CH330877A - Appareil pour la détermination de la différence d'absorption de deux faisceaux de radiations - Google Patents

Appareil pour la détermination de la différence d'absorption de deux faisceaux de radiations

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CH330877A
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H Woodhull Elliott
E Tisdale Glenn
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Perkin Elmer Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/37Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using pneumatic detection

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Description


  
 



  Appareil pour la détermination de la   dificWaks¯on   
 de deux faisceaux de radiations
 La présente invention a pour objet un appareil pour la détermination de la différence d'absorption de deux faisceaux de radiations de mesure, soumis à une absorption et provenant d'une source commune, appareil dans lequel ces deux faisceaux sont dirigés sur un récepteur de radiations, celui-ci fournissant une valeur de mesure de sortie dépendant de la différence des intensités desdits faisceaux.



   La valeur de mesure de sortie du récepteur de radiations pourrait être utilisée pour l'indication ou l'enregistrement des différences d'absorption. L'indication ou l'enregistrement directs des différences d'absorption, c'est-à-dire lues directement sur un appareil de mesure par exemple, présentent cependant un inconvénient résidant dans le fait que toutes les erreurs apparaissant dans le récepteur ou dans un dispositif électrique qui lui fait suite, viennent grever l'indication obtenue. De telles erreurs peuvent être provoquées par la variation de sensibilité du récepteur de radiations ou par la modification du facteur d'amplification d'un amplificateur, due à l'usure d'un tube.



   Ces difficultés peuvent, comme on le sait, être évitées en employant la valeur de mesure directement obtenue - dans le cas présent la valeur de sortie du récepteur de radiations non pas pour l'indication directe, mais uniquement pour la compensation de la différence d'intensité des deux faisceaux.



   Cette compensation peut être réalisée, par exemple, en interposant sur le parcours de   l'un    des deux faisceaux, un dispositif à diaphragme réglable dont on poursuit la mise au point jusqu'à ce que la valeur de mesure initiale d'intensité de radiations du récepteur de radiations coïncide avec zéro. Il n'y a plus alors à redouter aucune altération de l'indication fournie du fait d'une modification de la sensibilité du récepteur, puisque celui-ci se borne maintenant à indiquer si les intensités à comparer sont égales entre elles, sans faire intervenir   leur    grandeur.



   Il existe cependant des appareils de mesure dans lesquels une semblable compensation par diaphragme additionnel interposé dans   l'un    des deux faisceaux et réglable en fonction de la valeur de sortie du récepteur de radiations n'est pas possible. A cette catégorie appartiennent, par exemple. les analyseurs de gaz dont les deux faisceaux de mesure traversent le mélange à examiner et dont   l'un    passe ensuite dans une cellule contenant le composant recherché en concentration bien   détermince,    tandis que l'autre pénètre dans une seconde  cellule, contenant elle aussi, en concentration bien déterminée, les composants restants du mélange à analyser, appareils dans lesquels enfin est prévu un récepteur de radiations à absorption sélective, c'est-à-dire limitée à certaines gammes de longueurs d'onde.



   11 est facile de montrer que. dans le cas de ces analyseurs, I'influence des composants d'interférence peut être éliminée si les deux faisceaux de rayons passant sur l'échantillon à analyser ont des intensités liées par un rapport fixe et déterminé, fonction de la nature des composants gazeux. Il est alors possible de faire en sorte qu'une modification dans la concentration des composants d'interférence de   I'échantillon    n'exerce plus aucune influence sur la valeur de mesure fournie par le récepteur, de façon à ne mettre en évidence qu'une modification du composant recherché.



   Le rapport des intensités est fixé une fois pour toutes par un organe de réglage placé sur le parcours des deux faisceaux. Il est facile de comprendre qu'avec un appareil de cette sorte, une méthode de compensation du genre décrit plus haut ne puisse être utilisée, puisqu'un dispositif à diaphragme réglable additionnel interposé sur le parcours de   l'un    des faisceaux viendrait précisément perturber le rapport des intensités qui forme ici la base même du système.



   On rencontre également de semblables difficultés dans d'autres appareils de mesure.



