Brevet FR3133445A1 — publié le 20230915

Analyseur de gaz à laser Analyseur 1 de gaz comprenant une unité 10 d’émission de la lumière ayant un élément 12 laser pour émettre de la lumière 30 laser, une unité 20 de réception de la lumière, la communication entre l’élément 10 d’émission de la lumière et l’élément 20 de réception de la lumière s’effectuant par la lumière 30 laser. Figure pour l’abrégé : Fig.1 Analyseur de gaz à laser Arrière plan de l’invention Domaine de l’invention La présente invention se rapporte à un analyseur de gaz à laser, qui analyse la présence ou l’absence et la concentration de divers types de gaz à mesurer dans un espace. Description de la technique apparentée Un analyseur de gaz à laser utilise un élément laser d’une unité d’émission de la lumière pour émettre de la lumière laser d’une longueur d’onde d’absorption de la lumière à laquelle la lumière laser est absorbée par un gaz à mesurer, qui est constitué de molécules gazeuses de gaz, faisant que le gaz à mesurer absorbe la lumière laser, et effectue une analyse de gaz du gaz à mesurer par l’unité de réception de la lumière, sur la base de la quantité d’absorption de la lumière laser à la longueur d’onde d’absorption de la lumière. Comme décrit dans la demande de brevet japonais publiée n°2017-106742 (document de brevet 1), par exemple, on utilise en général une spectroscopie de modulation en longueur d’onde pour une analyse du gaz à mesurer. C’est-à-dire que, suivant le document de brevet 1, de la lumière laser, qui a une longueur d’onde balayée par un courant de commande et qui est modulée à une fréquence précise est émise par une source de lumière laser de longueur d’onde variable, la lumière laser est détectée par un photodétecteur et un amplificateur synchrone détecte de manière synchrone un signal ayant une fréquence qui est le multiple en nombre entier de la fréquence modulée. Sur la base d’une correspondance (relation proportionnelle ou analogue) entre la concentration du gaz à mesurer et l’amplitude de la forme d’onde de la détection synchrone, il est possible d’effectuer une opération arithmétique pour la concentration du gaz. L’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière sont reliées l’une à l’autre par une ligne de communication pour une synchronisation de signaux ou pour échanger des valeurs de réglage. Toutefois, sur un site d’installation réel, il peut y avoir des cas, dans lesquels le diamètre d’une gaine est de plusieurs mètres. C’est pourquoi, il faut un câble extrêmement long pour la ligne de communication, qui relie l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière l’une à l’autre. En outre, l’analyseur de gaz à laser est monté à l’extérieur, et c’est pourquoi il est nécessaire d’éliminer l’influence d’une brusque augmentation ou d’un coup de foudre indirect. C’est pourquoi, un module de communication isolé est monté sur chacune de l’unité de l’émission de la lumière et de l’unité de réception de la lumière, qui forment l’analyseur de gaz à laser, et ces modules occupent une superficie relativement grande pour une simple communication en série. Il s’ensuit qu’il est difficile de réduire la dimension de l’analyseur de gaz à laser. Une augmentation de la dimension de l’analyseur de gaz à laser pose aussi un problème de contrôle d’explosion proportionnel au volume de l’analyseur à laser par exemple. La présente invention, qui a été faite pour résoudre le problème mentionné ci-dessus procure un analyseur de gaz, qui peut échanger une information, requise entre l’unité d’émission et l’unité de réception de la lumière, sans connecter l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière par la ligne de communication. La présente invention vise un analyseur de gaz à laser qui effectue une analyse d’un gaz à mesurer qui est présent dans un espace à mesurer, l’analyseur de gaz à laser comprenant une unité d’émission de la lumière ayant un élément laser, configuré pour émettre de la lumière de laser dans une bande de longueur d’onde, qui inclut une longueur d’onde d’absorption de la lumière d’un spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité de production de lumière modulée, configurée pour fournir un courant de commande à l’élément laser, de manière à ce qu’une longueur d’onde du courant de commande soit balayée et modulée dans la bande de longueur d’onde, qui inclut la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer ; et une unité de réception de la lumière, ayant un élément de réception de la lumière, configuré pour recevoir la lumière laser, qui passe dans l’espace à mesurer, et une unité de traitement de signal de réception de la lumière, configuré pour analyser le gaz à mesurer sur la base d’un signal de détection sorti de l’élément de réception de la lumière, dans lequel une communication entre l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière est effectuée par la lumière laser. Une facette de la présente invention est caractérisée en ce que l’unité d’émission de la lumière produit, par l’unité de production de lumière modulée, une information sur l’unité d’émission de la lumière, sous la forme d’un signal de modulation de la lumière, l’information étant requise par l’unité de réception de la lumière, et superpose le signal de modulation de la lumière à la lumière laser, et l’unité de traitement d’un signal de réception de la lumière obtient un signal de modulation de la lumière pour une analyse du gaz et un signal de modulation de la lumière pour une communication à partir d’un signal de détection sorti de l’élément de réception de la lumière. Une facette de la présente invention est caractérisée en ce que l’information sur l’unité d’émission de la lumière est un temps de début de la mesure où l’analyse du gaz est effectuée, l’information étant requise par l’unité de réception de la lumière. Une facette de la présente invention est caractérisée en ce que l’unité