FR2708999A1 - Spectrophotometric apparatus with multiplex device and method using the apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un appareil spectrophotométrique muni d'un dispositif multiplex a fibre optique utilisé pour étudier les propriétés optiques d'un ou plusieurs produits, ainsi qu'un procédé utilisant le dispositif. The present invention relates to a spectrophotometric apparatus provided with an optical fiber multiplex device used to study the optical properties of one or more products, as well as a method using the device.
La spectrophotométrie concerne l'étude des propriétés optiques d'un échantillon a diverses longueurs d'onde pouvant aller du proche infrarouge en passant par l'infrarouge et le visible jusqu'a l'ultraviolet. Selon le principe général, les mesures sont faites de variations de l'intensité d'un rayonnement de lumière soit réfléchi soit transmis par l'échantillon a analyser, en fonction de la longueur d'onde d'un rayonnement incident. Les données résultant des mesures peuvent normalement être utilisées pour déterminer la composition de l'échantillon et les concentrations relatives des constituants formant l'échantillon. Habituellement, l'analyse est accomplie en comparant un diagramme spectral des intensités lumineuses de l'échantillon obtenu en fonction de la longueur d'onde avec les diagrammes spectraux de substances connues. Les méthodes de comparaison impliquent généralement des techniques mathématiques telles que l'emploi de la méthode des moindres carrés partiels avec des variables latentes. Spectrophotometry is the study of the optical properties of a sample at various wavelengths ranging from near-infrared to infrared and visible to ultraviolet. According to the general principle, the measurements are made of variations in the intensity of a radiation of light either reflected or transmitted by the sample to be analyzed, as a function of the wavelength of incident radiation. The data resulting from the measurements can normally be used to determine the sample composition and the relative concentrations of the constituents forming the sample. Usually, the analysis is performed by comparing a spectral diagram of the light intensities of the sample obtained as a function of wavelength with the spectral diagrams of known substances. Comparison methods usually involve mathematical techniques such as the use of the partial least squares method with latent variables.
La spectrophotométrie a une large variété d'applications dans la recherche scientifique et dans l'industrie. Dans le dernier cas, elle peut par exemple être utilisée pour contrôler la composition de produits mis en oeuvre et/ou fabriqués dans des procédés de fabrication de produits chimiques, pétroliers ou biochimiques. Spectrophotometry has a wide variety of applications in scientific research and industry. In the latter case, it can for example be used to control the composition of products used and / or manufactured in chemical, petroleum or biochemical manufacturing processes.
La spectrophotométrie a récemment connu un nouvel essor en tant que moyen d'analyse et/ou de contrôle en ligne de procédé chimique. Le terme "procédé chimique" s'entend pour tous les procédés utilisés dans les industries pétrolières, chimiques, agroalimentaires, pharmaceutiques et biochimiques. En particulier, la spectrophotométrie du proche infrarouge impliquant ou non la transformée de Fourier permet de donner directement des informations sur les propriétés physiques, physico-chimiques et/ou mécaniques des produits analysés et est utilisée comme moyen d'analyse et de contrôle en ligne dans des procédés tels que ceux décrits dans les demandes de brevet européen
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EP-A-0 328 826 et EP-A-0 345 182. Dans ce nouvel essor, la spectrophotométrie implique souvent la nécessité d'analyser un ou plusieurs produits aux diverses étapes du procédé de fabrication du ou des produits, en particulier d'analyser les matières premières mises en oeuvre, éventuellement les produits intermédiaires, et les produits finaux fabriqués. Elle exige donc des analyses réalisées sensiblement dans la même période de temps et a divers endroits d'une même unité de production industrielle.Spectrophotometry has recently gained momentum as a means of analysis and / or on-line control of chemical processes. The term "chemical process" refers to all processes used in the petroleum, chemical, agri-food, pharmaceutical and biochemical industries. In particular, the near-infrared spectrophotometry involving or not the Fourier transform makes it possible to directly give information on the physical, physicochemical and / or mechanical properties of the analyzed products and is used as a means of analysis and on-line control in processes such as those described in the European patent applications
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EP-A-0 328 826 and EP-A-0 345 182. In this new development, spectrophotometry often involves the necessity of analyzing one or more products at the various stages of the manufacturing process of the product or products, in particular analyze the raw materials used, possibly the intermediate products, and the final products manufactured. It therefore requires analyzes carried out substantially in the same period of time and at different places of the same industrial production unit.
La réalisation typique d'une analyse spectrophotométrique dans un procédé chimique comprend la mise en oeuvre des moyens suivants, représentés schématiquement a la Figure 1
- une source (1) de rayonnement incident,
- une fibre optique aller (2) permettant de guider le rayon
nement incident de la source (1) vers une cellule de mesure
(3),
- une cellule de mesure (3) disposée a l'endroit de l'analyse
du ou des produits mis en oeuvre et/ou fabriqués dans le pro
cédé,
- une fibre optique retour (4) permettant de guider le rayon
nement réfléchi ou transmis par la cellule de mesure (3) vers
un photodétecteur (5), et
- un photodétecteur (5) transformant le rayonnement réfléchi ou
transmis en un signal électrique lui-même converti en donnée
numérique traitée et analysée par un micro-ordinateur, a
l'aide de relation numérique, en particulier corrélative,
permettant de calculer a partir des mesures d'absorbance la
propriété du ou des produits analysés.The typical embodiment of a spectrophotometric analysis in a chemical process comprises the implementation of the following means, represented diagrammatically in FIG.
a source (1) of incident radiation,
- an optical fiber go (2) to guide the radius
incident from the source (1) to a measuring cell
(3),
- a measuring cell (3) arranged at the location of the analysis
the product or products used and / or manufactured in the pro
assigned,
a return optical fiber (4) for guiding the beam
nally reflected or transmitted by the measuring cell (3) to
a photodetector (5), and
a photodetector (5) transforming the reflected radiation or
transmitted in an electrical signal itself converted into data
digitally processed and analyzed by a microcomputer,
the help of numerical relationship, especially correlative,
to calculate from absorbance measurements the
ownership of the product (s) analyzed.
Le spectrophotomètre proprement dit (0) comporte généralement la source (1) et le photodétecteur (5) muni de ses moyens de traitements numériques et d'un micro-ordinateur. L'ensemble constitué de la fibre optique aller (2), de la fibre optique retour (4) et de la cellule de mesure (3) est généralement connu sous le terme de dispositif monovoie de mesure, et la combinaison de tous ces moyens constitue un spectrophotomètre a dispositif monovoie de mesure. The spectrophotometer proper (0) generally comprises the source (1) and the photodetector (5) provided with its digital processing means and a microcomputer. The set consisting of the optical fiber go (2), the optical fiber return (4) and the measuring cell (3) is generally known as the single-channel measuring device, and the combination of all these means constitutes a spectrophotometer with a single-channel measuring device.
Etant donné qu'actuellement la spectrophotométrie peut être utilisée en tant que moyen d'analyse et/ou de contrôle en ligne de procédé chimique mettant en oeuvre plusieurs points d'analyse simultanément, on pourrait concevoir d'installer un spectrophotomètre a dispositif monovoie pour chaque point d'analyse du procédé. La
Figure 2 représente schématiquement a titre d'exemple un ensemble de quatre spectrophotomètres de ce type pour quatre points d'analyse, et utilise les mêmes références qu'à la Figure 1. Par souci d'économie, il est préférable d'employer un seul spectrophotomètre muni d'un dispositif multivoie, que l'on appelle dispositif multiplex.Since spectrophotometry can currently be used as a means of analysis and / or on-line control of chemical processes using several analysis points simultaneously, it would be conceivable to install a single-channel spectrophotometer for each point of analysis of the process. The
FIG. 2 diagrammatically represents, by way of example, a set of four spectrophotometers of this type for four analysis points, and uses the same references as in FIG. 1. For the sake of economy, it is preferable to use a single spectrophotometer provided with a multi-channel device, which is called a multiplex device.
