FR2696237A1

FR2696237A1 - Détecteur de gaz électrochimique à électrodes sous forme de disques, qui constituent simultanément des contacts électriques.

Info

Publication number: FR2696237A1
Application number: FR9311426A
Authority: FR
Inventors: Busack Hans-Jurgen; Kaross Klaus; Lindner Bernd; Gambert Dr Rudolf; Bleichert Dr Horst-Peter
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1992-09-26
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1994-04-01
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: FR2696237B1; DE4232295A1; GB2270982A; GB2270982B; GB9319221D0; DE4232295C2; US5336390A

Abstract

Ce détecteur de gaz électrochimique destiné à déceler des composants gazeux dans l'atmosphère possède une membrane de diffusion, une électrode de mesure, une contre-électrode et, le cas échéant, une électrode de référence, qui sont compactés sous forme d'ensemble de disques, qui sont logés dans un couvercle (2) en forme de creuset, qui est rabattu, quant à lui, autour du rebord d'étanchéité (6) d'un creuset formant boîtier (1). Un ressort de pression (21), dans le creuset formant boîtier (1), appuie un disque à mèche (20) contre l'électrode de mesure (12), de façon à garantir un positionnement constant, compact, étanche et sous pression de l'ensemble de disques.

Description

i Détecteur de gaz électrochimique à électrodes sous forme de disques, qui

constituent simultanément des contacts électriques La présente invention concerne un détecteur de gaz électrochimique destiné à déceler des composants gazeux dans une atmosphère gazeuse à l'aide d'une électrode de mesure en forme de disque, les composants à déceler ayant accès à l'électrode de mesure par un chemin de diffusion,

également conformé en disque, et comportant une contre-

électrode logée, avec l'électrode de mesure, dans une chambre à électrolyte remplie d'électrolyte, à l'intérieur d'un boîtier du détecteur, conformé en creuset formant boîtier, qui se trouve en contact électrique avec la contre-électrode et dans lequel est prévue une mèche imbibée d'électrolyte, reposant, par un disque à mèche, contre la surface, située du côté de l'électrolyte, de l'électrode de mesure, qui, quant à elle, est amenée en contact électrique avec un disque formant couvercle situé, en tant que bord du boîtier le plus à l'extérieur, du côté du gaz, et est isolé électriquement de la tête du

détecteur par un anneau d'étanchéité.

Un détecteur de gaz électrochimique de ce type est connu par la demande de brevet britannique GB-2 075 197 A. Le détecteur connu possède un creuset formant boîtier au fond duquel est logée la contre-électrode et qui se trouve en contact électrique avec le creuset formant boîtier et qui est rempli, en outre, de l'électrolyte qui est indispensable pour la détection du gaz Le côté ouvert du creuset formant boîtier est pourvu d'une nervure périphérique, en saillie vers l'intérieur, sur laquelle est posé un anneau d'étanchéité isolant électriquement, de section transversale en forme de L Le bord d'appui, s'étendant vers l'intérieur, de l'anneau d'étanchéité sert à loger, en commençant, dans l'ordre, à partir de l'électrolyte, d'abord un disque à mèche, sur lequel est posée l'électrode de mesure en forme de disque, qui est recouverte, pour sa part, par un disque de polytétrafluoréthylène (PTFE) servant de chemin de diffusion Enfin on applique un couvercle en forme de disque, pourvu d'un perçage central, pour l'accès des composants gazeux à déceler Autour de la surface de l'électrode de mesure située du côté de l'électrolyte et sensible aux réactions est posée une bande de contact métallique, dont la longueur dépasse de beaucoup la section transversale de l'anneau d'étanchéité Une fois assemblé l'ensemble de disques, dont le dessus est formé par le couvercle métallique, le bord du creuset formant boîtier est pressé autour de l'ensemble de disques, ce qui bloque ceux- ci ensemble contre la nervure en creux Dans ce cas, la bande de contact entre les bords des disques et l'anneau d'étanchéité est pressée vers le haut, en direction du couvercle métallique et est rabattue, de telle sorte qu'elle assure une jonction par pincement d'une part avec la surface de l'électrode de mesure et, d'autre part, avec le couvercle métallique Le creuset formant boîtier constitue l'un des contacts électriques de la contre-électrode, le couvercle en forme de disque

