Brevet FR2866453A1 — publié le 20050819

La présente invention concerne un système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches, pour le suivi en temps réel des grandeurs physiques dans des espaces clos en présence de la vapeur saturante et sous pression, à haute température, ayant la particularité d'enregistrer les informations dans une mémoire interne et les afficher à l'extérieur de l'espace clos en temps réel, par l'intermédiaire d'un logiciel, à l'écran d'un ordinateur ou sur un afficheur digital, la transmission de données se faisant par l'intermédiaire d'un câble adapté ou par radiofréquence. Le traitement des informations dans des espaces clos en présence de la vapeur saturante se fait traditionnellement par des sondes autonomes sans aucune liaison avec l'extérieur, qui ne sont pas en mesure de transmettre les informations en temps réel à l'utilisateur, puisque les données doivent être lus dans des stations de recharge une fois les sondes autonomes sortis de l'espace clos. Un autre inconvénient pour les sondes autonomes traditionnellement utilisés pour ce type d'opération est le fait d'être alimenté par pile, sans aucune possibilité de sauvegarde de données en cas de pile faible Le système selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet, selon une première caractéristique un système de connexions entre les centrales autonomes avec une sortie externe connectée à un ordinateur pour une lecture en temps réel de données. En même temps ledit système de connections permet d'alimenter les sondes autonomes à partir d'une alimentation externe. La connexion entre les centrales autonomes se fait par l'intermédiaire des câbles de connexion comportant des connecteurs étanches femelle et des boîtiers étanches spécifiques comportant des connecteurs étanches mâle solidaires au boîtier. Le câble reliant la dernière centrale d'acquisition et le convertisseur série va traverser la paroi de l'équipement par l'intermédiaire d'un presse étoupe. Le système est utilisable par l'utilisateur en plusieurs modes indépendants de fonctionnement: mode enregistrement autonome et lecture en temps réel par interconnexions des centrales entre elles et connexion par câble à un ordinateur mode enregistrement autonome et Iecture en temps réel par interconnexions des centrales entre elles et connexion par radiofréquence à un ordinateur mode enregistrement autonome, sans interconnexions des centrales entre elles et lecture et programmation différée des centrales par connexion à une stat ion de contrôle reliée à un ordinateur Le système se compose de "centrales d'acquisition", d'une "station de contrôle" avec des câbles de connexion qui peuvent être connectés à chaque centrale lors d'une lecture ou programmation par la station de contrôle, des "câbles de connexion" série, des "boîtiers de continuité" sur lesquels sont connectés les câbles de connexion et d'un "convertisseur" de liaison série industrielle vers liaison série informatique dans le cas d'un contrôle directe (lecture ou programmation) par l'ordinateur. Il dispose d'un "émetteur" relié à la dernière centrale du réseau ainsi que d'un "récepteur" connecté à un ordinateur dans le cas des transmissions des informations par radiofréquence. Les centrales d'acquisition ont la particularité d'être complètement étanches et de protéger l'électronique interne contre l'action de la chaleur par un matériau composite, pouvant ainsi être immergés dans un milieu liquide, dans la vapeur saturante ou placés à l'intérieur d'un produit pour suivre l'évolution d'une grandeur physique au coeur du produit Le système est composé d'une ou plusieurs centrales d'acquisition qui peuvent être connectées ensembles par une liaison industrielle ou informatique ( genre RS-485 ou ethernet), le câble de liaison étant adapté à la transmission des données par le standard choisi. La connexion du câble de connexion à une centrale d'acquisition se fait par l'intermédiaire d'un connecteur étanche solidaire au corps de la centrale. Le câble de connexion entre les centrales autonomes d'acquisition est réalisé en un matériau résistant à la chaleur et inclut les conducteurs nécessaires à la communication des données ( une paire torsadée) et aussi les conducteurs nécessaires à l'alimentation des sondes par une source externe. L'intégralité du système se trouvant à l'intérieur de l'équipement de stérilisation ou de fabrication qui utilisent la chaleur ou la vapeur, la communication en temps réel avec l'extérieur se fait par l'intermédiaire des câbles de connexion entre sondes et d'un câble qui va sortir de l'espace clos par l'intermédiaire d'un presse étoupes. La terminaison du câble de communication est reliée à un convertisseur série pour la lecture des données sur l'ordinateur ou à un émetteur qui transmettra les données à un récepteur lié à un ordinateur. Dans certains cas de figure un ou plusieurs émetteurs reliés à une ou plusieurs centrales d'acquisition peuvent être placés à l'intérieur de