Brevet FR3125591A1 — publié le 20230127

APPAREIL DE MESURE DE PARTICULES CHARGÉES ET PROCÉDÉ DE COMMANDE DE L’APPAREIL DE MESURE DE PARTICULES CHARGÉES. Selon un mode de réalisation, un appareil de mesure de particules chargées comprenant : une pluralité de détecteurs à gaz dans chacun desquels un gaz pour détecter le passage d’une particule chargée est renfermé ; un calculateur de trajectoire configuré pour calculer une trajectoire de la particule chargée sur la base de signaux de détection délivrés en sortie de la pluralité de détecteurs à gaz et de chacun des paramètres associés à la pluralité de détecteurs à gaz ; un dispositif de mesure configuré pour mesurer un objet sur la base de la trajectoire de la particule chargée, l’objet étant une cible de mesure ; un dispositif d’acquisition d’intensité de signal configuré pour acquérir une intensité de signal des signaux de détection ; un moniteur d’état d’opération configuré pour évaluer les états d’opération des détecteurs à gaz sur la base de l’intensité du signal correspondant à chacun de la pluralité de détecteurs à gaz ; et un processeur de mise à jour de paramètre configuré pour mettre à jour au moins un paramètre lorsqu’au moins l’un des états d’opération des détecteurs à gaz associés à ce paramètre change. [Figure 1] APPAREIL DE MESURE DE PARTICULES CHARGÉES ET PROCÉDÉ DE COMMANDE D’APPAREIL DE MESURE DE PARTICULES CHARGÉES DOMAINE Les modes de réalisation de la présente invention portent sur des techniques de mesure de particules chargées. CONTEXTE Une technique fluoroscopique utilisant des particules chargées telles que des muons est connue comme étant une technique pour obtenir des images à l’intérieur d’un objet devant être mesuré. Les particules chargées passent à travers une substance tout en se diffusant dans la substance, et cette propriété est différente de la lumière, des rayons X et des ondes électromagnétiques. Ainsi, il est connu comme étant sa particularité que la masse volumique ou le numéro atomique moyen d’une substance peut être estimé à partir de la direction d’arrivée des particules chargées et du degré de leur diffusion. Certaines particules chargées sont générées par des rayons cosmiques appelés muons de rayons cosmiques qui proviennent de l’extérieur de l’atmosphère terrestre. Les muons de rayons cosmiques ont une énergie très élevée et une puissance de pénétration élevée, et ainsi, sont utilisés pour obtenir des images de grandes structures telles qu’un volcan et une pyramide. Dans le cas d’une telle imagerie, il est important d’acquérir avec exactitude les trajectoires des particules chargées. En tant que technologie conventionnelle, il existe un appareil utilisant un scintillateur en plastique ou un scintillateur à fibres. Il existe également un appareil utilisant un détecteur à tube de dérive en tant que détecteur à gaz. Par exemple, dans un procédé de détection proposé, les trajectoires des particules chargées dans la position verticale de l’objet sont calculées en agençant une pluralité de détecteurs à tube de dérive au-dessus et en dessous de l’objet, et des substances radioactives sont détectées par acquisition d’informations sur l’intérieur de l’objet à partir des trajectoires calculées et acquisition d’un signal de rayons gamma. Bien que l’utilisation de détecteurs à tube de dérive permette la mesure d’un objet par les muons de rayons cosmiques, afin d’assurer une exactitude de mesure élevée, il est important de maintenir une performance constante. Toutefois, en raison de la caractéristique que les détecteurs à tube de dérive sont remplis de gaz, leur performance peut changer en raison d’un changement de composition ou de pression du gaz. La mesure avec un objet lourd placé sur les détecteurs à tube de dérive et/ou un changement de température peuvent provoquer un changement de forme ou de position du détecteur à tube de dérive. En raison de ces facteurs, la performance peut varier d’une mesure à l’autre. En particulier, un changement de composition du gaz et un écart de position des détecteurs à tube de dérive sont tous deux si petits qu’une inspection directe est difficile, et qu’il est également difficile d’inspecter et de corriger le changement de composition du gaz et l’écart de position en temps réel. Au vu des circonstances décrites ci-dessus, les modes de réalisation de la présente invention visent à fournir une technique de mesure de particules chargées qui peut appréhender le type ou le degré de détérioration des détecteurs à gaz et maintenir une exactitude de mesure constante pendant une longue période de temps. Sur les dessins joints : La est un schéma graphique illustrant un appareil de tomographie par muons selon le premier mode de réalisation ; La est un schéma fonctionnel illustrant l’appareil de tomographie par muons selon le premier mode de réalisation ; La est un schéma fonctionnel illustrant un dispositif de commande principal dans le premier mode de réalisation ; La est un schéma graphique illustrant un angle de diffusion du muon ; La est une vue en perspective illustrant un agencement de détecteurs à tube de dérive ; La est une vue en coupe transversale illustrant un état dans lequel un détecteur à tube de dérive est réparti en tranches ; La est une vue en coupe transversale illustrant l’intégralité du détecteur à tube de dérive dans la direction longitudinale ; La est un graphe illustrant une distribution de différence de temps ; La est un organigramme illustrant un traitement de commande devant être effectué par l’appareil de tomographie par muons ; La est un organigramme illustrant un traitement de vérification d’opération ; La est un organigramme illustrant un procédé d’opération de l’appareil de tomographie par muons ; La est un schéma graphique illustrant un appareil de tomographie par muons selon le second mode de réalisation ; et La est un schéma fonctionnel illustrant le dispositif de commande principal dans le second mode de réalisation. Appareil de mesure de particules chargées comprenant : une pluralité de détecteurs à gaz dans chacun desquels un gaz pour détecter le passage d’une particule chargée est renfermé ; un calculateur de trajectoire configuré