d’émission de la lumière transforme de numérique en analogique le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et le signal de modulation de la lumière pour une communication, qui sont produits par l’unité de production de lumière modulée, et l’unité d’émission de la lumière superpose le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz, et le signal de modulation de la lumière pour une communication à la lumière laser. Une facette de la présente invention est caractérisée en ce que l’unité de traitement d’un signal de réception de la lumière transforme d’analogique en numérique le signal de détection sorti de l’élément de réception de la lumière pour obtenir le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et le signal de modulation de la lumière pour une communication. Suivant la présente invention, il est possible, sans passer par la ligne de communication, d’échanger diverses informations de communication, de sorte qu’il n’est plus nécessaire de relier l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière, par la ligne de communication. Il est ainsi possible de procurer un analyseur de gaz à laser, qui peut permettre de simplifier le passage de câble ou analogue, effectué par un ouvrier et d’obtenir une réduction de dimension. Description succincte des dessins La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation ; La est un schéma de la forme d’onde d’un signal de détection synchrone ; La est un schéma d’un bloc de traitement de signal de l’analyseur de gaz à laser suivant ce mode de réalisation ; La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz classique ; et La est un schéma de la forme d’onde d’un courant de commande, qui comprend un signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et un signal de modulation de la lumière pour une communication. Descriptions détaillées des modes de réalisation préférés On décrira dans ce qui suit, en détail en se reportant aux dessins annexés, un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention. La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation suivants et peut être effectuée par des modifications appropriées sans sortir de la portée de la présente invention. Schéma d’une configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser. La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté à la , un analyseur 1 de gaz à laser comprend une unité 10 d’émission de la lumière et une unité 20 de réception de la lumière. L’analyseur 1 de gaz à laser analyse un gaz à mesurer qui est présent dans un espace à mesurer. Dans l’analyseur 1 de gaz à laser, le gaz à mesurer, qui passe dans un espace à l’intérieur de parois 50a, 50b (un espace à mesurer), est exposé à une lumière 30 laser émise par l’unité 10 d’émission de la lumière, les parois 50a, 50b formant un conduit pour du gaz. La lumière 30 laser, qui passe dans le gaz à mesurer, est incidente sur l’unité 20 de réception de la lumière, de sorte qu’il est possible d’obtenir la concentration d’un gaz précis sur la base de la quantité de lumière détectée. En outre, lorsque la concentration du gaz est nulle ou égale ou inférieure à une valeur déterminée à l’avance, il est possible de détecter que le gaz n’est pas présent. Il est donc également possible de détecter la présence ou l’absence du gaz. L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible aux parois 50a, 50b formant le conduit pour du gaz. Les parois 50a, 50b sont les parois de conduits ou analogues, dans lesquels un gaz précis est présent et chacune des parois 50a, 50b a un trou. Des brides 51a, 51b sont fixées à ces trous par soudage ou analogue. Des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, prévues sur l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible mécaniquement à ces brides 51a, 51b. L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont disposées en des positions qui se font face avec interposition entre elles des parois 50a, 50b. Toutefois, les positions de l’unité 10 d’émission de la lumière et de l’unité 20 de réception de la lumière peuvent être réglées par les brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique. La bride 52a de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’émission de la lumière 30 laser. La bride 52b de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’incidence de la lumière 30 laser. En raison des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, une quantité maximum de la lumière 30 laser émise par l’unité 10 d’émission de la lumière est reçue par l’unité 20 de réception de la lumière. Unité 10 d’émission de la lumière. On décrira l’unité 10 d’émission de la lumière. Comme représentée à la , l’unité 10 d’émission de la lumière est configurée pour comprendre une unité 11 de production de lumière modulée, un élément 12 laser, une lentille 13 de collimation, une plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière, un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière et la bride 52a de réglage de l’axe optique. Comme représentée à la , l’unité 11 de production de lumière modulée, l’élément 12 laser et la lentille 13 de collimation sont disposés dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière. Le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière isole les composants respectifs incorporés dans un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière de l’air extérieur, en protégeant ainsi les composants respectifs du vent et de la pluie, de la poussière et de la saleté, de la pollution ou analogue. L’unité 11 de production de lumière modulée produit un courant de commande, qui est produit de manière à ce que la longueur d’onde du courant de commande soit balayée de manière répétitive et modulée dans une bande de longueur d’onde qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. L’unité 11 de production de lumière modulée fournit à l’élément 12 laser le courant de commande pour émettre