Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La présente invention a pour objet un dispositif
perfectionné pour détecter et mesurer la concentration d'hydro-
gène gazeux dissous dans un fluide.
Plus précisément, l'invention a pour objet un
dispositif de détection perfectionné du type où la concentra-
tion d'hydrogène gazeux dissous est déterminée par la mesure
d'un courant électrique généré par réaction d'oxydation electro-
chimique de cet hydrogène gazeux au niveau d'une électrod~ de
détection.
Un dispositif de ce type est déjà connu et fait
l'objet du brevet canadien 1.054.223 délivré le 8 mai lQ79 au
nom de la ~emanderesse.
Enfait le dispositif décrit dans cette demande, com-
prend comme éléments principaux:
une membrane polymérique en contact avec le fluide et
perméable à l'hydrogène gazeux'
un électrolyte apte à provoquer une réaction d'oxy-
dation de l'hydrogène diffusé à travers la membrane polyméri-
que, au niveau d'une première électrode en contact avec l'élec-
trolyte, et une réaction de réduction d'un gaz oxygéné tel quel'air au niveau d'une seconde électrode également en contact
avec l'électrolyte, et
un instrument de mesure relié aux deux électrodes
pour mesurer l'intensité du courant électrique généré par
l'oxydation de l'hydrogène, ce courant étant proportionnel à
la concentration de l'hydrogène dans le fluide.
Ce dispositif connu est un dispositif fiable, dont la
structure est relativement simple et dont une des principales
utilités est de pouvoir diagnostiquer le mauvais fonctionnement
d'un transformateur, d'un disjoncteur, d'une réactance ou de
tout autre appareil électrique utilisant un liquide diélectri-
que agissant comme isolant. Il est en effet connu que le
-1-
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malfonctionnement de l'un ou l'autre de ces appareils dû à une
trop forte température de fonctionnement ou à une forte dé-
charge électrique, conduit à la production d'hydrogène dans le
liquide isolateur. On comprend donc que l'utilisation d'un
dispositif permettant de déceler une hausse de la concentration
en hydrogène dissous dans le liquide isolateur, est très
interessant puisque ceci permet de diagnostiquer immédiatement
un malfonctionnement de l'appareil sur lequel le dispositif
est monté, et, lorsque ce malfonctionnement est décelé à temps
éviter la perte totale de cet appareil.
Les diverses expériences pratiques qui furent réali-
sées sur le dispositif décrit dans la demande canadienne ci-
dessus mentionnee, ont récemment démontré que le dispositif en
lui-meme fonctionnait parfaitement bien mais que les diverses
réalisations de ce dispositif, telles que décrits dans la
demande canadienne, présentaient un certain nombre d'inconvé-
nients lorsqu'ils étaient utilisés pendant une période de
temps assez longue dans des régions où les conditions climati-
ques sont extrêmement dures, ces dernières régions étant
également bien souvent très difficiles d'accès et nécessitant
plus quetouteautre région, l'utilisation d'appareillages par-
ticulièment fiables.
Ainsi, les diverses expériences effectuées démontrè-
rent que les divers modes de réalisation décrits dans la demande
canadienne ci-dessus mentionnée étaient souvent sujets à des
fuites, et en particulier à des fuites d'électrolyte rendant
le dispositif inopérant. Ces expériences démontrèrent égale-
ment que ces divers modes de réalisation étaient de structure
simple relativement peu commode, puisqu'il est nécessaire de
démontrer pratiquement tout le dispositif pour pouvoir atteindre
l'une ou l'autre des pièces de celui-ci ou même pouvoir intro-
duire ou changer l'électrolyte. Ces expériences démontrèrent
--2--
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enfin que dans les régions à fortes variations de température,
telles que par exemple le Grand Nord canadien, les mesures
obtenues étaient extrêmementvariablesd'une saison à l'autre
et par conséquent très difficiles à suivre et à interpréter.
La présente invention a pour objet un dispositif
perfectionné du type précédemment décrit comme étant connut
qui permet de remédier aux divers inconvénients précédemment
mentionnés.
Plus précisément, l'invention a pour objet un dispo-
sitif qui non seulement présente une excellente étanchéitémais également peut être très facilement démonter en plusieurs
"modules", qui peuvent eux-memes être démontés si besoin est.