Toutefois, les spectrophotomètres a dispositif multiplex connus actuellement présentent plusieurs inconvénients. L'inconvénient majeur de ces appareils est lié au fait que chaque fibre optique permettant de guider les rayonnements comporte au moins une coupure entre la source de rayonnement et la cellule de mesure et/ou entre la cellule de mesure et le photodétecteur. However, currently known multiplex device spectrophotometers have several disadvantages. The major disadvantage of these devices is related to the fact that each optical fiber for guiding the radiation comprises at least one cutoff between the radiation source and the measuring cell and / or between the measuring cell and the photodetector.
Par conséquent, pour chaque coupure se pose le problème délicat de connexion qui consiste a ajuster d'une façon extrêmement précise un alignement en bout a bout des extrémités coupées des fibres optiques. Par ailleurs, chaque coupure et chaque connexion engendrent inévitablement des pertes d'énergie dans le transport du rayonnement. Therefore, for each break, there arises the delicate connection problem of precisely adjusting an end-to-end alignment of the cut ends of the optical fibers. Moreover, each cut and each connection inevitably generate energy losses in the transport of the radiation.
Ces pertes d'énergie sont particulièrement préjudiciables en spectrophotométrie proche infrarouge à transformée de Fourier où les informations reçues sont extrêmement complexes.These energy losses are particularly detrimental in Fourier transform near-infrared spectrophotometry where the information received is extremely complex.
A titre d'exemple, la Figure 3 représente schématiquement un spectrophotomètre à dispositif multiplex tel que décrit précédemment, les références de la Figure étant identiques à celles citées à la Figure 1. En particulier, le spectrophotomètre comporte un faisceau de sortie (6) à plusieurs fibres optiques aller (2), en l'occurence au nombre de quatre. Chacune des fibres optiques aller (2) comporte une coupure (7) interrompant la fibre optique. Entre les extrémités de la fibre optique interrompue par la coupure (7) s'insère un obturateur (8) empêchant la transmission du rayonnement. L'obturateur (8) comporte une ouverture (9) permettant le passage du rayonnement sélectivement à travers une seule coupure (7) à la fois et donc à travers une seule fibre optique. L'obturateur (8) est soumis a un mouvement de translation de telle sorte que l'ouverture (9) passe d'une coupure (7) à une autre successivement et laisse passer sélectivement le rayonnement à travers chacune des quatre fibres optiques aller (2). Chaque fibre optique aller (2) et chaque fibre optique retour (4) comportent également une connexion (10). Toutes les fibres optiques retour (4) sont rassemblées en un faisceau de retour (11) disposé en vis-à-vis du photodétecteur (5). By way of example, FIG. 3 diagrammatically represents a multiplex device spectrophotometer as described above, the references of the Figure being identical to those cited in FIG. 1. In particular, the spectrophotometer comprises an output beam (6) to several optical fibers go (2), in this case four in number. Each of the optical fibers go (2) has a cutoff (7) interrupting the optical fiber. Between the ends of the optical fiber interrupted by the cut (7) is inserted a shutter (8) preventing the transmission of radiation. The shutter (8) has an opening (9) allowing the passage of the radiation selectively through a single cut (7) at a time and therefore through a single optical fiber. The shutter (8) is translational so that the aperture (9) passes from one cutoff (7) to another successively and selectively passes radiation through each of the four forward optical fibers ( 2). Each optical fiber go (2) and each optical fiber return (4) also comprise a connection (10). All the return optical fibers (4) are gathered in a return beam (11) arranged vis-à-vis the photodetector (5).
La présente invention concerne un appareil spectrophotométrique muni d'un dispositif multiplex à fibre optique ne présentant plus les inconvénients cités précédemment, ainsi qu'un procédé permettant d'utiliser l'appareil. En particulier, les fibres optiques de l'appareil et du dispositif multiplex ne comportent plus de coupures et le problème de l'alignement en bout à bout des extrémités coupées des fibres optiques ne se pose plus. Le spectrophotomètre de l'invention peut fonctionner pendant de longues periodes de temps avec un degré élevé de précision et une grande reproductibilité. The present invention relates to a spectrophotometric apparatus provided with an optical fiber multiplex device no longer having the disadvantages mentioned above, as well as a method for using the apparatus. In particular, the optical fibers of the apparatus and of the multiplex device no longer contain cuts and the problem of end-to-end alignment of the cut ends of the optical fibers no longer arises. The spectrophotometer of the invention can operate for long periods of time with a high degree of accuracy and reproducibility.
La présente invention concerne tout d'abord un appareil spectrophotométrique muni d'un dispositif multiplex à fibre optique et comportant une source (1) de rayonnement incident, un photodétecteur (5) et un nombre n au moins égal à 2 de cellules de mesure (3), caractérisé en ce que
- n fibres optiques aller (2) permettant de guider le rayon
nement incident partent en un faisceau (12) de la source (1)
et se séparent ensuite en n fibres optiques aller indivi
duelles, chacune directement reliée à l'une des n cellules de
mesure (3), et
- n fibres optiques retour (4), chacune partant d'une des n
cellules de mesure (3) et permettant de guider le rayonnement
réfléchi ou transmis, se dirigent vers une zone de photo
détection (13) essentiellement constituée par les extrémités
(14) des n fibres optiques retour (4) disposées de front face
au photodétecteur (5) monté sur un dispositif motorisé
micrométrique de translation (17), de telle sorte que le
photodétecteur (5) se déplace face à la zone de photodé
tection (13) et se positionne successivement en vis-à-vis de
chacune des extrémités (14).The present invention firstly relates to a spectrophotometric apparatus provided with an optical fiber multiplex device and comprising a source (1) of incident radiation, a photodetector (5) and a number n at least equal to 2 of measuring cells ( 3), characterized in that
- n optical fibers go (2) to guide the radius
incidentally go into a beam (12) of the source (1)
and then separate into n fiber optics go indivi
dual, each directly connected to one of the n cells of
measure (3), and
- n optical fiber return (4), each starting from one of the n
measuring cells (3) and for guiding the radiation
reflected or transmitted, go to a photo area
detection (13) consisting essentially of the ends
(14) n optical fiber optics (4) arranged front facing
to the photodetector (5) mounted on a motorized device
micrometric translation (17), so that the
photodetector (5) moves in front of the photodep area
tection (13) and positions itself successively opposite
each of the ends (14).
La Figure 1 représente schématiquement un appareil spectrophotométrique à dispositif monovoie de mesure. Figure 1 schematically shows a spectrophotometric apparatus with a single-channel measuring device.
La Figure 2 représente schématiquement un ensemble de quatre appareils spectrophotométriques, chacun étant muni d'un dispositif monovoie de mesure. Figure 2 schematically shows a set of four spectrophotometric devices, each being provided with a single-channel measuring device.
La Figure 3 représente schématiquement un appareil spectrophotométrique à dispositif multiplex comportant un obturateur et des connexions pour fibre optique. Figure 3 schematically shows a multiplex device spectrophotometric apparatus including a shutter and fiber optic connections.
La Figure 4 représente schématiquement l'appareil spectrophotométrique à dispositif multiplex selon la présente invention et les références citées précédemment apparaissent à titre d'exemple à la
Figure 4.FIG. 4 schematically represents the multiplex device spectrophotometric apparatus according to the present invention and the references cited above appear by way of example in FIG.
Figure 4
La Figure 5 représente schématiquement en perspective cavalière la zone de photodétection (13) et le photodétecteur (5) monté sur le dispositif motorisé micrométrique de translation (17) de l'invention. FIG. 5 diagrammatically shows in a cavalier perspective the photodetection zone (13) and the photodetector (5) mounted on the micrometric motorized translation device (17) of the invention.