constitue l'autre contact électrique de la contre-

électrode, pour le raccordement à une unité de mesure et d'évaluation En fonction de la composition de l'électrolyte et des matériaux à électrodes utilisés, le détecteur connu peut être utilisé pour détecter différents gaz oxydants ou réducteurs Il existe deux formes d'exécution différentes du détecteur connu, à savoir d'une part un mode d'exécution à deux électrodes, ne présentant que la contre- électrode en plus de l'électrode de mesure, et ce que l'on appelle un mode d'exécution à trois électrodes qui possède, en outre, une électrode de référence maintenue, par l'intermédiaire d'un

potentiostat, à un potentiel de référence constant vis-à-

vis de l'électrode de mesure.

Le détecteur de gaz connu présente l'inconvénient que la bande de contact entourant l'ensemble des disques, malgré une pression de contact étroite laisse passer un petit chemin capillaire, par lequel l'électrolyte peut pénétrer jusqu'au disque terminal et former en quelque sorte un chemin de court-circuit, sur lequel se forme une barrière triphasée gaz/électrolyte/électrode de mesure, qui est amenée en contact avec la contre-électrode Ceci crée une surface active, même si elle est de dimensions réduites, qui fausse cependant le résultat final et qui se superpose au signal du détecteur recherché Cette influence indésirable est d'autant plus forte que le courant du détecteur recherché est faible Dans le cadre de la miniaturisation, actuellement croissante, des détecteurs de gaz eux-mêmes, et non seulement du système électronique d'évaluation, il est particulièrement important que les détecteurs fonctionnent avec un courant de mesure aussi faible que possible, afin de pouvoir avoir une bonne longévité, même lorsque le détecteur miniature dispose d'une faible réserve d'électrolyte Dans ce cas, tout courant perturbateur, même très réduit, viendra fausser les valeurs de mesure D'autre part, un inconvénient réside dans le fait que l'ensemble des disques, lorsqu'on replie le bord du creuset formant boîtier sur le disque formant le couvercle du boîtier, pousse l'ensemble formant détecteur dans l'espace intérieur du creuset formant boîtier, de telle sorte que chaque disque est plus ou moins bosselé, car il n'y a pas d'appui central Ceci entraîne la formation de films30 d'électrolyte d'épaisseurs différentes entre les différents disques, en particulier à la surface de l'électrode de mesure, de telle sorte qu'on dispose de chemins de diffusion différents pour le gaz à détecter, ou que des bulles d'air très petites peuvent rester coincées dans les interstices Ces deux aspects ont des répercussions négatives sur le fonctionnement du détecteur, en ce qui concerne sa vitesse de réaction et sa

stabilité à long terme.

En conséquence, la présente invention a pour but d'améliorer un détecteur de gaz électrochimique du type mentionné ci-dessus de telle sorte qu'on puisse supprimer les contacts supplémentaires entre les électrodes et l'espace extérieur du détecteur et qu'un compactage encore plus intime de l'ensemble de disques dans la zone de l'électrode produise un film d'électrolyte stable et

régulier à la surface de l'électrode de mesure.

Dans le cas d'un détecteur à deux électrodes, le but de l'invention est atteint grâce au fait que le couvercle a une forme de creuset, que son bord coiffe le creuset formant boîtier et loge au moins le chemin de diffusion et l'électrode de mesure pourvue d'une surface de contact située à la surface de l'électrode, grâce au fait que l'anneau d'étanchéité est posé autour d'un rebord d'étanchéité formant le bord du creuset formant boîtier de telle sorte que d'une part, lors du serrage étanche du couvercle sur le rebord d'étanchéité, il y ait formation d'une isolation électrique entre le couvercle et le creuset formant boîtier et que, d'autre part, l'ensemble de disques, sous l'effet de la pression, soit déplacé contre le disque à mèche qui est appuyé, à son tour, contre l'ensemble de disques du fait de la présence d'un ressort de pression s'appuyant entre le disque à mèche et le creuset formant boîtier, et grâce au fait que le bord du couvercle repose contre la surface de contact de l'électrode de mesure, formant ainsi le point de contact

avec l'unité de mesure et d'évaluation.