de la lumière laser modulée. Par une configuration de ce genre, pour analyser la concentration de gaz, il est possible d’effectuer une exposition à de la lumière modulée en longueur d’onde correspondant à une caractéristique d’absorption de la lumière du gaz à mesurer. L’élément 12 laser émet de la lumière à une longueur d’onde λ1 centrale d’un spectre d’une raie d’absorption précise et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde centrale, le gaz à mesurer absorbant la lumière. L’élément 12 laser commande, de manière variable, une longueur d’onde d’émission, en commandant un courant de commande et une température. L’élément 12 laser est réglé en température, de manière à ce qu’une longueur d’onde centrale d’émission prenne la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. En outre, la lumière 30 laser émise par l’élément 12 laser est commandée de manière à ce que des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer soient balayées en termes de temps par le courant de commande fourni par l’unité 11 de production de lumière modulée. En outre, la lumière 30 laser est modulée en superposant une onde sinus appropriée, de manière à permettre une mesure avec une grande sensibilité par spectroscopie de modulation en longueur d’onde (WMS). La spectroscopie de modulation en longueur d’onde est désignée aussi par détection 2f. L’élément 12 laser à utiliser n’est pas limité d’une manière particulière. Toutefois, l’élément 12 laser peut être une diode laser DFB (diode laser à réaction reportée), une VCSEL (laser à émission en surface à cavité verticale) ou une diode laser DBR (diode laser à réfracteur Bragg réparti), par exemple. La lentille 13 de collimation est un matériau ayant un grand facteur de transmission à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. La lumière 30 laser est transformée en de la lumière sensiblement parallèle par la lentille 13 de collimation et peut être transmise à l’unité de réception de la lumière, tandis qu’une perte provoquée par diffusion est supprimée. Le point d’émission de la lumière de l’élément 12 laser est disposé en une position à proximité du point focal de la lentille 13 de collimation. La lumière émise par l’élément 12 laser est incidente sur la lentille 13 de collimation tout en diffusant, en étant ainsi transformée en la lumière 30 laser, qui est une lumière sensiblement parallèle. Dans le présent mode de réalisation, on fait la description en présumant que la lentille 13 de collimation est utilisée en tant qu’unité de transformation en lumière parallèle. Mais il ne faut pas considérer que l’unité de transformation en lumière parallèle est limitée à une lentille de collimation. Il est, par exemple, possible également d’utiliser un miroir parabolique comme unité de transformation en lumière parallèle, au lieu de la lentille 13 de collimation. La lumière 30 laser, qui est de la lumière sensiblement parallèle, se transmet à travers la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière et se propage dans un espace à l’intérieur des parois 50a, 50b, c’est-à-dire un espace dans lequel des gaz, y compris le gaz à mesurer, sont présents. Un trou est formé à une partie du boîtier 15 de l’unité de l’émission de la lumière et la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière est prévue pour fermer ce trou. La plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière est disposée dans le chemin optique de la lumière 30 et empêche les gaz, y compris le gaz précis à mesurer, d’entrer dans l’unité 10 d’émission de la lumière, tout en permettant à la lumière 30 laser de se transmettre à travers la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière. Par une configuration de ce genre, les composants respectifs disposés dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière sont empêchés d’entrer en contact directement avec le gaz et ainsi, il est possible de protéger les composants respectifs dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière. Unité de réception de la lumière. On décrira l’unité 20 de réception de la lumière. L’unité 20 de réception de la lumière est configurée pour comprendre une unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière, un élément 22 de réception de la lumière, une lentille 23 formant condenseur, une plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière et un boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière. Le boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière contient l’élément 22 de réception de la lumière, des composants optiques et un circuit électrique et électronique. Le boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière isole ces composants de l’air extérieur, en protégeant ainsi ces composants du vent et de la pluie, de la poussière et de la saleté, de la pollution ou analogue. L’unité 20 de réception de la lumière reçoit la lumière 30 laser, qui passe à travers la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière, et analyse de la lumière qui est absorbée par le gaz à mesurer en raison d’une caractéristique d’absorption de la lumière du gaz à mesurer. Un trou est formé à une partie du boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière et la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière est prévue pour fermer ce trou. La plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière est disposée dans le chemin optique de la lumière 30 laser, et empêche les gaz, y compris le gaz précis qui est à mesurer, de pénétrer dans l’unité 20 de réception de la lumière, tout en permettant à la lumière 30 laser de passer à travers la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière. Par une configuration de ce genre, les composants respectifs disposés dans l’unité 20 de réception de la lumière sont empêchés de venir en contact directement avec le gaz, et ainsi, il est possible de protéger les composants respectifs dans l’unité 20 de