvette sert à l'introduction de l'air qui provient, soit de l'atmosphère, soit d'une source d'air comprimé
7.
A l'endroit le plus bas, dans una cavi- té de la surface du bouchon inférieur 2, débouche le canal qui prolonge l'aiguille 8. Cette aiguille sert à aspirer aussi bien le contenu liquide qu'une partie du.contenu gazeux de la cuvette au coure des phasesqui
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se reproduisent périodiquement;
p ceci est réalisé avan- tageusement par un raccord à la pompe 9,de préférence de type à Tiroir, dont le fonctionnement est assuré par la oame 10 de forme appropriée, l'angle de phase étant orienté de manière telle que l'aspiration par la pompe 9 dans la descente 11 de la cuvette 1,ait lieu directement avant la fin de la coupure de temps de la photométrie et la reproduction des lignes appro- priés sur un enregistreur par pointe.
La synchronisation de l'action de la pompe 9 et de l'enregistreur par points peut être réa- lisée au moyen d'un procédé connu, de manière telle que l'orientation de phe a soit maintenue même en cas de commande des deux éléments par des moteurs synohro- nes séparas lorsque tout le dispositif y est adapté, par exemple, par des impulsions de démarrages appropriés ou des déviations éventuelles dans l'orieneation des phases.
L'aspiration du contenu de la cuve%- te au moyen de l'aiguille 8 peut aussi être réalisée autrement que par raccordement à la pompe 9, par exemple, par raccordement périodique à une chambre de dimensions appropriées, dans laquelle la dépression est orée dans une autre phase du oycle, cette chambre étant périodiquemet raccordée à une dépression constante' monostatique.
Pour assurer le synchronisme d'un tel dispositif avec le fonctionnement de l'enregistrement par points, on peut, par exemple, comprimer les raccords flexibles élastiques appropriés, au moyen de soupapes
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électromagnétiques qui donnent des impulsions pour l'ouverture du raccord flexible au moyen de file de contact actionnés par l'intermédiaire d'un mécjanisme à came disposé directement dans l'enregistreur. Un tel mécanisme à came peut avoir une autre fonction qui con- siste à supprimer l'action du mécanisme scripteur pen- dant la durée de la mesure photométrique proprement dite, par déconnection du circuit de mesure ou du oir- cuit du moteur équilibré du cripteur par points.
De ce fait, on évite un phénomène indésirable qui pourrait se produire, notamment dans l'intervalle de temps où.la cuvette est, soit vidée, soit remplie. La valeur de l'extinction moyenne de la chambre de la cuvette serait fortement perturbée. Ceci pourrait se manifester par un cheminement rapide de tout le chariot de pression du scripteur, qui, de ce fait, aurait des mouvements inutilement rapides et importants.
Lorsque la suppression de la force de direction est commandée par le mécanisme à came qui en- clenche ou déclenche le circuit y raccordé, le chariot de pression du dispositif scripteur reste à l'endroit où. il se trouvait au moment du dernier mesurage photo- métrique. De cette façon, lors du mesurage suivant, il ne suivra qu'une course réduite correspondant à la dif- férence d'extinction des remplissages successifs de la cuvette.
Dans les conditions courantes, on peut discerner.bien entendu, cette extinction relativement réduit? et les points qui y correspondent et continu;;- ent la courbe d'une façon normale.
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Les figures la et 1b représentent une des modifications possibles de construction dans laquel- le les écrans 12 et 13 en forme de lamelles à ressort constituent en Même temps le support par lequel le fond de la cuvette est fixé vis à vis des ouvertures prati- quées dans les écrans; ces ouvertures permettent le pas- sage du faisceau lumineux photométrique.
Sur la figure la , cette ouverture ont représentée par le rectangle pointillé 14. Les deux écrans qui font office de support peuvent être fixés à la plaque de base 16 du support de cuvette au moyen de la vis 15. Le dispositif figuré présente des avantages pratiques du fait que, par un coup d'oeil à gauche, on peut énerver la fonctionnement de la cuvette, c'est à dire, son remplissage, sa vidange, la position correcte du niveau pendant la durée de la photométrie, la hpropore- té de la cuvette etc... Pour faciliter la vue du coté gauche, il est indiqué, par exemple,
que l'écran avant 12 soit articulé obliquement vers l'extérieur dans sa partie fermée et de manière telle que représentée sur la figure 1b. Ceci permet la mise en place aisée de la cuvette ,à partir de la gauche, entre les deux écrans, ou cas cù l'enlèvement de ladite cuvette ait été néces- saire pour revision, nettoyage ou cas similaires,
La figure 2, représente une variante d'exécution de la cuvette),qui se distingue de la pré- cédente uniquement par la forme du tube en verre ou en quartz qui aboutit à la partie inférieure dans un ca- pillaire sur lequel on peut adapter directement un flexible raccordé à la pompe.