Dans le cas d'un détecteur à trois électrodes, le but de l'invention est atteint grâce aux caractéristiques supplémentaires selon lesquelles est disposée, entre l'électrode de mesure et la contre- électrode, une électrode de référence en forme de disque, pourvue d'une bordure de contact qui dépasse du bord du creuset formant boîtier et y constitue un élément d'étanchéité, l'anneau d'étanchéité servant d'isolation électrique entre l'électrode de référence et le creuset formant boîtier, selon lesquelles la bordure de contact est séparée du couvercle au moyen d'un élément isolant et selon lesquelles, au niveau de la bordure de contact formée autour du bord du creuset formant boîtier, une zone de contact pour le raccordement de l'unité de mesure et

d'évaluation est laissée libre.

L'avantage de l'invention réside essentiellement dans le fait que l'espace à électrolyte, les électrodes en forme de disque logées dans le couvercle en forme de creuset et le chemin de diffusion sont rendus étanches vis-à-vis de l'atmosphère sans que des contacts séparés ne traversent la paroi du boîtier ou le couvercle, de telle sorte qu'aucune ligne de fuite n'apparait pour l'électrolyte et qu'on peut éviter de prendre des mesures d'étanchement supplémentaires, dont le résultat est toujours insatisfaisant Pour l'assemblage mécanique, il suffit simplement de faire attention à ce que l'ensemble de disques soit fermement appliqué contre le disque à mèche, établissant ainsi un contact aussi intime que possible entre le film d'électrolyte et l'électrode de mesure, sans que cela crée une déformation et un voilement des disques les uns par rapport aux autres à l'intérieur de l'ensemble de disques Du fait de la force élastique d'une part et de la contre-pression créée par le couvercle en forme de creuset d'autre part, l'ensemble de disques se trouve complètement écrasé La liaison entre le couvercle en forme de creuset et le bord du creuset formant boîtier peut être réalisée par vissage ou, dans un cas simple, on rabat le bord du couvercle sur le bord du boîtier du détecteur, l'anneau d'étanchéité étant simultanément écrasé contre le bord du creuset formant boîtier, conformé en bord rabattu Dans ce cas, on peut utiliser le même procédé, pour rendre étanches le couvercle et le boîtier, que lors de la fabrication de piles boutons Du fait de l'écrasement de tous les disques qui constituent les électrodes et le disque à mèche, pour f ormer un paquet de disques compact, il est possible d'obtenir les courants de détection les plus faibles pour déceler la présence des composants gazeux à détecter, car les chemins de diffusion sont réduits au minimum De ce fait, on obtient, avec une réserve d'électrolyte plus faible, une durée de vie égale à celles des détecteurs de gaz connus En raison du type d'assemblage ainsi que des dimensions extérieures, on peut

donc parler d'un genre de cellule-bouton.

Du fait du contact intime entre l'électrode de mesure et la surface étendue du couvercle du boîtier, en forme de creuset, il s'établit un bon contact thermique entre les deux composants, car le couvercle du boîtier

peut être fabriqué dans un matériau métallique conducteur.

Etant donné que le courant de détection dépend de la température, les variations de température entre la température de l'électrolyte (température de l'électrode) et celle de l'atmosphère (température du gaz) sont rapidement équilibrées Ceci favorise la stabilité en température du détecteur et contribrue à la stabilité des mesures. Etant donné qu'il n'y a pas de point de contact spécifique sur le couvercle, mais que l'ensemble de la surface du couvercle, y compris son bord s'étendant sur celui du creuset formant boîtier, est disponible pour le contact avec un contact électrique, l'utilisateur est tout à fait libre de disposer le détecteur à l'intérieur d'une capsule, dans laquelle le point d'application des contacts électriques peut être choisi de façon relativement indifférente C'est seulement dans le cas du mode d'exécution d'un détecteur à trois électrodes qu'une surface de contact supplémentaire est prévue sur la bordure de contact de l'électrode de référence, sur

laquelle la tension de l'électrode doit être appliquée.