La Figure 6 montre une représentation graphique de la variation de l'énergie lumineuse reçue par un photodétecteur en fonction du déplacement de ce dernier face à l'extrémité d'une fibre retour. Figure 6 shows a graphical representation of the variation of the light energy received by a photodetector as a function of the displacement of the latter relative to the end of a return fiber.
L'appareil spectrophotométrique, tel que représenté schématiquement à la Figure 4, comporte une source (1). de rayonnement incident dont la longueur d'onde peut varier et correspondre à celles du proche infrarouge, de l'infrarouge, du visible ou de l'ultraviolet. The spectrophotometric apparatus, as diagrammatically shown in FIG. 4, comprises a source (1). incident radiation whose wavelength can vary and correspond to those of the near infrared, infrared, visible or ultraviolet.
De préférence, la source (1) émet un rayonnement dans l'infrarouge et plus particulièrement dans le proche infrarouge, c'est-à-dire des longueurs d'onde allant de 0,8 à 2,6 Hm. L'appareil comporte aussi généralement un photodétecteur (5) adapté au type de longueurs d'onde utilisées. Le photodétecteur comporte une portion active (18) généralement constituée d'un semi-conducteur, par exemple de l'arséniure d'indium lorsqu'on utilise un rayonnement dans le proche infrarouge lointain. La portion active (18) peut avoir une surface plane circulaire de 0,5 à 5 mm, de préférence de 1 à 3 mm. Des éléments électroniques sont habituellement prévus pour mesurer l'énergie transmise par le photodétecteur et fournir des signaux digitalisés à un micro-ordinateur contrôlant le fonctionnement du spectropho tomètre. Preferably, the source (1) emits radiation in the infrared and more particularly in the near infrared, that is to say wavelengths ranging from 0.8 to 2.6 .mu.m. The apparatus also generally comprises a photodetector (5) adapted to the type of wavelengths used. The photodetector comprises an active portion (18) generally consisting of a semiconductor, for example indium arsenide when far-infrared radiation is used. The active portion (18) may have a circular flat surface of 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm. Electronic elements are usually provided for measuring the energy transmitted by the photodetector and providing digitized signals to a microcomputer controlling the operation of the spectrophotometer.
Les cellules de mesure (3) sont appropriées au type de rayonnement émis par la source (1). Elles peuvent être identiques à celles décrites dans la demande de brevet européen EP-A-0 368 560. Le nombre n de cellules de mesure (3) dépend du nombre de points désirés d'analyse, par exemple du nombre de points désirés d'analyse, par exemple du nombre de points d'analyse et/ou de contrôle en ligne dans un procédé de fabrication de produits chimiques. Le nombre n peut par exemple aller de 2 à 50, de préférence de 2 à 20 et plus spécialement de 2 a 12. Dans une unité de fabrication industrielle par exemple de produits chimiques, pétroliers, ou biochimiques les cellules de mesure (3) peuvent être installées en particulier sur les conduites d'arrivée des matières premières, sur l'enceinte de mélange et/ou de réaction des constituants mis en oeuvre, et/ou sur les conduites de sortie du ou des produits finaux fabriqués. The measuring cells (3) are suitable for the type of radiation emitted by the source (1). They can be identical to those described in the European patent application EP-A-0 368 560. The number n of measurement cells (3) depends on the number of desired points of analysis, for example the number of desired points of analyzing, for example the number of analysis points and / or online control in a process of manufacturing chemicals. The number n can for example be from 2 to 50, preferably from 2 to 20 and more especially from 2 to 12. In an industrial production unit for example of chemical, petroleum or biochemical products, the measuring cells (3) can be installed in particular on the supply lines of the raw materials, on the mixing chamber and / or reaction of the constituents used, and / or on the outlet pipes of the final product or products manufactured.
Le spectrophotomètre proprement dit (0) comporte la source (1) et généralement le photodétecteur (5). De la source (1), part un faisceau (12) de n fibres optiques aller (2), le nombre n de fibres optiques aller (2) étant identique au nombre n de cellules de mesure (3). Les fibres optiques aller (2) sont adaptées au rayonnement utilisé ; elles peuvent être par exemple en fluorure de zirconium ou en silice, lorsque le rayonnement est respectivement du proche infrarouge lontain (longueur d'onde de 2 à 2,5 Hm) ou du proche infrarouge (longueur d'onde de 0,8 à 2 hum). Elles sont généralement de section circulaire et peuvent avoir un diamètre allant de 10 à 500 Hm, de préférence de 50 à 400 Hm, en particulier de 100 à 300 pm. Elles sont arrangées en un faisceau (12), c'est-à-dire sous la forme d'un câble comportant les n fibres optiques aller (2). Le faisceau (12) peut être lui-même de section circulaire dont le diamètre dépend du nombre n de fibres optiques (2) et du diamètre desdites fibres. Ainsi, par exemple, si on utilise sept fibres optiques (2) ayant chacune un diamètre de 200/250 pm, le diamètre de la section circulaire du faisceau (12) peut être entre 1 et 3 mm, de préférence entre 1,3 et 1,7 mm. Un matériau de remplissage constitué, par exemple, d'un agent solidifiant tel qu'une résine peut combler l'espace libre entre les fibres optiques (2) dans le faisceau (12) et les maintenir fixes dans ce dernier. La face extrême (15) du faisceau (12) d'où partent les n fibres optiques (2), se trouve être disposée généralement en vis-à-vis de la source (1). De préférence, on dispose entre la source (1) et la face extrême (15) du faisceau une interface optique de focalisation (16) qui permet de distribuer le rayonnement incident sur toute la surface de la face extrême (15) du faisceau, de telle sorte que le rayonnement soit transmis d'une façon optimale par les n fibres optiques (2). The spectrophotometer proper (0) comprises the source (1) and generally the photodetector (5). From the source (1), part of a beam (12) of n optical fibers go (2), the number n of optical fibers go (2) being identical to the number n of measuring cells (3). The optical fibers go (2) are adapted to the radiation used; they may be for example zirconium fluoride or silica, when the radiation is respectively near infrared lontain (wavelength of 2 to 2.5 Hm) or near infrared (wavelength of 0.8 to 2 hum). They are generally of circular section and may have a diameter ranging from 10 to 500 μm, preferably from 50 to 400 μm, in particular from 100 to 300 μm. They are arranged in a bundle (12), that is to say in the form of a cable comprising the n optical fibers go (2). The beam (12) may itself be of circular section whose diameter depends on the number n of optical fibers (2) and the diameter of said fibers. Thus, for example, if seven optical fibers (2) each having a diameter of 200/250 μm are used, the diameter of the circular section of the beam (12) may be between 1 and 3 mm, preferably between 1.3 and 1.7 mm. A filling material consisting of, for example, a solidifying agent such as a resin can fill the free space between the optical fibers (2) in the beam (12) and hold them fixed in the latter. The end face (15) of the bundle (12) from which the n optical fibers (2) originate is located generally opposite the source (1). Preferably, there is disposed between the source (1) and the end face (15) of the beam an optical focusing interface (16) which distributes the incident radiation over the entire surface of the end face (15) of the beam, such that the radiation is optimally transmitted by the n optical fibers (2).
