CA1215307A - Methode d'analyse quantitative par spectroscopie par absorption et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents
Methode d'analyse quantitative par spectroscopie par absorption et dispositif pour sa mise en oeuvreInfo
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Abstract
Méthode d'analyse quantitative par spectroscopie par absorption des constituants d'un mélange. La méthode consiste à envoyer un seul faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, à sélectionner séquentiellement pour chaque constituant à analyser dans le faisceau cidessus le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique puis le faisceau à la longueur d'onde de référence, à détecter séquentiellement l'intensité des différents faisceaux sélectionnés, à démultiplexer le signal ainsi obtenu en des signaux correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et à traiter lesdits signaux pour obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal proportionnel à la concentration des divers constituants.
Description
~Z~S3()7 ETHODE D'ANALYSE QUANTITATI~E PAR SPECTROSCOPIE
PAR ABSORPTION ET DISPOSI~IF POUR SA MISE EN OEUV~E
La présente ir.vention concerne la spectr~scopie S par absorption et, plus particulièrement, une méthode d'ana-lyse quantitative utilisant la spectroscopie par absorption qui permet de déterminer la concentration des constituants d'un mélange principalement d'un mélange liquide ou gazeux telle que, par exemple, la concentration en lipides, gluci-des et protides du lait.
En effet, la spectroscopie par absorption est uti-lisée de manière habituelle pour l'analyse qualitative et quantitative de systèmes à plusieurs constituants et cette technique est utilisée, par exemple, pour déterminer la con-centration des divers constituants du lait malgré les diffi-cultés de mise en oeuvre résultant de la teneur élevée en eau et des propriétés de diffusion des radiations par le lait.
En conséquence, il existe actuellement des méthodes et des appareils qui permettent de déterminer par spectroscopie par absorption, le plus souvent par spectroscopie par absorption infrarouge, la concentration des constituants d'un mélange, en particulier le taux en lipides, glucides et protides du lait.
On connait en particulier un appareil constitué
d'un spectromètre à double faisceau comportant deux cuves, l'une contenant le solvant pur servant de milieu de référence et l'autre contenant l'échantillon à analyser. Dans cet ap-pareil, on mesure pour chaque longueur d'onde caractéristi-que, la différence entre l'énergie absorbée par l'échantillon et celle absorbée par le solvant de manière à obtenir en sortie un signal proportionnel à la concentration du compo-sant à mesurer. Toutefois cet appareil ne tient pas compte des interférences entre les divers constituants. D'autre part, il nécessite l'emploi de deux cuves qui doivent être 3~)7 identiques et très minces lorsqu'il est utilisé pour l'ana-lyse du lait notamment ce qui entraine des problèmes comple-xes de fabrication.
Pour remédier en partie à ces inconvénients, on a mis au point un appareil utilisant un système d'analyse à
double faisceau en longueur d'onde qui consiste à sélection-ner pour l'analyse de chaque composant, deux faisceaux de ~ongueurs d'onde différentes, l'un ayant une longueur d'onde correspondant au pic d'absorption du composant à analyser et l'autre ayant une longueur d'onae voisine mais pour laquelle l'absorption par le composant à me~urer est très fai~le.
Dans cet appareil, les deux fai~ceaux passent alternative-ment à trav~rs la cuve contenant l'échantillon à analyser et sont envoyés sur un détecteur pour mesurer la différence d'énergie absorbée à chacune des deux longueurs d'onde. Cet appareil présente l'inconvénient de nécessiter une optique compliquée pour obtenir deux faisceuax de longueur d'onde différente et de trajet identique. D'autre part, avec les deux appareils décrits ci-dessus, les mesures sur les divers constituants sont effectuées séparément dans le temps sans possibilité de prise en compte des modifications physiques susceptibles d'affecter l'échantillon.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de l'art antérieur en fournissant une méthode d'analyse quantitative des constituants d'un mé-lange utilisant la spectroscopie par absorption ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent d'effectuer des mesures senslblement simultanées sur les différents cons-tituants, ces mesures étant réalisées avec un dispositif com-portant une optique et des moyens mécaniques simples.
La présente invention a pour objet une méthoded'analyse quantitative par spectroscopie par absorption des constituants d'un mélange caractérisée en ce que l'on envoie un faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, on sélec-121S3~)7 tionne séquentiellement pour chaque constituant à analyserdans le faisceau ci- dessus, avant ou après, de préférence avant l'échantillon, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, on détecte séquentiellement l'intensité des dif-férents faisceaux sélectionnés, on démultiplexe le signal ainsi obtenu en des si~naux correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des ré~érences et on traite lesdits signaux pour obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéris-tique puis un signal pxoportionnel à la concentration des divers constituants.
Avec la méthode ci-dessus, on envoie sur une cuve unique contenant l'échantillon à analyser un seul faisceau, ce qui permet en particulier d'éviter le système complexe de miroirs utilisé pour focaliser les faisceaux dans l'appareil d'analyse à double faisceau en longueur d'onde. D'autre part, la détection s'effectue de manière séquentielle et non de manière successive comme dans les systèmes de l'art anté-rieur, ce qui évite les perturbations dues aux modificationsthermiques ou autres affectant les constituants au cours des mesures.
La présente invention a aussi pour objet un dis-positif pour la mise en oeuvre de la méthode ci-dessus. Ce dispositif comporte une source lumineuse destinée à envoyer à travers un système optique approprié un faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, un moyen positionné sur la tra-jectoire du faisceau émis pour sélectionner séquentiellement dans ce faisceau pour chaque constituant de l'échantillon à
analyser, le faisceau à la longueur d'onde de la raie carac-téristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, un détecteur pour détecter séquentiellement l'intensité
optique des di~férents faisceaux sélectionnés, un moyen pour démultiplexer le signal provenant du détecteur en des signaux lZlX3~)7 correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et des moyens pour traiter les différents signaux afin d'obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal proportionnel à la concentration des divers constituants.