Afin de capter la variation de température influençant les résultats de mesure, pour corriger le signal de mesure, un élément de détection sensible à la température, sur le pourtour extérieur du boîtier du détecteur et du couvercle, peut être mis en liaison thermique et peut servir de signal de température pour l'unité de mesure et d'évaluation Du fait de sa miniaturisation, la réaction de la cellule-bouton aux variations de température s'effectue sensiblement plus

rapidement que dans le cas des détecteurs connus.

L'étanchement de tous les disques qui constituent l'ensemble de disques est effectué par l'application d'un adhésif à fusible dans la zone de bordure des disques, de telle sorte que, du fait de la pression exercée sur l'ensemble de disques, une liaison étanche à l'électrolyte et au gaz soit établie entre chaque disque d'une part, et entre le couvercle et les autres élements d'étanchéité d'autre part Le document DE-OS 23 11 096 décrit un procédé d'étanchement, ainsi que les feuilles adhésives

adaptées, qui peut être employé pour le présent détecteur.

La société Hoechst AG commercialise des feuilles adhésives

adaptées en Hostaflon PFA.

Pour avoir une bonne surface de contact entre l'électrode de mesure et le bord du couvercle, il est avantageux de prévoir un bord de contact métallique sur le pourtour extérieur du couvercle Celui-ci peut avoir une forme telle que l'électrode de mesure est conformée en coquille, de telle sorte que le bord de la coquille soit

en contact étroit avec la paroi intérieure du couvercle.

L'insertion de l'ensemble de disques dans le couvercle et l'assemblage ultérieur du couvercle avec le bord du creuset formant boîtier permet d'appuyer de façon élastique le couvercle contre le bord de contact; ceci est encore favorisé lorsque, pour l'application et la fixation du couvercle sur le bord du creuset formant boîtier, le bord du couvercle est rabattu et qu'au cours du rabattement, une pression supplémentaire est exercée par le bord du couvercle sur le bord de contact de

l'électrode de mesure.

Pour permettre la pénétration des composants gazeux à déceler dans l'espace à électrolyte, le couvercle est pourvu d'ouvertures d'entrée qui sont obturées par un disque presseur poreux, auquel fait suite la membrane de diffusion servant de chemin de diffusion, qui est, pour sa part, suivie de l'électrode de mesure Le disque presseur, la membrane de diffusion et l'électrode de mesure forment ainsi une couverture stable, épousant la forme du couvercle du boîtier, pouvant s'adapter aux différents

effets mécaniques de la pression.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la mèche, celle-ci est conformée en corps creux, rempli d'une part de l'électrolyte et contenant, d'autre part, le ressort de pression, qui comprend un ressort plat qui repose contre la surface du disque à mèche située du côté de l'électrolyte De cette façon, l'électrolyte est amené à la surface active de l'électrode de mesure, uniquement par l'intermédiaire du disque à mèche, le transfert de l'électrolyte s'effectuant uniquement par diffusion de celle-ci à travers les pores des fibres absorbantes de la mèche Le corps creux formé par la mèche peut soit être fermé de tous côtés, soit être conformé en coquille rectangulaire en fibres, de telle sorte que deux côtés opposés soient ouverts, une surface de fibres de la coquille formant cependant le disque à

mèche reposant contre la surface de l'électrode de mesure.

Pour faciliter le transfert libre et l'échange entre l'électrolyte déjà utilisé et l'électrolyte non encore utilisé situé dans l'espace à électrolyte, le ressort plat reposant contre le disque à mèche est pourvu

de plusieurs perçages.