   Le but de la présente invention est de fournir un appareil permettant de déterminer une différence d'absorption de deux faisceaux par une méthode de compensation, même dans le cas où il n'est pas possible, pour une raison ou pour une autre, de diaphragmer   l'un    de ces deux faisceaux.



   L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'à   l'un    des deux faisceaux de mesure est superposé un troisième faisceau émis par la même source. non soumis à l'absorption et destiné à compenser ladite différence d'intensité, et en ce que sur le parcours de ce troisième faisceau est disposé un dispositif à diaphragme réglable dont la mise au point s'effectue en fonction de ladite valeur de mesure de sortie fournie par le récepteur.



   Les dessins annexés représentent, sous une forme schématique et à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil selon   l'in-    vention, destinées à être utilisées pour l'analyse de gaz.



   La fig. I est une coupe longitudinale d'un analyseur de gaz.



   La fig. 2   représentc    un obturateur assurant l'interruption périodique des faisceaux.



   La fig. 3 représente   l'un    des organes de réglage montés sur le parcours des faisceaux.



   La fig. 4 représente un dispositif à diaphragme réglable pour le diaphragme de   l'un    des faisceaux.



   La fig. 5 est une vue schématique montrant une autre forme d'exécution.



   La fig. 6 représente l'obturateur pour l'interruption périodique des faisceaux dans cette forme d'exécution.



   La fig. 7 est une vue schématique de la troisième forme d'exécution de l'appareil.



   Dans l'appareil représenté à la   fig. ].    la source de radiations est constituée par un filament hélicoïdal chauffé 10 recourbé sous forme circulaire, et constitué en une matière appropriée telle que le nickel-chrome. Le filament est supporté par une monture annulaire 11 en matière isolante et s'étend dans une enveloppe désignée d'une façon générale en 12 qui comprend un tronçon d'extrémité concave 13 présentant une surface intérieure 13a bien polie pour réfléchir les radiations émises par le filament. Le filament est alimenté en courant par par des conducteurs 14 s'étendant à l'espace extérieur de l'enveloppe.

   Cette enveloppe est construite de façon à fournir trois passages divergents   15.    16 et 17 pour des faisceaux s'éloignant du filament et est rendue étanche au gaz par des fenêtres 15a,   16a    et 17a, aux extrémités des passages respectifs. Les fenêtres 15a,   16a    et   17a    ainsi que toutes les autres fenêtres utilisées dans l'appareil sont formées de matériaux transmettant les infrarouges, tels que des cristaux appropriés.  



   Le faisceau provenant de la fenêtre 15a pénètre dans une cellule 18 constituée par un tube métallique fermé à ses extrémités opposées par une fenêtre d'entrée 19 et une fenêtre de sortie 20, cette cellule comportant une entrée de gaz 21 contenant une soupape 22. Le faisceau quittant la cellule 18 à travers la fenêtre de sortie 20 pénètre dans une cellule 23 constituée par un tube métallique fermé à une extrémité par une fenêtre d'entrée 24 et à l'autre par une fenêtre de Sortie 25, la cellule étant munie d'une entrée de gaz 26 contenant une soupape 27.



  Les radiations sortant de la fenêtre 25 pénètrent dans un passage 28 ménagé dans une cellule de filtrage désignée d'une façon générale par 29, à travers une fenètre d'entrée 29a.



   Les radiations quittant le passage 16 à travers la fenêtre   1 6a    pénètrent dans une cellule 30 constituée par un tube métallique fermé à une extrémité par une fenêtre d'entrée 31 et à l'autre par une fenêtre de sortie 32, la cellule comportant une entrée de gaz 33 munie d'une soupape 34. Les radiations quittant la cellule 30 par la fenêtre 32 pénètrent dans une cellule d'échantillon 35 qui est constituée par un tube métallique fermé à une extrémité par une fenêtre d'entrée 36 et à l'autre par une fenêtre de sortie 37. La cellule 35 comporte une sortie de gaz 38 munie d'une soupape 39 et est reliée à la cellule 23 par une connexion tubulaire 40.