Les n fibres optiques aller (2) quittent le faisceau et se séparent en n fibres optiques aller individuelles qui sont ensuite reliées chacune directement à une cellule de mesure (3). La longueur totale de chaque fibre optique aller (2), y compris la portion comprise dans le faisceau (12), dépend de la distance séparant la source (1), c'est-à-dire le spectrophotomètre proprement dit (0), de la cellule de mesure (3). La longueur totale peut être de l'ordre de quelques centimètres à quelques dizaines de mètre, par exemple de 5 à 25 mètres. Chaque fibre optique aller (2) est de préférence une fibre continue, c'est-à-dire une fibre d'un seul tenant ne comportant aucune coupure ou interruption, de telle sorte que partant de l'extrémité (15) du faisceau (12), elle est directement reliée à la cellule de mesure (3). The n optical fibers go (2) leave the beam and separate into n individual forward optical fibers which are then each connected directly to a measuring cell (3). The total length of each optical fiber going (2), including the portion included in the beam (12), depends on the distance separating the source (1), that is to say the spectrophotometer itself (0), of the measuring cell (3). The total length may be of the order of a few centimeters to several tens of meters, for example from 5 to 25 meters. Each optical fiber going (2) is preferably a continuous fiber, that is to say an integral fiber having no cut or interruption, so that starting from the end (15) of the beam ( 12), it is directly connected to the measuring cell (3).
Les n fibres optiques retour (4) sont généralement de même nature que les fibres optiques aller (2). Leur nombre n est également identique au nombre n de cellules de mesure (3), puisque de chaque cellule de mesure (3) part une fibre optique retour (4). Chaque fibre optique retour (4) est également, de préférence, une fibre continue, c'est-à-dire une fibre d'un seul tenant ne comportant aucune coupure ou interruption. Ainsi, partant de la cellule de mesure (3) elle est directement reliée à la zone de photodétection (13) située à proximité du photodétecteur (5), lui-même faisant partie du spectrophotomètre proprement dit (0) ou se trouvant à son voisinage immédiat. La longueur totale de chaque fibre optique retour (4) est par conséquent sensiblement identique à celle de la fibre optique aller (2). The n back optical fibers (4) are generally of the same nature as the optical fibers go (2). Their number n is also identical to the number n of measuring cells (3), since from each measuring cell (3) part a return optical fiber (4). Each back optical fiber (4) is also, preferably, a continuous fiber, that is to say an integral fiber having no cut or interruption. Thus, starting from the measuring cell (3), it is directly connected to the photodetection zone (13) located near the photodetector (5), itself part of the spectrophotometer itself (0) or located in its vicinity immediate. The total length of each optical fiber return (4) is therefore substantially identical to that of the optical fiber go (2).
La zone de photodétection (13) est essentiellement constituée par les extrémités (14) des n fibres optiques retour (4) arrivant face au photodétecteur (5). L'extrémité (14) est généralement constituée par la section orthogonale d'une fibre optique retour (4), c'està-dire une section circulaire de diamètre identique à celui de la fibre optique retour (4). Les extrémités (14) sont de préférence disposées sur la surface plane d'un support solide, par exemple la surface verticale (19) d'un support parallélépipédique (20) tel que représenté schématiquement à la Figure 5. Les extrémités (14) peuvent être disposées d'une façon suffisamment distincte les unes des autres, de telle sorte que l'espace libre comprise entre deux extrémités (14) consécutives est de préférence égal à une distance supérieure à une fois, en particulier supérieure à 10 fois le diamètre de l'extrémité (14), et plus particulièrement une distance pouvant être comprise entre 10 et 1000 fois le diamètre de l'extrémité (14). The photodetection zone (13) essentially consists of the ends (14) of the n optical return fibers (4) facing the photodetector (5). The end (14) is generally constituted by the orthogonal section of a return optical fiber (4), that is to say a circular section of identical diameter to that of the optical fiber back (4). The ends (14) are preferably arranged on the flat surface of a solid support, for example the vertical surface (19) of a parallelepiped support (20) as shown schematically in FIG. 5. The ends (14) can sufficiently separate from each other, so that the free space between two consecutive ends (14) is preferably greater than one, in particular greater than 10 times the diameter of the end (14), and more particularly a distance of between 10 and 1000 times the diameter of the end (14).
Les extrémités (14) peuvent être disposées sur la surface plane d'un support solide selon un arrangement quelconque ou, de préférence, un arrangement sensiblement régulier, c'est-à-dire un arrangement dans lequel la distance séparant deux extrémités consécutives est sensiblement constante. On préfère ainsi un arrangement régulier par exemple en damier, en cercle ou plus particulièrement un arrangement rectiligne tel que représenté par l'axe XX' à la Figure 5. The ends (14) may be disposed on the flat surface of a solid support in any arrangement or, preferably, a substantially regular arrangement, i.e. an arrangement in which the distance between two consecutive ends is substantially constant. A regular arrangement, for example in checkerboard, in a circle or more particularly in a rectilinear arrangement as represented by the axis XX 'in FIG. 5, is thus preferred.
Le photodétecteur (5) est monté sur un dispositif motorisé micrométrique de translation (17). Le dispositif (17) permet la translation du photodétecteur (5) et en particulier de sa portion active (18) face au front que forment les n extrémités (14) des fibres optiques retour. La translation de la portion active (18) du photodétecteur peut se faire, de préférence, dans un plan sensiblement parallèle à celui où sont disposées les extrémités (14), par exemple à celui de la surface plane (19) du support solide (20) portant les extrémités (14). L'espace libre compris entre le plan formé par les n extrémités (14) et le plan où se translate la portion active (18) du photodétecteur correspond à une distance la plus courte possible, par exemple de 0,1 à 2 mm, de préférence de 0,5 à 1 mm. Le dispositif (17) peut aussi permettre les déplacements et les positionnements du photodétecteur (5) et en particulier de sa portion active (18) en visà-vis successivement de chacune des n extrémités (14). I1 peut aussi permettre de réaliser les déplacements et positionnements selon un mode répétitif et cyclique. Le dispositif (17) peut être choisi parmi les dispositifs ayant une reproductibilité dans leurs déplacements et positionnements de l'ordre de 1 à 50 pm, de préférence de 2 à 20 iim, en particulier de 2 à 10 pm. I1 permet enfin de réaliser des positionnements dans des conditions optimales. The photodetector (5) is mounted on a micrometric motorized translation device (17). The device (17) allows the translation of the photodetector (5) and in particular of its active portion (18) facing the front formed by the n ends (14) of the optical fiber return. The translation of the active portion (18) of the photodetector can be done, preferably, in a plane substantially parallel to that where the ends (14) are arranged, for example to that of the flat surface (19) of the solid support (20). ) carrying the ends (14). The free space between the plane formed by the n ends (14) and the plane where the active portion (18) of the photodetector is translated corresponds to a shortest possible distance, for example from 0.1 to 2 mm, of preferably from 0.5 to 1 mm. The device (17) can also allow displacements and positioning of the photodetector (5) and in particular of its active portion (18) vis-à-vis successively each of the n ends (14). It can also make it possible to carry out displacements and positioning in a repetitive and cyclic mode. The device (17) may be chosen from devices having a reproducibility in their displacements and positioning of the order of 1 to 50 μm, preferably of 2 to 20 μm, in particular of 2 to 10 μm. I1 finally allows positioning in optimal conditions.
Le positionnement optimal du photodétecteur est pré-établi au cours d'essais d'étalonnage tenant compte que la réponse du photodétecteur n'est pas optimale dans toute la surface de sa portion active. En particulier en spectrophotométrie du proche infrarouge, il est recommandé d'éclairer le photodétecteur dans la zone collectant le flux optique maximum où la transformation du signal lumineux en signal électrique sera optimale. Ceci permet d'obtenir l'intensité incidente maximum alliée à un degré optimum de précision et de reproductibilité dans la mesure. The optimal positioning of the photodetector is pre-established during calibration tests taking into account that the response of the photodetector is not optimal throughout the surface of its active portion. Particularly in near-infrared spectrophotometry, it is recommended to illuminate the photodetector in the zone collecting the maximum optical flux where the transformation of the light signal into an electrical signal will be optimal. This makes it possible to obtain the maximum incident intensity combined with an optimum degree of accuracy and reproducibility in the measurement.
