Brevet FR3038060A1 (20161230)
REVENDICATIONS1. Appareil de mesure d'une quantité de matériau magnétique non- linéaire sans hystérèse, dit matériau superparamagnétique, l'appareil comprenant : - quatre bobines (1-4) de fil électrique possédant des géométries et des propriétés électriques et électromagnétiques respectives qui sont identiques ou sensiblement identiques, et les quatre bobines étant connectées électriquement en série de façon à former une chaîne avec deux bornes extrêmes (A, B) de ladite chaîne, une borne centrale (C) dans ladite chaîne, et deux bornes secondaires (S1, S2) de ladite chaîne qui sont situées chacune entre la borne centrale et l'une des deux bornes extrêmes, - des moyens d'injection (5) d'un courant continu (Ipc) dans la chaîne des bobines (1-4), connectés aux deux bornes extrêmes (A, B) de la chaîne des bobines, et des moyens d'ajustement d'une intensité du courant continu ; - des moyens d'injection (6) d'un premier courant alternatif (IBF) ayant une première fréquence (BF), connectés pour injecter ledit premier courant alternatif dans la chaîne des bobines (1-4) par la borne centrale (C), et pour reprendre ledit premier courant alternatif par les deux bornes extrêmes (A, B), de sorte que le premier courant alternatif s'écoule avec des premières intensités (Ii) qui sont identiques ou sensiblement identiques par lesdites deux bornes extrêmes sans s'écouler par les bornes secondaires (S1, S2) ; - des moyens d'injection (7) d'un second courant alternatif (IHF) ayant une seconde fréquence (HF) qui est différente de la première fréquence (BF), connectés pour injecter ledit second courant alternatif dans la chaîne des bobines (1-4) par les deux bornes secondaires (S1, S2), et pour reprendre ledit second courant alternatif par la borne centrale (C) et les deux bornes extrêmes (A, B) de sorte que le second courant 3038060 - 1 8 - alternatif s'écoule avec des secondes intensités (12) qui sont identiques ou sensiblement identiques par lesdites deux bornes secondaires, et de sorte que ledit second courant alternatif s'écoule avec des troisièmes intensités (13) qui sont identiques ou sensiblement 5 identiques dans toutes les bobines mais en sens contraires entre deux bobines qui sont successives dans la chaîne ; et - des moyens de détection (9) d'au moins une composante de tension électrique qui existe entre les deux bornes secondaires (S1, S2) de la chaîne des bobines (1-4), une fréquence de ladite composante de 10 tension électrique, dite fréquence de mélange, étant une combinaison linéaire de la première fréquence (BF) et de la seconde fréquence (HF), avec des coefficients de combinaison linéaire fixes, entiers et non nuls, de sorte que lorsque la quantité de matériau superparamagnétique est située 15 dans l'une (2) des bobines (1-4), dite bobine de mesure, les moyens de détection (9) produisent en sortie un signal de mesure qui est proportionnel à ladite quantité de matériau superparamagnétique.\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 1, dans lequel les quatre bobines (1 -\n<CLM>\1\tsont juxtaposées les unes aux autres sur toute une longueur des bobines, et 20 les deux bobines (2,\n<CLM>\1\tqui sont intermédiaires entre les deux bornes secondaires (S1, S2) de la chaîne des bobines ont des sens d'enroulement qui sont opposés entre lesdites deux bobines.\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un quotient entre les première (BF) et seconde (HF) fréquences est supérieur à\n<CLM>\1\t25\n<CLM>\1\tAppareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'injection (5) du courant continu (Ion), les moyens d'injection (6) du premier courant alternatif (1BF) et les moyens d'injection (7) du second courant alternatif (1HF) comprennent ensemble quatre câbles de connexion (CC1-CC4) qui sont dédiés respectivement à chacune des quatre 30 bobines (1-4), chaque câble comprenant deux fils électriques connectés un-à- une aux deux bornes successives dans la chaîne des bobines qui connectent 3038060 -19- directement la bobine à laquelle ledit câble est dédié, de sorte que tout le courant continu, tout le premier courant alternatif et tout le second courant alternatif qui sont injectés dans les bobines soient transportés en aller et retour par lesdits câbles, et des longueurs respectives des dits câbles sont ajustées 5 pour que les troisièmes (13) intensités du second courant alternatif (IHF) soient identiques ou sensiblement identiques en valeur absolue dans toutes les bobines de la chaîne.\n<CLM>\1\tAppareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la seconde fréquence (HF) est supérieure à la première fréquence 10 (BF), et dans lequel les moyens d'injection (7) du second courant alternatif (IHF) comprennent une source (71) du second courant alternatif et un enroulement primaire (73) d'un transformateur (8), une sortie de courant de ladite source étant connectée à un point milieu (J) de l'enroulement primaire du 15 transformateur, et deux bornes extrêmes (F, H) dudit enroulement primaire étant connectées respectivement aux deux bornes secondaires (S1, S2) de la chaîne des bobines (1-4), et dans lequel un enroulement secondaire (91) du transformateur (8) appartient aux moyens de détection (9) de la composante de tension électrique qui 20 possède la fréquence de mélange.