  Les cellules 23 et 35 forment ensemble une cellule d'échantillon en deux parties et, lorsqu'on utilise l'appareil, le mélange à analyser pénètre dans la cellule 23 à travers l'entrée 26, circule le long de cette cellule et traverse ensuite la connexion 40 pour pénétrer dans la cellule 35 qu'il quitte à travers la sortie   38.    De préférence,
L'entrée 26 et la sortie 38 sont situées à une extrémité de la cellule d'échantillon et la connexion 40 à l'autre, de sorte qu'un bon rinçage de la cellule puisse être obtenu et que   l'on    évite la   forrnation    de points de stagnation. Les radiations quittant la cellule 35 à travers la fenêtre 37 pénètrent dans un passage 41 de la cellule de filtrage 29 à travers une fenêtre d'entrée 42.



  Les radiations quittant le passage 17 par la fenêtre 17a pénètrent dans une cellule 43 à travers une fenêtre d'entrée 44 fermant une extrémité de la cellule. L'autre extrémité de la cellule 43 est fermée par une fenêtre 45 et la cellule comporte une entrée de gaz 45a avec une soupape 45b. Des radiations quittant la cellule 43 par la fenêtre 45 pénètrent dans un passage 46 de la cellule de filtrage 29 à travers une fenêtre d'entrée 47. La cellule de filtrage 29 est munie d'une entrée de gaz 48 comportant une soupape 49. Les faisceaux convergents de radiations circulant à travers les passages   28,    41 et 46 pénètrent dans la chambre 50 de réception des radiations d'un détecteur par une fenêtre d'entrée 51.



   La chambre de réception de radiations du détecteur est représentée schématiquement et comprend un compartiment central 52 et des compartiments extérieurs 53,   D4    sur les côtés opposés de celui-ci. Les compartiments 52 et   53    sont séparés par une mince membrane métallique flexible 55 et une membrane semblable 56 sépare les compartiments   52    et 54. Les compartiments sont reliés par une connexion à trois voies 57 commandée par une soupape 58 de construction telle que tous les trois compartiments puissent être reliés entre eux ou fermés et séparés les uns des autres. Une conduite 59 contenant une soupape 60 est reliée à la soupape 58 de sorte qu'en ouvrant les soupapes 58 et 60, les trois compartiments puissent être vidés, remplis de gaz à la même pression et ensuite fermés et séparés les uns des autres.

   Une plaque fixe 61 est montée dans le compartiment   53    dans une position rapprochée par rapport à la membrane 55 et forme avec cette membrane   un    condensateur variable, une plaque fixe 62 dans le compartiment 54 coopérant avec la membrane 56 pour former un autre condensateur variable.



  Les membranes sont reliées à une ligne 63 et les plaques à une ligne 64, de sorte que les deux condensateurs se trouvent en parallèle.



   Le passage 15, les cellules 18 et 23 et le passage 28 définissent un chemin pour un   faisceau    de radiations circulant à partir de la   source    vers le détecteur et ce chemin peut être   désigne    par   parcours d'analyse  . Le passage 16, les cellules 30 et 35 et le passage 41 définissent un second parcours, désigné par   parcours de référence  et le passage 17, la cellule 43 ct le  passage 46 définissent ensemble un troisième parcours désigné par   parcours de mise à zéro  . Un organe de réglage manuel 65 est monté dans chaque parcours et a la forme d'une plaque métallique qui peut être déplacée dans ou hors du faisceau par une vis de réglage 65a (fig. 3) pour faire varier l'intensité du faisceau.

   Les parois intérieures des passages et des cellules sont toutes polies à un degré élevé pour permettre des réflexions multiples, mais si on le désire, on peut éviter un tel polissage en utilisant une optique focalisée.



   Les faisceaux circulant le long des trois parcours sont interrompus périodiquement à une faible fréquence. par exemple de 3 à 20 cycles par seconde, par un obturateur constitué par un disque 66 (fig. 2) monté sur un arbre 67 portant une poulie 68 entraînée par un moteur 69 par l'intermédiaire d'une courroie 70. L'obturateur fonctionne dans les espaces prévus entre les fenêtres   15a    et 19, 16a et 31, et 17a et 44; il présente une forme telle que lorsqu'il tourne, il interrompt simultanément les faisceaux d'analyse et de mise à zéro et interrompt le faisceau de référence hors de phase avec les deux autres.