Ainsi, à titre d'exemple, la Figure 6 montre une représentation graphique typique de la variation de l'énergie (en ordonnée) reçue par un photodétecteur (5) en arséniure d'indium ayant une portion active constituée d'une section circulaire de détection de 1,5 mm de diamètre et présentant en son centre un domaine optimum de collecte de flux optique, en fonction de la translation exprimée en millimètre (en abscisse) dudit photodétecteur face à l'extrémité (14) d'une fibre optique retour (4) de 200/250 ym de diamètre (fabriquée par LE VERRE FLUORE (France) sous l'appellation commerciale "IR Guide
SHST 2CEA" @ du type "200/250 - 10") éclairée par un rayonnement proche infrarouge de 0,8 à 2,5 pm de longueur d'onde et distante de 0,5 mm du photodétecteur. On constate selon la Figure 6 que le positionnement optimal du photodétecteur est facilement repéré par le maximum de la courbe. Ainsi les essais d'étalonnage permettront de situer pour chaque extrémité (14) des n fibres optiques retour (4) le positionnement optimal du photodétecteur dans sa translation et d'établir un programme mémorisant la translation désirée avec les n positionnements optimaux. Le programme servira ensuite à faire fonctionner le dispositif motorisé micrométrique de translation (17) avec une reproductibilité et une précision excellentes.Thus, by way of example, FIG. 6 shows a typical graphical representation of the variation of the energy (in ordinate) received by an indium arsenide photodetector (5) having an active portion constituted by a circular section of detection of 1.5 mm in diameter and having at its center an optimum optical flux collection area, as a function of the translation expressed in millimeters (abscissa) of said photodetector facing the end (14) of a return optical fiber (4) 200/250 ym in diameter (manufactured by LE VERRE FLUORE (France) under the trade name "IR Guide
SHST 2CEA "type" 200/250 - 10 ") illuminated by near-infrared radiation of 0.8 to 2.5 pm wavelength and 0.5 mm distance from the photodetector. 6 that the optimal positioning of the photodetector is easily identified by the maximum of the curve, thus the calibration tests will make it possible to locate for each end (14) of the n optical fibers (4) the optimal positioning of the photodetector in its translation and To establish a program storing the desired translation with the n optimal positions, the program will then be used to operate the micrometric motorized translation device (17) with excellent reproducibility and accuracy.
La présente invention concerne également un procédé permettant d'effectuer des mesures spectrophotométriques et des calculs pour déterminer à partir desdites mesures au moins une pro priété des échantillons passant au travers des n cellules de mesure d'absorbance à l'aide de l'appareil spectrophotométrique de l'invention, caractérisé en ce que
- on sélectionne un rayonnement incident à une ou plusieurs
longueurs d'onde dans le proche infrarouge, l'infrarouge, le
visible ou l'ultraviolet,
- on translate le photodetecteur (5) grâce au dispositif moto
risé micrométrique de translation (17) face aux extrémités
(14) et on le positionne successivement en vis-à-vis de
chacune des extrémités (14), et
- à chaque positionnement du photodétecteur (5) en vis-à-vis
d'une extrémité (14), on mesure le ou les absorbances de
l'échantillon passant dans la cellule de mesure (3), et on
calcule directement au moins l'une des propriétés de l'échan-
tillon par l'application d'une relation numérique ou corré
lative entre ladite propriété et les valeurs d'absorbance
mesurées.The present invention also relates to a method for performing spectrophotometric measurements and calculations for determining from said measurements at least a property of samples passing through n absorbance measuring cells using the spectrophotometric apparatus. of the invention, characterized in that
- incident radiation is selected at one or more
wavelengths in the near infrared, infrared,
visible or ultraviolet,
- the photodetector (5) is translated using the motorcycle device
micrometrically smooth translation (17) facing the ends
(14) and position it successively in front of
each of the ends (14), and
at each positioning of the photodetector (5) vis-à-vis
at one end (14), the absorbance (s) of
the sample passing through the measuring cell (3), and
directly calculates at least one of the properties of the sample.
by the application of a numerical or
lative between said property and the absorbance values
measured.
La ou les propriétés calculées des échantillons sont choisies de préférence parmi les concentrations du ou des constituants des échantillons, les propriétés chimiques, physico-chimiques, physiques ou mécaniques des échantillons. Les propriétés calculées et les relations numériques ou corrélatives existant entre les valeurs d'absorbance mesurées et les propriétés sont en particulier mentionnées dans les demandes de brevet européen citées précédemment. The calculated properties or properties of the samples are preferably chosen from the concentrations of the constituent (s) of the samples, the chemical, physical-chemical, physical or mechanical properties of the samples. The calculated properties and the numerical or correlative relations existing between the measured absorbance values and the properties are in particular mentioned in the European patent applications cited above.
Les relations numériques ou corrélatives sont de préférence déterminées expérimentalement par régression multivariée ou par toute autre méthode mathématique appropriée et ne dépendent que du type de spectrophotomètre utilisé, du type de propriétés calculées et du nombre de longueurs d'onde employées.The numerical or correlative relationships are preferably determined experimentally by multivariate regression or by any other appropriate mathematical method and depend only on the type of spectrophotometer used, the type of properties calculated and the number of wavelengths employed.
On préfère sélectionner un rayonnement incident ayant m longueurs d'onde dans le proche infrarouge c'est-à-dire des longueurs d'onde allant de 0,8 à 2,6 Hm, le nombre m pouvant aller de 2 à 800, de préférence de 2 à 400. Les modes de sélection des longueurs d'onde du rayonnement incident, les types de relations numériques ou corrélatives et les modes de calcul pour chaque mesure effectuée dans les n cellules de mesure (3) sont mentionnés par exemple dans les demandes de brevet européen EP-A-O 285 251, EP-A-O 304 232, EP-A-O 304 233, EP-A-O 305 090, EP-A-O 328 826 et EP-A-O 345 182. It is preferred to select an incident radiation having m wavelengths in the near infrared that is to say wavelengths ranging from 0.8 to 2.6 Hm, the number m ranging from 2 to 800, preferably from 2 to 400. The modes of selection of the wavelengths of the incident radiation, the types of numerical or correlative relations and the modes of calculation for each measurement carried out in the n measurement cells (3) are mentioned for example in the European Patent Applications EP-A-0 285 251, EP-A-0 304 232, EP-A-0 304 233, EP-A-0 305 090, EP-A-0 328 826 and EP-A-0 345 182.
L'appareil et le procédé servent particulièrement comme moyens d'analyse et/ou de contrôle en ligne d'unité de fabrication de produits pétroliers ou pétrochimiques à propriété physique déterminée telle que l'indice d'octane, le nombre de cétane, la densité, la viscosité, le seuil de floculation, le point de trouble, le point d'écoulement, la filtrabilité, le point éclair, la stabilité thermique, des propriétés de distillation, des compositions chimiques par familles d'hydrocarbures et/ou par le nombre d'atome de carbone, ou la teneur en produits chimiques spécifiques (oxygénants, alcools, benzène, ...)
Ils peuvent également servir comme moyens d'analyse et/ou de contrôle en ligne d'unité de fabrication de produits chimiques ou pétrochimiques, telle que le vapocraquage d'hydrocarbures pour produire des oléfines, ou la fabrication de polymère. Ils peuvent aussi servir dans l'industrie agroalimentaire ou pharmaceutique, ou encore dans des procédés de fabrication de produits biochimiques. The apparatus and the method are particularly useful as means of analysis and / or on-line control of petroleum or petrochemical product units with determined physical properties such as octane number, cetane number, density , viscosity, flocculation threshold, cloud point, pour point, filterability, flash point, thermal stability, distillation properties, chemical compositions by hydrocarbon families and / or the number of of carbon atom, or the content of specific chemicals (oxygenating agents, alcohols, benzene, ...)