Pour délimiter avec précision la surface active de l'électrode de mesure, il est avantageux de recouvrir le disque à mèche, en direction de l'électrode de mesure, par un disque de séparation, de façon à ne laisser qu'une partie limitée, mais pouvant être définie avec précision, du disque à mèche en contact électrolytique avec l'électrode de mesure. Le fait que le disque à mèche recouvre totalement la surface active de l'électrode de mesure, et que la pression est maintenue sur l'ensemble du paquet de disques permet de garantir que le transfert de charge, au cours de la réaction du gaz à détecter, sur la surface de l'électrode, ainsi que le transfert de matière du produit de réaction, s'effectuent exclusivement par un processus de diffusion, qui détermine la vitesse De cette manière, on évite efficacement un transfert par convection concurrent, qui entraînerait, autrement, la formation d'une bulle de gaz dans la couche d'électrolyte, sur la surface active de l'électrode, ce qui fausserait le signal

de mesure.

Une électrode de mesure adaptée est conformée en tamis en nickel traité à l'or en forme de coquille, dont le bord forme une surface de contact avec la paroi

intérieure du couvercle.

Tous les disques de l'ensemble de disques sont

rendus étanches les uns par rapport aux autres et vis-à-

vis du couvercle et pressés les uns contre les autres, au moyen de plaques d'adhésif à fusible (PFA ou FEP).

Les variations de la pression ambiante, les effets thermiques et les effets de diffusion des gaz perturbateurs ne doivent pas entraîner un décollement de la membrane de diffusion de la surface active de l'électrode de mesure, et ne doivent entraîner aucune fuite Il est donc connu, dans l'art antérieur, de prévoir un système d'équilibrage de la pression qui compense de telles variations Selon l'invention, ce système est constitué de façon simple par le fait qu'une bulle de gaz

est enfermée dans l'espace intérieur formé par la mèche.

De cette façon, il est possible de se passer des membranes d'équilibrage de pression prévues dans l'art antérieur, qui rendent nécessaire de prévoir une étanchéité supplémentaire dans le boîtier du détecteur, formant ainsi des points de fuite pour l'électrolyte ou des chemins de

diffusion pour l'entrée du gaz en des points indésirables.

Ainsi, la bulle de gaz constitue elle-même le composant compressible de l'électrolyte liquide, qui peut s'adapter

aux variations de pression et de température.

Selon un mode de réalisation avantageux de la contre-électrode, celle-ci est enfoncée, sous forme de granulés métalliques pressés, dans le creuset formant boîtier, un tamis de contact, relié électriquement avec le creuset formant boîtier par un point de contact, étant inséré dans les granulés Le tamis de contact doit traverser les granulés métalliques sur la plus grande surface possible, améliorant ainsi la conductibilité électrique, qui est, autrement assurée uniquement par les points de contact entre les différents granulés, ce qui ne donne pas une conductibilité idéale Le tamis de contact est relié de façon conductrice avec le boîtier du détecteur par le point de contact, par exemple au moyen d'une soudure par points, et assure ainsi une dérivation améliorée du courant sur la contre-électrode Dans le cas d'une telle forme d'exécution du détecteur, il est avantageux que le ressort de pression soit monté entre le disque à mèche et la contre- électrode; ainsi, non seulement il exerce la pression sur l'ensemble de disques logés dans le couvercle du détecteur, mais il assure également une pression de contact accrue des granulés entre eux et avec le tamis de contact d'une part et la

paroi intérieure du creuset formant boîtier d'autre part.

Le détecteur de gaz électrochimique décrit est adapté, de préférence, à la mesure d'oxygène dans l'air ambiant; dans ce cas, l'électrode de mesure est une cathode conformée en tamis de nickel, traité à l'or, il l'électrolyte est composé d'une solution de KOH et l'anode est constituée d'une pièce moulée en granulés de plomb Le choix judicieux d'autres matériaux composant l'électrode et l'électrolyte permet de mesurer d'autres composants gazeux à l'aide du même détecteur de gaz. Au cas o on doive utiliser des électrolytes acides ou agressifs pour mesurer d'autres gaz, il est avantageux de revêtir la paroi intérieure du creuset formant boîtier d'une couche d'or servant de revêtement

résistant à la corrosion.

Un exemple d'exécution de l'invention est décrit ci-après plus en détail, en référence à la

représentation schématique.

La figure 1 est une vue en coupe d'un détecteur à deux

électrodes.