   L'intensité du faisceau de radiations se déplaçant le long du parcours de mise à zéro est commandée par un organe de réglage 71 s'étendant dans le faisceau entre les fenêtres 17a et 44 et d'un côté de l'obturateur. Cet organe de réglage 71 a la forme d'une bande annulaire de métal 72 (fig. 4) supportée par un bras radial 73 monté sur un arbre 74, la bande ayant une largeur allant en augmentant d'un minimum à un maximum, les bords de cette bande étant symétriques par rapport à un cercle concentrique à l'arbre 74. L'appareil fonctionne dans des limites prédéterminées fixées par la longueur de la cellule d'échantillon et l'amincissement en largeur de l'organe 71.



   Les conducteurs 63, 64 relient respectivement les membranes 55 et 56 et les plaques 61 et 62 des condensateurs situés à l'intérieur de la chambre de réception du détecteur avec un amplificateur préalable 75 qui convertit un changement minime de capacité en un changement de tension. La tension de sortie de ce préamplificateur est amplifiée par un amplificateur à courant alternatif 76 et la sortie à courant alternatif de l'amplificateur 76 est appliquée à un redresseur 77 sensible à la phase du courant alimentant l'amplificateur, ce redresseur pouvant être un ensemble à interrupteur mécanique ou une combinaison de générateur et de   diodc.   



  Le redresseur représenté est de ce dernier type et comprend un générateur 78 qui est   cntrainé    en synchronisme avec l'obturateur, en étant actionné à partir de l'arbre 67.



   Lorsque l'obturateur 66 tourne, les   mem-    branes actionnées par pression dans la chambre de réception du détecteur, produisent un changement de capacité chaque fois que la quantité d'énergie dans le faisceau de référence diffère de la quantité totale d'énergie dans les faisceaux d'analyse et de mise à zéro. Un tel changement de capacité est transformé par le préamplificateur en un signal de courant alternatif qui est amplifié dans l'amplificateur 76 à courant alternatif.

   Le courant de sortie de l'amplificateur 76 est ensuite redressé par le redresseur 77, de telle manière qu'à la sortie du redresseur on ait une tension d'une polarité qui est d'un signe ou de l'autre selon que la quantité d'énergie transmise le long du chemin de référence est supérieure ou inférieure à la quantité totale d'énergie transmise le long des parcours d'analyse et de mise à zéro.



   La tension redressée est filtrée par un filtre 79 et est ensuite amenée à un amplificateur 80 dont la sortie commande un servo-moteur 81. L'amplificateur 80 et le servo-moteur 81 sont construits de telle manière que l'arbre du servomoteur tourne dans un sens ou dans l'autre suivant la polarité de la tension fournie par le redresseur 77 à l'amplificateur 80 jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli. L'arbre du servomoteur 81 porte un pignon 82 engrenant avec une roue dentée 83 montée sur l'arbre 74 de l'organe de réglage 71, et l'arbre 74 est relié à l'organe mobile d'un dispositif indicateur de position, désigné d'une façon générale en 84.



  Ce dispositif fournit un signal électrique correspondant à la position de l'organe de réglage 71 et est essentiellement constitué par un transformateur qui permet une indication précise de la position de l'organe de réglage. La sortie du  dispositif indicateur est reliée par les lignes 85, 86 à un filtre 87 qui diminue le bruit, et la tension filtrée peut ensuite être utilisée pour actionner un enregistreur 88 ou un dispositif analogue.



   Lors du réglage de l'appareil pour l'analyse d'un mélange contenant le gaz à examiner, les trois compartiments de la chambre de réception du détecteur sont remplis du gaz à examiner à la pression déterminée qui donne le maximum de sensibilité au détecteur, une telle pression étant généralement un peu plus faible que la pression atmosphérique. La cellule 43 est remplie d'un gaz n'absorbant pas l'infrarouge, après quoi le parcours de mise à zéro à travers la cellule 43 est bloqué par son organe de réglage 65. La cellule de filtrage 29 est ensuite soit vidée, soit remplie d'un gaz non absorbant à travers la conduite 48 et la soupape 49 est fermée, les cellules 18, 30 ainsi que la cellule d'échantillon formée des parties 23 et 35 étant soit vidées, soit remplies d'un gaz non absorbant, comme on préfère.



