Brevet FR3119018A1 — publié le 20220722

La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé destinés à : la détermination d’une température dans un système comportant un objet (12), un capteur optique (22) et un gaz (16) s’écoulant entre l’objet (12) et le capteur optique (22) ; la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’une longueur d’onde émise par l’objet (12) et indiquant un affaiblissement ; la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’une longueur d’onde émise par l’objet (12) et indiquant une température d’au moins un élément parmi l’objet (12) et le gaz (16) ; et le calcul d’une température du gaz (16), en utilisant les longueurs d’onde. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Système de mesure thermique La présente invention a pour objet des systèmes de mesure thermiques, et plus particulièrement un thermomètre à longueurs d’onde multiples. Des mesures de températures sont effectuées dans de nombreux environnements, englobant des processus industriels, scientifiques et commerciaux. L’une des techniques utilise un pyromètre, également appelé thermomètre à infrarouge, aux fins d’évaluation de la température d’un objet. Par exemple, la pyrométrie à longueurs d’onde multiples peut comprendre l’échantillonnage et la combinaison du rayonnement émis par l’objet avec des longueurs d’onde multiples. D’autres techniques utilisent la spectroscopie optique pour mesurer des températures ou des concentrations de gaz. BRÈVE DESCRIPTION Des aspects et des avantages de l’invention seront exposés en partie dans la description qui suit, ou bien ils ressortiront de manière évidente de la description ou ils apparaîtront lors de la mise en œuvre de l’invention. Un aspect de la présente invention concerne un procédé de détermination d’une température dans un système comportant un objet, un capteur optique et un gaz passant entre l’objet et le capteur optique, le procédé comprenant : la détection, à l’aide du capteur optique, d’une longueur d’onde d’affaiblissement émise par l’objet et indiquant un affaiblissement associé au capteur optique ; la détection, à l’aide du capteur optique, d’au moins une longueur d’onde de température émise par l’objet et indiquant une température d’au moins un élément parmi l’objet et le gaz ; et le calcul d’une température du gaz en utilisant la longueur d’onde de température, au nombre d’au moins une, et la longueur d’onde d’affaiblissement. Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un procédé de détermination d’une température d’un gaz, le procédé comprenant : la mise en circulation d’un gaz entre un objet et un système de mesure thermique, le système de mesure thermique comprenant au moins un capteur optique et un processeur ; le filtrage, à l’aide du capteur optique, des ondes lumineuses émises par une surface de l’objet et présentant des longueurs d’onde différentes ; la détection, à l’aide du capteur optique, d’une longueur d’onde de gaz associée à une absorption de gaz élevée et d’une longueur d’onde d’affaiblissement indiquant un affaiblissement du capteur optique ; le calcul, à l’aide du processeur, d’une première température de gaz en utilisant la longueur d’onde du gaz ; la détermination d’une température de l’objet ; l’extraction, depuis une base de données prévue dans le processeur, d’au moins un paramètre indiquant une absorption de gaz et associé à la température de l’objet et à la première température de gaz ; la détermination de l’absorption de gaz ; le calcul, à l’aide du processeur, de l’affaiblissement du capteur optique, en utilisant la longueur d’onde d’affaiblissement ; et le calcul d’une température de gaz réelle, avec l’affaiblissement et l’absorption de gaz. Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet un système de mesure thermique destiné à déterminer la température d’un gaz disposé autour d’un objet, le système de mesure thermique comprenant : un capteur optique espacé d’une distance prédéterminée de l’objet, le capteur optique comportant un filtre d’affaiblissement associé à un affaiblissement du capteur optique déterminé par une longueur d’onde d’affaiblissement parvenant à l’objet après avoir traversé le gaz ; un détecteur optique destiné à traduire la longueur d’onde d’affaiblissement en un signal transmis ; et un processeur configuré pour recevoir le signal transmis, le processeur comprenant une mémoire pour stocker un ensemble de paramètres et un ordinateur pour déterminer au moins un paramètre à partir de l’ensemble de paramètres associé au signal transmis et pour calculer une température du gaz en utilisant le signal transmis et le paramètre, au nombre d’au moins un. Ces caractéristiques, aspects et avantages ainsi que d’autres caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’examen de la