L'invention a également pour objet un dispositif
perfectionné du type précédemment décrit, auquel est associé
un système de contrôle de la température permettant de compen-
ser automatiquement la variation des signaux transmis par les
deux électrodes en fonction des fluctuations de température
dans les régions où cela est nécessaire.
Le dispositif perfectionné selon l'invention,du
type précédemment mentionné, est destiné à être monté dans une
ouverture aménagée dans une des parois d'un récipient conte-
nant un fluide et est caractérisé en ce qu'il comprend :
une embase fixable dans l'ouverture aménagée dans
la paroi du récipient contenant le fluide et pourvue d'un con-
duit central permettant au fluide de passer ,
un boîtier ayant la forme d'un gros godet percé
d'une ouverture dans son fond et fixé de fa~con étanche sur
l'embase de sorte que le conduit central de cette dernière soit
en vis-à-vis de l'ouverture du boîtier et que la membrane poly-
mérique soit intercalée et maintenue entre le conduit central
et l'ouverture du boîtier, et
une unité de maintien des électrodes et de
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l'électrolyte, insérée à l'intérieur du boîtier creux et fixéeà celui-ci.
L'unité de maintien comprend :
un container creux en forme de godet percé d'une
petite ouverture dans son fond et dimensionné de fa,con à
pouvoir être inséré dans le boîtier creux,
un couvercle percé d'une petite ouverture en son
milieu et destiné à être fixé sur le container ,
une première pièce de maintien en forme de petit ,
godet, percée d'une petite ouverture dans son fond et dimension-
née de façon à pouvoir être insérée dans le container ,
une second pièce de maintien en forme de couvercle
percée d'une petite ouverture en son milieu, pour fermer de
fa,con étanche la première pièce de maintien , et
une troisième pièce de maintien percée d'un conduit
central et dimensionnée de façon à pouvoir être introduite à
l'intérieur de la première pièce de maintien et y être maintenue
grâce à la seconde pièce de maintien.
Le container, le couvercle percé et les première,
seconde et troisième pièces de maintien sont disposés de fa,con
à ce que leurs petites ouvertures respectives et le conduit
; central soient en vis-à-vis les uns des autres.
La première électrode est intercalée et maintenue
entre le fond de la première pièce de maintien et la trosième
pièce de maintien en travers du conduit central de cette der-
nière~ La seconde électrode est intercalée et maintenue entre
la troisième pièce de maintien et la seconde pièce de maintien
en travers de l'ouverture de cette dernière. L'électrolyte
enfin est contenu à l'intérieur du conduit central de la
troisième pièce de maintien.
Une fois les électrodes intercalées, ces première,
'
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seconde et troisième pièces de maintien sont insérées dans le
container et maintenues serrées de facon étanche par la fixa-
tion du couvercle sur ce container, le container et son cou-
vercle étant eux-mêmes fixés dans le boîtier creux.
Le dispositif perfectionné selon l'invention présente
donc une unité de maintien à double enceinte étanche formant
un premier "module". Cette unité de maintien elle-même fixée
à l'intérieur du boîtier creux qui forme un second "module".
Ce dernier est enfin monté de fac,on étanche sur l'embase qui
forme le troisieme "module", avec possibilité de démontage
facile de chacun de ces modules,
Selon un mode de réalisation préférée de l'invention,
un thermistor est disposé entre le container et le couvercle
de l'unité de maintien. Ce thermistor est relié à un conver-
tisseur multifonction monté entre l'instrument de mesure et
les deux électrodes. Ce convertisseur permet de compenser la
variation de l'intensité du courant mesurée par les électrodes
en fonction des fluctuations de température du dispositif tel
que mesurées par le thermistor.
Selon un autre mode de réalisation préférée de
l'invention, le dispositif perfectionné est monté dans une
enceinte isolée, étanche et thermostatée.