Se~n un mode de réalisation préférentiel, le moyen de sélection séquentie~le peut être co~stit~é par tout moyen faisant passer séquentiellement à une fréquence donnée à travers le faisceau émis des filtres interférentiels cor-respondant aux longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références des constituants de l'échantillon à analy-ser. Ainsi, le moyen de sélection peut être CGnstitué par un disque ou élément similaire portant à sa périphérie les filtres interférentiels, ledit disque étant entralné en ro-tation de sorte que les filtres traversent séquentiellement à une fréquence donnée le faisceau provenant de la source lu-mineuse.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré-sente invention apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de la présente invention don-nés à titre illustratif et non limitatif, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans les-quels:
- la figure 1 est un schéma de principe d'un dis-positif pour la mise en oeuvre de la méthode d'analyse quan-titative par spectroscopie par absorption de la présente in-vention;
- la figure 2 est une vue de face du moyen de sé-lection séquentielle utilisé dans le dispositif de figure 1;
- la figure 3 représente le signal de sortie de l'amplificateur;
- la figure 4 est un bloc-diagramme du démulti-plexeur et du moyen de traitement du signal provenant du dé-multiplexeur utilisés dans le dispositif de figure 1;
~Z~5307 - la figure 5 est un bloc-diagramme d'un mode de réalisation préférentiel du dispositif électronique de la figure 4.
Dans le dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
La figure 1 représente un dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode d'analyse conforme à la presente invention utilisé en particulier dans le cas de la détermi-nation de la concentration des constituants du lait. Dans cette figure, la référence 1 dxsigne la source lumineuse.
Cette source sera, en fonction du composant à analyser, soit une source infrarouge soit une source de lumière visible. La référence 2 désigne une lentille schématisant le système de focalisation utilisé pour obtenir l'image de la source lumi-neuse sur le détecteur 8. Ce système peut être constituépar une simple lentille sphérique ou il peut être constitué
de manière connue par un ensemble de miroirs. Sur le trajet F' du faisceau focalisé par la lentille 2, est positionnée une cuve 3 réalisée en un matériau transparent tel que du verre. Cette cuve 3 contient l'échantillon à analyser. Con-formément à la présente invention, un moyen 4 pour sélection-ner dans le faisceau lumineux, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique du constituant à analyser et le faisceau à la longueur d'onde de référence est position-né entre la source 1 et le détecteur 8.
Ce moyen 4 est constitué, par exemple, par un dis-que monté à rotation sur un arbre 5 entralné par un moteur 6.
comme représenté plus en détail sur la figure 2, ce disque porte à sa périphérie un certain nombre de filtres interfé-rentiels (six dans le mode de réalisation représenté) Fl à F6correspondant respectivement aux longueurs d'onde de réfé-rence et de la raie caractéristique des divers constituants, à savoir, dans le présent cas des lipides, protides et glu-cides du lait. De manière plus spécifique, le filtre Fl 12153~7 correspond à la longueur d'onde de référence du premier cons-tituant, le filtre F2 à la longueur d'onde de la raie carac-téristique du premier constitu~nt, le filtre F~ à la longueur d'onde de la référence du second constituant et ainsi de suite en fonction du nombre de constituants. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le disque 4 portant les filtres interférentiels est positionné entre la cuve 3 et le détecteur 8, toutefois il est possible de positionner le disque 4 avant la cuve, chaque position présentant des a~antages et des inconvénients propres. Ainsi, lorsque le disque 4 est positionné entre la cu~e 3 et le détecteur 8, les filtres interférentiels peuvent être de dimensions rela-tivement petites puisque le faisceau lumineux est plus mince.
Toutefois, l'échantillon reçoit tout le flux et s'échauffe.
Dans l'autre cas, les filtres doivent avoir des dimensions plus importantes mais l'échantillon reçoit une quantité de chaleur moindre. Comme détecteur 8, on utilise un détecteur connu choisi en fonction des longueurs d'onde transmises et des performances requises tel qu'un détecteur pyroélectrique, un détecteur à séléniure de plomb, etc. D'autre part, sur la figure 1, la référence 9 désigne un amplificateur, la ré-férence 10 un démultiplexeur, la référence 11 un dispositif connu de traitement des signa~x provenant du démultiplexeur pour obtenir des signaux proportionnels à la concentration des divers constituants, la référence 12 un dispositif d'af-fichage. L'ensemble de ces dispositifs sera décrit en détail ci-après avec référence à la figure 4.
Dans le dispositif décrit ci-dessus, on fait passer le faisceau lumineux à travers une cuve contenant l'échantil-lon à analyser et on détecte le faisceau transmis. Il estaussi possible, sans sortir du cadre de la présente invention, d'utiliser un dispositif travaillant en réflexion employant la technique MIR (pour "Multiple Internal Reflexion"). Cette technique est particulièrement avantageuse dans le cas de 12~LS307 l'analyse de liquides très absorbants.
De même on peut remplacer le disque portant les filtres interférentiels par un système monochromateur com-muté à une fréquence donnée, bien que, dans ce cas, le sys-tème mécanique pour entraîner le monochromateur soit deconstruction relativement complexe.
On expliquera le fonctionnement du dispositif de figure 1, comme suit.
La source lumineuse 1 émet un faisceau lumineux F
qui passe tout d'abord dans le système de focalisation 2 qui permet d'obtenir sur le détecteur 8 l'image de la source. Le faisceau de focalisation F' traverse la cuve 3 contenant l'échantillon à analyser puis le faisceau transmis est tra-versé successivement par les différents filtres interféren-tiels Fl à F6 de manière à ne transmettre séquentiellementvers le détecteur que le faisceau à la longueur d'onde de référence ou à la longueur d'onde de la raie caractéristique d'un constituant. Le détecteur 8 détecte séquentiellement les différents faisceaux sélectionnés et émet un signal fonc-tion de l'intensité des différents faisceaux qui donne ensortie de l'amplificateur 9 le signal représenté à la figure 3.