   Lors du fonctionnement de la source 10, du dispositif obturateur 66, du détecteur 50, du préamplificateur 75 et de l'amplificateur 76 à courant alternatif, L'organe de réglage manuel 65 disposé dans le parcours de référence est réglé jusqu'à ce que le signal à la sortie de l'amplificateur à courant alternatif 76 soit réduit à zéro, et cet organe de réglage est ensuite bloqué en position. Les parcours d'analyse et de référence transmettent alors des quantités égales d'énergie de la source au détecteur.



   Les cellules d'échantillon 23 et 35 sont alors remplies du mélange à analyser. Ce mélange est constitué de plusieurs composants,   CH4,    C2H6,
C2H4,   lv    ou analogues, par exemple. L'absorption des rayons infrarouges doit maintenant permettre de déterminer la teneur du mélange en   l'un    de ces composants. Nous appellerons   composant    recherché   le composant dont on veut obtenir la proportion. Les composants restants. eux aussi, absorbent les infrarouges d'une manière plus ou moins prononcée. C'est la raison pour laquelle il y a lieu de prendre des mesures de nature à éliminer l'influence de ces absorptions parasites.

   Nous appellerons ( <  composants parasitaires   ou   composants d'interférence   ces composants contenus dans le mélange gazeux et dont l'absorption s'exerce dans les mêmes gammes de longueurs d'onde que celles du composant recherché.



   On remplit ensuite de la manière connue la cellule 18 avec le composant recherché, par conséquent avec le gaz dont on se propose de déterminer la concentration dans le mélange contenu dans les cellules 23 et 35. La cellule 30 est remplie d'un gaz sans pouvoir absorbant,
N2 par exemple. Cependant, tandis que les radiations ayant les longueurs d'onde d'absorption du composant recherché ont déjà été filtrées en grande partie des radiations infrarouges provenant de la source émettrice dans la cellule 18, les radiations traversant la cellule 30 ne subissent aucune   diminution.    Or, si les radiations ayant les longueurs d'onde d'absorption du composant recherché continuaient à traverser les cellules 23 et 35 sans s'affaiblir, c'est-à-dire si le mélange à analyser ne contenait pas le composant recherché,

   cette différence totale d'intensités serait mise en évidence au récepteur. La différence d'intensité sera d'autant plus faible que l'absorption des radiations, ayant les longueurs d'ondes affectées, dans les cellules   23    et   35    sera plus forte, c'est-à-dire que la concentration du composant recherché dans le mélange gazeux à analyser   sera    plus élevée.



   La cellule 18 est généralement indiquée sous le nom de   cellule de sensibilisation  .



   Pour éliminer l'influence perturbatrice des composants d'interférence dont l'effet d'absorption s'exerce dans des gammes de longueurs d'onde analogues à celles du composant recherché, on fait ensuite entrer, sous des pressions partielles faibles, les composants d'interférence dans la cellule 30 disposée sur le parcours de référence. La pression partielle de chaque composant d'interférence qui doit être introduit dans la cellule de compensation 30, doit être   dirermi-    née par essai. Une pression partielle peut ainsi être habituellement   troussée.    par laquelle   l'appa-    reil ne répond pas de   façon      appréciable    à des changements de concentration du composant d'interférence présent dans le mélange à   analyser.   



  Après que l'appareil a été équilibré comme decrit, l'organe de réglage 71 est ajuste de telle sorte    qu'un    point donné du réglage de celui-ci, par exemple à   mi-course.    se trouve sur le parcours de mise à zéro   ci    le servo-moteur est mis hors circuit.   Lin      échnntillon    connu. qui peut être une   composiìion      movenne    du mélange à analyser. est ensuite introduit dans les cellules d'échansillon   2?,      35    et l'organe de réglage 65 disposé dans le   parcours    de mise à zéro est réglé jusqu'à   cc    que le signal résultant à la sortie de   l'ampli-    ficateur à courant alternatif soit nul.

   L'appareil est maintenant en position zéro pour   l'échan-      ti11On    standard. et cet échantillon est enlevé.