\n<CLM>\1\tAppareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de détection (9) de la composante de tension électrique qui possède la fréquence de mélange comprennent : - un premier démodulateur synchrone (93) qui est couplé aux moyens 25 d'injection (7) du second courant alternatif (IHF), et qui est agencé pour décaler en fréquence la composante de tension électrique qui possède la fréquence de mélange, par suppression d'une contribution de la seconde fréquence (HF) dans ladite fréquence de mélange ; et - un second démodulateur synchrone (94) qui est couplé aux moyens 30 d'injection (6) du premier courant alternatif (IBF), et qui est agencé pour décaler en fréquence la composante de tension électrique qui possède 3038060 - 20 - la fréquence de mélange, par suppression d'une contribution de la première fréquence (BF) dans ladite fréquence de mélange, lesdits premier (93) et second (94) démodulateurs synchrones étant agencés en cascade de façon à produire en sortie un signal électrique continu qui est 5 proportionnel à une amplitude de la composante de tension électrique qui possède la fréquence de mélange.\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 6, dans lequel la seconde fréquence (HF) est supérieure à la première fréquence (BF), et les moyens d'injection (7) du second courant alternatif (IHF) comprennent des moyens pour multiplier une 10 intensité instantanée dudit second courant alternatif par une séquence pseudo- aléatoire de facteurs chacun égaux à +1 ou -1, de façon à créer une modulation dudit second courant alternatif qui est aussi supprimée par le premier démodulateur synchrone (93).\n<CLM>\1\tAppareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 dans lequel la seconde fréquence (HF) est supérieure à la première fréquence (BF), et les moyens d'injection (6) du premier courant alternatif (IBF) sont connectés à la borne centrale (C) de la chaîne des bobines (1-4) par un premier condensateur (C1) adapté pour être conducteur de courant alternatif à la 20 première fréquence (BF) et à la seconde fréquence (HF) ; et les moyens d'injection (7) du second courant alternatif (IHF) sont connectés à chacune des deux bornes secondaires (S1, S2) de la chaîne des bobines (1-4) par un second condensateur (C2) respectif adapté pour être conducteur de courant alternatif à la seconde fréquence (HF) mais pas à la première 25 fréquence (BF).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure d'une quantité inconnue d'un matériau superparamagnétique, comprenant les étapes suivantes : /1/ en utilisant un appareil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, et avec une valeur de l'intensité du 30 courant continu (Ion), et des valeurs respectives d'intensités pour le 3038060 -21- premier courant alternatif (IBF) et pour le second courant alternatif (IHF), obtenir le signal de mesure qui est produit en sortie par les moyens de détection (9) lorsqu'une quantité de référence du matériau superparamagnétique est située dans la bobine de mesure (2) ; et 5 /2/ en utilisant le même appareil, et la même valeur de l'intensité du courant continu (Ion) qu'à l'étape /1/, et les mêmes valeurs d'intensités qu'à ladite étape /1/ pour le premier courant alternatif (IBF) et pour le second courant alternatif (IHF), obtenir le signal de mesure qui est produit en sortie par les moyens de détection (9) lorsque la quantité 10 inconnue du matériau superparamagnétique est située dans la bobine de mesure (2) à la place de la quantité de référence ; exécuter la séquence des étapes /1/ et /2/ à plusieurs reprises en variant entre chaque exécution de ladite séquence la valeur de l'intensité du courant continu (Ion), mais sans modifier les valeurs d'intensités du premier courant alternatif 15 (IBF) et du second courant alternatif (IHF) ; puis : /3/ former un premier vecteur avec des valeurs (SR) des signaux de mesure qui ont été produits successivement par les moyens de détection (9) lors des exécutions de l'étape /1/ ; /4/ former un second vecteur avec des valeurs (SM) des signaux de 20 mesure qui ont été produits successivement par les moyens de détection (9) lors des exécutions de l'étape /2/ ; et /5/ calculer la quantité inconnue du matériau superparamagnétique en multipliant la quantité de référence par un produit scalaire du premier vecteur avec le second vecteur, divisé par un produit scalaire du 25 premier vecteur avec lui-même.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, suivant lequel les valeurs de l'intensité du courant continu (Ipc) qui sont utilisées pour les exécutions successives de la séquence des étapes /1/ et /2/, possèdent une moyenne qui est nulle ou sensiblement nulle. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9 ou 10, suivant lequel le matériau superparamagnétique est complexé avec une substance biomédicale ou 3038060 - 22 - biologique, notamment avec une substance immunologique, et en particulier avec un anticorps ou un antigène.