Le signal de la figure 3 représente l'intensité op-tique des différents faisceaux en fonction du temps. De ma-nière plus spécifique, Sl correspond au signal détecté pendantle passage du filtre Fl, S2 au signal détecté pendant le pas-sage du filtre F2, etc. Le disque 4 étant entrainé en rota-tion à vitesse constante, le signal en sortie de l'amplifi-cateur 9 se repr~duit pour le même échantillon avec une pé-riode T.
Le signal de la figure 3 est ensuite traité dansun dispositif électronique tel que celui représenté à la figure 4 pour obtenir en sortie des signaux correspondant à
la concentration des divers constituants du mélange à analyser.
~ZlS3~)7 Ainsi, comme représenté sur la figure 4, les signaux en sortie du détecteur 8 fonction de l'intensité op-tique sont tout d'abord amplifiés par l'amplificateur 9 puis envoyés sur un démultiplexeur 10 pour obtenir en sortie un signal correspondant à chaque raie. Dans le mode de réalisation représenté, le démultiplexeur 10 est constitué de six portes analogiques 1001 à 1~~6 correspon-dant aux six filtres Fl à F6. L'ouverture des portes analo-giques 1001 à 1~~6 est synchronisée par l'arrivée du ~iltre correspondant et dure le temps de passage de ce filtre de manière à n'intégrer dans chaque intégrateur 1101 à 1106 que le signal détecté pendant le passage du filtre correspondant, à savoir le signal Sl dans l'intégrateur 1101, le signal S2 dans l'intégrateur 1102, le signal S3 dans l'intégrateur 1103 etc. Le signal de synchronisation est référencée 11 à 16 sur la figure 4.
Une fois le signal représentant l'intensité du faisceau à la longueur d'onde de référence Sl, S3, S5 et le signal représentant l'intensité du faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique S2, S4 S6 intégrés, on effectue la différence de ces deux signaux dans un soustrac-teur référencé respectivement 1111, 1112, 1113. On obtient donc un signal fonction de l'absorbance pour chaque consti-tuant à analyser.
Ce signal est alors envoyé sur un transformateur logarithmique 1121, 1122, 1123, de manière à obtenir en sortie un signal proportionnel à la concentration des divers consti-tuants. Les signaux obtenus peuvent alors être envoyés sur un dispositif d'affichage 12 qui peut être soit un dispositif d'affichage analogique du type enregistreur soit un dispositif d'affichage numérique qui après transformation donne en lec-ture directe la concentration.
On décrira maintenant avec référence à la figure 5, un mode de réalisation préférentiel d'un dispositif électro-12~53~)7 nique semblable à celu~ décrit succintement à la figure 4.
Le signal lumineux en sortie des différents fil-tres interférentiels est tout d'abord détecté par une diode de détection 201 qui transforme les photons détectés en un S signal électrique. Ce signal est envoyé à travers un préam-plificateur 202 sur un détecteur synchrone 203 qui rec,oit aussi en entrée deux signaux de référence Sl et S2 symmétri-ques. Ces signaux de référence sont obtenus à l'aide d'un système du type barrière optique 204 qui fournit en sortie un signal qui, après avoir été amplifié par l'amplificateur 205, est envoyé sur un transistor 206. Le collecteur du transistor 206 est connecté à travers une résistance R' à
une tension positive et son émetteur est connecté à travers une résistance R de même valeur à la masse de manière à ob-tenir au niveau du collecteur et au niveau de l'émetteur deux signaux Sl et S2 symmétriques.
Le signal en sortie du détecteur synchrone 203, à
savoir un signal fonction de l'intensité du faisceau lumi-neux après passage à travers les différents filtres interfé-rentiels, est envoyé à travers un amplificateur 207 en entrée d'un convertisseur analogique-numérique 208 à 12 positions binaires en sortie qui est commandé par une impulsion S3 de début de conversion provenant d'un système de reconnaissance de raies.
Le système de reconnaissance des raies à analyser est constitué par six barrières optiques 210 décalées de 60~
chacune. D'autre part, le disque supportant les six filtres interférentiels est fendu à la hauteur du premier filtre Fl, Les barrières opti~ues 210 sont excitées par un signal en créneaux fourni par un oscillateur RC 209 sur un trigger de Schmitt. Le signal de sortie est envoyé sur les six barrières optiques 210 par l'intermédiaire de six amplificateurs 211.
Les six barrières optiques 210 sont connectées aux six entrées d'un multiplexeur 212 qui est commandé par un code à trois ~.Z153~7 positions binaires ABC. Le code binaire ABC qui permet l'adressage des différents filtres peut être le suivant:
Fl 100 ABC
Le code peut être fourni par un microprocesseur ou par une logique séquentielle.
Ainsi le multiplexeur 212 permet de sélectionner le filtre par l'intermédiaire de la sélection d'une des bar-rières optiques 210. Le signal en créneaux détecté est envoyé
du multiplexeur 212 sur un premier monostable 213 qui reste en position pendant tout le temps où la fente se trouve au centre de la barrière optique choisie.
Un deuxième monostable 214 est déclenché simulta-nément par la sortie Q du premier monostable 213 et fournit l'impulsion S3 de début de conversion.