Ces deux modes de réalisation préférentiels sont tout
particulièrement avantageux puisqu'ils permettent d'interpréter
sans erreur et en toute saison, les résultats fournis par
l'instrument de mesure.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre de deux modes de réalisation préférés
de celle-ci, faite avec référence aux dessins annexés dans
lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective ouverte
du premier mode de réalisation préféré du dispositif selon
:~ :
~Z2Z74
l'invention ,
la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale
du dispositif illustré sur la figure 1 ,
la figure 3 représente un schéma d'un circuit de
contrôlé électrique utilisable en combinaison avec le disposi-
tif illustré sur les figures 1 et 2
la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale
du second mode de réalisation préféré du dispositif selon
l'invention , et
la figure 5 représente une vue en coupe du dispositif
illustré sur la figure 4 lorsque disposé au sein d'une en-
ceinte thermostatée.
Le dispositif 1 illustré sur les figures 1 et 2, est
destiné à détecter et mesurer l'hydrogène gazeux dissous dans
un fluide F contenu dans un récipient dont l'une des parois P
est pourvue d'une ouverture O destinée à permettre la mise en
contact du fluide F avec le dispositif de détection.
Les éléments de base de ce dispositif de détection
1 sont constitués par une membrane polymérique 2 perméable à
l'hydrogène, une électrode de détection 3 au niveau de laquelle ~:
se produit l'oxydation de l'hydrogène gazeux diffusé au travers
des pores de la membrane polymérique 2, une électrode 4 monté~ :
de façon à être en contact avec un gaz oxygéné tel que l'air
ambiant et au niveau de laquelle se produit la réduction de
l'oxygène de ce gaz, et un électrolyte 5 en contact avec les
électrodes 3 et 4 et choisi de façon à permettre la mise en
oeuvre de réactions d'oxydoréduction au niveau des deux
électrodes.
La nature, la structure et le fonctionnement de ces
éléments de base du dispositif de détection 1 sont déjà bien
connus et ont été décrits en détail dans le ~revet canadien n
1.054.223 déjà mentionné dans le préa~bule de la nrésente
llZZ~Z74
divulgation.
On peut simplement rappeler ici que les électrodes
3 et 4 du dispositif 1 sont reliées par des fils 6 à un ins-
trument de mesure (non représenté) qui permet de mesurer l'in-
tensité du courant généré par les réactions d'oxydoréduction
qui se produisent au niveau des électrodes.
En fait, l'originalité du dispositif de détection
1 réside surtout dans la structure et l'arrangement des diver-
ses pièces qui le constituent et permettent le maintien des
éléments de base précédemment énumérés.
Ces diverses pièces constitutives forment ensenble
trois "modules" distincts, que l'on peut émunérer comme suit :
une embase 7, un boîtier creux 8 et une unité de
maintien 9 pour les électrodes et l'électrolyte.
L'embase 7 est destiné à êtrefixée dans l'ouverture
O aménagé dans la paroi P du récipient contenant le fluide F,
~ pour y maintenir l'ensemble du dispositif et permettre au
- fluide F d'atteindre la membrane polymérique 2. L'embaSe 7
présente deux sections 10 et 11 de préférence cylindriques,
qui sont disposées coaxialement l'une dans le prolongement de
l'autre. La section 10 est spécialement destinée à être vissée
ou fixée par soudure ou tout autre procédé connu vis-à-vis
de l'ouverture O pratiquée dans la paroi P. L'embase 7 pré-
sente également un conduit central 12 s'etendant sur toute sa
longueur pour permettre au fluide F d'entrer en contact avec
la membrane polymérique 2 qui s'étend en travers de ce conduit
en venant s'appuyer sur la surface extérieure 13 de la section
11 .
Afin d'éviter toute fuite de fluide F à l'intérieur
du dispositif de détection l,un joint torique 14 est placé
entre la membrane 2 et la surface extérieure 13 de la section
11 de l'embase. Ce joint torique 14 peut être disposé dans une
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rainure 15 prévue à cet effet dans la surface 13, tel
qu'illustré sur la figure 2.