They can also be used as means of analysis and / or online control of a chemical or petrochemical manufacturing unit, such as steam cracking of hydrocarbons to produce olefins, or polymer manufacture. They can also be used in the agri-food or pharmaceutical industry, or in biochemical manufacturing processes.
Ils conviennent particulièrement pour des spectropho tomètres fonctionnant dans l'infrarouge et plus particulièrement dans le proche infrarouge. They are particularly suitable for spectrometers operating in the infrared and more particularly in the near infrared.
Les exemples suivants non limitatifs illustrent la présente invention. The following non-limiting examples illustrate the present invention.
Exemple 1
Un appareil spectrophotométrique muni d'un dispositif multiplex à fibre optique identique à celui représenté schématiquement à la Figure 4 à l'exception que le nombre n de fibres optiques et de cellules de mesure est 5 au lieu de 4, est utilisé pour mesurer l'indice d'octane moteur clair (MON CLR) d'une base à carburant sortant d'une unité de réformeur catalytique, cette base étant encore appelée réformat catalytique.Example 1
A spectrophotometric apparatus equipped with an optical fiber multiplex device identical to that shown schematically in Figure 4 except that the number n of optical fibers and measuring cells is 5 instead of 4, is used to measure the light engine octane number (MON CLR) of a fuel base leaving a catalytic reformer unit, this base being also called catalytic reformate.
On utilise un spectrophotomètre (0) fabriqué par BOMEN
HARTMANN & BRAUN (Allemagne) sous la référence commerciale "MB 160" S . Il comporte notamment une source (1) de rayonnement incident de longueur d'onde variant dans la proche infrarouge (0,8 à 2,6 pm).A spectrophotometer (0) manufactured by BOMEN is used
HARTMANN & BRAUN (Germany) under the commercial reference "MB 160" S. It comprises in particular a source (1) of incident radiation of wavelength varying in the near infrared (0.8 to 2.6 pm).
Cinq fibres optiques aller (2) permettant de guider le rayonnement incident partent de la source sous la forme d'un faisceau (12) constitué par un cable de 1,5 mm de diamètre. Une tête d'adaptation comprenant une interface optique de focalisation (16) permet de fixer le faisceau (12) face à la source (1). Chacune des cinq fibres optiques aller (2) est directement reliee à une cellule de mesure (3) fabriquée par STEEM (France) sous la référence commerciale "Cellule de
Mesure IR" @ du type "24220".Five optical fibers go (2) to guide the incident radiation from the source in the form of a beam (12) consisting of a cable of 1.5 mm in diameter. An adaptation head comprising an optical focusing interface (16) makes it possible to fix the beam (12) facing the source (1). Each of the five optical fibers go (2) is directly connected to a measuring cell (3) manufactured by STEEM (France) under the commercial reference "Cell of
IR measurement "type" 24220 ".
Le réformat catalytique passe successivement à travers les 5 cellules de mesure (3). The catalytic reformate passes successively through the measuring cells (3).
Cinq fibres optiques retour (4) permettant de guider le rayonnement transmis partent à raison d'une par cellule de mesure (3) et se dirigent vers une zone de photodétection (13) disposée à proximité immédiate du spectrophotomètre (0). Five return optical fibers (4) for guiding the transmitted radiation are fed at the rate of one per measuring cell (3) and are directed towards a photodetection zone (13) arranged in close proximity to the spectrophotometer (0).
Les fibres optiques aller (2) et retour (4) sont en fluorure de zirconium et ont un diamètre de 200/250 pm. Elles ont chacune une longueur totale de 10 m. -Elles sont fabriquées par LE
VERRE FLUORE (France) sous l'appellation commerciale "IR Guide SHST 2
CEA" (R) du type "200/250 - 10".The optical fibers go (2) and return (4) are made of zirconium fluoride and have a diameter of 200/250 pm. They each have a total length of 10 m. -They are made by LE
GLASS FLUORINE (France) under the trade name "IR Guide SHST 2
CEA "(R) type" 200/250 - 10 ".
Dans la zone de photodétection (13) telle que représentée schématiquement à la Figure 5 et utilisant 5 fibres optiques retour au lieu de 4, les 5 extrémités (14) des fibres optiques retour (4) sont disposées sur un support solide (20) en acier de forme parallélépipédique de 100 mm de longueur, de 8 mm de largeur et de 80 mm de hauteur. Chaque extrémité (14) constituée par une surface circulaire correspondant à la section orthogonale de la fibre optique retour est fixée à ce support par un perçage à mi-hauteur dans le sens de la largeur dudit support. Les extrémités (14) sont disposées à mi-hauteur du support selon un alignement horizontal d'axe XX' et sont séparées les unes des autres par une distance de 20 mm. In the photodetection zone (13) as diagrammatically shown in FIG. 5 and using 5 reverse optical fibers instead of 4, the ends (14) of the return optical fibers (4) are arranged on a solid support (20) in parallelepipedal steel 100 mm long, 8 mm wide and 80 mm high. Each end (14) constituted by a circular surface corresponding to the orthogonal section of the back optical fiber is fixed to this support by a hole at half height in the width direction of said support. The ends (14) are arranged at mid-height of the support in a horizontal alignment of axis XX 'and are separated from each other by a distance of 20 mm.
Le photodétecteur (5) du spectrophotomètre "MB 160" de BOMEN - HARTMANN & BRAUN a été retiré de sa position initiale pour être placé dans la zone de photodétection (13) à proximité immédiate dudit spectrophotomètre et fixé sur une platine motorisée (17) de déplacement micrométrique fabriquée par PHOTON CONTROL (Angleterre) sous l'appellation commerciale "PTS 1000 - 150" 3 . La platine (17) est munie d'une interface vendue par PHOTON CONTROL (Angleterre) sous l'appellation commerciale "MIC - DI" @ . Comme illustré à la
Figure 5, le photodétecteur (5) est fixée sur le chariot mobile (21) de la platine de telle sorte que la portion active (18) dudit photodétecteur se déplace selon l'axe YY' parallèlement à l'axe XX' de l'alignement des 5 extrémités (14) des fibres optiques retour.The photodetector (5) of the "MB 160" spectrophotometer of BOMEN - HARTMANN & BRAUN has been removed from its initial position to be placed in the photodetection zone (13) in the immediate vicinity of said spectrophotometer and fixed on a motorized stage (17) of micrometric displacement manufactured by PHOTON CONTROL (England) under the trade name "PTS 1000 - 150" 3. The board (17) is provided with an interface sold by PHOTON CONTROL (England) under the trade name "MIC - DI"@ . As illustrated in
5, the photodetector (5) is fixed on the mobile carriage (21) of the plate so that the active portion (18) of said photodetector moves along the axis YY 'parallel to the axis XX' of the alignment of the ends (14) of the return optical fibers.
L'espace libre séparant la surface de la portion active (18) du photodétecteur (5) de chaque extrémité (14) est une distance de 0,5 mm. Une connexion électrique (22) relie le photodétecteur (5) au système de photodétection d'origine "MB 160" g . The free space separating the surface of the active portion (18) of the photodetector (5) from each end (14) is a distance of 0.5 mm. An electrical connection (22) connects the photodetector (5) to the original photodetection system "MB 160" g.