La figure 2 est une vue en coupe d'un détecteur à trois électrodes. Le détecteur représenté à la figure 1 sert à détecter la présence d'oxygène dans l'air ambiant et comprend, d'une part, un creuset formant boîtier ( 1) et, d'autre part, un couvercle ( 2) en forme de creuset Dans le creuset formant boîtier ( 1) se trouve une anode de plomb en granulés pressés, servant de contre-électrode ( 28), dans laquelle est inséré un tamis de contact ( 3) en forme de creuset, qui est relié électriquement avec le fond du creuset formant boîtier ( 1) par une soudure par points, réalisée au niveau d'un point de contact ( 4) Le creuset formant boîtier ( 1) est réalisé à partir d'une pièce emboutie et forme ainsi, au niveau de l'ensemble de sa surface extérieure, l'anode de contact Le creuset formant boîtier ( 1) a une forme cylindrique, de telle sorte qu'un rebord d'étanchéité ( 6), opposé au fond ( 5) du creuset, présente une circonférence circulaire Le rebord d'étanchéité ( 6) est décalé vers l'extérieur par rapport au reste du creuset formant boîtier ( 1) et sert à loger un anneau d'étanchéité ( 7) Le couvercle ( 2) coiffe le creuset formant boîtier ( 1) et entoure l'anneau d'étanchéité ( 7) et le rebord d'étanchéité ( 6), son bord ( 8), entourant l'anneau d'étanchéité ( 7), étant rabattu autour du rebord d'étanchéité ( 6) Le couvercle ( 2) loge un ensemble de disques qui comprend, à partir des ouvertures d'entrée du gaz ( 9) orientées vers l'atmosphère, un disque presseur ( 10), une membrane de diffusion ( 11), une électrode de mesure ( 12) et un disque de séparation ( 13) Les disques circulaires sont maintenus ensemble et rendus étanches, vis-à-vis d'une part du couvercle métallique ( 2) et de chaque autre disque d'autre part, par des pellicules d'adhésif à fusible ( 14) servant d'élément de scellement L'électrode de mesure ( 12) possède, sur son pourtour extérieur, une surface de contact ( 15), qui est amenée en contact électrique et thermique sur toute sa circonférence avec le bord du couvercle ( 8) Le disque de séparation ( 13) et les pellicules d'adhésif à fusible ( 14) servant de plaques de scellement sont pourvus, en leur centre, d'un perçage, qui, d'une part, expose la surface active de l'électrode de mesure ( 12) au contact avec un électrolyte ( 17) se trouvant dans une chambrea à électrolyte ( 16) et qui constitue, d'autre part, une couche d'électrolyte ( 18) entre la membrane de diffusion ( 11) et l'électrode de mesure ( 12) La membrane de diffusion ( 11) laisse passer

l'oxygène, mais ne laisse pas passer l'électrolyte ( 17).

L'électrode de mesure ( 12) (cathode), qui laisse également passer l'électrolyte, est constituée d'une tôle percée en nickel traité à l'or, dont le bord extérieur est relevé en direction de la surface de contact ( 15), à la façon d'une coquille Dans la chambre à électrolyte ( 16) se trouve une mèche ( 19) rectangulaire, conformée en corps creux, dont

les deux surfaces visibles sont ouvertes, à la figure 1.

La mèche ( 19) est constituée de mailles du type non-tissé et présente un disque à mèche ( 20) orienté en direction de l'électrode de mesure ( 12) Le corps creux ( 19) subit la pression d'un ressort de pression ( 21)1 son disque élastique ( 29) appuyant fermement le disque à mèche ( 20) contre l'électrode de mesure ( 12), n'étant maintenue qu'à distance de celle-ci par le disque de séparation ( 13) et la plaque de scellement ( 14) intermédiaire Le disque de séparation ( 13) annulaire libère une autre couche

d'électrolyte ( 22), qui est remplie d'électrolyte ( 17).

Une bulle de gaz ( 23) est enfermée dans le corps creux

( 19).