Le boitier creux 8 est destiné à être fixé de façon
amovible sur l'embase 7 et à protéger l'unité 9 servant au
maintien des électrodes et de l'électrolyte. Ce boîtier creux
8 a la forme d'un gros godet percé d'une ouverture 16 dans son
fond 17. Ce fon~ qui est de préférence circulaire et a sen-
siblement la même surface que lasurface extérieure 13 de l'em-
base 7, sert à la fixation amovible du boîtier creux 8 sur
l'embase 7 grâce à un jeu de boulons 18 disposés tout autour
de la périphérie de la section 11 de l'embase. Les boulons
18 traversent cette section 11 pour pénétrer dans des trous
taraudés correspondapts prévus tout autour du fond 17 du boi-
tier creux 8, dans une direction parallèle à l'axe de l'embase.
L'ouverture 16 prévue dans le fond du boîtier creux
8 est prévue de façon à se retrouver en vis-à-vis du conduit
central 12 de l'embase lorsque le boîtier creux est fixé sur
cette dernière.
Le boitier creux 8 sert non seulement à recevoir
l'unité de maintien 9 mais également à maintenir la membrane
polymérique 2 en travers du conduit central 12 de l'embase.
En fait, la membrane polymérique 2 est intercalée entre la
surface extérieure 13 de l'embase et le fond 17 du boitier
creux et y est maintue solidement de façon étanche lorsque les
boulons 18 sont vissés.
Une grille 19 est placée dans un alésage 20 usiné
à cet effet dans le fond 17 du boîtier creux 8, juste en ar-
rière de la membrane 2. Cette grille 19 sert essentiellement
à renforcer etprotégerla membrane polymérique 2, en particu-
lier contre les particules grossières qui peuvent être conte-
nues dans le fluide F.
Afin de permettre une prise facile d'échantillons du
'
`` ~ llZZ'i.74
fluide F juste en amont de la membrane polymérique 2 pour fin
d'analyse, des moyens de prélèvement 21 peuvent être prévus
sur l'embase 7. Ces moyens 21 peuvent être constitués par une
valve rotative 22 qui vient s'insérer dans une orifice fileté
23 communiquant avec le canal central 12 de l'embase 7 grâce
à un petit canal d'amenée 24. Cet arrangement permet avanta-
geusement de prélever un échantillon du fluide sans avoir à
complètement démonter le dispositif de détection ou encore à
ouvrir l'appareil sur lequel le dispositif est fixé.
Tel que précédemment mentionné, le boîtier creux
sert à recevoir l'unité 9 servant au maintien des électrodes
et de l'électrolyte.
Cette unité de maintien 9 comprend cinq éléments
principaux, à savoir :
- un container creux 25 en forme de godet percé
d'une petite ouverture 26 dans son fond 27, ce container
étant dimensionné de façon à pouvoir être inséré dans le
boitier creux 8 ,
- un couvercle 28 percé d'une petite ouverture 29
en son milieu, ce couvercle étant destiné à être fixé sur le
container 25 ,
- une première pièce de maintient 30 en forme de
petit godet, percée d'une petite ouverture 31 dans son fond
- 32 et dimensionnée de façon à pouvoir être insérée dans le
container 25 , ,
- une seconde pièce de maintien 33 en forme de cou-
vercle, percée d'une petite ouverture 34 en son milieu, pour
fermer de façon étanche la première pièce de maintien 30, et
- une troisième pièce de maintien 35 percée d'un
conduit central 36 et dimentionnée de façon à pouvoir être
introduite à l'intérieur de la première pièce de maintien 30
, ,
ZZ'74
et y être maintenue grâce à la seconde pièce de maintien 33.
Comme on peut le constater sur la figure 2, les
première, seconde et troisième pièces de maintien 30, 33 et
35 servent à maintenir les électrodes 3 et 4 ainsi que l'élec-
trolyte 5. Le container creux 25 et son couvercle 28 servent
par contre à maintenir serrées les -trois pièces de maintien
30, 33 et 35 et à permettre la fixation du tout à l'intérieur
du boîtier creux 8, et ce de fa~on telle que les petites ou-
vertures 26, 29, 31 et 34 ainsi que le conduit central 36 des
cinq éléments de l'unité de maintien 9 soient en vis-à-vis les
uns des autres et forment au canal ouvrant d'un côté à l'air
libre, et de l'autre sur l'ouverture 16 prévue dans le fond
du boîtier creux 8.