Lorsque les formes dela
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cuvette sont arrondies ,c'est à dire dépourvues d'an- gles aigus, on peut réaliser une vidant plus rapide que dans le cas sde fermes angulaires.
Si toutefois, talle tenir compte du fait que, des coins aigus sont moins facilement vidée, on désire essentiellement prévoir une cuvette dont les parois sont dans un plan parallèle, l'exécution selon les figures 3a et 3b est toute indiquée.
Dans ces figures, on représente une coupe transversale de la cuvette assemblée et des élé- monte mécaniques y raccordes, l'ensemble forme la chan- bre fermée et sert à la fixation de la botte interchan-g geable 17 dans laquelle on peut placer la cellule pho-. tographique de façon étanohe. La cuvette proprement di- te est dans ce cas formée de deux plaques 18 et 19, en verre ou en quartz, situées dans un plan parallèle, en- tre lesquelles on introduit la garniture 20 en matière plastique ou élastique, par exemple en gomme de silico- ne. Une vue avant du rembourrage 20 est représentée sur la figure 3a.
On peut voir qu'ici aussi une chambre de forme et de fonction analogue est réalisée comme dé- crit ci-dessus* La chambre d'extinction proprement dite, est diaphragmée par des écrans 21 par l'intermédiaire desquels l'impression est transmise sur les plaques encastrées au moyen d'une vis entre la plaque de fond 23 et la plaque avant 24.
Chacune de ces plaques est pourvue en son milieu d'ouvertures appropriées, par exemple, en forme de croix qui toutefois ne réalisent pas par
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elles-mêmes l'éblouissement dans la cambre d'extino- tion.
La plaque de fond 23 est, par exemple, fixée à la pièce d'éoartement 27 au moyen de la vie 26, qui est elle-même fixée de manière appropriée à la pla- que de fond de tout le photomètre. De l'autre cote, la plaque arrière 29 avec un secteur de cercle est fixée au moyen de la vis 28, la boite 17 avec l'élément photo- graphique peut être adaptée,éventuellement encastrée, par serrage de la vis 30 qui maintient la plaque 29 d dans son encoche. Toute la chambre devant la boita avec la cellule photographique est étanohe à l'air, grâce à l'élément complé entaire 31, qui peut toutefois être aisément enlevé,
de sorte qu'il se orée un espace libre entre la cuvette et la cellule photographique.
Ceci permet, par exemple, par adaptation d'un miroir, d'exercer un contrôle sur la propreté et le fonction- ne ment correct. Ce contrôle peut se faire également en retirant la botte 17 avec la cellule photographique.
Dans l'espace entre la cuvette et la cellule photographique, on peut disposer l'écren 32 muni d'une ouverture centrale. Le rôle principal de cet dora,, réside dans le fait que sur la cellule photo- graphiuqu, 17, aucune lumière ne peut tomber.
Cette lumière peut n'écarter de la di- rection primitive du faisceau de rayons photométriques du fait que celui-ci pourrait tomber sur le niveau mon- tant lors du remplissage de la cuvette. la lumière ré- fléchie du niveau pourrait alors atteindre les parois des éléments 27 et 28 et provoquer une exposition sup- plémentaire et indésirable de la lumière de la cellule photographique. Ceci pourrait occasionner une
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perturbation de la fonction photométrique principale.
Les réflexions indésirables précitées peuvent aussi se produire dans le court intervalle de la mesure propre- ment dite lorsque le niveau dans la cuvette est monté déjà au-dessus de la chambre d'extinction.
Toutefois, si l'écran 32 n'est pas prévu, des reflets intérieurs peuvent encore produire une déviation indésirable de la lumière, agissant d'une fa- çon perturbatrice au moment de la photométrie, REVENDICATIONS
Procédé pour l'eméoution de la moeurs photométrique de l'extinction d'un courant liquide continu ou intermit- tent , avec vidange de la cuvette, caractérisé par le fait que, le contenu de la cuvette est aspiré à l'en- droit le plus bas de sa chambre intérieure aussitôt après mesurage de l'extinction du liquide dans la cham- bre d'extinction et enregistrement des valeurs corres-
EMI12.1
pondantes sur un acripteur.
Ledit scripteur est oynohro. nisé avec le dispositif d'aspiration selon une diffé- renée de phase correspondante.