Une fois la conversion effectuée, une impulsion S4 de fin de conversion est envoyée depuis le convertisseur analogique-numérique 208 vers un monostable 215 qui donne en sortie une impulsion qui est envoyée sur l'entrée de deux portes ET 216 et 217. L'autre entrée de la porte ET 216 re-çoit la position binaire A de poids faible qui a pour valeur 1 lorsque l'on analyse un des faisceaux à la longueur d'onde de référence et O lorsque l'on analyse un des faisceaux à la longueur d'onde de la raie caractéristique d'après le code utilisé. Le signal en sortie de la porte ET 216 est envoyé
comme signal d'écriture E dans une première mémoire 219 dont les entrées sont connectées aux sorties du convertisseur ana-logique-numérique 208. De ce fait, lamémoire 219 stocke l'in-formation numérique correspondant à un des faisceaux à la ~;~153~7 longueur d'onde de référence. D'autre part, l'autre entrée de la porte ET 217 reçoit la position binaire A par l'inter-médiaire d'un inverseur 218. Le signal en sortie de la porte ET 217 est envoyé comme signal d'écriture E dans une seconde mémoire 220 dont les entrées sont connectées aux sorties du convertisseur analogique-numérique 213. De ce fait, la mé-moire 220 stocke l'information numérique en sortie du conver-tisseur qui correspond à un des faisceaux à la longueur d'onde de la raie caractéristique. De plus, le signal en sortie de la porte ET 217 est envoyé à travers deux monostables 222 et 223 qui jouent le rôle de circuit à retard, comme signal d'écriture d'une mémoire 224 dont le rôle sera expliqué ci-apres.
Les sorties des deux mémoires 219 et 220 sont con-nectées sur les entreés A et B d'une unité de traitement 221 montée en soustracteur. Au bout d'un temps déterminé par le monostable 222 déclenché par la sortie de la porte ET 217, une impulsion fournie par le monostable 223 permet d'emmagasiner dans la mémoire 224 le résultat de la soustraction.
Ce résultat peut être dirigé par exemple soit vers un convertisseur numérique-analogique 225, soit vers un dis-positif d'affichage numérique par l'intermédiaire d'un con-vertisseur 226 binaire BCD (décimal codé binaire) ou être stocké dans une mémoire 227 pour un traitement ultérieur.
D'autre part, les trois positions binaires ABC
peuvent être envoyées sur un circuit décodeur 228 dont cer-taines sorties sont connectées par l'intermédiaire d'amplifi-cateurs 229 à trois voyants 230 représentant le type de cons-tituants qui est analysé.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la maniere suivante.
Lorsque le filtre Fl se trouve sur le trajet du faisceau lumineux, la diode 201 détecte un signal lumineux correspondant à la raie de référence des lipides qui est ~21~3~7 transformé en un signal électrique envoyé à travers l'ampli-ficateur en entrée du convertisseur analogique-numérique.
Simultanément la barrière optique correspondant au filtre Fl est sélectionnée et déclenche le fonctionnement du convertis-seur 208 qui transforme le signal analogique recu en un signal numérique. Dans ce cas, le code ABC vaut 100. De ce fait la mémoire 219 est sélectionnée lorsque la conversion est ter-minée à savoir lorsque le filtre Fl n'est plus sur le trajet du faisceau et le sisnal numérique en sortie du convertisseur est envoyé dans la mémoire 219. A ce moment le filtre F2 se trouve sur le trajet du faisceau lumineux. ~e ce fait on détecte un signal lumineux correspondant à la raie caracté-ristique des lipides. Ce signal après transformationest en-voyé en entrée du convertisseur 208 et simultanément la bar-rière optique correspondant au filtre F2 est sélectionnée et déclenche à nouveau le fonctionnement du convertisseur 208.
Dans ce cas, le code ABC vaut 010. De ce fait, à la fin de la conversion, la mémoire 220 est sélectionnée et stocke l'in-formation numérique correspondant à la raie caractéristique des lipides. Les informations numériques correspondant à la raie caractéristique et à la raie de référence des lipides sont alors soustraites dans l'unité 221 et le résultat est stocké dans la mémoire 224. Pendant, la soustraction et le stockage, on recoit en entrée le signal lumineux correspon-dant au filtre F3 et on recommence l'opération décrite avec référence aux filtres Fl et F2.
Les dispositifs des figures 4 et 5 sont donnés à
titre d'exemple, d'autres circuits électroniques pouvant être utilisés pour les réaliser.
Le procédé de la présente invention a été décrit en se référant à une spectroscopie par absorption infrarouge.
Toutefois, on peut utiliser le même principe en spectroscopie photoacoustique. Dans ce cas, la détection est réalisée à
l'aide d'un microphone qui reçoit la vibration de l'air à la surface de l'échantillon.
PAR ABSORPTION ET DISPOSI~IF POUR SA MISE EN OEUV~E
La présente ir.vention concerne la spectr~scopie S par absorption et, plus particulièrement, une méthode d'ana-lyse quantitative utilisant la spectroscopie par absorption qui permet de déterminer la concentration des constituants d'un mélange principalement d'un mélange liquide ou gazeux telle que, par exemple, la concentration en lipides, gluci-des et protides du lait.
En effet, la spectroscopie par absorption est uti-lisée de manière habituelle pour l'analyse qualitative et quantitative de systèmes à plusieurs constituants et cette technique est utilisée, par exemple, pour déterminer la con-centration des divers constituants du lait malgré les diffi-cultés de mise en oeuvre résultant de la teneur élevée en eau et des propriétés de diffusion des radiations par le lait.
En conséquence, il existe actuellement des méthodes et des appareils qui permettent de déterminer par spectroscopie par absorption, le plus souvent par spectroscopie par absorption infrarouge, la concentration des constituants d'un mélange, en particulier le taux en lipides, glucides et protides du lait.
On connait en particulier un appareil constitué
d'un spectromètre à double faisceau comportant deux cuves, l'une contenant le solvant pur servant de milieu de référence et l'autre contenant l'échantillon à analyser. Dans cet ap-pareil, on mesure pour chaque longueur d'onde caractéristi-que, la différence entre l'énergie absorbée par l'échantillon et celle absorbée par le solvant de manière à obtenir en sortie un signal proportionnel à la concentration du compo-sant à mesurer. Toutefois cet appareil ne tient pas compte des interférences entre les divers constituants. D'autre part, il nécessite l'emploi de deux cuves qui doivent être 3~)7 identiques et très minces lorsqu'il est utilisé pour l'ana-lyse du lait notamment ce qui entraine des problèmes comple-xes de fabrication.