Le déplacement motorisé du photodétecteur est préalablement étalonné par positionnement de la portion active (18) du photodétecteur successivement en vis-à-vis de chacune des extrémités (14) de telle sorte qu'un positionnement est considéré comme optimal lorsque le photodétecteur (5) reçoit de chaque extrémité (14) un maximum stationnaire d' énergie lumineuse tel que représenté à la
Figure 6 par le maximum de la représentation graphique. Le déplacement motorisé est ensuite mémorisé dans un programme d'ordinateur et permet de faire revenir cycliquement le photodétecteur face à la première des 5 extrémités (14) lorsqu'il finit d'être en vis-en-vis de la dernière des 5 extrémités (14). La platine motorisée "PTS 1000 - 150" permet une reproductibilité dans les déplacements et positionnements avec une précision de l'ordre de 5 pm. The motorized movement of the photodetector is previously calibrated by positioning the active portion (18) of the photodetector successively opposite each of the ends (14) so that positioning is considered optimal when the photodetector (5) receives from each end (14) a stationary maximum of light energy as shown in FIG.
Figure 6 by the maximum of the graphical representation. The motorized movement is then stored in a computer program and makes it possible to return the photodetector cyclically towards the first of the ends (14) when it finishes facing the last of the ends ( 14). The motorized stage "PTS 1000 - 150" allows a reproducibility in displacements and positions with a precision of the order of 5 pm.
Le réformat catalytique est passé successivement à travers les 5 cellules de mesure (3). On mesure les absorbances et on calcule l'indice MON CtR à l'aide de cet appareil spectrophotométrique et selon la méthode décrite dans les exemples de EP-A-O 285 251, à la seule différence qu'au lieu de sélectionner 15 fréquences on sélectionne 200 fréquences allant de 4800 cm1 à 4000 cm1, chacune étant distante de la suivante de 4 cm~1 (4800 cm1, 4796 cm-1, 4792 cm-1, 4788 cm?1 .... , 4000 cm-1). The catalytic reformate is passed successively through the measuring cells (3). The absorbances are measured and the MON CtR index is calculated using this spectrophotometric apparatus and according to the method described in EP-A-0 285 251, with the sole difference that instead of selecting 15 frequencies, 200 is selected. frequencies ranging from 4800 cm1 to 4000 cm1, each being distant from the next 4 cm ~ 1 (4800 cm1, 4796 cm -1, 4792 cm -1, 4788 cm -1, 4000 cm -1).
Une série de 20 mesures d'absorbance à ces fréquences est faite pour chacune des 5 cellules de mesure (3) à travers lesquelles le meme réformant catalytique passe. L'indice MON CLR est calculé à chaque mesure. A series of 20 absorbance measurements at these frequencies is made for each of the measuring cells (3) through which the same catalytic reformer passes. The MON CLR index is calculated for each measurement.
On calcule pour chaque cellule de mesure (3) la moyenne (MON) et l'écart type des 20 indices MON CLR calculés. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 1. For each measuring cell (3) the average (MON) and the standard deviation of the computed MON CLR indices are calculated. The results are summarized in Table 1.
Tableau 1 : Moyennes et écarts types de l'indice MON CLR
Table 1: Averages and standard deviations of the MON CLR index
<tb> n0 <SEP> de <SEP> la <SEP> cellule <SEP>
<tb> de <SEP> mesure <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> <SEP> MON <SEP> 78,6 <SEP> 78,8 <SEP> 78,7 <SEP> 78,7 <SEP> 78,6
<tb> <SEP> 0,029 <SEP> 0,019 <SEP> 0,023 <SEP> 0,026 <SEP> 0,024
<tb>
De ce tableau, il résulte
- l'écart maximum de la moyenne des indices MON CtR entre les 5
cellules de mesure
MON max - MON min = 78,6 - 78,6 = 0,3
et
- l'écart type moyen calculé pour l'ensemble des 5 cellules de
mesure
a = 0,0242
Ces valeurs mettent en évidence que les mesures d'absorbance effectuées selon la présente invention sont d'une reproducti bilité excellente. En particulier, on peut deduire de ces séries de mesures effectuées sur les 5 cellules de mesure que l'utilisation du dispositif multiplex à fibre optique de la présente invention ne dégrade pratiquement pas les valeurs de l'indice MON CtR de la base à carburant analysée.<tb> n0 <SEP> of <SEP> the <SEP> cell <SEP>
<tb> of <SEP> metric <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb><SEP> MON <SEP> 78.6 <SE> 78.8 <SE> 78.7 <SE> 78.7 <SE> 78.6
<tb><SEP> 0.029 <SEP> 0.019 <SEP> 0.023 <SEP> 0.026 <SEP> 0.024
<Tb>
From this table, it results
- the maximum deviation of the average of the MON CtR indices between the 5
measuring cells
MON max - MON min = 78.6 - 78.6 = 0.3
and
- the average standard deviation calculated for all 5 cells of
measured
a = 0.0242
These values demonstrate that the absorbance measurements made according to the present invention are of excellent reproducibility. In particular, it can be deduced from these series of measurements made on the measuring cells that the use of the optical fiber multiplex device of the present invention does not substantially degrade the values of the MON CtR index of the fuel base analyzed. .
Exemple 2 (comDaratif)
On utilise exactement le même appareil spectrophotométrique qu'à l'Exemple 1, à l'exception que le dispositif multiplex à 5 fibres optiques n'est pas utilisé et qu'on le remplace par un dispositif monovoie comportant une fibre optique aller (2) et une fibre optique retour (4) reliant la source (1) et le photodétecteur (5) laissé à sa place d'origine dans le spectrophotomètre "MB 160" à une seule cellule de mesure (3), tel que représenté schématiquement à la Figure 1. Les types de fibres optiques (2) et (4) et de cellule de mesure (3) utilisés sont identiques à ceux utilisés à l'Exemple 1.Example 2 (comDarative)
The same spectrophotometric apparatus is used as in Example 1, except that the optical fiber multiplex device is not used and is replaced by a single-channel device having a go optical fiber (2). and a return optical fiber (4) connecting the source (1) and the photodetector (5) left in its original place in the "MB 160" spectrophotometer to a single measuring cell (3), as diagrammatically shown in FIG. Figure 1. The types of optical fibers (2) and (4) and measuring cell (3) used are identical to those used in Example 1.
Le même réformat catalytique que celui utilisé à l'Exemple 1 passe à travers l'unique cellule de mesure (3) du présent appareil. On réalise dans les mêmes conditions qu'à l'Exemple 1 une série de 20 mesures d'absorbance sur le reformat catalytique passant à travers la cellule de mesure (3) et pour chaque mesure on calcule l'indice MON CtR comme à l'Exemple 1. The same catalytic reformate as used in Example 1 passes through the single measuring cell (3) of the present apparatus. Under the same conditions as in Example 1, a series of absorbance measurements is carried out on the catalytic reformate passing through the measuring cell (3) and for each measurement the MON CtR index is calculated as in FIG. Example 1
La moyenne (MON) et l'écart type des 20 indices MON CtR ainsi calculés sont les suivants
MON = 78,7
a = 0,024
I1 résulte de cet exemple comparatif que les résultats des mesures effectuées sur un appareil spectrophotométrique muni d'un dispositif monovoie à fibre optique ne sont pas significativement différents de ceux obtenus à l'Exemple 1 avec le même appareil mais muni d'un dispositif multiplex a fibre optique selon la présente invention. Il ressort en particulier que la présence du dispositif multiplex de l'Exemple 1 ne dégrade pas les valeurs de l'indice
MON CtR de la base à carburant, en comparaison avec un dispositif monovoie.The average (MON) and the standard deviation of the 20 MON CtR indices thus calculated are as follows:
MON = 78.7
a = 0.024
As a result of this comparative example, the results of measurements made on a spectrophotometric apparatus equipped with a single-fiber optical fiber device are not significantly different from those obtained in Example 1 with the same apparatus but equipped with a multiplex device. optical fiber according to the present invention. It appears in particular that the presence of the multiplex device of Example 1 does not degrade the values of the index
MY CtR of the fuel base, compared with a single-channel device.