Comme on peut également le constater sur la figure 2,
l'électrode de détection 3 est intercalée et maintenue entre
le fond 32 de la première pièce de maintien 30, et la troisième
pièce de maintien 35 en travers du conduit central 36 de cette
dernière. C'est au niveau de cette électrode 3 que se produit
l'oxydation de l'hydrogène gazeux diffusant au travers de la
membrane polymérique 2 via les ouvertures 16, 29 et 31.
L'autre électrode 4 est inter-
calée et maintenue entre la troisième pièce de maintien 35 et
la seconde pièce de maintien 33 qui sert également de couver-
cle à la première pièce de maintien 30. Cette électrode 4 s'é-
-lend en travers de la petite ouverture 34 de la
seconde pi~ce de maintien 33 et est ainsi en contact direct
avec l'air via la petite ouverture 26 dans le fond 27 du con-
tainer 25.
Les pièces 30, 33 et 35 sont en contact permanent
avec les électrodes et l'électrolyte et doivent donc être faites
en un matériau isolant, inerte et résistant à l'électrolyte,
A titre d'exemple de matériau adéquat, on peut mentionner le
--10--
-~ llZZ274
polypropylène.
L'embase 7, le boitier creux 8, le container 25 et
le couvercle 28 peuvent par contre être réalisés en n'importe
quel type de matériau suffisamment résistant pour proteger le
dispositif. Ce matériau pourra être par exemple du laiton.
Tel que précédemment indiqué, les première, seconde
et troisième pièces de maintien 30, 33 et 35 sont maintenues
serrées entre elles, de façon étanche. Cette étanchéité est
obtenue non seulement grâce à la forme particulière de la
première pièce de maintien 30 mais également grâce à l'inter-
position d'un joint torique 37 entre les rebords supérieurs de
cette première pièce de maintien 30 et le dessous de la seconde
pièce de maintien 33 venant fermer la première pièce.
La première, seconde et troisième pièces de maintien
30, 33 et 35 sont toutes les trois insérées à l'intérieur du
container 25 de façon à ce que la seconde pièce 33 soit en
contact avec le fond 27 de ce container. Ces pièces de maintien
30, 33 et 35 sont maintenues serrées à l'intérieur du container
25 par fixation du couvercle 28 sur ce dernier.
La fixation de ce couvercle 28 s'effectue à l'aide-
d'un jeu de boulons 38. Ces boulons traversent le couvercle
tout autour de sa périphérie parallèlement à l'axe de la petite
ouverture 29, et viennent se visser dans des trous taraudés
prévus à cet effet dans le rebord supérieur des parois latérales
du container 25.
L'unité de maintien 9 constituée par les première,
seconde et troisième pièces de maintien 30, 33 et 35, emboltées
et serrées entre le container 25 et le couvercle 28, est insérée
et fixée à l'intérieur du boîtier creux 8 de façon à ce que la
surface du couvercle 28 soit en contact avec la surface infé-
rieur du fond 17 de ce boîtier.
Pour permettre cet insérage, le container 25 et son
--11--
~ ~ .
- llZZZ74
couvercle 28 sont con,cus de fa,con à présenter une surface
égale ou légèrement inférieure à la surface intérieure du
boîtier creux 8. La fixation de cette unité de maintien 9 à
l'intérieur du boitier creux peut être effectuée par n'importe
quel moyen connu. Néanmoins, lorsque le container et le boi-
tier creux sont de forme cylindrique, on utilisera de préfé-
rence un filetage 39 prévu à cet effet sur les parois intérieure
et extérieure du container et du boîtier creux respectivement.
Ainsi, l'unité de maintien 9 pourra être vissée à l'intérieur
du boîtier creux 8 jusqu'à ce que le couvercle 28 soit en
contact avec le fond 17 du boîtier. Pour faciliter le vissage,
on prévoira des pans coupés 40 et 41 à la surface respective
du boîtier creux 8 et du container 25 pour permettre l'utili-
sation de clés.
Afin d'assurer une bonne étanchéité entre l'unité de
maintien 9 et le fond du,boitier creux 8, un joint d'étanchéité
torique 43 est disposé dans le fond du boîtier creux. Ce joint
d'étanchéité peut être maintenu dans une ra~nure 44 usinée à
cet effet sur la surface intérieur du fond 17 du boitier creux.