Pour remédier en partie à ces inconvénients, on a mis au point un appareil utilisant un système d'analyse à
double faisceau en longueur d'onde qui consiste à sélection-ner pour l'analyse de chaque composant, deux faisceaux de ~ongueurs d'onde différentes, l'un ayant une longueur d'onde correspondant au pic d'absorption du composant à analyser et l'autre ayant une longueur d'onae voisine mais pour laquelle l'absorption par le composant à me~urer est très fai~le.
Dans cet appareil, les deux fai~ceaux passent alternative-ment à trav~rs la cuve contenant l'échantillon à analyser et sont envoyés sur un détecteur pour mesurer la différence d'énergie absorbée à chacune des deux longueurs d'onde. Cet appareil présente l'inconvénient de nécessiter une optique compliquée pour obtenir deux faisceuax de longueur d'onde différente et de trajet identique. D'autre part, avec les deux appareils décrits ci-dessus, les mesures sur les divers constituants sont effectuées séparément dans le temps sans possibilité de prise en compte des modifications physiques susceptibles d'affecter l'échantillon.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de l'art antérieur en fournissant une méthode d'analyse quantitative des constituants d'un mé-lange utilisant la spectroscopie par absorption ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent d'effectuer des mesures senslblement simultanées sur les différents cons-tituants, ces mesures étant réalisées avec un dispositif com-portant une optique et des moyens mécaniques simples.
La présente invention a pour objet une méthoded'analyse quantitative par spectroscopie par absorption des constituants d'un mélange caractérisée en ce que l'on envoie un faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, on sélec-121S3~)7 tionne séquentiellement pour chaque constituant à analyserdans le faisceau ci- dessus, avant ou après, de préférence avant l'échantillon, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, on détecte séquentiellement l'intensité des dif-férents faisceaux sélectionnés, on démultiplexe le signal ainsi obtenu en des si~naux correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des ré~érences et on traite lesdits signaux pour obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéris-tique puis un signal pxoportionnel à la concentration des divers constituants.
Avec la méthode ci-dessus, on envoie sur une cuve unique contenant l'échantillon à analyser un seul faisceau, ce qui permet en particulier d'éviter le système complexe de miroirs utilisé pour focaliser les faisceaux dans l'appareil d'analyse à double faisceau en longueur d'onde. D'autre part, la détection s'effectue de manière séquentielle et non de manière successive comme dans les systèmes de l'art anté-rieur, ce qui évite les perturbations dues aux modificationsthermiques ou autres affectant les constituants au cours des mesures.
La présente invention a aussi pour objet un dis-positif pour la mise en oeuvre de la méthode ci-dessus. Ce dispositif comporte une source lumineuse destinée à envoyer à travers un système optique approprié un faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, un moyen positionné sur la tra-jectoire du faisceau émis pour sélectionner séquentiellement dans ce faisceau pour chaque constituant de l'échantillon à
analyser, le faisceau à la longueur d'onde de la raie carac-téristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, un détecteur pour détecter séquentiellement l'intensité
optique des di~férents faisceaux sélectionnés, un moyen pour démultiplexer le signal provenant du détecteur en des signaux lZlX3~)7 correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et des moyens pour traiter les différents signaux afin d'obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal proportionnel à la concentration des divers constituants.
Se~n un mode de réalisation préférentiel, le moyen de sélection séquentie~le peut être co~stit~é par tout moyen faisant passer séquentiellement à une fréquence donnée à travers le faisceau émis des filtres interférentiels cor-respondant aux longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références des constituants de l'échantillon à analy-ser. Ainsi, le moyen de sélection peut être CGnstitué par un disque ou élément similaire portant à sa périphérie les filtres interférentiels, ledit disque étant entralné en ro-tation de sorte que les filtres traversent séquentiellement à une fréquence donnée le faisceau provenant de la source lu-mineuse.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré-sente invention apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de la présente invention don-nés à titre illustratif et non limitatif, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans les-quels:
- la figure 1 est un schéma de principe d'un dis-positif pour la mise en oeuvre de la méthode d'analyse quan-titative par spectroscopie par absorption de la présente in-vention;
- la figure 2 est une vue de face du moyen de sé-lection séquentielle utilisé dans le dispositif de figure 1;
- la figure 3 représente le signal de sortie de l'amplificateur;
- la figure 4 est un bloc-diagramme du démulti-plexeur et du moyen de traitement du signal provenant du dé-multiplexeur utilisés dans le dispositif de figure 1;
~Z~5307 - la figure 5 est un bloc-diagramme d'un mode de réalisation préférentiel du dispositif électronique de la figure 4.
Dans le dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
La figure 1 représente un dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode d'analyse conforme à la presente invention utilisé en particulier dans le cas de la détermi-nation de la concentration des constituants du lait. Dans cette figure, la référence 1 dxsigne la source lumineuse.
Cette source sera, en fonction du composant à analyser, soit une source infrarouge soit une source de lumière visible. La référence 2 désigne une lentille schématisant le système de focalisation utilisé pour obtenir l'image de la source lumi-neuse sur le détecteur 8. Ce système peut être constituépar une simple lentille sphérique ou il peut être constitué
de manière connue par un ensemble de miroirs. Sur le trajet F' du faisceau focalisé par la lentille 2, est positionnée une cuve 3 réalisée en un matériau transparent tel que du verre. Cette cuve 3 contient l'échantillon à analyser. Con-formément à la présente invention, un moyen 4 pour sélection-ner dans le faisceau lumineux, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique du constituant à analyser et le faisceau à la longueur d'onde de référence est position-né entre la source 1 et le détecteur 8.
