Brevet FR2842595A1 — publié le 20040123

PROCEDE DE MAINTENANCE DE CAPTEUR DE MESURES ET DETECTEUR POUR LA MISE EN îJVRE DU PROCEDE Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un procédé de maintenance de capteur de mesures ainsi qu'un détecteur pour la misé 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. B 14115.3/PR Un problème rencontré avec les microcapteurs est la modification de leurs caractéristiques en usage, 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 réétalonnés. 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 maintenance 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, - une comparaison des résultats des première et deuxième mesures de sorte que: - si le résultat de la première mesure est sensiblement identique au résultat de la deuxième mesure, le premier capteur de mesures est maintenu sans modification comme " capteur d'usage ", et B 14115.3/PR - si le résultat de la première mesure est sensiblement différent du résultat de la deuxième mesure, le premier capteur de mesures est recalibré sur la base du résultat de la deuxième mesure et, une fois recalibré, maintenu comme " capteur d'usage ". Selon une caractéristique supplémentaire 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 de l'invention, après l'étape de re-calibrage du premier capteur de mesures, au moins une troisième mesure est effectuée par le premier capteur de mesures recalibré, au moins une quatrième mesure identique à la troisième mesure et proche dans le temps de la troisième mesure, est effectuée par le deuxième capteur de mesures, un test de bon fonctionnement est effectué sur la base d'une comparaison entre les troisième et quatrième mesures, de sorte que si les résultats des troisième et quatrième 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 troisième et quatrième 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 encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le procédé comprend une pluralité de B 14115.3/PR troisièmes mesures et une pluralité de quatrièmes mesures, les troisièmes mesures alternant, une à une, avec les quatrièmes mesures. Selon encore une caractéristique supplémentaire 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 de l'invention, le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve non encore utilisé. Selon encore une caractéristique supplémentaire 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, - 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 - un circuit électronique de traitement permettant de ré-étalonner le premier capteur de mesures sur la base d'une comparaison entre la première mesure et la deuxième mesure. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le circuit électronique de traitement B 14115.3/PR comprend des moyens pour exécuter un programme apte à mettre en oeuvre, après l'étape de re-calibrage du premier capteur de mesures, au moins une troisième mesure effectuée par le premier capteur de mesures re5 calibré, au moins une quatrième mesure identique à la troisième mesure et proche dans le temps de la troisième mesure, effectuée par le deuxième capteur de mesures, et un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les troisième et quatrième mesures, de sorte que: - si les résultats des troisième et quatrième 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 troisième et quatrième 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 encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le circuit électronique de traitement comprend des moyens pour sélectionner comme capteur d'usage, en remplacement du premier capteur de mesures, le deuxième capteur de mesures précédemment utilisé comme capteur de référence 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 circuit électronique de traitement comprend des moyens pour sélectionner un capteur de B 14115.3/PR mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " comme capteur d'usage en remplacement du premier capteur de mesures. Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les microcapteurs chimiques sont des microcapteurs pour la mesure du pouvoir oxydant. Les première et deuxième mesures, d'une part, et les troisième et quatrième mesures, d'autre part, 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 aux figures jointes parmi lesquelles: -la figure 1 représente un schéma de principe de détecteur selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, et -la figure 2 représente un organigramme du procédé de maintenance de détecteur selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention. B 14115.3/PR Description détaillée du mode de mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif 1 comprend n capteurs MCA1, MCA2, MCAj.,....... 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, 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 calibrage. Lors de la procédure de calibrage, 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 B 14115.3/PR programmé à cette fin. Les mesures obtenues sont alors comparées. Si le capteur MCA1 délivre des signaux sensiblement différents des signaux délivrés par le capteur MCA2, cela signifie que le capteur MCA1 a dérivé. L'électronique de commande 2 modifie le calibrage du capteur MCA1 pour l'aligner sur le capteur MCA2. Un programme de re-calibrage est utilisé à cette fin. Peu de temps après le re-calibrage, par exemple trente minutes après, l'électronique de traitement 2 déclenche la procédure de test de bon fonctionnement du capteur MCA1 re-calibré. Une troisième série de mesures est alors effectuée par le capteur MCA1 re-calibré et une quatrième série de mesures est effectué par le capteur de référence MCA2. Le test de bon fonctionnement est établi sur la