réception de la lumière. La lumière 30 est condensée par la lentille 23 formant condenseur et est incidente sur l’élément 22 de réception de la lumière. Dans le présent mode de réalisation, on utilise la lentille 23 formant condensateur. Mais il est possible aussi d’adopter un miroir parabolique, une lentille doublet, une lentille de diffraction ou analogue, au lieu de la lentille 23 formant condenseur. L’élément 22 de réception de la lumière reçoit la lumière 30 laser, qui passe dans le gaz à mesurer. Comme élément 22 de réception de la lumière, il est possible de sélectionner un élément de réception de la lumière ayant une sensibilité à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. Un signal de réception de la lumière sorti de l’élément 22 de réception de la lumière est transmis à l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière sous la forme d’un signal électrique. La lentille 23 formant condensateur est en un matériau ayant un grand facteur de transmission à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et aux longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. La lumière 30 laser se trouve ainsi condensée sur l’élément 22 de réception de la lumière par la lentille 23 formant condensateur, et il est ainsi possible d’obtenir une grande intensité du signal. L’unité 21 de traitement du signal de réception de la lumière effectue un traitement sur le signal électrique reçu par l’élément 22 de réception de la lumière pour calculer la concentration du gaz. La composante harmonique de la fréquence modulée de la lumière 30 laser modulée en longueur d’onde est détectée par détection synchrone, et l’information d’amplitude de la forme d’onde détectée est calculée, et il est ainsi possible de détecter le gaz avec une grande sensibilité. Dans le cas où une pluralité de gaz, qui sont présents dans l’espace à mesurer, ont une composition fixée, l’amplitude d’une longueur d’onde de détection synchrone, obtenue, par absorption de la lumière par le gaz à mesurer, est une fonction de l’amplitude de modulation en longueur d’onde et a une valeur maximum. En conséquence, dans un étalonnage d’un gaz normalisé, il est possible de maximiser un rapport signal à bruit en réglant l’aptitude de modulation en longueur d’onde, de manière à ce que l’amplitude d’une forme d’onde de détection synchrone prenne une valeur maximum. La est un schéma de la forme d’onde d’un signal de détection synchrone. Comme représenté à la , le signal de détection synchrone a une forme d’onde ayant des valeurs extrêmes, sur la base la raie d’absorption de la composante du gaz à mesurer. La plage d’une largeur W montre le signal de détection synchrone provoqué par une absorption par le gaz. Une différence D de l’intensité du signal de détection synchrone, représentée à la , entre le bas et la crête a une corrélation avec la concentration du gaz. En conséquence, en effectuant un étalonnage avec un gaz normalisé, réglé pour chaque concentration à l’avance, il est possible de mesurer la concentration du gaz en détectant la différence D. La largeur W du signal de détection synchrone peut être utilisée pour effectuer une opération arithmétique de correction suivant la nature du gaz, par exemple. Description d’un bloc formant un analyseur de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation. La est un schéma du bloc de traitement du signal de l’analyseur de gaz à laser suivant ce mode de réalisation. On décrira le traitement du signal effectué par l’analyseur de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation en se reportant à la . De l’unité 10 d’émission de la lumière et de l’unité 20 de réception de la lumière de l’analyseur 1 de gaz à laser représenté à la , on décrira l’unité 11 de production de lumière modulée et l’unité 21 de traitement du signal de réception de la lumière d’une manière particulièrement détaillée en se reportant au schéma du bloc représenté à la . Même si des composants que l’analyseur 1 de gaz à laser comprend habituellement ne sont pas représentés à la , on présumera que des composants de ce genre sont inclus. Comme représenté à la , l’unité 10 d’émission de la lumière est configurée pour inclure l’élément 12 laser et l’unité 11 de production de lumière modulée, et l’unité 11 de production de lumière modulée est configurée pour inclure un circuit 112 de réglage de la température de l’élément laser, une unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé et un convertisseur 114 numérique à analogique. L’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé commande un courant de commande de l’élément 12 laser, de manière à ce que la longueur d’onde de la lumière 30 laser émise par l’élément 12 laser soit balayée à proximité d’une raie d’absorption de la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et soit modulée par un signal déterminé à l’avance. En outre, comme cela sera décrit plus bas, l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé produit de l’information sur l’unité 10 d’émission de la lumière sous la forme d’un signal de modulation de la lumière, l’information sur l’unité 10 d’émission de la lumière étant requise par l’unité 20 de réception de la lumière. Le convertisseur 114 numérique à analogique transforme un signal numérique en un signal analogique. Le convertisseur 114 analogique à numérique transforme un signal de modulation de la lumière transmis à partir de l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé, et transmet le signal de modulation de la lumière à l’élément 12 laser. Le circuit 112 de réglage de la température de l’élément laser commande une sortie de l’élément 12 laser et une longueur d’onde pour leur donner des valeurs fixes, en stabilisant ainsi ce qui sort de l’élément 12 laser et la longueur d’onde. Ce qui sort de l’élément 12 laser et la longueur d’onde fluctuent en fonction de la température. C’est pourquoi, pour empêcher que ce qui