Ce moyen 4 est constitué, par exemple, par un dis-que monté à rotation sur un arbre 5 entralné par un moteur 6.
comme représenté plus en détail sur la figure 2, ce disque porte à sa périphérie un certain nombre de filtres interfé-rentiels (six dans le mode de réalisation représenté) Fl à F6correspondant respectivement aux longueurs d'onde de réfé-rence et de la raie caractéristique des divers constituants, à savoir, dans le présent cas des lipides, protides et glu-cides du lait. De manière plus spécifique, le filtre Fl 12153~7 correspond à la longueur d'onde de référence du premier cons-tituant, le filtre F2 à la longueur d'onde de la raie carac-téristique du premier constitu~nt, le filtre F~ à la longueur d'onde de la référence du second constituant et ainsi de suite en fonction du nombre de constituants. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le disque 4 portant les filtres interférentiels est positionné entre la cuve 3 et le détecteur 8, toutefois il est possible de positionner le disque 4 avant la cuve, chaque position présentant des a~antages et des inconvénients propres. Ainsi, lorsque le disque 4 est positionné entre la cu~e 3 et le détecteur 8, les filtres interférentiels peuvent être de dimensions rela-tivement petites puisque le faisceau lumineux est plus mince.
Toutefois, l'échantillon reçoit tout le flux et s'échauffe.
Dans l'autre cas, les filtres doivent avoir des dimensions plus importantes mais l'échantillon reçoit une quantité de chaleur moindre. Comme détecteur 8, on utilise un détecteur connu choisi en fonction des longueurs d'onde transmises et des performances requises tel qu'un détecteur pyroélectrique, un détecteur à séléniure de plomb, etc. D'autre part, sur la figure 1, la référence 9 désigne un amplificateur, la ré-férence 10 un démultiplexeur, la référence 11 un dispositif connu de traitement des signa~x provenant du démultiplexeur pour obtenir des signaux proportionnels à la concentration des divers constituants, la référence 12 un dispositif d'af-fichage. L'ensemble de ces dispositifs sera décrit en détail ci-après avec référence à la figure 4.
Dans le dispositif décrit ci-dessus, on fait passer le faisceau lumineux à travers une cuve contenant l'échantil-lon à analyser et on détecte le faisceau transmis. Il estaussi possible, sans sortir du cadre de la présente invention, d'utiliser un dispositif travaillant en réflexion employant la technique MIR (pour "Multiple Internal Reflexion"). Cette technique est particulièrement avantageuse dans le cas de 12~LS307 l'analyse de liquides très absorbants.
De même on peut remplacer le disque portant les filtres interférentiels par un système monochromateur com-muté à une fréquence donnée, bien que, dans ce cas, le sys-tème mécanique pour entraîner le monochromateur soit deconstruction relativement complexe.
On expliquera le fonctionnement du dispositif de figure 1, comme suit.
La source lumineuse 1 émet un faisceau lumineux F
qui passe tout d'abord dans le système de focalisation 2 qui permet d'obtenir sur le détecteur 8 l'image de la source. Le faisceau de focalisation F' traverse la cuve 3 contenant l'échantillon à analyser puis le faisceau transmis est tra-versé successivement par les différents filtres interféren-tiels Fl à F6 de manière à ne transmettre séquentiellementvers le détecteur que le faisceau à la longueur d'onde de référence ou à la longueur d'onde de la raie caractéristique d'un constituant. Le détecteur 8 détecte séquentiellement les différents faisceaux sélectionnés et émet un signal fonc-tion de l'intensité des différents faisceaux qui donne ensortie de l'amplificateur 9 le signal représenté à la figure 3.
Le signal de la figure 3 représente l'intensité op-tique des différents faisceaux en fonction du temps. De ma-nière plus spécifique, Sl correspond au signal détecté pendantle passage du filtre Fl, S2 au signal détecté pendant le pas-sage du filtre F2, etc. Le disque 4 étant entrainé en rota-tion à vitesse constante, le signal en sortie de l'amplifi-cateur 9 se repr~duit pour le même échantillon avec une pé-riode T.
Le signal de la figure 3 est ensuite traité dansun dispositif électronique tel que celui représenté à la figure 4 pour obtenir en sortie des signaux correspondant à
la concentration des divers constituants du mélange à analyser.
~ZlS3~)7 Ainsi, comme représenté sur la figure 4, les signaux en sortie du détecteur 8 fonction de l'intensité op-tique sont tout d'abord amplifiés par l'amplificateur 9 puis envoyés sur un démultiplexeur 10 pour obtenir en sortie un signal correspondant à chaque raie. Dans le mode de réalisation représenté, le démultiplexeur 10 est constitué de six portes analogiques 1001 à 1~~6 correspon-dant aux six filtres Fl à F6. L'ouverture des portes analo-giques 1001 à 1~~6 est synchronisée par l'arrivée du ~iltre correspondant et dure le temps de passage de ce filtre de manière à n'intégrer dans chaque intégrateur 1101 à 1106 que le signal détecté pendant le passage du filtre correspondant, à savoir le signal Sl dans l'intégrateur 1101, le signal S2 dans l'intégrateur 1102, le signal S3 dans l'intégrateur 1103 etc. Le signal de synchronisation est référencée 11 à 16 sur la figure 4.
Une fois le signal représentant l'intensité du faisceau à la longueur d'onde de référence Sl, S3, S5 et le signal représentant l'intensité du faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique S2, S4 S6 intégrés, on effectue la différence de ces deux signaux dans un soustrac-teur référencé respectivement 1111, 1112, 1113. On obtient donc un signal fonction de l'absorbance pour chaque consti-tuant à analyser.