l'équipement de stérilisation ou fabrication, la transmission de l'information se faisant par radiofréquence vers le récepteur relié à l'ordinateur. Chaque centrale autonome dispose d'une ou plusieurs sondes de mesure des grandeurs physiques tel que la température, humidité, pression, pression différentielle. Les capteurs peuvent être rigides ou flexibles. La connexions des capteurs flexibles au boîtier de la centrale autonome se fait par l'intermédiaire des connecteurs étanches femelle qui vient s'emboîter dans des connecteurs étanches mâles, solidaires au corps de la centrale. Les capteurs flexibles sont interchangeables entre eux. Les centrales d'acquisition sont composées d'une partie électronique de traitement des données par microprocesseur et d'une ou plusieurs mémoires interne pour l'enregistrement des données, l'ensemble étant alimenté à partir de l'alimentation fournie par une source d'alimentation externe par l'intermédiaire du câble de connexion entre centrales et ayant en secours une pile ou accumulateur interne qui prendrait le relais en cas de coupure de l'alimentation. Les centrales d'acquisition autonomes peuvent être utilisés pour l'acquisition de données sans être reliés par l'intermédiaire d'un câble après avoir été préalablement programmées avec le logiciel par intermédiaire de la station de contrôle. Dans ce cas la centrale d'acquisition sera alimentée à l'aide de la pile ou l'accumulateur intégré, les données enregistrées dans la mémoire interne et les données seront récupérées à la fin de l'acquisition, par connexion à la station de contrôle. Les connecteurs utilisés normalement pour les connexions en réseau seront couverts par des bouchons étanches dans ce cas de figure. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe la centrale d'acquisition La figure 2 représente la station de contrôle et la connexion des centrales à la station La figure 3 représente le système dans un équipement de stérilisation clos, en présence de la vapeur saturante et de la pression, dans le mode de lecture et programmation directe, en temps réel à l'ordinateur. La figure 4 représente le système dans un équipement de stérilisation clos, en présence de la vapeur saturante et de la pression, dans le mode de lecture et programmation par l'intermédiaire de la radiofréquence. La figure 5 représente un boîtier de continuité. La figure 6 représente le câble de liaison entre les centrales autonomes et le dispositif de 10 transmission. En référence à ces dessins, le système comporte une ou plusieurs centrales d'acquisition autonomes (fig.1), chaque centrale (10) étant équipée d'un ou plusieurs connecteurs étanches femelle (1), un support isolant (2), une carte électronique équipée d'un microprocesseur et une ou plusieurs mémoires (4), d'un support pile ou accumulateur (5) et d'une pile ou accumulateur (6) , tout étant enfermé dans un boîtier en acier inoxydable ou matériau composite résistant à la chaleur. Le boîtier est composé des deux parties (8) et (9), la fermeture du boîtier se faisant en vissant la partie inférieure (9) sur la partie supérieure (8), l'étanchéité entre les deux parties étant assurée par le joint (7). La figure 2 est représentative du système dans le mode enregistrement autonome, sans interconnexions des centrales d'acquisition (3) entre elles et lecture et programmation différée des centrales d'acquisition (3) par connexion par câbles (2) à une station de contrôle (1). La station de contrôle (1) dispose d'un nombre de 20 ou plus de connecteurs mâles (6) de connexion dans lesquels se connectent les câbles (2). La programmation et la lecture se fait à l'aide d'un logiciel installé dans l'ordinateur (5) lié à la station de contrôle (1) par le câble (4). La figure 3 est représentative du système dans le mode enregistrement autonome et lecture en temps réel par interconnexions des centrales d'acquisition (2) entre elles et connexion par câble à un ordinateur (9). Les centrales d'acquisition (2) sont interconnectées entre elles à l'aide des câbles spéciaux (4) et boîtiers de continuité (3). L'ensemble des centrales d'acquisition (2), des boîtiers de continuité et des câbles de liaison (4) se trouvent à l'intérieur d'un espace clos (1). La transmission des données se fait par un câble (7) qui traverse la paroi de l'espace clos par intermédiaire d'un presse étoupes spécifique (5) et est relié à un convertisseur (6) série industrielle vers série informatique. Le même câble (7) comporte une deuxième sortie vers une alimentation (10) utilisée pour alimenter le réseau des centrales d'acquisition. Le contrôle (programmation, lecture) de ce réseau des centrales d'acquisition est effectué à l'aide d'un logiciel spécifique installé sur un ordinateur (9) par l'intermédiaire des câbles de liaison (8), (7) et (4). La figure 4 est représentative du système dans le mode enregistrement autonome et lecture en temps réel par interconnexions des centrales d'acquisition (2) entre elles et connexion par radiofréquence