Les composants figurant sur le dessin sont représentés avec un écart les uns par rapport aux autres, afin de pouvoir les différencier, mais on comprendra qu'une liaison intime de l'ensemble de disques est établie, à l'état assemblé, suite au scellement de l'ensemble de disques ainsi qu'au rabattement du bord du couvercle ( 8) autour du rebord d'étanchéité ( 6), ce qui entraîne un écrasement de l'anneau d'étanchéité ( 7), l'effet de pression étant produit d'une part par le couvercle ( 2) et, d'autre part, par le ressort de pression ( 21) appuyé entre le disque à mèche ( 20) et le creuset formant boîtier ( 1) Dans ce cas, les écarts disparaissent, et les couches d'électrolyte ( 18, 22) sont comprimées pour mesurer quelques micromètres Dans ce cas, le disque presseur ( 10) garantit que la membrane de diffusion ( 11) repose de façon plane et que le gaz pénétrant par les ouvertures d'entrée du gaz ( 9) est régulièrement réparti latéralement. Le détecteur représenté à la figure 2 comprend les mêmes composants que celui de la figure 1, à l'exception du fait qu'entre l'électrode de mesure ( 12) et le disque à mèche ( 20), une électrode de référence ( 24) supplémentaire est comprise dans l'ensemble de disques Les mêmes composants sont donc désignés par les mêmes références qu'à la figure 1 L'électrode de référence ( 24) a35 également une forme de disque et a sensiblement les mêmes dimensions que l'électrode de mesure ( 12) Elle est poreuse et permet donc la pénétration de l'électrolyte et des produits gazeux pour la réaction L'électrode de référence ( 24) est pourvue d'un bord de contact ( 25), qui est séparé électriquement et rendu étanche aux liquides,5 vis-à-vis du creuset formant boîtier ( 1) et du bord du couvercle ( 8), d'une part par l'anneau d'étanchéité ( 7) et d'autre part par un élément isolant ( 26) Le bord de contact ( 25) recouvre le rebord d'étanchéité ( 6) du creuset formant boîtier ( 1) et laisse libre une zone de10 contact ( 27), qui sert, en tant que raccord de contact électrique, à appliquer un potentiel de référence constant à partir de l'unité de mesure et d'évaluation non représentée L'élément isolant ( 26) et le bord du couvercle ( 8) sont rabattus sur le rebord d'étanchéité ( 6) du creuset formant boîtier ( 1) Dans ce cas, la dimension de chaque composant, destiné à être retourné lors du rabattement, est harmonisée de façon à obtenir une bordure périphérique régulière En conséquence, la section transversale de l'anneau d'étanchéité ( 7) de la figure 2 est différente de celle de la figure 1, le bord de contact ( 25) entourant également le rebord d'étanchéité ( 6), les autres composants, dans le cas d'un creuset formant boîtier ( 1) et d'un couvercle ( 2) symétriques au cercle, s'étendant sur tout le pourtour du creuset formant boîtier

( 1), comme c'est le cas des composants de la figure 1.

Claims

Revendications

1 Détecteur de gaz électrochimique destiné à déceler des composants gazeux dans une atmosphère gazeuse à l'aide d'une électrode de mesure en forme de disque, les composants à déceler ayant accès à l'électrode de mesure par un chemin de diffusion, également conformé en disque, et comportant une contre-électrode logée, avec l'électrode de mesure, dans une chambre à électrolyte remplie d'électrolyte, à l'intérieur d'un boîtier du détecteur, conformé en creuset formant boîtier, qui se trouve en contact électrique avec la contre-électrode et dans lequel est prévue une mèche imbibée d'électrolyte, reposant, par un disque à mèche, contre la surface, située du côté de l'électrolyte, de l'électrode de mesure, qui, quant à elle, est amenée en contact électrique avec un disque formant couvercle situé, en tant que bord du boîtier le plus à l'extérieur, du côté du gaz, et est isolé électriquement de la tête du détecteur par un anneau d'étanchéité, caractérisé en ce que le couvercle ( 2) a une forme de creuset, que son bord ( 8) coiffe le creuset formant boîtier ( 1) et loge au moins le chemin de diffusion ( 11) et l'électrode de mesure ( 12) pourvue d'une surface de contact ( 15) située à la surface de l'électrode, en ce que l'anneau d'étanchéité ( 7) est posé autour d'un rebord d'étanchéité ( 6) formant le bord du creuset formant boîtier ( 1) de telle sorte que d'une part, lors du serrage étanche du couvercle ( 2) sur le rebord d'étanchéité ( 6), il y ait formation d'une isolation électrique entre le couvercle ( 2) et le creuset formant boîtier ( 1) et que, d'autre part, l'ensemble de disques ( 10, 11, 12, 14), sous l'effet de la pression, soit déplacé contre le disque à mèche ( 20) qui est appuyé, à son tour, contre l'ensemble de disques ( 10, 11, 12, 14) du fait de la présence d'un ressort de pression ( 21) s'appuyant entre le disque à mèche ( 20) et le creuset formant boîtier ( 1), et en ce que le bord ( 8) du couvercle repose contre la surface de contact ( 15) de l'électrode de mesure ( 12), formant ainsi le point de contact avec