Exemple 3 (comparatif)
On utilise exactement le même appareil spectrophotométrique qu'à l'Exemple 1, à l'exception qu'on remplace le dispositif multiplex à 5 fibres optiques par un dispositif multiplex à 12 fibres optiques, fabriqué par GUIDED WAVE, Inc. (Canada) sous l'appellation commerciale "12 Channel Optical Multiplexer Module (MUX)" S . Les fibres optiques aller (2) et retour (4) sont de même nature qu'à l'Exemple 1, mais sont au nombre de 12 pour l'aller et de 12 pour le retour. Elles sont reliées à 12 cellules de mesure (3) qui sont de même nature qu'à l'Exemple 1. Le dispositif multiplex comporte en particulier un obturateur (8) disposé dans l'appareil spectrophotométrique tel que représenté schématiquement à la Figure 3, à l'exception que le nombre n de fibres optiques aller (2) et retour (4) et de cellules de mesure (3) est 12 au lieu de 4. Les 12 fibres optiques retour (4) sont réunies en un faisceau de retour (11) qui se branche face au photodétecteur (5) laissé à sa place d'origine dans le spectrophotomètre "MB 160" OR. Example 3 (comparative)
The same spectrophotometric apparatus is used as in Example 1 except that the optical fiber multiplex device is replaced by a 12-fiber optic multiplex device manufactured by GUIDED WAVE, Inc. (Canada) under the trade name "12 Channel Optical Multiplexer Module (MUX)". The optical fibers go (2) and return (4) are of the same nature as in Example 1, but are 12 in number for the one and 12 for the return. They are connected to 12 measuring cells (3) which are of the same type as in Example 1. The multiplex device comprises in particular a shutter (8) arranged in the spectrophotometric apparatus as shown schematically in FIG. 3, with the exception that the number n of optical fibers go (2) and return (4) and measuring cells (3) is 12 instead of 4. The 12 optical fibers return (4) are joined in a return beam (11) which is connected to the photodetector (5) left in its place of origin in the "MB 160" OR spectrophotometer.
Les types de fibres optiques (2) et (4) et de cellules de mesure (3) sont identiques à ceux utilisés à l'Exemple 1. The types of optical fibers (2) and (4) and measuring cells (3) are identical to those used in Example 1.
Le même réformat catalytique que celui utilisé à l'Exemple 1 passe successivement à travers les 12 cellules de mesure (3) du présent appareil. On réalise dans les mêmes conditions qu'à l'Exemple 1 une série de 20 mesures d'absorbance sur le réformat catalytique passant dans chacune des 12 cellules de mesure (3) et l'indice MON CtR est calculé à chaque mesure. The same catalytic reformate as used in Example 1 passes successively through the 12 measuring cells (3) of the present apparatus. Under the same conditions as in Example 1, a series of absorbance measurements is carried out on the catalytic reformate passing through each of the 12 measurement cells (3) and the MON CtR index is calculated for each measurement.
On calcule pour chaque cellule de mesure (3) la moyenne (MON) et l'écart type des 20 indices MON CtR calculés. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 2. For each measuring cell (3) the average (MON) and the standard deviation of the calculated MON CtR indices are calculated. The results are collated in Table 2.
Tableau 2 : Movennes et écarts tvpes de l'indice MON CtR
Table 2: Movennes and varpits of the MON CtR index
<tb> n0 <SEP> de <SEP> la <SEP>
<tb> cellule <SEP> due <SEP> l <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12
<tb> mesure
<tb> <SEP> MON <SEP> 78,3 <SEP> 78,9 <SEP> 79,4 <SEP> 79,8 <SEP> 79,3 <SEP> 76,8 <SEP> 79,5 <SEP> 78,9 <SEP> 76,1 <SEP> 80,4 <SEP> 78,9 <SEP> 78,9
<tb> <SEP> 0,28 <SEP> 0,36 <SEP> 0,78 <SEP> 0,27 <SEP> 0,28 <SEP> 0,29 <SEP> 0,29 <SEP> 0,50 <SEP> 0,49 <SEP> 0,36 <SEP> 0,42 <SEP> 0,50
<tb>
De ce tableau, il résulte :
- l'écart maximum de la moyenne des indices MON CtR entre les 12
cellules de mesure
MON max - MON mini = 4,3
et
- l'écart type moyen calculé pour l'ensemble des 12 cellules de
mesure
a = 0,4
Ces valeurs mettent en évidence que les mesures obtenues avec un dispositif multiplex à fibre optique comportant un obturateur sont de moins bonne qualité que celles de l'Exemple 1. L'écart type moyen est dans le présent Exemple comparatif très supérieur à celui de l'Exemple 1 et à celui de l'Exemple comparatif 2. La présence du dispositif multiplex à fibre optique du présent Exemple comparatif dégrade substantiellement les valeurs de l'indice MON CLR, ce qui n'est pas le cas à l'Exemple 1 et à l'Exemple comparatif 2. <tb> n0 <SEP> of <SEP> the <SEP>
<tb> cell <SEP> due <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP > 11 <SEP> 12
<tb> measure
<tb><SEP> MON <SEP> 78.3 <SE> 78.9 <SE> 79.4 <SE> 79.8 <SE> 79.3 <SE> 76.8 <SE> 79.5 <MS> 78.9 <SEP> 76.1 <SEP> 80.4 <SEP> 78.9 <SEP> 78.9
<tb><SEP> 0.28 <SEP> 0.36 <SEP> 0.78 <SEP> 0.27 <SEP> 0.28 <SEP> 0.29 <SE> 0.29 <SEP> 0, 50 <SEP> 0.49 <SEP> 0.36 <SEP> 0.42 <SEP> 0.50
<Tb>
From this table, it follows:
- the maximum deviation of the average of the MON CtR indices between the 12
measuring cells
MON max - MON mini = 4.3
and
- the average standard deviation calculated for all 12 cells of
measured
a = 0.4
These values show that the measurements obtained with an optical fiber multiplex device comprising a shutter are of lower quality than those of Example 1. The average standard deviation is in the present Comparative Example much higher than that of the Example 1 and to that of Comparative Example 2. The presence of the optical fiber multiplex device of the present Comparative Example substantially degrades the values of the MON CLR index, which is not the case in Example 1 and in FIG. Comparative Example 2
Claims (10)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9310123A FR2708999B1 (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Spectrophotometric apparatus with multiplex device and method using the apparatus. |
FR9407400A FR2708998B1 (en) | 1993-08-13 | 1994-06-10 | Spectrophotometric apparatus with multiplex device and method using the apparatus. |
PCT/GB1994/001746 WO1995005587A1 (en) | 1993-08-13 | 1994-08-10 | Spectrophotometric apparatus with a multiplex device and process using the apparatus |
AU73483/94A AU7348394A (en) | 1993-08-13 | 1994-08-10 | Spectrophotometric apparatus with a multiplex device and process using the apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9310123A FR2708999B1 (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Spectrophotometric apparatus with multiplex device and method using the apparatus. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2708999A1 true FR2708999A1 (en) | 1995-02-17 |
FR2708999B1 FR2708999B1 (en) | 1995-10-06 |
Family
ID=9450311
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
FR9310123A Expired - Fee Related FR2708999B1 (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Spectrophotometric apparatus with multiplex device and method using the apparatus. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2708999B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2363088A1 (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-24 | Kollmorgen Tech Corp | PERFECTED SPECTROPHOTOMETER |
-
1993
- 1993-08-13 FR FR9310123A patent/FR2708999B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2363088A1 (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-24 | Kollmorgen Tech Corp | PERFECTED SPECTROPHOTOMETER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2708999B1 (en) | 1995-10-06 |
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