à un ordinateur (9). Les centrales d'acquisition (2) sont interconnectées entre elles à l'aide des câbles spéciaux (4) et boîtiers de continuité (3) . L'ensemble des centrales d'acquisition (2), des boîtiers de continuité et des câbles de liaison (4) se trouvent à l'intérieur d'un espace clos (1). La transmission des données se fait par un câble (7) qui traverse la paroi de l'espace clos par intermédiaire d'un presse étoupes spécifique (5) et est relié à un émetteur (6). Le même câble (7) comporte une deuxième sortie vers une alimentation (10) utilisée pour alimenter le réseau des centrales d'acquisition. L'information est transmise par radiofréquence au récepteur (11) qui est relié à un ordinateur (9) par le câble (8). L'émetteur (6) et le récepteur (11) utilisés sont des équipements standard, ayant un agrément d'utilisation délivré par le fabricant respectif. Le contrôle (programmation, lecture) de ce réseau des centrales d'acquisition est effectué à l'aide d'un logiciel spécifique installé sur un ordinateur (9) La figure 5 est représentative d'un boîtier de continuité (2) disposant de plusieurs connecteurs étanches (1) La figure 6 est représentative d'un câble de liaison spécial pour interconnexions entre centrales d'acquisition (4) et boîtiers de continuité (5), disposant de connecteurs étanches aux deux extrémités (1) et (3). Le système est utilisé dans les industries pharmaceutiques, agroalimentaire, biotechnologies, automobile, aviation ou toute autre industrie qui utilise le traitement par la chaleur ou qui utilise des équipements pour la stérilisation, pasteurisation ou transformation d'un produit par la vapeur ou la vapeur saturante, par la chaleur sèche, par les radiations ou par tout autre moyen. Le système peut être utilisé aussi pour des validation de processus thermique des équipements tel que autoclaves, étuves, lyophilisateurs, incubateurs, cuves, fours, salles blanches et pour les équipements de fabrication, stérilisation ou de traitement ou le suivi de produits pharmaceutiques, hospitaliers, biotechnologies ou tout autre produit qui nécessite le traitement par la température, pression et/ou humidité. REVENDICATIONS 1) Système pour le suivi des grandeurs physiques dans un espace clos caractérisé en ce qu'il est composé de "centrales d'acquisitions" autonomes étanches (fig1- réf. 10), avec des mémoires internes et avec une alimentation interne ou par le câble, reliées entres elles par des "boîtiers de continuité" à l'aide des "câbles de connexions" et d'un "émetteur" qui va transmettre les informations en temps réel à l'extérieur de l'espace clos (fig3 - réf. 1) pour l'affichage de ces informations en temps réel et l'enregistrement des informations dans la mémoire interne et dans le logiciel externe qui permet la visualisation des données. 2) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que la transmission des information en temps réel s'effectue à l'aide d'un câble spécial ou par radio fréquence (fig3 - réf. 3). 3) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'alimentation des centrales est effectuée à partir d'une source externe par l'intermédiaire du même câble utilisé pour la transmission des informations (fig3 - réf. 10),. 4) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il dispose de trois modes indépendants de fonctionnement: - mode enregistrement autonome et lecture en temps réel par interconnexions des centrales entre elles et connexion par câble à un ordinateur - mode enregistrement autonome et lecture en temps réel par interconnexions des centrales entre elles et connexion par radiofréquence à un ordinateur mode enregistrement autonome, sans interconnexions des centrales entre elles et lecture et programmation différée des centrales par connexion ä une station de contrôle reliée à un ordinateur 5) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 - réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que les centrales d'acquisition disposent des connecteurs étanches (figl - réf. 1), solidaires au corps de la centrale pour la connexion des câbles de communication (fig 6) ou des câbles de transmetteurs de mesure (fig 6). 6) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que les centrales d'acquisition disposent des protections internes en matériaux composite spéciaux (figi - réf. 2), pour protection contre les hautes températures. 7) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que les centrales d'acquisition sont connectées entre elles et en même temps à un ordinateur (fig3 - réf. 9), à l'aide d'un câble spécial pour une lecture des information en temps réel (fig3 - réf. 7) ou par radio fréquence. 8) Système composé des centrales d'acquisition autonomes étanches (fig3 réf. 2) pour le suivi des grandeurs physiques dans un espaces clos selon la revendication précédente caractérisé en ce que les centrales d'acquisition (fig2 - réf. 3), sont reliées à une station de contrôle (fig2 - réf. 1), pour la programmation et la lecture de données