l'unité de mesure et d'évaluation.

2 Détecteur de gaz électrochimique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'est disposée, entre l'électrode de mesure ( 12) et la contre-électrode ( 28), une électrode de référence ( 24) en forme de disque, pourvue d'une bordure de contact ( 25) qui dépasse du bord ( 6) du creuset formant boîtier ( 1) et y constitue un élément d'étanchéité, l'anneau d'étanchéité ( 7) servant d'isolation électrique entre l'électrode de référence ( 24) et le creuset formant boîtier ( 1), en ce que la bordure de contact ( 25) est séparée du couvercle ( 2) au moyen d'un élément isolant ( 26) et en ce qu'au niveau de la bordure de contact ( 25) formée autour du bord ( 6) du creuset formant boîtier ( 1), une zone de contact ( 27) pour le raccordement de l'unité de mesure et d'évaluation est

laissée libre.

3 Détecteur de gaz électrochimique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de contact de l'électrode de mesure ( 12) est conformée en bord ( 15) métallique s'étendant sur le pourtour extérieur

du couvercle.

4 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le

couvercle ( 2) est pourvu d'ouvertures d'entrée ( 9) pour le gaz à déceler, qui sont obturées par un disque presseur ( 10) poreux, auquel fait suite la membrane de diffusion ( 11) servant de chemin de diffusion, qui est, pour sa

part, suivie de l'électrode de mesure ( 12).

Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la mèche

est conformée en corps creux ( 19), rempli d'une part de l'électrolyte ( 17) et contenant, d'autre part, le ressort de pression ( 21), qui comprend un ressort plat ( 29) qui repose contre la surface du disque à mèche ( 20) située du côté de l'électrolyte. 6 Détecteur de gaz électrochimique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort plat ( 29) est pourvu de plusieurs perçages. 7 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le disque

à mèche ( 20), en direction de l'électrode de mesure ( 12), est recouvert par un disque de séparation ( 13), qui ne laisse qu'une partie ( 22) limitée du disque à mèche ( 20)

en contact électrolytique avec l'électrode de mesure ( 12).

8 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que

l'électrode de mesure ( 12) est conformée en tamis en nickel traité à l'or, en forme de coquille, dont le bord ( 15) forme une surface de contact avec la paroi intérieure

du couvercle ( 8).

9 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que tous les

disques ( 11, 12, 13) sont rendus étanches les uns par rapport aux autres et vis-à-vis du couvercle ( 2) et pressés les uns contre les autres, au moyen de plaques

( 14) d'adhésif à fusible (PFA ou FEP).

Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'une bulle

de gaz ( 23) est enfermée dans le corps creux de la mèche

( 19), rempli de l'électrolyte ( 17).

11 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la

contre-électrode ( 28) est logée dans le fond du creuset formant boîtier ( 1), sous forme de granulés métalliques pressés, dans lesquels un tamis de contact ( 3), relié électriquement avec le creuset formant boîtier ( 1) par un

point de contact ( 4), est inséré.

12 Détecteur de gaz électrochimique selon l'une

des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la paroi

intérieure du creuset formant boîtier ( 1) est revêtue

d'une couche d'or.