Un des principaux avantages du dispositif de détec-
tion 1 précédemment décrit réside dans le fait que l'embase 7,
le boitier creux 8 et l'unité de maintien 9 peuvent être facile-
ment séparés les uns des autres sans pour autant démonter la
totalité du dispositif, ce qui est particulièrement intéressant
lorsque l'on veut vérifier ou effectuer une réparation sur une
pièce seulement du dispositif sans pour autant vouloir démonter
complètement celui-ci.
Un autre avantage du dispositif de détection 1 pré-
cédemment décrit réside dans le fait que les deux électrodes et
l'électrolyte sont montés dans une unité de maintien à double
enceinte étanche constituée respectivement par les première,
seconde et troisième pièces de maintien et par le container
-12-
" -` llZZZ74
et son couvercle. Cet arrangement obtenu grace à la forme en
godet choisie pour la première pièce de maintien 30 et pour le
container 25, permet de réduire au minimum les risques de
fuite.
Afin de faciliter encore plus l'entretien du dispo-
sitif de détection 1, un bouchon 45 est placé dans la paroi
latérale de la première pièce de maintien 30 pour permettre le
remplissage en électrolyte du conduit central 36 de la troi-
sième pièce de maintien 35 grâce à un conduit latéral 46 prévu
~ cet effet dans cette troisième pièce. Ce bouchon 45 comprend
une première pièce 47 pourvue d'un canal 48 destiné à permettre
à l'air de s'échapper lors du revissage après le remplissage.
Cette première pièce est elle-même fermée grâce à une seconde
pièce percée 49 en forme de chapeau et dont le fond est pourvu
dl,une petite membrane de téflon 50 destinée ~ obturer le canal
48.
Pour que ce bouchon 45 soit facilement accessible
sans être obligé de démonter toute l'unité de maintien 9,
une échancrure 51 est prévue dans la paroi latér`ale du contai-
ner 25 dans lequel sont emboîtées les première, seconde et20
troisième pièces de maintien. Cette échancrure 51, permet
d'atteindre très facilement le bouchon pour vérifier le niveau
d'électrolyte et éventuellement en réintroduire à l'intérieur
de la trosième pièce de maintien 35.
Tel qu'il a été précédemment indiqué, les électrodes
3 et 4 du dispositif 1 sont reliées à un instrument de mesure
grâce à deux fils 6. Ces fils 6 passent de fa,con étanche à
travers la paroi de la première pièce de maintien 30 et sortent
de l'unité de maintien 9 via un dégagement 52 prévu à cet
effet à l'intérieur du container 25, lequel dégagement donne
dans la petite ouverture 26.
Le dispositif perfectionné de détection ci-dessus
122Z74
décri-t fonctionne de la même façon que le dispositif décrit
dans le brevet canadien n I.G54~,23 ci-dessus mentionné
dans le préambule de la divulgation. Néanmoins, ce dispositif
perfectionné 1 peut être avantageusement complété par un cir-
cuit électronique permettant de contrôler son bon fonctionne-
ment et, surtout, de tenir compte des variations de température
extérieure qui peuvent très fortement influencer les mesures
effectuées.
Ce circuit électronique de contrôle et de correction
est illustré de façon schématique sur la figure 3, Ce circuit
inclut un thermistor 53 disposé à l'intérieur du bo;tier creux
8 tel qu'illustré sur la figure 2, entre le container 25 et le
couvercle 28 de l'unité de maintien 9. Ce thermistor 53 est
relié à un amplificateur 54 par un fil passant par le même
dégagement 52 que les fils 6 des électrodes 3 et 4. Cet ampli- : -
ficateur 54 amplifie le signal reçu du thermistor et délivre
le signal amplifié ET à un convertisseur multifonction 55 dis-
posé en série entre la cellule 56 constituée par les deux
électrodes 3 et 4 et l'électrolyte 5, et l'instrument de
mesure 57.
Plus précisément, le convertisseur multifonction 55
est monté en série entre un premier amplificateur 58 qui est
lui-même relié à la cellule 56 pour en amplifier le signal,
et un second amplificateur 59 disposé en amont de l'instrument
de mesure 57. Ce convertisseur multifonction 55 est adéquate-
ment calibré pour pouvoir traiter le signal EC en provenance du
premier amplificateur 58 de façon à tenir compte des fluctua-
tions de température du dispositif 1 telles que mesurées par le
thermistor 53.
