Brevet FR2664380A1 — publié le 19920110

La présente invention concerne un appareil de mesure multifonctionnel, c'est-à-dire un appareil qui permet de mesurer plusieurs grandeurs physiques différentes, et, par un traitement approprié des mesures, d'obtenir des grandeurs non mesurées. En matière de mesure de radioactivité, on est souvent amené à mesurer plusieurs grandeurs et à combiner les valeurs mesurées pour obtenir une grandeur significative qui ne peut pas être mesurée directement. En particulier, les valeurs de mesures doivent souvent subir des corrections pour que les évènements nucléaires que l'on cherche à détecter soient convertis en grandeurs physiques normalisées. Un tel résultat ne peut actuellement être obtenu qu'en utilisant plusieurs appareils de mesure dont les valeurs mesurées sont enregistrées puis traitées ultérieurement par un équipement informatique par exemple. Il en resulte que le traitement des valeurs mesurées est nécessairement différé, ce qui retarde l'obtention de la grandeur physique normalisée que l'on desire obtenir. Il existe également des appareils qui peuvent recevoir plusieurs sondes et qui sont programmés pour reconnaitre la sonde qui leur est connectée, et effectuer à chaque fois les traitements des mesures spécifiques à la sonde connectée. Cela nécessite une intervention de l'opérateur ou un dispositif mécanique de détrompage. De plus, l'appareil doit contenir toutes les procédures spécifiques, ce qui aboutit très rapidement à un volume et un coût prohibitif. La présente invention vise à réaliser un appareil de mesure qui est capable de mesurer des grandeurs physiques de types différents et de traiter les valeurs mesurées pour obtenir une nouvelle gran deur par combinaison des grandeurs mesurées. La présente invention a pour objet un appareil de mesure multifonctionnel destiné à la mesure de plusieurs grandeurs physiques, au traitement des valeurs mesurées et au traitement des mesures correspondant à des grandeurs différentes selon un algorithme permettant d'obtenir des grandeurs non mesurées, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un boitier commun comprenant un module d'alimentation, une unité centrale de traitement des valeurs mesurées, une mémoire morte, une mémoire vive, un interface, un bus interne et un commutateur de bus, des éléments périphériques tels qu'un dispositif d'affichage et un organe de commande étant branchés sur ledit bus interne, ledit commutateur de bus reliant l'unité centrale de traitement soit audit bus interne, soit à un bus externe, et, d'autre part, des blocs modulaires pouvant se connecter et se fixer, chacun séparément, sur ledit boitier commun et comprenant un capteur, une table de configuratio générale, au moins un module spécifique de traitement des mesures du capteur et des tables de configuration spécifiques associées chacune à un module spécifique, les différente modules et tables d'un bloc modulaire étant branchés sur ledit bus externe. Le boîtier commun comprend les fonctions communes à tous les types de mesures et chaque bloc modulaire comprend les fonctions spécifiques aux mesures effectuées par son capteur. L'algorithme de traitement et de combinaison des mesures pour obtenir une grandeur physique non mesurée est téléchargé dans le boitier commun par l'intermédiaire de l'interface Le commutateur de bus qui est commandé par l'unité centrale de traitement permet de relier l'unité centrale de traitement soit aux éléments internes du boîtier commun soit aux éléments du bloc modulaire connecté sur le boîtier commun. Selon un premier mode de réalisation, le bus externe est logé dans chacun des blocs modulaires et, lorsque ledit bloc modulaire est connecté sur le boî- tier commun, le bus externe est connecté sur le commutateur de bus. Selon un autre mode de réalisation, le bus externe est logé dans le boîtier commun et, lorsqu'un bloc modulaire est connecté sur le bloc commun, les différents éléments de ce bloc modulaire sont connectés sur le bus externe. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'adresse de la table de configuration d'un bloc modulaire est la même pour tous les blocs modulaires. De cette manière, lorsque l'on branche un bloc modulaire sur le boîtier commun, l'unité centrale de traitement du boîtier commun peut connaître la configuration du bloc modulaire qui lui est connecté. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique général d'un appareil selon l'invention - la figure 2 est un schéma synoptique détaillé correspondant à la figure 1 - la figure 3 est un schéma synoptique du boitier commun ; et - les figures 4 et 5 représentent deux modes de réalisation de l'invention. I,'invention concerne la mesure de différen tes grandeurs physiques et la détermination, à partir d'une combinaison de ces grandeurs, d'une grandeur physique normalisée qui ne peut pas être mesurée directement. L'invention s'applique en particulier aux systèmes de mesure et de détection de rayonnements ionisants. Selon l'invention, on réalise un appareil de mesure et de détection multifonctionnel qui permet de mesurer plusieurs grandeurs physiques, de traiter les valeurs mesurées et de combiner les résultats obtenus pour les différentes grandeurs physiques en vue d'obtenir une grandeur physique normalisée significative. Cet appareil comporte un boitier commun qui comprend les éléments nécessaires pour le traitement des mesures et de traitement des résultats selon un algorithme pour obtenir la grandeur physique recherchée et des blocs modulaires individuels spécifiques à la mesure d'une grandeur physique qui peuvent être fixés et raccordés sur le boîtier commun. Ce boîtier commun 1 comprend essentiellement une unité centrale de traitement 2 à laquelle sont reliés des périphériques, en particulier un interface informatique 3 permettant de réaliser une connexion avec un équipement informatique extérieur, à la fois pour fournir les résultats et pour réaliser le téléchargement des procédures de traitement des résultats de mesure, un dispositif d'affichage 4 et un dispositif de commande 5. Un bus 6, par exemple un bus de type série, est relié à l'unité centrale et à des blocs modulaires individuels 11,21,31. Ces derniers comportent chacun une sonde spécifique 12,22,32 et une mémoire 13,23,33 de stockage des paramètres de traitement des valeurs de mesure fournies par la sonde et de la configuration du bloc modulaire.Les différents blocs modulaires peuvent constituer chacun une unité individuelle qui peut se fixer et se connecter sur le boîtier commun 1. Le bus externe 6 peut être intégré dans chaque bloc modulaire. On peut également prévoir que le bus externe 6 soit intégré dans le boîtier commun 1; dans ce dernier cas, lors de la fixation d'un bloc modulaire sur le boîtier commun 1, on réalise également la connexion des éléments du bloc modulaire sur le bus 6. La figure 2 représente plus en détail le boîtier commun 1 et un bloc modulaire 41 pouvant venir se connecter sur le boitier commun 1. On voit que le boîtier commun 1 comprend un bus interne 7 relié à l'unité centrale de traitement 2 et aux différents périphériques, l'interface 3, le module d'affichage 4, le module de commande 5 et d'autres modules tels qu'un module de surveillance 8. Le bus interne 7 est également relié à un commutateur de bus 9 qui est commandé par l'unité de traitement 2 et réalise la connexion de cette unité de traitement 2 soit avec le bus interne 7, soit avec le bus externe 6. Le boîtier commun 1 comporte également un module dtalimentation 10 qui assure l'alimentation des éléments du boîtier commun ainsi que des éléments du bloc modulaire qui lui est connecté. Le bloc modulaire 1 comporte un certain nombre de modules dont le nombre peut aller jusqu'à seize et qui sert à gérer les mesures par le capteur. Parmi ces modules il peut y avoir jusqutà sept modules de comptage 42 qui peuvent commander chacun de un à quatre compteurs, on peut également prévoir un module d'alarme 43 et un module de commande d'une carte de mémoire programmable effaçable électriquement (EEPROM). Chacun de ces modules comportent un interface 44 et est relié au bus externe 6 par l'intermédiare d'un port parallèle. A chaque module d'un bloc modulaire est associée une table 45 qui est également reliée au bus externe 6. Enfin une table de configuration 46 est prévue pour chaque module toujours à la même adresse sur le bus externe 6. Cette table de configuration 46 comprend toutes les données décrivant la configuration du bloc modulaire 