Brevet FR2842596A1 — publié le 20040123

PROCEDE DE TEST DE BON FONCTIONNEMENT DE CAPTEUR DE MESURES Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures ainsi qu'un détecteur pour la mise en oeuvre du procédé; L'invention s'applique à tout type de capteur de mesures et, plus particulièrement, aux microcapteurs chimiques. Les microcapteurs chimiques sont utilisés pour la mesure des risques industriels, par exemple la mesure des gaz d'échappement pour le contrôle de véhicule. Depuis peu, les microcapteurs chimiques sont également utilisés dans des applications liées au confort, par exemple des mesures de présence de monoxyde de carbone (CO) dans l'air intérieur de véhicules ou d'habitations. Les microcapteurs chimiques reposent sur des réactions d'adsorption et/ou de catalyse de gaz polluants à la surface de semi-conducteurs usinés conformément à une technologie connue de l'homme du métier sous l'appellation de technologie " MEMS " (MEMS pour " Micro Electro-Mecanical System "). Le signal issu du microcapteur mesure la variation de conductivité ou de différence de potentiel présente aux bornes du semi-conducteur. La technologie MEMS permet d'envisager de nombreuses configurations de capteurs. Un problème rencontré avec les microcapteurs est la modification de leurs caractéristiques en usage, B 14185.3/PR laquelle modification conduit à des mesures dont la dérive peut atteindre 30% sur une année de fonctionnement. Afin de pallier ce problème, les microcapteurs doivent être régulièrement ré-étalonnés. Chaque réétalonnage est une intervention lourde et coteuse qui constitue un inconvénient important, le ré-étalonnage devant être effectué sur place à l'aide, par exemple, d'échantillons précédemment calibrés. L'invention ne présente pas cet inconvénient. Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures. Le procédé comprend: - au moins une première mesure effectuée par au moins un premier capteur de mesures dit " capteur d'usage ", - au moins une deuxième mesure identique à la première mesure et proche dans le temps de la première mesure, effectuée par au moins un deuxième capteur de mesures dit " capteur de référence " distinct du capteur d'usage, - un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est maintenu comme " capteur d'usage ", et B 14115.3/PR - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un capteur de mesures différent. Selon une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le procédé comprend une pluralité de premières mesures et une pluralité de deuxièmes mesures, les premières mesures alternant, une à une, avec les deuxièmes mesures. Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le capteur de mesures différent est le deuxième capteur de mesures précédemment utilisé comme " capteur de référence ", un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " étant choisi comme nouveau " capteur de référence ". Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve non encore utilisé. Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. L'invention concerne également un détecteur comprenant au moins deux capteurs de mesures. Le détecteur comprend: - au moins un premier capteur de mesures dit " capteur d'usage " pour effectuer au moins une première mesure, B 14115.3/PR - au moins un deuxième capteur de mesures dit " capteur de référence " pour effectuer au moins une deuxième mesure, la deuxième mesure étant proche dans le temps de la première mesure, et - des moyens pour exécuter un test de bon fonctionnement sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un capteur de mesures différent. Selon une caractéristique supplémentaire du détecteur selon l'invention, le détecteur comprend des moyens pour sélectionner, comme capteur d'usage, le deuxième capteur de mesures précédemment utilisé comme capteur de référence en remplacement du premier capteur de mesures et des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " comme " capteur de référence ". Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le détecteur comprend des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " comme capteur d'usage en remplacement du premier capteur de mesures. B 14115.3/PR Selon encore une caractéristique supplémentaire du détecteur de l'invention, les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. Selon encore une caractéristique supplémentaire du détecteur de l'invention, les microcapteurs chimiques sont des microcapteurs pour la mesure du pouvoir oxydant. Les première et deuxième mesures sont dites " proches dans le temps ". Par mesures " mesures proches dans le temps ", il faut entendre que la durée qui sépare les mesures l'une de l'autre est suffisamment courte pour que les résultats de mesures soient sensiblement identiques si les mesures sont effectuées par des capteurs dont les caractéristiques sont sensiblement identiques. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence à la figure jointe qui représente un schéma de principe de détecteur selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention. Description détaillée du mode de mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif 1 comprend n capteurs MCA1, MCA2, j,...... MCA. , MCAn, et un circuit électronique de traitement 2. Les capteurs MCAj (j=l, 2,......, n) sont susceptibles de réaliser une mesure A qui peut être, B 14115.3/PR par exemple, une mesure de concentration d'un gaz dans l'atmosphère (monoxyde de carbone, ozone, etc.). En fonctionnement normal, les cycles de mesures sont effectués régulièrement, par exemple toutes les minutes, par le capteur MCA1 qui est dit alors " capteur d'usage ". Les capteurs MCAj (jÉl) ne fonctionnent pas. Sur un rythme plus lent, par exemple une fois par semaine, l'électronique de traitement 2 déclenche la procédure de test de bon fonctionnement. Lors de la procédure de test de bon fonctionnement, des mesures sont effectuées, d'une part, par le capteur MCA1 et, d'autre part, par l'un des capteurs MCAj (jÉl), par exemple le capteur MCA2 qui est dit alors " capteur de référence ". Les capteurs MCAj (jÉl et jÉ2) non utilisés sont alors dits " capteurs de réserve ". Les mesures effectuées par le capteur MCA1 sont proches dans le temps des mesures effectuées par le capteur MCA2. Au moins une mesure est effectuée par le capteur MCA1 et au moins une mesure est effectuée par le capteur MCA2. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, les capteurs MCA1 et MCA2 effectuent chacun une pluralité de mesures, les mesures effectuées par le capteur MCA1 alternant avec les mesures effectuées par le capteur MCA2. Le circuit électronique de commande 2 est programmé à cette fin. Le test de bon fonctionnement est établi sur la base de la comparaison entre les résultats de mesures des première et deuxième série de mesures. Si le résultat des mesures effectuées par le capteur MCA1 sont suffisamment proches, au sens d'un critère de bon fonctionnement préétabli, du résultat des mesures B 14115.3/PR effectuées par le capteur de référence MCA2 (test de bon fonctionnement positif), le capteur MCA1 est maintenu comme " capteur d'usage ". Si le critère de bon fonctionnement n'est pas respecté (test de bon fonctionnement négatif), l'électronique de traitement 2 déclenche une procédure de maintenance. Le capteur MCA1 n'est plus utilisé comme " capteur d'usage " et un nouveau capteur est utilisé à cette fin. Le capteur nouvellement utilisé comme capteur d'usage est alors soit le capteur de référence MCA2, soit un capteur non encore utilisé pris parmi les capteurs de réserve. Dans le cas o le capteur nouvellement utilisé est le capteur MCA2, un nouveau capteur de référence est choisi parmi les capteurs de réserve. Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention se double donc avantageusement d'un procédé de maintenance qui permet de multiplier la durée de vie du détecteur d'un facteur égal au nombre de capteurs MCAj en réserve. Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les microcapteurs chimiques. En effet, les microcapteurs chimiques, bien que conservant leur sensibilité, dérivent assez rapidement du fait d'un fonctionnement régulier alors qu'ils ne dérivent pratiquement pas lorsqu'il ne fonctionnent pas. Par ailleurs, les microcapteurs chimiques sont de petites tailles. Il est alors possible de concevoir un détecteur peu encombrant contenant une pluralité de capteurs pour la mesure d'un constituant et dont la B 14115.3/PR durée de vie est très significativement augmentée. Avantageusement, un détecteur selon l'invention peut également contenir plusieurs ensembles de microcapteurs, chaque ensemble de microcapteurs étant apte à mesurer un constituant différent. Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon automatique. L'électronique de traitement peut ainsi être programmée pour effectuer régulièrement le test de bon fonctionnement des microcapteurs et pour exécuter, si nécessaire, la procédure de maintenance du détecteur. L'invention s'applique à une grande variété de mesures locales telles que la mesure de la température, et/ou de la pression atmosphérique, et/ou de la concentration d'un polluant dans l'atmosphère, etc. Dans ce dernier cas, le détecteur 1 comprend, par exemple, des microcapteurs chimiques pour la mesure du pouvoir oxydant. B 14115.3/PR REVENDICATIONS 1. Procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins une première mesure effectuée par au moins un premier capteur de mesures (MCA1) dit " capteur d'usage ", - au moins une deuxième mesure identique à la première mesure et proche dans le temps de la première mesure, effectuée par au moins un deuxième capteur de mesures (MCA2) dit " capteur de référence " distinct du capteur d'usage, - un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCAl) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCA1) est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un capteur de mesures différent. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comprend une pluralité de premières mesures et une pluralité de deuxièmes mesures, les premières mesures alternant, une à une, avec les deuxièmes mesures. B 14115.3/PR 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur de mesures différent est le deuxième capteur de mesures (MCA2) précédemment utilisé comme " capteur de référence ", un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " (MCAj) étant choisi comme nouveau " capteur de référence ". 4. procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve (MCAj) non encore utilisé. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. 6. Détecteur comprenant au moins deux capteurs de mesures (MCA1, MCA2,..., MCAj,...., MCAn), caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un premier capteur de mesures (MCA1) dit " capteur d'usage " pour effectuer au moins une première mesure, - au moins un deuxième capteur de mesures (MCA2) dit " capteur de référence " pour effectuer au moins une deuxième mesure, la deuxième mesure étant proche dans le temps de la première mesure, et - des moyens (2) pour exécuter un test de bon fonctionnement sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: B 14115.3/PR - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCAl) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un capteur de mesures différent. 7. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour sélectionner, comme capteur d'usage, le deuxième capteur de mesures (MCA2) précédemment utilisé comme capteur de référence en remplacement du premier capteur de mesures (MCA1) et des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé (MCAj) dit " capteur de réserve " comme nouveau " capteur de référence ". 8. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé (MCAj) dit " capteur de réserve " comme capteur d'usage en remplacement du premier capteur de mesures (MCAl). 9. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. B 14115.3/PR 10. Détecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le microcapteur chimique est un microcapteur pour la mesure du pouvoir oxydant. B 14115.3/PR