sort et que la longueur d’onde fluctuent en raison d’un changement de la température ambiante, l’élément 12 laser est réglé à une température fixe par le circuit 112 de réglage de la température de l’élément laser. L’unité 20 de réception de la lumière est configurée pour inclure l’élément 22 de réception de la lumière et l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière, et l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière est configurée pour inclure un circuit 112 de conversion IV, un circuit 123 de mesure d’une absorption de gaz, un convertisseur 125 d’analogique à numérique, une unité 124 de correction arithmétique de la concentration de gaz, un démodulateur / décodeur 127 et une unité 126 de commande. L’élément 22 de réception de la lumière est un élément ayant de la sensibilité à la longueur d’onde de la lumière 30 laser. Pour l’élément 22 de réception de la lumière, il est possible de choisir, d’une manière appropriée, une photodiode, par exemple, suivant la longueur d’onde de la lumière 30 laser ou une intensité d’un signal. Le circuit 122 de conversion IV est un circuit qui transforme un signal de courant sorti de l’élément 22 de réception de la lumière en un signal de tension. C’est ainsi, par exemple, que, lorsque l’élément 22 de réception de la lumière est une photodiode, il est possible de choisir un amplificateur de trans-impédance, qui amplifie un signal de courant sorti de la photodiode, tout en transformant le signal de courant en un signal de tension. Dans ce cas, à la condition que la lumière 30 soit peu atténuée, c’est-à-dire à la condition qu’il n’y ait pas de poussière ou analogue dans le chemin optique, un signal peu être amplifié d’une manière appropriée par un circuit amplificateur non représenté aux dessins, dans la mesure où le signal n’est pas saturé. Le circuit 123 de mesure d’une absorption par le gaz effectue divers types de traitement pour mesurer une absorption par le gaz. Bien que cela ne soit pas représenté aux dessins, le circuit 123 de mesure d’une absorption par le gaz est pourvu de divers types de filtres, d’un circuit amplificateur, d’une unité de détection synchrone, par exemple. Dans le signal de détection synchrone, on effectue une détection de phase à une fréquence qui est un multiple en nombre entier (par exemple deux fois) de la de la fréquence modulée comprise dans le signal de détection sorti de l’élément 22 de réception de la lumière, la fréquence modulée étant fixée dans l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé. Le signal de détection synchrone détecté de manière synchrone est transmis au convertisseur 125 analogique à numérique et est transformé d’analogique en numérique. L’unité 124 de correction arithmétique de la concentration de gaz effectue une opération arithmétique pour la concentration du gaz sur la base d’une correspondance (relation proportionnelle ou analogue) entre la concentration du gaz à mesurer et l’amplitude de la forme d’onde de détection synchrone. A la , le convertisseur 125 d’analogique à numérique est connecté en aval du circuit 123 de mesure d’absorption par le gaz. Toutefois, le convertisseur 125 d’analogique à numérique peut être connecté en amont du circuit 123 de mesure d’absorption par un gaz. Le circuit 123 de mesure d’absorption par un gaz peut extraire un signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz, et un signal de modulation de la lumière pour une communication à partir du signal de détection sorti de l’élément 22 de réception de la lumière. Parmi ces signaux, le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz est soumis à une analyse de gaz dans la détection synchrone mentionnée ci-dessus. En revanche, comme cela sera décrit plus bas, le signal de modulation de la lumière pour une communication est un signal de synchronisation pour un temps de début de mesure dans l’analyse du gaz, par exemple. Le démodulateur / décodeur 127 démodule / décode un signal d’une information de communication en une forme qui peut correspondre à l’analyseur du présent mode de réalisation. L’unité 126 de commande commande les unités de traitement respectives (le circuit 123 de mesure d’une absorption par un gaz, l’unité 124 de correction arithmétique de la concentration de gaz) de l’unité 20 de réception de la lumière. L’unité 126 de commande peut commander les unités respectives de traitement sur la base d’une information sur le gaz à mesurer et de l’information de communication transmise par l’unité 10 d’émission de la lumière. Processus pour obtenir le présent mode de réalisation. La est un schéma représentant la configuration d’ensemble d’un analyseur 2 de gaz à laser classique. Dans la configuration classique, représentée à la , diverses informations de communication, telles qu’une synchronisation d’un temps de début de la mesure de la concentration, sont échangées entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière par l’intermédiaire de la ligne 40 de communication. Comme représenté à la , la ligne 40 de communication relie une unité 31 de production de lumière modulée et une unité 32 de traitement d’un signal de réception de lumière l’une à l’autre. Dans la configuration classique, la ligne 40 de communication, l’unité 31 de production de lumière modulée et l’unité 32 d’un traitement d’un signal de réception de la lumière sont formées sur la base du document de brevet 1, par exemple. Comme décrit ci-dessus, dans la configuration classique, l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont reliées l’une à l’autre par la ligne 40 de communication pour une synchronisation de signaux ou pour échanger des valeurs de réglage. Mais la configuration classique entraîne une augmentation de la dimension de l’analyseur 2 de gaz à laser et présente la difficulté que le routage du câblage devient, par exemple, compliqué. Compte tenu de ce qui précède, dans l’analyseur 1 