pour calculer une trajectoire de la particule chargée sur la base de signaux de détection délivrés en sortie de la pluralité de détecteurs à gaz et de chacun des paramètres associés à la pluralité de détecteurs à gaz ; un dispositif de mesure configuré pour mesurer un objet sur la base de la trajectoire de la particule chargée, l’objet étant une cible de mesure ; un dispositif d’acquisition d’intensité de signal configuré pour acquérir une intensité de signal des signaux de détection ; un moniteur d’état d’opération configuré pour évaluer chacun des états d’opération de la pluralité de détecteurs à gaz sur la base de l’intensité du signal correspondant à chacun de la pluralité de détecteurs à gaz ; et un processeur de mise à jour de paramètre configuré pour mettre à jour au moins un paramètre lorsqu’au moins l’un des états d’opération de la pluralité de détecteurs à gaz associés à ce paramètre change. Appareil de mesure de particules chargées selon la revendication 1, dans lequel : le dispositif d’acquisition d’intensité du signal inclut un dispositif d’acquisition de caractéristique de tension d’opération configuré pour acquérir une caractéristique de tension d’opération d’au moins un signal de détection ; et le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de la caractéristique de tension d’opération correspondant à au moins un détecteur à gaz. Appareil de mesure de particules chargées selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel : le dispositif d’acquisition d’intensité de signal inclut un dispositif d’acquisition de distribution de différence de temps configuré pour acquérir une distribution de différence de temps d’au moins un signal de détection ; et le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de la distribution de différence de temps correspondant à au moins un détecteur à gaz. Appareil de mesure de particules chargées selon la revendication 3, comprenant en outre un comparateur de forme configuré pour générer un histogramme de la distribution de différence de temps et comparer une forme de l’histogramme avec une forme de référence, dans lequel le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base d’un résultat de comparaison de l’histogramme. Appareil de mesure de particules chargées selon l’une quelconque de la revendication 1 à la revendication 4, comprenant en outre un dispositif d’acquisition de données de région de non-mesure configuré pour acquérir au moins un signal de détection correspondant à une région de non-mesure parmi les régions qui peuvent être mesurées par la pluralité de détecteurs à gaz, la région de non-mesure étant une région où l’objet n’est pas défini, dans lequel le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de l’intensité du signal de l’au moins un signal de détection correspondant à la région de non-mesure. Appareil de mesure de particules chargées selon l’une quelconque de la revendication 1 à la revendication 5, comprenant en outre un extracteur de signal de muon, dans lequel : la particule chargée inclut au moins un muon ; l’extracteur de signal de muon est configuré pour extraire seulement un ou pluralité de signaux de détection attribuables au passage du muon parmi les signaux de détection délivrés en sortie des détecteurs à gaz ; et le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de l’intensité du signal de l’un ou de la pluralité de signaux de détection attribuables au passage du muon. Appareil de mesure de particules chargées selon l’une quelconque de la revendication 1 à la revendication 6, comprenant en outre un discriminateur de position de passage configuré pour identifier une position de passage de la particule chargée dans au moins un de la pluralité de détecteurs à gaz,dans lequel le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de l’intensité du signal d’au moins un signal de détection qui est délivré en sortie au moment où la particule chargée passe une région de réglage prédéfinie dans une plage totale du détecteur à gaz. Appareil de mesure de particules chargées selon l’une quelconque de la revendication 1 à la revendication 7, comprenant en outre : une mémoire configurée pour stocker un résultat d’évaluation acquis par le moniteur d’état d’opération : et un prédicteur de performance configuré pour prédire un moment où la performance d’au moins l’un de la pluralité de détecteurs à gaz ne satisfait pas la performance de référence, sur la base d’un résultat d’évaluation passé stocké dans la mémoire. Appareil de mesure de particules chargées selon l’une quelconque de la revendication 1 à la revendication 8, dans lequel : l’appareil de mesure de particules chargées est configuré pour mesurer successivement une pluralité d’objets ; et le moniteur d’état d’opération est configuré pour évaluer au moins un état d’opération sur la base de l’intensité du signal acquis à la fois pendant une période pendant laquelle l’un de la pluralité d’objets est mesuré et pendant une autre période pendant laquelle aucun de la pluralité d’objets n’est mesuré. Procédé de commande d’un appareil de mesure de particules chargées comprenant les étapes de : détecter le passage d’une particule chargée en utilisant une pluralité de détecteurs à gaz dans chacun desquels un gaz est renfermé ; amener un calculateur de trajectoire à calculer une trajectoire de la particule chargée sur la base de signaux de détection délivrés en sortie de la pluralité de détecteurs à gaz et de chacun des paramètres associés à la pluralité de détecteurs à gaz ; amener un dispositif de mesure à mesurer un objet sur la base de la trajectoire de la particule chargée, l’objet étant une cible de mesure ; amener un dispositif d’acquisition d’intensité de signal à acquérir une intensité de signal des signaux de détection ; amener un moniteur d’état d’opération à évaluer chacun des états d’opération de la pluralité de détecteurs à gaz sur la base de l’intensité du signal correspondant à chacun de la pluralité de détecteurs à gaz ; et amener un processeur de mise à jour de paramètre à mettre à jour au moins un paramètre lorsqu’au moins l’un des états d’opération de la pluralité de détecteurs à gaz associés à ce paramètre change.