   Le moteur 69 est ensuite mis en marche et le mélange inconnu est introduit dans la cellule   d'échanrillon      23.    35. Toute   ariation    de la quantité de composant recherché dans le mélange produit instantanément un signal à la sortie de l'amplificateur à courant alternatif et le redresseul. redresse le signal et produit une tension d'une polarité ou de l'autre suivant qu'une plus   grande    quantité d'énergie est transmise au détecteur le long du parcours de référence ou le long des parcours d'analyse et de mise à zéro.

   La tension polarisée est filtrée et fournie à   l'ampli-    ficateur dont la sortie alimente le servo-moteur qui provoque la rotation de l'organe de réglage dans un sens ou dans l'autre suivant la polarité de la tension fournie à l'amplificateur pour faire   X ariel    l'intensité du faisceau se déplaçant le long du parcours de mise à zéro. Le servo-moteur continue à fonctionner jusqu'à ce que la tension de sortie de l'amplificateur à courant alternatif soit réduite à zéro et pour la position de l'organe de réglage requise pour produire ce résultat, le dispositif indicateur de position fournit une tension déterminée à l'enregistreur.

   La valeur de cette tension est une mesure de la quantité du composant recherché présent dans le mélange   analysé    et l'enregistreur est actionné par cette tension pour enregistrer la quantité de ce composant.



   Dans certains cas. un équilibre de l'appareil par introduction des composants d'interférence dans la cellule 30 ne peut pas être réalisé de façon exacte et dans de tels cas, l'effet d'un écart à partir de l'équilibre exact peut être réduit en introduisant ces composants d'interférence dans la cellule de filtrage 29. La présence de ces composants dans la   cellule 29    réduit l'intensité de radiation dans la région de recouvrement ou de chevauchement des faisceaux de radiations et réduit le signal non désiré. Lorsqu'un tel filtrage est nécessaire. les   contposants    sont introduits dans la cellule 29 avant d'effectuer la compensation.



   Dans l'appareil représenté à la fig. 1. le détecteur comprend une seule chambre 50 pour recevoir les radiations et les chemins de radiations sont disposés de telle manière et   l'obtura-    teur 66 a une forme telle que la chambre reçoit alternativement les radiations transmises par le faisceau de référence et les radiations transmises par les faisceaux d'analyse et d'annulation. Si on le désire, d'autres détecteurs peuvent être utilisés, tels que ceux représentés dans l'appareil de la fig. 5.



   La fig. 5 montre schématiquement un appareil comprenant une source 89 ayant la forme d'un filament chauffé monté dans une enveloppe 90 munie de trois passages 91, 92. 93 pour des faisceaux de radiations. Le faisceau dans le passage 91 se déplace le long d'un parcours de référence comprenant une cellule d'équilibre ou de filtrage 94 semblable à la cellule 30 du point de vue but et fonctionnement, une partie 95a d'une cellule d'échantillon et une partie 96a d'une cellule de filtrage 96 en deux parties et pénètre ensuite dans une chambre 97 de réception des radiations.

   Le faisceau dans le passage 92 se déplace le long d'un parcours d'analyse comprenant une cellule de sensibilisation 98 semblable à la cellule 18 du point de vue but et fonctionnement, une cellule 95k reliée à la cellule 95a et formant la seconde partie de la cellule d'échantillon 95 et une cellule   96h    reliée à la cellule 96a et formant la seconde partie de la cellule de filtrage 96. Le faisceau d'analyse pénètre ensuite dans la chambre de réception de radiations 99. Le faisceau dans le passage 93 se déplace le long d'un parcours de mise à zéro comprenant une cellule 100 et une partie   96b    de la cellule de filtrage 96 et pénètre dans la chambre 99.



   Les chambres 97 et 99 contiennent le composant recherché à une pression appropriée et sont reliées par des connexions respectives   101.    102  à une chambre 103, constituant un thermomètre différentiel à gaz, sur les côtés opposés d'une membrane flexible 104 métallique coopérant avec une plaque fixe 105 pour former un condensateur variable. Des différences de pression statique sur la membrane sont éliminées par une connexion capillaire 106 entre les chambres 97, 99. La membrane et la plaque sont reliées par des lignes 107, 108 à un préamplificateur 109.