Ce signal est alors envoyé sur un transformateur logarithmique 1121, 1122, 1123, de manière à obtenir en sortie un signal proportionnel à la concentration des divers consti-tuants. Les signaux obtenus peuvent alors être envoyés sur un dispositif d'affichage 12 qui peut être soit un dispositif d'affichage analogique du type enregistreur soit un dispositif d'affichage numérique qui après transformation donne en lec-ture directe la concentration.
On décrira maintenant avec référence à la figure 5, un mode de réalisation préférentiel d'un dispositif électro-12~53~)7 nique semblable à celu~ décrit succintement à la figure 4.
Le signal lumineux en sortie des différents fil-tres interférentiels est tout d'abord détecté par une diode de détection 201 qui transforme les photons détectés en un S signal électrique. Ce signal est envoyé à travers un préam-plificateur 202 sur un détecteur synchrone 203 qui rec,oit aussi en entrée deux signaux de référence Sl et S2 symmétri-ques. Ces signaux de référence sont obtenus à l'aide d'un système du type barrière optique 204 qui fournit en sortie un signal qui, après avoir été amplifié par l'amplificateur 205, est envoyé sur un transistor 206. Le collecteur du transistor 206 est connecté à travers une résistance R' à
une tension positive et son émetteur est connecté à travers une résistance R de même valeur à la masse de manière à ob-tenir au niveau du collecteur et au niveau de l'émetteur deux signaux Sl et S2 symmétriques.
Le signal en sortie du détecteur synchrone 203, à
savoir un signal fonction de l'intensité du faisceau lumi-neux après passage à travers les différents filtres interfé-rentiels, est envoyé à travers un amplificateur 207 en entrée d'un convertisseur analogique-numérique 208 à 12 positions binaires en sortie qui est commandé par une impulsion S3 de début de conversion provenant d'un système de reconnaissance de raies.
Le système de reconnaissance des raies à analyser est constitué par six barrières optiques 210 décalées de 60~
chacune. D'autre part, le disque supportant les six filtres interférentiels est fendu à la hauteur du premier filtre Fl, Les barrières opti~ues 210 sont excitées par un signal en créneaux fourni par un oscillateur RC 209 sur un trigger de Schmitt. Le signal de sortie est envoyé sur les six barrières optiques 210 par l'intermédiaire de six amplificateurs 211.
Les six barrières optiques 210 sont connectées aux six entrées d'un multiplexeur 212 qui est commandé par un code à trois ~.Z153~7 positions binaires ABC. Le code binaire ABC qui permet l'adressage des différents filtres peut être le suivant:
Fl 100 ABC
Le code peut être fourni par un microprocesseur ou par une logique séquentielle.
Ainsi le multiplexeur 212 permet de sélectionner le filtre par l'intermédiaire de la sélection d'une des bar-rières optiques 210. Le signal en créneaux détecté est envoyé
du multiplexeur 212 sur un premier monostable 213 qui reste en position pendant tout le temps où la fente se trouve au centre de la barrière optique choisie.
Un deuxième monostable 214 est déclenché simulta-nément par la sortie Q du premier monostable 213 et fournit l'impulsion S3 de début de conversion.
Une fois la conversion effectuée, une impulsion S4 de fin de conversion est envoyée depuis le convertisseur analogique-numérique 208 vers un monostable 215 qui donne en sortie une impulsion qui est envoyée sur l'entrée de deux portes ET 216 et 217. L'autre entrée de la porte ET 216 re-çoit la position binaire A de poids faible qui a pour valeur 1 lorsque l'on analyse un des faisceaux à la longueur d'onde de référence et O lorsque l'on analyse un des faisceaux à la longueur d'onde de la raie caractéristique d'après le code utilisé. Le signal en sortie de la porte ET 216 est envoyé
comme signal d'écriture E dans une première mémoire 219 dont les entrées sont connectées aux sorties du convertisseur ana-logique-numérique 208. De ce fait, lamémoire 219 stocke l'in-formation numérique correspondant à un des faisceaux à la ~;~153~7 longueur d'onde de référence. D'autre part, l'autre entrée de la porte ET 217 reçoit la position binaire A par l'inter-médiaire d'un inverseur 218. Le signal en sortie de la porte ET 217 est envoyé comme signal d'écriture E dans une seconde mémoire 220 dont les entrées sont connectées aux sorties du convertisseur analogique-numérique 213. De ce fait, la mé-moire 220 stocke l'information numérique en sortie du conver-tisseur qui correspond à un des faisceaux à la longueur d'onde de la raie caractéristique. De plus, le signal en sortie de la porte ET 217 est envoyé à travers deux monostables 222 et 223 qui jouent le rôle de circuit à retard, comme signal d'écriture d'une mémoire 224 dont le rôle sera expliqué ci-apres.
Les sorties des deux mémoires 219 et 220 sont con-nectées sur les entreés A et B d'une unité de traitement 221 montée en soustracteur. Au bout d'un temps déterminé par le monostable 222 déclenché par la sortie de la porte ET 217, une impulsion fournie par le monostable 223 permet d'emmagasiner dans la mémoire 224 le résultat de la soustraction.
Ce résultat peut être dirigé par exemple soit vers un convertisseur numérique-analogique 225, soit vers un dis-positif d'affichage numérique par l'intermédiaire d'un con-vertisseur 226 binaire BCD (décimal codé binaire) ou être stocké dans une mémoire 227 pour un traitement ultérieur.
D'autre part, les trois positions binaires ABC
peuvent être envoyées sur un circuit décodeur 228 dont cer-taines sorties sont connectées par l'intermédiaire d'amplifi-cateurs 229 à trois voyants 230 représentant le type de cons-tituants qui est analysé.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la maniere suivante.
Lorsque le filtre Fl se trouve sur le trajet du faisceau lumineux, la diode 201 détecte un signal lumineux correspondant à la raie de référence des lipides qui est ~21~3~7 transformé en un signal électrique envoyé à travers l'ampli-ficateur en entrée du convertisseur analogique-numérique.