base d'une comparaison entre les résultats de mesures des troisième et quatrième série de mesures. Si les résultats des nouvelles mesures effectuées par le capteur MCA1 re-calibré sont suffisamment proches, au sens d'un critère de bon fonctionnement pré-établi, des résultats des nouvelles mesures effectuées par le capteur de référence MCA2 (test de bon fonctionnement positif), le capteur MCA1 peut être maintenu comme " capteur d'usage ". Le procédé selon l'invention permet ainsi avantageusement d'augmenter significativement la durée de vie d'un capteur par recalibrages successifs. Si le critère de bon fonctionnement n'est pas respecté (test de bon fonctionnement négatif), un recalibrage du capteur MCA1 n'est plus possible. B 14115.3/PR L'électronique de traitement 2 déclenche alors 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, celuici n'est alors plus utilisé comme " capteur de référence " et un capteur de réserve est utilisé à cette fin. Le procédé de traitement selon l'invention se double donc avantageusement d'un procédé de maintenance qui permet de multiplier, à nouveau, la durée de vie du détecteur d'un facteur égal au nombre de capteurs MCAj en réserve. Le procédé de traitement 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 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 B 14115.3/PR apte à mesurer un constituant différent. Le procédé de traitement selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon automatique. L'électronique de traitement peut ainsi être programmée pour effectuer régulièrement le calibrage et 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 maintenance de capteur de mesures, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins une première mesure effectuée par au moins un premier capteur de mesures (MCAl) 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, - une comparaison des résultats des première et deuxième mesures de sorte que: si le résultat de la première mesure est sensiblement identique au résultat de la deuxième mesure, le premier capteur de mesures est maintenu sans modification comme " capteur d'usage ", et - si le résultat de la première mesure est sensiblement différent du résultat de la deuxième mesure, le premier capteur de mesures (MCAl) est recalibré sur la base du résultat de la deuxième mesure et, une fois re-calibré, maintenu comme " capteur d'usage ". 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 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 de maintenance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après l'étape de re-calibrage du premier capteur de mesures (MCA1) , au moins une troisième mesure est effectuée par le premier capteur de mesures (MCA1) re-calibré, au moins une quatrième mesure identique à la troisième mesure et proche dans le temps de la troisième mesure, est effectuée par le deuxième capteur de mesures (MCA2), un test de bon fonctionnement est effectué sur la base d'une comparaison entre les troisième et quatrième mesures, de sorte que: - si les résultats des troisième et quatrième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCA1) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des troisième et quatrième 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. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de troisièmes mesures et une pluralité de quatrièmes mesures, les troisièmes mesures alternant, une à une, avec les quatrièmes mesures. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, 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 B 14115.3/PR mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " (MCAj) étant choisi comme nouveau " capteur de référence ". 6. procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve (MCAj) non encore utilisé. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. 8. 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 - un circuit électronique de traitement (2) permettant de ré- étalonner le premier capteur de mesures (MCA1) sur la base d'une comparaison entre la première mesure et la deuxième mesure. 9. Détecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit électronique de traitement comprend des moyens pour exécuter un B 14115.3/PR programme apte à mettre en òuvre, après l'étape de recalibrage du premier capteur de mesures, au moins une troisième mesure effectuée par le premier capteur de mesures re-calibré, au moins une quatrième mesure identique à la troisième mesure et proche dans le temps de la troisième mesure, effectuée par le deuxième capteur de mesures, et un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les troisième et quatrième mesures, de sorte que: - si les résultats des troisième et quatrième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCA1) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des troisième et quatrième 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. 10. Détecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit électronique de traitement (2) comprend des moyens pour sélectionner comme capteur d'usage, en remplacement du premier capteur de mesures (MCA1), le deuxième capteur de mesures (MCA2) précédemment utilisé comme capteur de référence et des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé (MCAj) dit " capteur de réserve " comme " capteur de référence ". 11. Détecteur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le circuit électronique de B 14115.3/PR traitement (2) 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). 12. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques. 13. Détecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le microcapteur chimique est un microcapteur pour la mesure du pouvoir oxydant. B 14115.3/PR