41. Lorsque l'on connecte un bloc modulaire sur le boîtier commun 1, l'unité de traitement 2 va consulter la table de configuration 46 qui se trouve toujours à la même adresse sur le bus 6 et peut donc connaitre la configuration complète du bloc modulaire 41 et le gérer. La figure 3 est un schéma synoptique de détail du boîtier commun. On retrouve l'unité de traitement 2, l'interface 3, le module d'affichage 4, le module de commande 5, le bus série interne 7 et le commutateur de bus 9. L'unité de traitement 2 qui est constitué par un microcontrôleur est reliée à une mémoire 51 comportant une partie de mémoire vive (RAM) et une partie de mémoire morte (ROM). Sur le bus 7 sont connectés d'autres modules tels qu'un module de protection 52 qui permet de surveiller les conditions de température et d'humidité et qui comporte un dispositif de détection des mouvements de l'appareil permettant de l'éteindre lorsqu'il est immobile pendant un certain temps, un module d'alarme sonore 53, un module convertisseur numérique-analogique 54, un module d'horloge en temps réel 55 et un module de mémoire de sauvegarde 56 sont également connectés sur le bus interne 7. Le module de commande gère en particulier les ordres fournis par exemple une gâchette fixée sur le boîtier commun. Les figures 4 et 5 représentent en perspective deux configurations possibles d'appareil selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le boîtier commun se présente sous la forme d'une poignée genre pistolet 61 sur laquelle viennent se fixer des blocs modulaires 62 ou 63. La poignée 61 constituant le boitier commun comporte des éléments de commande constitués par un commutateur rotatif 64 et une gâchette 65 ; un élément d'affichage 66 fixé à l'arrière de la poignée est géré par le module d'affichage 4. Sur la figure 4, le boitier commun est équipé d'un détecteur du type Geiger-Mèller et sur la figure 5, le boîtier commun 61 est connecté à un détecteur à scintillation 63. A titre d'exemple, ce bloc modulaire 63 comporte un module qui gère le comptage des particules, la génération et le contrôle d'un test et la surveillance de la température et de l'humidité et la mémoire associée contenant les paramètres de connection et la configuration du bloc modulaire. Le test du capteur s'effectue par une diode électroluminescente. La procédure de test est commandée à partir du boîtier commun en positionnant le commutateur 64 sur la position correspondante et le générateur de test incorporé dans le bloc modulaire est validé par l'unité centrale de traitement du bloc commun qui reçoit un ordre de test du module de commande 5. La procédure de test est gérée par l'unité centrale de traitement 2 selon un programme de test qui est mémorisé dans le bloc modulaire 63. Avantageusement, le boitier commun 1 et les blocs modulaires constituent des éléments étanches, la fixation d'un bloc modulaire sur le boîtier commun est une fixation à baïonnette et le dispositif de connexion des deux éléments est de type étanche. Lorsque l'on désire déterminer une grandeur physique obtenue par la combinaison de plusieurs résultats de mesures, l'algorithme de traitement des différents résultats fournis par les capteurs est téléchargé dans la mémoire vive du boîtier commun par l'intermédiaire de son interface ; on connecte ensuite successivement les différents blocs modulaires correspondant aux diverses mesures à effectuer ; à chaque fois, les mesures réalisées par le capteur sont traitées, par exemple en effectuant une correction, par l'unité centrale du boîtier commun sur la base d'une procédure de traitement contenue dans le bloc modulaire concerné ; les résulats de ce traitement sont mémorisés dans le boîtier commun.Lorsque tous les résultats nécessaires ont été mémorisés, le boîtier commun peut effectuer le traitement de combinaison des différents résultats pour obtenir la grandeur physique recherchée qui peut être affichée ou envoyée à un système informatique extérieur par l'intermédiaire de l'interface du boîtier commun. On voit que l'invention permet de réaliser un appareil multifonctionnel qui permet de mesurer ou de détecter des grandeurs de types différents et de calculer sans délai des grandeurs obtenues par combinaison des résultats de mesures. Du