de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation, comme représenté à la , une communication entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière est effectuée par l’intermédiaire de la lumière 30 laser, sans utiliser la ligne 40 de communication entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière. Comme décrit ci-dessus, dans le présent mode de réalisation, il n’est pas nécessaire de relier l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière par la ligne 40 de communication et c’est pourquoi le routage du câblage analogue effectué par un ouvrier est simplifié, il est également possible d’obtenir une réduction de dimension de l’analyseur 1 à laser. Communication entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière. Dans l’analyseur 1 de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation a un signal de communication entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception peut être produit par l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé, représentée à la , sous la forme d’un signal de modulation de la lumière. Il est préférable que le signal de communication soit une information sur l’unité 10 d’émission de la lumière, l’information étant requise par l’unité 20 de réception de la lumière. L’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé peut produire un signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et un signal de modulation de la lumière pour une communication. Le signal de modulation de la lumière pour une communication est, par exemple, un signal de synchronisation pour aligner des phases, lorsque l’on effectue une détection synchrone. Le signal de synchronisation peut être un signal de modulation d’intensité, comme une impulsion, par exemple, et peut faire que l’unité 11 de production d’un signal modulé et l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière peuvent se synchroniser l’une avec l’autre au temps d’horloge auquel une impulsion est reçue. Lorsque la concentration du gaz est détectée par la détection synchrone, si un temps de début de la mesure n’est pas synchronisé entre l’unité 11 de production d’une lumière modulée et l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière, un déphasage est produit dans la forme d’onde détectée. Compte tenu de ce qui précède, dans le présent mode de réalisation, une communication entre l’unité 11 de production d’une lumière modulée et l’unité 21 de traitement de signal de réception de la lumière est effectuée en superposant un signal de synchronisation à la lumière laser pour aligner des phases, au lieu d’utiliser la ligne 40 classique de communication. Par une configuration de ce genre, il est possible de synchroniser le temps de début de la mesure entre l’unité 11 de production d’une lumière modulée et l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière, et ainsi on peut supprimer l’apparition d’un déphasage. La est un schéma de la forme d’onde d’un courant de commande produit par l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé. Un signal ID de synchronisation / de mesure, sous la forme d’un signal (I) de modulation de la lumière pour une communication, est fourni avant chaque signal (II) de modulation de la lumière pour une analyse de gaz. Le signal (II) de modulation de la lumière est un signal de mesure de la lumière, qui balaye une longueur d’onde dans une bande de longueurs d’onde, qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. Un signal (III) de modulation de la lumière, représenté à la , est différent du signal (I) de modulation de la lumière et est une information sur l’unité 10 d’émission de la lumière, l’information étant requise par l’unité 20 de réception de la lumière. Bien que ce ne soit pas une limitation, le signal (III) de modulation de la lumière peut être une information sur un changement de caractéristiques, telle qu’une information sur la température de l’élément 12 laser, une information de détérioration, une information sur le gaz à mesurer, par exemple. L’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé, représentée à la , peut produire un signal de modulation de la lumière sous la forme d’un signal numérique. Le signal de modulation de la lumière est transformé de numérique en analogique par le convertisseur 114 de numérique en analogique, et est transmis à l’élément 12 laser. Dans le présent mode de réalisation, les signaux (I), (III) de modulation de la lumière pour une communication et le signal (II) de modulation de la lumière pour une analyse de gaz sont superposés sur la ligne 30 laser. Dans l’unité 20 de réception de la lumière, le circuit 123 de mesure d’une absorption par du gaz obtient un signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz, et un signal de modulation de la lumière pour une communication à partir du signal de détection sorti par l’élément 22 de réception de la lumière pour synchroniser un temps de début de la mesure dans la détection synchrone. Par une configuration de ce genre, il est possible de corriger le déphasage de la forme d’onde de détection synchrone dans le circuit de mesure d’absorption par un gaz, et ainsi on peut détecter la concentration du gaz avec une grande précision. En outre, on effectue une synchronisation par le signal (I) de modulation de la lumière pour chaque mesure de gaz, et ensuite on détecte la concentration du gaz par le signal (II) de modulation de la lumière, et ainsi on peut détecter la concentration du gaz sans produire un déphasage pour chaque mesure. Une configuration de ce genre est donc préférée. Lorsqu’un signal ID de synchronisation / mesure produit par l’unité 113 de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé est donné sous la forme d’une simple impulsion unique, il y a une possibilité de ne pas obtenir le cadençage correct, dans le cas où la lumière 30 laser est interrompue par de la poussière ou analogue. Compte de tenu de ce qui précède, on