   Les faisceaux se déplaçant le long des trois parcours sont interrompus périodiquement par un disque d'interception 110 analogue à l'obturateur 66, mais les passages dans l'enveloppe 90 et les cellules formant les parcours sont disposés de telle manière que les radiations soient interceptées suivant un cycle dans lequel tous les faisceaux sont simultanément interrompus et ensuite simultanément transmis. Il en résulte que les radiations dans le faisceau de référence pénètrent dans la chambre 97 en même temps que les radiations dans les faisceaux d'analyse et d'annulation pénètrent dans la chambre 99.



  Les faisceaux pénétrant dans les chambres provoquent une élévation de pression dans chaque chambre et les pressions dans les chambres agissant sur les faces opposées de la membrane pour produire un changement de capacité du condensateur variable formé par la membrane et la plaque fixe. Les changements de capacité correspondant aux différences d'élévation de pression dans les chambres sont convertis en changements de tension dans le préamplificateur.



  Le signal à la sortie du préamplificateur est utilisé de la même manière que le signal produit par le préamplificateur   7r    dans l'appareil repré  senté    à la fig.   I,    c'est-à-dire que le signal est amplifié par l'amplificateur à courant alternatif 111 et redressé par le redresseur 112. A la sortie du redresseur, on a une tension polarisée dont la polarité est d'un signe ou de l'autre selon que l'énergie dans le faisceau de référence est plus grande ou plus petite que la quantité totale d'énergie dans les faisceaux d'analyse et de mise à zéro.

   Après avoir été égalisée par le filtre 113, la tension polarisée est fournie à un amplificateur 114 dont la sortie commande un servo-moteur   115.    Le servo-moteur fonctionne de la même manière que le servo-moteur 81, tournant dans un sens ou dans l'autre selon la polarité de la tension fournie par le redresseur 112 à I'amplificateur 114.



   Le servo-moteur fonctionne par   l'interme-    diaire d'engrenages 116 pour entrainer l'arbre 117 d'un organe de réglage 118 s'étendant dans le chemin du faisceau de mise à zéro et semblable à l'organe de réglage 71 du point de vue but et fonctionnement. L'arbre 117 actionne également l'organe mobile d'un dispositif indicateur de position désigné d'une façon générale en 119 et qui fournit un signal électrique correspondant à la position de l'organe de réglage 118.

 

  La sortie du dispositif 119 passe un filtre 120 et la tension filtrée peut ensuite être utilisée pour    actionner un enregistreur I 121 I ou dispositif    analogue.



   Dans l'appareil représenté à la fig. 1, le dispositif obturateur 66 oblige la chambre 50 à recevoir les radiations transmises le long du parcours de référence en alternance avec les radiations transmises simultanément le long des parcours d'analyse et d'annulation. Dans l'appareil de la fig. 5, I'utilisation de l'obturateur provoque la réponse de la membrane 104 à des fluctuations de pression différentiel rieur 129 qui reçoit les radiations dans les faisceaux d'analyse et de mise à zéro et est fermé à une extrémité par une mince membrane métallique 130 flexible. Le compartiment 129 s'étend dans un compartiment extérieur 131 contenant une plaque fixe 132 coopérant avec la membrane pour former un condensateur variable et les deux compartiments sont reliés par une connexion capillaire 133.



   Les condensateurs variables dans les chambres 122 et 128 sont reliés en un circuit de soustraction habituel indiqué en 134 et la sortie de ce circuit passe à un préamplificateur 135 dont la sortie fournit un signal électrique qui est amplifié par un amplificateur à courant alternatif 136 qui alimente le servo-moteur 137 qui tourne dans un sens ou dans l'autre selon la phase du signal, qui varie à son tour, suivant que davantage de radiations sont transmises par le faisceau de référence que la quantité totale de radiations transmises par les faisceaux d'analyse et de mise à zéro et vice versa.



  Le servo-moteur actionne par l'intermédiaire d'engrenages 116' l'arbre 117' d'un organe de réglage de mise à zéro 118' disposé dans le parcours de mise à zéro et l'arbre 117' actionne également l'élément mobile d'un dispositif d'indication de position 119'. La sortie de ce dispositif est filtrée dans un filtre   120'    et utilisée pour actionner un enregistreur 121' Au lieu d'utiliser le circuit soustracteur représenté à la fig. 7, L'appareil peut employer un circuit d'addition avec un dispositif obturateur de forme appropriée. Les modes de réglage et d'utilisation des appareils représentés aux fig. 5 et 7 pour un travail analytique sont les mêmes que ceux décrits pour l'appareil de la fig. 1.