Le signal de sortie Es dirigé vers le second amplifi-
cateur 59 à la sortie du convertisseur multifonction est donné
par l'expression :
-14-
-- llZ2Z74
ES = EC
--m
T
dans lequel m est une constance du convertisseur 55, ajustable
à l'aide d'un potentiomètre 60.
Le signal EC en provenance de la cellule électro-
chimique 56 répond à la formule :
EC = ~ ~cJe T
dans laquelle k et B sont des constantes de la cellule ,
C est la concentration en hydrogène dissous dans
le fluide, et
T est la température de la cellule exprimée en
degrés Kelvin.
Le signal ET en provenance du thermistor répond quant
à lui à la formule :
B
ET = k' e T
dans laquelle k' et B' sont des constantes du thermistor et
T est la température de la cellule exprimée en degrés Kelvin.
En ajustant adéquatement la constante m apparaissant
dans la formule du signal de sortie ES en agissant sur le
potentiomètre 60, il est possible d'éliminer les deux facteurs
exponentiels dans l'expression du signal Es . Ce dernier devient
alors indépendant de la température et directement proportion
à la concentration de l'hydrogène gazeux dissous dans le fluide.
Pour permettre la calibration du convertisseur multi-
fonction et le contrôle du bon fonctionnement du dispositif
perfectionné 1, un relai 61 peut être prévu entre la cellule
56 et le premier amplificateur 58. Lorsqu'il est actionné, ce
relai permet d'alimenter la cellule pendant un intervalle fixe
avec un courant i constant généré par une diode. L'introduction
de ce courant dans la cellule provoque l'électrolyse de l'eau
-15-
llZ2~,74
avec un dégagement d'hydrogène gazeux, En coupant le courant
i, cet hydrogène gazeux dégagé par électrolyse permet à la
cellule 56 de fonctionner pendant quelques instants et ainsi à
l'opérateur de vérifier si le dispositif 1 fonctionne convena-
blement. Si ce n'est pas le cas, il est alors nécessaire de
vérifier le dispositif et en particulier la présence d'électro-
lyte entre les deux électrodes.
Ce même dispositif de contrôle peut également servir
à l'étalonnage du convertisseur. Pour ce faire, on opère à
une concentration constante d'hydrogène gazeux et l'on mesure
un premier signal de sortie ES pour une température T. On
mesure ensuite un second signal de sortie ES pour une tempéra-
ture Tl différente de T. On procède enfin à un réglage du
potentiomètre 60 de fa,con à ce queEssoit égal à ES bien que
les températures T et T soient différentes,
Comme on peut donc le comprendre, ce circuit élec-
tronique est particulièrement avantageux puisqu'il permet
d'interpréter sans erreur et en toute saison les résultats
fournis par l'instrument de mesure.
Le dispositif perfectionné 1 précédemment décrit
illustre un premier mode de réalisation de l'invention. Il
est toutefois possible de concevoir d'autres modes de réalisa-
tion de l'invention, tels que le dispositif perfectionné 101
illustré sur la figure 4.
Dans un but de simplification, les divers éléments et
pièces constitutives du dispositif 101 illustré sur cette figure
4 ont été identifiés par les mêmes numéros que les divers élé-
ments et pièces constitutives du dispositif perfectionné 1,
augmentés toutefois du nombre 100.
La principale différence existant entre le dispositif
perfectionné 101 et le dispositif perfectionné 1 précédemment
llZZZ74
décrit réside dans la façon dans laquelle l'unité de maintien
est insérée et fixée dans le boîtier creux.