détermine une pluralité de configurations d’impulsion à l’avance et on utilise un signal pour la mesure, seulement si l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière peuvent recevoir correctement une configuration de ce genre. Par une configuration de ce genre, il est possible de mesurer la concentration d’une manière stable. Pour la configuration d’impulsion, on peut utiliser exactement la même configuration d’impulsion. Toutefois, un cas de ce genre repose sur une prémisse, que l’on effectue la mesure en continu dans les mêmes conditions. Dans le cas où l’on mesure une pluralité de constituants gazeux, tel que le cas dans lequel un constituant gazeux à mesurer est modifié, pour permettre à l’unité 20 de réception de lumière d’identifier le constituant gazeux, qui est à mesurer, on fixe des configurations d’impulsion, de manière à ce que la configuration d’impulsion suivante puisse être prédite sur la base de la configuration d’impulsion reçue par l’unité 20 de réception de la lumière, à partir de l’unité 10 d’émission de la lumière. Une configuration de ce genre permet d’effectuer une mesure dans plusieurs conditions. L’unité 124 de correction arithmétique de la concentration de gaz reçoit notification par l’unité 126 de commande, que l’unité 124 de correction arithmétique de la concentration de gaz doit calculer la concentration du constituant en question. C’est ainsi, par exemple, que lorsque l’on prévoit deux configurations de 10001 et 10101, comme configurations d’impulsion, on peut effectuer la mesure dans deux conditions. En adoptant des nombres séquentiels, tels que 10001, 10010 et 10011, il est possible de prédire une configuration d’impulsion suivante. La représente un exemple, dans lequel on effectue une communication avec une configuration d’impulsion, c’est-à-dire que l’on effectue une communication par une modulation d’intensité. Mais, il est possible d’utiliser un système de communication optique général, qui utilise un laser unique. Il est aussi possible d’utiliser une communication binaire, telle qu’Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (SFK) ou Phase Shift Keying (PSK) ou d’utiliser des traitements à valeurs multiples (QASQ, QPSK ou analogue), qui utilise une amplitude ou analogue. Dans un cas de ce genre, le démodulateur / décodeur 12, représenté à la , provoque une correspondance du signal. En variante, en introduisant le mécanisme d’une détection optique hétérodyne à l’unité 20 de réception de la lumière, il est possible de provoquer une correspondance de signal. Dans le présent mode de réalisation, le signal (III) de modulation de la lumière, pour une communication entre l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière, est transmis par l’unité 11 de production d’une lumière modulée à l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière. Il est possible de transmettre périodiquement ou non périodiquement, le signal (III) de modulation de la lumière. Mais, il est préférable d’effectuer une communication périodiquement entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière pour échanger des valeurs de réglage ou analogue. Dans le présent mode de réalisation, on détecte plusieurs fois une concentration par le signal (I) de modulation de la lumière et le signal (II) de modulation de la lumière, et ensuite, on transmet périodiquement le signal (III) de modulation de la lumière. En ce point de fonctionnement, on effectue une communication dans un seul sens de l’unité 10 d’émission de la lumière à l’unité 20 de réception de la lumière. Il est, en conséquence, possible de traiter ce cas par un procédé, dans lequel une information qui est requise par l’unité 20 de réception de la lumière et déterminée à l’avance et l’unité 10 d’émission de la lumière transmet (radio diffuse) cette information périodiquement. En outre, comme décrit ci-dessus, on anticipe qu’une configuration d’impulsion est rompue en raison d’un facteur de perturbation, telle que de la poussière. C’est pourquoi en ajoutant de la redondance, telle qu’une somme de contrôle, il est possible d’obtenir une communication ayant une fiabilité plus grande. Pour assurer simultanément la fonction mentionnée ci-dessus de mesure d’une concentration et la fonction de communication, il est souhaitable de prévoir un convertisseur 114 numérique à analogique à faible distorsion entre l’unité 10 de production d’une lumière modulée et l’élément 12 laser. L’analyseur de gaz à laser classique a la propriété que, en utilisant le fait qu’une distorsion est produite dans la lumière laser modulée optiquement, en raison d’une absorption par le gaz à mesurer, la concentration est détectée en mesurant une composante harmonique (deuxième harmonique en général) d’une fréquence modulée. C’est pourquoi l’analyseur de gaz à laser classique utilise souvent un oscillateur analogique à faible distorsion qui oscille à une fréquence précise. Même lorsqu’on utilise un oscillateur analogique de ce genre, une modulation d’intensité (ASK) permet d’effectuer, d’une manière relativement facile, une communication en utilisant un mixeur / multiplexeur (AND) ou analogue. En revanche, quand on effectue une communication par modulation, telle que PSK ou FSK ou par un traitement à valeurs multiples, on peut craindre que des circuits périphériques deviennent compliqués, ce qui entraîne une augmentation d’échelle des circuits. Compte tenu de ce qui précède, dans le présent mode de réalisation, on utilise un convertisseur numérique à analogique, qui a un petit facteur de distorsion, bien en-dessous du facteur de distorsion d’harmonique total (approximativement – 90 à – 80 dB) de l’oscillateur analogique à faible distorsion classique, et c’est pourquoi on peut commander le laser par une forme d’onde souhaitée, tout en ayant une performance de modulation à faible distorsion, qui est requise pour mesurer la concentration du gaz. Il est ainsi