description qui suit et des modes de réalisation présentés. Les dessins annexés, qui sont incorporés ici et font partie de la présente demande, illustrent des aspects de l’invention et, conjointement avec la description, visent à expliquer les principes de l’invention. Un exposé complet et pertinent de la présente invention, englobant le mode de réalisation le plus avantageux et s’adressant à l’homme du métier, est fourni dans la description qui fait référence aux dessins annexés, sur lesquels : représente une vue schématique d’un système de mesure thermique espacé d’un objet et présentant un capteur optique ; représente une vue agrandie d’une partie du système de mesure thermique comprenant le capteur optique de la ; représente un graphique d’émissivité illustrant un exemple d’émission/absorption pour la lumière émise par l’objet de la ; représente le graphique d’émissivité de la , illustrant des longueurs d’onde spécifiques ; représente un organigramme illustrant un procédé de mesure d’une température de gaz, utilisant le système de gestion thermique de la ; et représente un organigramme illustrant un autre procédé de mesure d’une température de gaz, utilisant le système de gestion de température de la . Système de mesure thermique (10), destiné à déterminer la température d’un gaz (16) disposé autour d’un objet (12), le système de mesure thermique (10) comprenant : un capteur optique (22) espacé d’une distance prédéterminée de l’objet (12), le capteur optique (22) comportant un filtre d’affaiblissement (52a) associé à un affaiblissement du capteur optique (22) déterminé par une longueur d’onde d’affaiblissement émise par l’objet (12) et ayant traversée le gaz (16) ; un détecteur optique (32) destiné à traduire la longueur d’onde d’affaiblissement en un signal transmis (38) ; et un processeur (40) configuré pour recevoir le signal transmis (38), le processeur (40) comprenant une mémoire pour stocker un ensemble de paramètres (44) et un ordinateur pour déterminer au moins un paramètre à partir de l’ensemble de paramètres (44) associé au signal transmis (38) et pour calculer une température du gaz (16) en utilisant le signal transmis (38) et le paramètre, au nombre d’au moins un. Système de mesure thermique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur optique (22) comprend en outre au moins un filtre de température d’objet associé à une température de l’objet (12). Système de mesure thermique (10) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le capteur optique (22) comprend en outre au moins un filtre de température de gaz associé à une température du gaz (16). Système de mesure thermique (10) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un élément parmi un capteur de pression (48 P ), destiné à détecter une variable de pression, et un capteur d’absorption de gaz (48 X ) destiné à détecter une absorption de gaz. Système de mesure thermique (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un filtre supplémentaire destiné à capter une longueur d’onde supplémentaire associée à l’autre élément parmi la variable de pression et l’absorption de gaz. Procédé (100) de détermination d’une température dans le système selon la revendication 1, comportant l’objet (12), le capteur optique (22) et le gaz (16) s’écoulant entre l’objet (12) et le capteur optique (22), le procédé (100) comprenant : la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’une longueur d’onde d’affaiblissement (λ 4 ) émise par l’objet (12) et indiquant un affaiblissement associé au capteur optique (22) ; la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’au moins une longueur d’onde de température (λ 1 , λ 2 , λ 3 ) émise par l’objet (12) et indiquant une température d’au moins un élément parmi l’objet (12) et le gaz (16) ; et le calcul d’une température du gaz (16) en utilisant la longueur d’onde de température (λ 1 , λ 2 , λ 3 ), au nombre d’au moins une, et la longueur d’onde d’affaiblissement (λ 4 ). Procédé (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la détection de la longueur d’onde d’affaiblissement (λ 4 ) comprend la détection d’une longueur d’onde où le gaz (16) absorbe et réémet la lumière afin d’approcher de près une émission de corps noir avec une émissivité effective égale à 1. Procédé (100) selon l’une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre la détection d’au moins une longueur d’onde associée à une absorption de gaz élevée. Procédé (100) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’une longueur d’onde d’absorption de gaz, indiquant un facteur d’absorption du gaz (16). Procédé (100) selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend en outre la détection, à l’aide du capteur optique (22), d’une longueur d’onde de pression indiquant une pression du gaz (16).