Simultanément la barrière optique correspondant au filtre Fl est sélectionnée et déclenche le fonctionnement du convertis-seur 208 qui transforme le signal analogique recu en un signal numérique. Dans ce cas, le code ABC vaut 100. De ce fait la mémoire 219 est sélectionnée lorsque la conversion est ter-minée à savoir lorsque le filtre Fl n'est plus sur le trajet du faisceau et le sisnal numérique en sortie du convertisseur est envoyé dans la mémoire 219. A ce moment le filtre F2 se trouve sur le trajet du faisceau lumineux. ~e ce fait on détecte un signal lumineux correspondant à la raie caracté-ristique des lipides. Ce signal après transformationest en-voyé en entrée du convertisseur 208 et simultanément la bar-rière optique correspondant au filtre F2 est sélectionnée et déclenche à nouveau le fonctionnement du convertisseur 208.
Dans ce cas, le code ABC vaut 010. De ce fait, à la fin de la conversion, la mémoire 220 est sélectionnée et stocke l'in-formation numérique correspondant à la raie caractéristique des lipides. Les informations numériques correspondant à la raie caractéristique et à la raie de référence des lipides sont alors soustraites dans l'unité 221 et le résultat est stocké dans la mémoire 224. Pendant, la soustraction et le stockage, on recoit en entrée le signal lumineux correspon-dant au filtre F3 et on recommence l'opération décrite avec référence aux filtres Fl et F2.
Les dispositifs des figures 4 et 5 sont donnés à
titre d'exemple, d'autres circuits électroniques pouvant être utilisés pour les réaliser.
Le procédé de la présente invention a été décrit en se référant à une spectroscopie par absorption infrarouge.
Toutefois, on peut utiliser le même principe en spectroscopie photoacoustique. Dans ce cas, la détection est réalisée à
l'aide d'un microphone qui reçoit la vibration de l'air à la surface de l'échantillon.
Claims (5)
1. Une méthode d'analyse quantitative par spectroscopie par absorption des constituants d'un mélange liquide ou gazeux caractérisée en ce que l'on envoie un seul faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, on sélectionne séquentiellement pour chaque constituant à
analyser dans le faisceau ci-dessus, avant ou après l'échantillon, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, on détecte séquentiellement l'intensité des différents faisceaux sélectionnés, on démultiplexe le signal ainsi obtenu en des signaux correspondant à l'in-tensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et on traite lesdits signaux pour obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal propor-tionnel à la concentration des divers constituants.
analyser dans le faisceau ci-dessus, avant ou après l'échantillon, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, on détecte séquentiellement l'intensité des différents faisceaux sélectionnés, on démultiplexe le signal ainsi obtenu en des signaux correspondant à l'in-tensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et on traite lesdits signaux pour obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal propor-tionnel à la concentration des divers constituants.
2. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse destinée à envoyer à travers un système optique approprié un faisceau lumineux sur l'échantillon à analyser, un moyen positionné sur la trajectoire du faisceau émis pour sélectionner séquentiellement dans ce faisceau pour chaque constituant de l'échantillon à analyser, le faisceau à la longueur d'onde de la raie caractéristique et le faisceau à la longueur d'onde de référence, un détecteur pour détecter séquentiellement l'intensité optique des différents faisceaux sélectionnés, un moyen pour démultiplexer le signal provenant du détecteur en des signaux correspondant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références et des moyens pour traiter les différents signaux afin d'obtenir un signal fonction de l'absorbance pour chaque raie caractéristique puis un signal proportionnel à la concentration des divers constituants.
3. Un dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de sélection séquentiel est constitué par un disque portant à sa périphérie des filtres interférentiels, ledit disque étant entraîné en rotation de sorte que les filtres traversent séquentielle-ment à une fréquence donnée le faisceau provenant de la source lumineuse.
4. Un dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen pour démultiplexer le signal provenant du détecteur en des signaux correspon-dant à l'intensité aux différentes longueurs d'onde des raies caractéristiques et des références est constitué
par un convertisseur analogique-numérique dont le fonctionnement est commandé par la sortie d'un système de multiplexage désignant le filtre en fonctionnement.
par un convertisseur analogique-numérique dont le fonctionnement est commandé par la sortie d'un système de multiplexage désignant le filtre en fonctionnement.
5. Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de multiplexage dési-gnant le filtre en fonctionnement comportent des barrières optiques décalées de 60° connectées en entrée d'un multiplexeur commandé par l'intermédiaire d'un code binaire correspondant aux raies caractéristiques et de références.
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| KR900700873A (ko) * | 1988-04-13 | 1990-08-17 | 제리 지. 잉럼 | 오염물 검사 및 유체 판정 시스템 및 이의 검사방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3735127A (en) * | 1971-09-15 | 1973-05-22 | Barnes Eng Co | Infrared two gas analyzer |
| US3832548A (en) * | 1972-10-18 | 1974-08-27 | Oceanetics Inc | Gas detector unit |
| US4236075A (en) * | 1978-08-07 | 1980-11-25 | A/S N. Foss Electric | Apparatus for measuring components of liquid samples |
| US4505583A (en) * | 1981-04-10 | 1985-03-19 | Masaaki Konomi | Spectroscopic analyzer system for examining intravital tissue |
-
1983
- 1983-06-24 FR FR8310501A patent/FR2547922B3/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-06-22 CA CA000457295A patent/CA1215307A/fr not_active Expired
- 1984-06-22 EP EP84902519A patent/EP0148225A1/fr active Pending
- 1984-06-22 WO PCT/FR1984/000160 patent/WO1985000224A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1984-06-25 IT IT48450/84A patent/IT1177832B/it active
Also Published As
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| FR2547922B3 (fr) | 1986-02-21 |
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