fait que les procédures de traitement spécifique à chacun des capteurs sont contenues dans le bloc modulaire correspondant au capteur, on peut réaliser un boîtier commun de faible dimension et de faible coût qui peut par exemple gérer simultanément jusqu'à seize capteurs différents, c'est-à-dire seize blocs modulaires différents. Par ailleurs, l'appareil est encore plus universel en ce sens que la procédure de combinaison des mesures pour obtenir une grandeur physique dérivée n'est pas résidentielle dans le boîtier commun mais téléchargée, le boîtier commun peut être utilisé pour de nombreuses applications ayant chacune un algorithme de traitement des mesures différent. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure multifonctionnel destiné à la mesure de plusieurs grandeurs physiques, au traitement des valeurs mesurées et au traitement des mesures correspondant à des grandeurs différentes selon un algorithme permettant d'obtenir des grandeurs non mesurées, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un boîtier commun (1) comprenant un module d'alimentation (10), une unité centrale (2) de traitement des valeurs mesurées, une mémoire morte, une memoire vive, un interface (2), un bus interne (7) et un commutateur de bus (9), des éléments périphériques tels qu'un dispositif d'affichage (4) et un organe de commande (5) étant branchés sur ledit bus interne (7), ledit commutateur de bus (9) reliant l'unité centrale de traitement (2) soit audit bus interne (7), soit à un bus externe (6), et, d'autre part, des blocs modulaires (11,21,31,41) pouvant se connecter et se fixer, chacun séparément, sur ledit boîtier commun (1) et comprenant un capteur, une table de configuration générale (46), au moins un module spécifique (42) de traitement des mesures du capteur et des tables de configuration (45) associées chacune à un module spécifique, les différents modules et tables d'un bloc modulaire étant branchés sur ledit bus externe (6). 2. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bus externe (6) est logé dans chacun des blocs modulaires (11,21,31,41) et en ce que, lorsqu'un bloc modulaire est connecté sur le boîtier commun (1), son bus externe (6) est connecté sur le commutateur de bus (9). 3. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bus externe (7) est logé dans le boîtier commun (1) et en ce que, lorsqu'un bloc modulaire (11,21,31,41) est connecté sur le boitier commun (1), les différents éléments dudit bloc modulaire sont connectés sur le bus externe (7). 4. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les procédures de mesure sont, pour chaque bloc modulaire, mémorisées sur la carte spécifique de traitement des mesures (42) et en ce que, lors de la mesure par le capteur considéré, l'unité centrale de traitement (2) du boîtier commun (1) traite les mesures selon ladite procédure par l'intermédiaire du bus externe (6). 5. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'algorithme de traitement des mesures de grandeurs différentes est chargé dans la mémoire vive (51) du boîtier commun par téléchargement en utilisant l'interface (3) du boitier commun (1). 6. Appareil de mesure selon l'une quelconque des revendicaitons précédentes, caractérisé en ce que les deux bus interne (7) et externe (6) sont des bus séries à quatre bits. 7. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans tous les blocs modulaires (11,21,31,41), la table de configuration (46) est à la même adresse sur le bus externe (6). 8. Appareil de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans chaque bloc modulaire (11,21,31,41), les modules sont connectés sur le bus externe (6) par l'intermédiaire d'un port parallèle. 9. Appareil de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bloc modulaire (11,21,31,41) est fixé sur le boîtier commun (1) par une fixation à baionnette, en ce que le boitier commun (1) et les blocs modulaires sont étanches et en ce que le dispositif de connexion entre le boîtier commun (1) et un bloc modulaire (11,21,31,41) est de type étanche. 10. Appareil de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier commun (1) a la forme d'une poignée pistolet (61) sur laquelle se fixent les blocs modulaires (62,63) et qui est munie d'une gâchette (65).