possible de ne pas avoir à augmenter l’échelle d’un circuit, même pour une communication qui comprend un traitement à valeurs multiples entre l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière. L’analyseur de gaz à laser, suivant la présente invention, est optimum pour mesurer des gaz d’échappement de combustion ou pour commander une combustion pour une chaudière ou une incinération d’ordures, par exemple. En outre, l’analyseur de gaz à laser, suivant la présente invention, est utilisé de préférence comme analyseur des gaz utilisés pour le fer et l’acier (haut fourneaux, fours convertisseurs, fours de traitement par la chaleur, frittage, dispositif de pastillage, fours à coke (pour stocker et faire mûrir des fruits et des végétaux), en biochimie (microorganismes) par fermentation, pour la pollution de l’air (incinérateur, gaz de fumée, désulfuration / dénitrification (pour des gaz d’échappement de moteurs à combustion interne d’automobiles), de bateaux ou analogues (élimination d’un appareil de test), pour prévenir des désastres (détection de gaz explosif, détection de gaz toxique, analyse de gaz de combustion de nouveaux matériaux de construction), pour des plantes en croissance, pour une analyse chimique (usines de raffinage du pétrole, usines de chimie du pétrole, usines de production de gaz), pour la concentration dans l’environnement (niveau de base), la concentration dans des tunnels, dans des emplacements de parking, la gestion de bâtiment et pour diverses expériences en physique et en chimie, par exemple. Enumération des repères 1 analyseur de gaz à laser 2 analyseur de gaz à laser 10 unité d’émission de la lumière 11 unité de production d’une lumière modulée 12 élément laser 13 lentille de collimation 14 plaque de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière 15 boîtier de l’unité d’émission de la lumière 20 unité de réception de lumière 21 unité de traitement d’un signal de réception de la lumière 22 élément de réception de la lumière 23 lentille formant condenseur 24 plaque de fenêtre de l’unité de réception de la lumière 25 boîtier de l’unité de réception de la lumière 30 lumière laser 40 ligne de communication 50a, 50b paroi 51a, 51b bride 52a, 52b bride de réglage de l’axe optique 112 circuit de réglage de la température de l’élément laser 113 unité de fixation du courant balayé en longueur d’onde et modulé 114 convertisseur numérique à analogique 122 circuit de conversion IV 123 circuit de mesure de l’absorption par un gaz 124 unité de correction arithmétique d’une concentration de gaz 125 convertisseur analogique à numérique 126 unité de commande 127 démodulateur / décodeur Analyseur (1) de gaz à laser, qui effectue une analyse d’un gaz à mesurer, qui est présent dans un espace à mesurer, l’analyseur (1) de gaz à laser étant caractérisé en ce qu’il comprend : une unité (10) d’émission de la lumière ayant un élément (12) laser, configuré pour émettre de la lumière (30) laser dans une bande de longueur d’onde, qui inclut une longueur d’onde d’absorption de la lumière d’un spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité (11) de production de lumière modulée, configurée pour fournir un courant de commande à l’élément (12) laser, de manière à ce qu’une longueur d’onde du courant de commande soit balayée et modulée dans la bande de longueur d’onde, qui inclut la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer ; et une unité (20) de réception de la lumière, ayant un élément (22) de réception de la lumière, configuré pour recevoir la lumière (30) laser, qui passe dans l’espace à mesurer, et une unité (21) de traitement de signal de réception de la lumière, configuré pour analyser le gaz à mesurer sur la base d’un signal de détection sorti de l’élément (22) de réception de la lumière, dans lequel une communication entre l’unité (10) d’émission de la lumière et l’unité (20) de réception de la lumière est effectuée par la lumière (30) laser. Analyseur (1) de gaz à laser suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité (10) d’émission de la lumière produit, par l’unité (11) de production de lumière modulée, une information sur l’unité (10) d’émission de la lumière, sous la forme d’un signal de modulation de la lumière, l’information étant requise par l’unité (20) de réception de la lumière, et superpose le signal de modulation de la lumière à la lumière (30) laser, et l’unité (21) de traitement d’un signal de réception de la lumière obtient un signal de modulation de la lumière pour une analyse du gaz et un signal de modulation de la lumière pour une communication à partir d’un signal de détection sorti de l’élément (22) de réception de la lumière. Analyseur (1) de gaz à laser suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l’information sur l’unité (10) d’émission de la lumière est un temps de début de la mesure où l’analyse du gaz est effectué, l’information étant requise par l’unité (20) de réception de la lumière. Analyseur (1) de gaz à laser suivant l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’unité (11) d’émission de la lumière transforme de numérique en analogique le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et le signal de modulation de la lumière pour une communication, qui sont produits par l’unité (11) de production de lumière modulée, et l’unité (10) d’émission de la lumière superpose le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz, et le signal de modulation de la lumière pour une communication à la lumière (30) laser. Analyseur (1) de gaz à laser suivant l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’unité (21) de traitement d’un signal de réception de la lumière transforme d’analogique en numérique le signal de détection sorti de l’élément (22) de réception de la lumière pour obtenir le signal de modulation de la lumière pour une analyse de gaz et le signal de modulation de la lumière pour une communication.