Dans le dispositif 101, les première, seconde et
troisième pièces de maintien 130, 133 et 135 sont insérées à
l'intérieur du contalner 125 de façon à ce que le fond 132 de
la première pièce en forme de doget soit en contact avec le
fond 127 du container. Ainsi emboîtée, l'unité de maintien
109 est inséré à l'intérieur du boitier creux 108 de façon à
ce que le fond du container 127 soit en contact avec le fond
137 du boitier creux 108 en forme de godet. Cette unité de
maintien 109 est fixée de façon étanche dans le fond du boitier
creux 108 grâce à un jeu de boulon 163 passant à travers la
périphérie du couvercle 128 dont la surface vient prendre
appui sur le rebord supérieur de la paroi latérale du boitier
creux 108, avec interposition d'un joint torique d'étanchéité
164
Comme dans le cas du dispositif 1, la troisième
pièce de maintien 135 du dispositif 101 est pourvue d'un conduit
latéral 146 de façon à permettre le remplissage de son conduit
central en électrolyte 105.
Ce remplissage peut être facilité grâce à la présence
d'un bouchon 145 avantageusement disposé dans le couvercle 128
de l'unité du maintien 109. Cette disposition particulière
~ permet de remplir les conduits latéral et central de la troi-
sième pièce de maintien 135 via un canal prévu à cet effet dans
la seconde pièce de maintien 133, sans qu'il soit pour autant
nécessaire de démonter l'ensemble du dispositif 101, ni même
l'unité de maintien 109. Dans ce cas, la membrane de téflon
150 disposée à la surface de la seconde pièce de maintien 63 et
maintenue étanche grâce à un joint torique 166.
On peut également noter sur ce second mode de réalisa-
tion, que la sortie des fils reliant les électrodes 103 et 104
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. .......
Z274
à l'instrument de mesure est rendu étanche grâce à un joint
167 adéquatement placé dans la paroi latérale de la première
pièce de maintien 130. Pour compléter cette étanchéité, on
utilise comme fils conducteurs, des lamelles de platine qui
peuvent être plus facilement compressés avec le joint 167
afin d'assurer à l'ensemble une bonne étanchéité.
Le dispositif perfectionné 101 est fixé par la sec-
tion 110 de son embase 107 dans une ouverture 0 prévue à cet
effet dans la paroi d'un récipient contenant le fluide F dont
la teneur en hydrogène gazeux dissous est à mesurer.
Afin d'assurer une parfaite autonomie au dispositif
101, celui-ci peut etre disposé dans une enceinte 168 qui est
isolée thermiquement et est étanche à l'eau et aux intempéries
(voir Fig. 5).
Cette enceinte.isolée 168 peut être con,cue de façon
à recevoir un circuit électronique complet permettant de trai-
ter les signaux recueillis par le dispositif 101. Ce circuit
électronique comportera de préférence plusieurs plateaux 169,
171, 173 et 175 maintenus parallèles entre eux à des distances
données grâce à des entretoises 170, 172 et 174. Le premier
plateau 168 est fixé au dispositif 101 grâce à un jeu de boulons
176. Cette fixation peut être réalisée de très nombreuses fa-
~cons. Néanmoins, le système de fixation illustré sur la figure
4 est tout particulièrement avantageux puisqu'il permet de
démonter en une seule opération à la fois le circuit électro-
nique et l'unité de maintien des électrodes, par simple dévis-
sage des boulons 163.
Ce premier plateau 169 sert de support au second pla-
teau 171 sur lequel est fixé un circuit de contrôle et de cor-
rection 177 tel que celui illustré schématiquement sur la
figure 3. Le troisième plateau 173 fixé au second plateau 171
via les entretoises 172 sert à fixer un système de chauffage
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associé à un thermistor pour inaintenir llélectroniauedu second
plateau à température constante. Ce troisième plateau sert
également à supporter l'alimentation 179 de l'ensemble du cir-
cuit électronique.
Le quatrième plateau 175 relié au troisième plateau
par les entretoises 174 sert enfin de support au contact néces-
saire pour faire fonctionner le dispositif 101 depuis l'exté-
rieur de l'enceintre 168. Comme on peut facilement le compren-
dre, ces contacts sont au nombre de 4 ~ savoir :
deux fils de sortie pour retransmettre le signal mesuré et
deux fils d'entrée pour permettre de vérifier le circuit ou
de le calibrer.
Bien entendu, des modifications peuvent être apportées
au mode de réalisation ci-dessus décrit sans pour autant sortir
du cadre de la présente invention qui n'est limitée que par
les revendications qui suivent.
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