   On comprendra que le dispositif d'indication de position utilisé dans les trois formes d'exécution de l'appareil représentées et décrites n'est pas nécessairement un dispositif proportionnel. L'absorption de radiations par le composant recherché n'est pas une fonction linéaire de concentration. Par conséquent, lorsqu'un enregistreur est utilisé, il peut être parfois désirable d'utiliser un dispositif non linéaire de construction telle que la relation entre l'échelle de l'enregistreur et la concentration du composant recherché dans l'échantillon soit linéaire.



   L'organe de réglage de mise à zéro 71 est représenté comme ayant une largeur allant en diminuant, ses bords étant symétriques par rapport à un cercle concentrique à son arbre.



  Lorsque l'amincissement en largeur est faible, un bord de l'organe de réglage peut être circulaire et le bord opposé formé de manière à fournir l'amincissement. Dans quelques cas il peut également être désirable de donner à l'organe de réglage un amincissement non unifonne.



   L'obturateur 66 est ordinairement fait en une matière opaque, mais pour certains buts cette pièce peut être en une matière présentant des caractéristiques de transmission telles qu'elle laisse passer les radiations dont la longueur d'onde dépasse une valeur déterminée.



   L'appareil décrit est destiné à être utilisé dans le champ infrarouge; lorsque des radiations ultra-violettes doivent être utilisées, on emploie une source appropriée, les matières des fenêtres ainsi que le détecteur nécessitant évidemment des changements.
  

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Appareil pour la détermination de la différence d'absorption de deux faisceaux de radiations de mesure, soumis à une absorption et provenant d'une source commune, appareil dans lequel ces deux faisceaux sont dirigés sur un récepteur de radiations, celui-ci fournissant une valeur de mesure de sortie dépendant de la différence des intensités desdits faisceaux, caractérisé en ce qu'à l'un des deux faisceaux de mesure est superposé un troisième faisceau émis par la même source, non soumis à l'absorption et destiné à compenser ladite différence d'intensité, et en ce que sur le parcours de cc troisième faisceau est disposé un dispositif à diaphragme réglable dont la mise au point s'effectue en fonction de ladite valeur de mesure de sortie fournie par le récepteur.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1. Appareil selon la revendication, destiné à la mesure d'une composante déterminée dans un mélange gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cellule destinée à contenir le mélange à examiner, les deux faisceaux de radiations de mesure traversant cette cellule et tombant sur ledit récepteur de radiations, au moins un des faisceaux traversant, en outre, une cellule de sensibilisation.
    2. Appareil selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisé en ce que l'intensité d'au moins un faisceau de rayons de mesure est réglable par un autre dispositif à diaphragme.
    3. Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens produisant une interruption périodique des trois faisceaux de radiations, l'un des deux faisceaux de radiations de mesure étant interrompu en même temps que ledit troisième faisceau, pendant que le deuxième faisceau de radiations de mesure n'est pas interrompu.
    4. Appareil selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le récepteur comprend un amplificateur dont la tension de sortie est amenée à un redresseur sensible à la phase du courant alimentant l'amplificateur et commandé par la fréquence de l'interruption périodique susdite, ledit dispositif à diaphragme étant commandé par la tension de sortie de ce redresseur.
    5. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que ledit dispositif disposé sur le parcours du troisième faisceau comprend un diaphragme annulaire actionné par un moteur.
    6. Appareil selon la revendication caractérisé en ce que le récepteur est constitué par un thermomètre différentiel à gaz, relié à deux chambres traversées par les faisceaux de radiations.
    7. Appareil selon la revendication et la sousrevendication 6, caractérisé en ce que le thermomètre différentiel à gaz comprend deux chambres séparées par un condensateur à membrane disposé dans le circuit d'un préamplificateur.
    8. Appareil selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le récepteur est constitué par une chambre de mesure remplie d'un gaz absorbant, cette chambre étant traversée par tous les trois faisceaux et fermée par des condensateurs à membrane branchés en parallèle.
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